以太坊被称为是区块链2.0，主要是它提供了一个去中心化应用DAPP平台，让用户自定义智能合约。那这个框架解决了什么问题？如何运转？
1.以太坊（Ethereum）的框架结构

简单说，以太坊=区块链+智能合约，开发者在以太坊上可以开发任意的应用，实现任意的智能合约。

以上结构中的创新点是以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine），合约存储在以太坊的区块上，并被编译为以太坊虚拟机字节码，通过虚拟机来运行智能合约。由于这个中间层存在，以太坊可实现多种语言的合约代码编译，网络中的每个以太坊节点运行EVM实现并执行相同的指令。
其他相关的应用工具有：钱包、浏览器、控制台、社区。

2.以太坊的区块结构
简单说，以太坊区块=基于交易的状态机，根据以太坊的状态机，我们从创世纪状态(genesis state)开始。这差不多类似于一片空白板，在网络中还没有任何交易的产生状态。当交易被执行后，这个创世纪状态就会转变成最终状态。在任何时刻，这个最终状态都代表着以太坊当前的状态。

以太坊的状态有百万个交易。这些交易都被“组团”到一个区块中。一个区块包含了一系列的交易，每个区块都与它的前一个区块链接起来。

在此创新点在于叔区块，以太坊15秒出块，这大大增加孤块（亦是叔块）的产生，为了鼓励旷工引用叔块，使主链获得更多安全保障，以太坊设计了一套规则发放奖励。同时，以太坊使用了一个“ghost协议”的数学机制，保证必须选择一个在其上完成计算最多的路径，成为主链。

从上图区块内容看，创新点有：费用Gas、Ommers、默克尔-帕夏尔树（Merkle Patricia Tree）。
费用Gas：是用来衡量在一个具体计算中要求的费用单位。gas price就是你愿意在每个gas上花费Ether的数量，以“gwei”进行衡量。“Wei”是Ether的最小单位，1Ether=10^18Wei. 1gwei=10^9 Wei。

对每个交易，发送者设置gas limit和gas price。gas limit和gas price就代表着发送者愿意为执行交易支付的Wei的最大值。这个可防止出现无限循环程序，让系统瘫痪。Ommers：是一个区块的父区块与当前区块父区块的父区块是相同的。目的就是为了帮助奖励矿工纳入这些孤区块。矿工包含的ommers必须是有效的，也就是ommers必须在父区块的第6个子区块之内或更小范围内。在第6个子区块之后，陈旧的孤区块将不会再被引用。
默克尔-帕夏尔树：状态树——代表访问区块后的整个状态，如账户余额、合约存储、合约代码以及账户随机数等。交易树——代表区块中发生的所有交易历史，这类交易也被认为是一个消息，包含签名的数据包等。在以太坊，交易分为3类：转账交易、合约创建交易、合约执行交易。收据树——代表每笔交易对应的收据，是一个数据的统计记录，记录了交易执行后的特征数据。目的是为了方便各种数据查询。
同时，区块链就是一群节点来维持的，有两种节点类型：全节点和轻节点。全节点通过下载整条链来进行同步，从创世纪块到当前块，执行其中包含的所有交易。通常，矿工会存储全节点，因为他们在挖矿过程中需要全节点。也有可能下载一个全节点而不用执行所有的交易。无论如何，一个全节点包含了整个链。不过除非一个节点需要执行所有的交易或轻松访问历史数据，不然没必要保存整条链。这就是轻节点概念的来源。由于轻节点可以访问块的头，而头中包含了3个tries的Hash，所有轻节点依然可以很容易生成和接收关于交易、事件、余额等可验证的答案。

3.以太坊的交易过程
以太坊协议最复杂的部分：交易的执行。假设你发送了一笔交易给以太坊网络处理，将以太坊状态转换成包含你的交易这个过程到底发生了什么？

Account Nonce：表示交易的发送者已发送过的交易数，与账户结构中定义的随机数对应。
GasLimit与GasPrice：Limit表示交易执行所需的计算量，Price是单价，两者相乘是所需的手续费。

To：接收方的地址。在合约创建交易中，合约账户的地址还没有存在，所以值先空着。

Value：从发送者转移到接收者的Wei数量。在合约创建交易中，value作为新建合约账户的开始余额。

v,r,s：用于产生标识交易发生着的签名。

init（只有在合约创建交易中存在）：用来初始化新合约账户的EVM代码片段。init值会执行一次，然后就会被丢弃。当init第一次执行的时候，它返回一个账户代码体，也就是永久与合约账户关联的一段代码。

data（可选域，只有在消息通信中存在）：消息通话中的输入数据(也就是参数)。例如，如果智能合约就是一个域名注册服务，那么调用合约可能就会期待输入域例如域名和IP地址。

什么是账户？每个账户都有一个与之关联的状态(state)和一个20字节的地址(address)。在以太坊中一个地址是160位的标识符，用来识别账户的。这两种类型的账户：①外部拥有的账户，被私钥控制且没有任何代码与之关联。②合约账户，被它们的合约代码控制且有代码与之关联。

账户状态有四个组成部分，不论账户类型是什么，都存在这四个组成部分：
nonce：如果账户是一个外部拥有账户，nonce代表从此账户地址发送的交易序号。如果账户是一个合约账户，nonce代表此账户创建的合约序号。

balance：此地址拥有Wei的数量。

storageRoot： Merkle Patricia树的根节点Hash值（我们后面在解释Merkle树）。Merkle树会将此账户存储内容的Hash值进行编码，默认是空值。

codeHash：此账户EVM（以太坊虚拟机，后面细说）代码的hash值。对于合约账户，就是被Hash的代码并作为codeHash保存。对于外部拥有账户，codeHash域是一个空字符串的Hash值。

现在进入正题，交易的三种类型：

1. 转账交易：一个账户往另外一个账户转账发送以太币。
2. 合约创建交易：合约在创建时是需要消耗以太币。
3. 合约执行交易：在执行过程中，发送者没有提供足够的gas来执行交易，那么交易执行就会出现“gas不足”然后被认为是无效的。在这种情况下，交易处理就会被终止以及所有已改变的状态将会被恢复，最后我们就又回到了交易之前的状态—完完全全的之前状态就像这笔交易从来没有发生。因为机器在耗尽gas之前还是为计算做出了努力，所以理论上，将不会有任何的gas被返回给发送者。