1. Gas 機制是如何運作的
以太坊是目前第二大公鏈，它和比特幣不一樣，以太坊上的可以實現的功能更多，如果比特幣是一個可以進行加減乘除的計算器，那麼以太坊就是一台功能完備的計算機。以太坊系統的復雜度超過比特幣好幾個數量級。
在以太坊中，用戶可以自己寫一個智能合約，然後把智能合約放到以太坊中執行。智能合約的執行需要消耗資源，而以太坊上的資源是有限的。
在計算機系統中，停機問題（https://zh.wikipedia.org/wiki/停機問題）目前還沒有辦法完全證明。這個問題簡單來說就是沒辦法判斷一個程序是否能夠在有限的時間內結束運行。
如果一個用戶提交了一個死循環程序到以太坊中，那麼就會無限的執行下去，從而將以太坊網路擊垮。而使用 gas 機制則可以解決這個問題，智能合約中，每段代碼的執行都會消耗一定量的 gas，在用戶提交交易的時候需要指定好。如果 gas 消耗完了，那麼智能合約就必須停止，交易也會被撤銷，如果智能合約執行完成， gas 還有剩餘，就會退還給用戶。
需要特別說明的是，即使交易失敗，用戶也需要支付 gas 費用，因為以太坊為這些錯誤的交易也付出了計算資源。
除了這點之外，gas 還可以用來激勵礦工，用戶提交交易所消耗的 gas 費用最後都會給到礦工，礦工會優先去打包那些提供了更高 gas 價格的交易，在以太坊中，如果希望自己的交易早點被打包，可以設置更高的 gas 價格。
g as 機制是以太坊系統的命脈。
gas 本質就是維護以太坊網路安全，這是從兩個方面來做到的，一方面通過 gas 來衡量計算量，一方面使用 gas 來吸引更多的礦工，礦工的數量越多，以太坊網路就越安全。
gas 只能用於交易中，用戶不會接觸到 gas，gas 會在交易的提交的時候直接通過以太幣來兌換。
智能合約中，每個操作都會消耗一定的 gas 。每個操作都對應一個 Opcode，下面是一些常見的 gas 消耗，完整的 gas 消耗說明看這里：https://github.com/crytic/evm-opcodes
以太坊中的交易最後會被確認，打包成區塊，這樣交易才算是完成，但是在一個區塊中，可以打包的交易是有限的，以太坊通過 gas 來限制可以打包的交易數。這樣就讓被打包的機會成為了一個稀缺的資源。
用戶提交一個交易後，gas 量可以看做是一個固定的值，礦工為了做到最大收益，就會選擇那些 gas 價格更高的交易。
很多以太坊的用戶經常吐槽 gas 費過高，其實這里的過高不是指 gas 本身過高，而是指 gas 對應的以太坊價格過高。
因為 Gas 的價格不是固定的，而是波動的，簡單來說就是根據供需關系來決定的，如果同時需要用以太坊的用戶多，那麼Gas 的價格就貴，如果用戶的人少，那麼 Gas 的費用就會少。
以太幣的最基本單位是 wei，1 ETH = 10 ^18 wei，而衡量 gas 價格的單位則是 gwei，1 ETH = 10 ^ 9 gwei。
在提交交易的時候，需要設定兩個參數，一個是 gas 的最大消耗量（gas limited）和 gas 的價格，gas 的消耗量通常情況下會比較固定，不會有太大的變化，主要是 gas 的價格會波動很大。
在上面我們說到礦工會挑選那些 gas 費用比較高的交易進行打包。所以 gas 的價格設置得越高，那麼總的 gas 費用就會越高。如果想讓當前的交易盡快被確認，那麼就需要設置一個當前相對來說比較高的 gas 價格。
其實對當前 gas 價格最清楚的就是那些礦工，所以礦工們也提供了一些服務，讓用戶可以實時地了解到當前 gas 價格的分布。比如 GasNow 就是一個比較常用的服務，現在很多錢包中都在使用這個來為錢包的用戶提供 gas 價格建議。
如果你提交的交易不緊急，那麼使用當前的平均 gas 價格就可以，如果需要提交緊急的交易，那麼就需要設置更高的 gas 價格。
文 / Rayjun
2. 以太坊是如何挖礦的
以太坊的代幣是通過采礦過程中產生的，每塊采礦率為 5 個以太幣。以太坊的采礦過程幾乎與比特幣相同，對於每一筆交易，礦工都可以使用計算機通過散列函數運行該塊的唯一標題元數據，反復，快速地猜出答案，直到其中一人獲勝。
許多新用戶認為，采礦的唯一目的是以不需要中央發行人的方式生成醚（參見我們的指南「 什麼是以太？ 」）。這是真的。以太坊的代幣是通過采礦過程中產生的，每塊采礦率為 5 個以太幣。但是，采礦還有至少同樣重要的作用。通常，銀行負責保持交易的准確記錄。他們確保資金不是憑空創造的，用戶不會多次欺騙和花錢。不過，區塊鏈引入了一種全新的記錄保存方式，整個網路而不是中介，驗證交易並將其添加到公共分類賬。
Ethereum Mining
盡管「無信任」或「信任最小化」貨幣體系是目標，但仍有人需要確保財務記錄的安全，確保沒有人作弊。采礦是使分散記錄成為可能的創新之一。礦工們在防止欺詐行為（特別是醚的雙重支出）方面達成了關於交易歷史的共識 – 這是一個有趣的問題，在分散化的貨幣未在工作區塊鏈之前解決。雖然以太坊正在研究其他方法來就交易的有效性達成共識，但采礦目前將平台保持在一起。
挖礦如何工作
今天，以太坊的采礦過程幾乎與比特幣相同。對於每一筆交易，礦工都可以使用計算機反復，快速地猜出答案，直到其中一人獲勝。更具體地說，礦工將通過散列函數（它將返回一個固定長度，亂序的數字和字母串，它看起來是隨機的）運行該塊的唯一標題元數據（包括時間戳和軟體版本），只改變』nonce 值』 ，這會影響結果散列值。
如果礦工發現與當前目標相匹配的散列，礦工將被授予乙醚並在整個網路上廣播該塊，以便每個節點驗證並添加到他們自己的分類賬副本中。如果礦工 B 找到散列，礦工 A 將停止對當前塊的工作，並為下一個塊重復該過程。礦工很難在這場比賽中作弊。沒有辦法偽造這項工作，並拿出正確的謎題答案。這就是為什麼解謎方法被稱為「工作證明」。
另一方面，其他人幾乎沒有時間驗證散列值是否正確，這正是每個節點所做的。大約每 12-15 秒，一名礦工發現一塊石塊。如果礦工開始比這更快或更慢地解決謎題，演算法會自動重新調整問題的難度，以便礦工回彈到大約 12 秒鍾的解決時間。
礦工們隨機賺取這些乙醚，他們的盈利能力取決於運氣和他們投入的計算能力。以太坊使用的具體工作量驗證演算法被稱為』ethash』，旨在需要更多的內存，使得使用昂貴的 ASIC 難以開采 – 特殊的采礦晶元，現在是唯一可以盈利的比特幣開采方式。
從某種意義上講，ethash 可能已經成功實現了這一目的，因為專用 ASIC 不可用於以太坊（至少目前還沒有）。此外，由於以太坊旨在從工作證明挖掘轉變為「股權證明」（我們將在下面討論），購買 ASIC 可能不是一個明智的選擇，因為它可能無法長久證明有用。
轉移到股權證明
不過，以太坊可能永遠不需要礦工。開發人員計劃放棄工作證明，即網路當前使用的演算法來確定哪些交易是有效的，並保護其免受篡改，以支持股權證明，網路由代幣所有者擔保。如果並且當該演算法推出時，股權證明可以成為實現分布式共識的一種手段，而該共識使用更少的資源。