比特币与以太币底层依托区块链技术体系,比特币核心技术包含工作量证明共识、UTXO交易模型、SHA‑256哈希算法与默克尔树链式账本,以太币则以权益证明共识、账户状态模型、EVM以太坊虚拟机、默克尔帕特里夏树为核心,二者在密码学基础之上,因定位差异形成两套完全不同的技术实现,共同支撑起币圈两大头部公链的运行。

比特币作为点对点电子现金系统,整套技术围绕价值转移设计,工作量证明PoW是网络安全的根基,矿工通过反复计算SHA‑256哈希难题竞争记账权,全网每2016个区块自动调整挖矿难度,维持平均10分钟出块节奏,依靠算力成本抵御篡改攻击。UTXO未花费交易输出模型是比特币区别于传统账户系统的关键,链上不直接记录用户账户余额,只保存每一笔交易的输出,用户余额由钱包聚合所有归属于自身地址的未花费输出计算得出,每一笔被使用过的输出会直接作废,从底层规避双重支付问题。区块内部借助默克尔树压缩交易数据,区块头保存默克尔根哈希,轻节点依靠简易支付验证即可校验交易是否上链,不需要同步完整账本,这套极简设计保障比特币长期稳定运行,但原生脚本能力有限,仅支持简单条件校验,无法运行复杂业务逻辑。

以太币所在的以太坊公链,在密码学链式账本基础上做了面向可编程场景的全面拓展,合并升级之后彻底切换为权益证明PoS共识,取消挖矿机制,由质押32枚ETH的验证者负责打包确认区块,作恶验证者会面临质押资产罚没,依靠经济约束实现网络安全,出块间隔缩短至12秒左右,交易最终确认时间大幅缩短。以太坊抛弃UTXO转而采用账户状态模型,分为外部账户与合约账户,直接记录地址余额、随机数、合约代码与存储数据,能够持续维护动态业务状态,为各类链上应用打下基础。默克尔帕特里夏树作为以太坊专属数据结构,同时维护状态树、交易树、收据树三套独立树结构,实现账户状态、交易信息、执行日志的密码学校验,树结构的压缩特性也适配大量账户数据的快速读写。

EVM以太坊虚拟机是以太币生态最核心的创新,也是以太坊被称作世界计算机的根本原因,它属于图灵完备的去中心化虚拟机,全网所有节点统一执行合约字节码,Solidity编写的智能合约编译后交由EVM运行,每一步操作都对应消耗Gas,Gas机制既可以计量计算资源消耗,也能阻止恶意代码无限循环消耗网络资源。依托EVM,开发者可以在链上部署DeFi、NFT、DAO等各类去中心化应用,让区块链不再局限于简单转账,同时Gas费随网络拥堵程度浮动,成为调节网络资源分配的重要工具。比特币后期也在通过闪电网络等二层方案拓展功能边界,而以太坊则持续通过EIP提案迭代协议,优化虚拟机、数据结构与共识细节,不断弥补公链性能短板。
