摘要:前言以太坊是一个巨大的状态机,在网络中,每一个全节点都保存着以太坊状态机的全部历史,只要愿意,我们可以查询到任何时刻的状态黄皮书中,而账户状态便是其中的状态,这部分功能由主要由代码中的包提供基本概念账户地址在以太坊中,无论是外部账户还是合约
前言
以太坊是一个巨大的状态机,在网络中,每一个全节点都保存着以太坊状态机的全部历史,只要愿意,我们可以查询到任何时刻的状态(黄皮书中World State),而账户状态便是其中的状态,这部分功能由主要由代码中的state包提供
基本概念 账户地址在以太坊中,无论是外部账户还是合约账户,都以一个160bit的数组表示地址,它是由特定椭圆曲线上的一个点表示的公钥经过Keccak Hash算法截取而来
关于椭圆曲线,请点击椭圆曲线
关于账户之间的区别,请点击外部账户和合约账户的区别
以太坊中,一个账户用Account表示
type Account struct { Nonce uint64 Balance *big.Int Root common.Hash CodeHash []byte }
各个字段的意义如下:
Nonce:账户发起交易的次数
Balance:账户的余额
Root[合约]:代表存储空间的一棵MPT树的根节点的Hash,可以简单地理解为一片存储空间,可以用它存储一些数据到区块链上,关于MPT,可以查看这篇博文。
CodeHash[合约]:合约代码的Hash值
注:[合约]表示该项仅对合约账户有效
账户在区块链中的位置
所有账户以MPT树的形式组织起来,根节点的Hash值存储在区块Header的stateRoot字段
在以太坊账户管理中,stateObject 表示一个账户的动态变化,结构中的关键字段如下
type stateObject struct { address common.Address data Account db *StateDB trie Trie code Code ...... }
address 为账户的160 bits 地址
data 为账户的信息,即前面提到的Account结构
trie 合约账户的存储空间的缓存,我们可以从由data的Root从底层数据库中读取这棵树,但鉴于我们会经常使用,所以把它缓存起来也不是一个坏主意
code 合约代码的缓存,作用和trie类似
stateDB 表示所有账户的动态变化,它管理stateObject,结构中的关键字段如下:
type stateDB struct { db Database trie Trie stateObjects map[common.Address] * stateObject ...... }
db 以太坊底层数据库接口,账户的信息都是从数据库中读取的
trie 所有账户组织而成的的MPT树的实例,从它里面可以读取以太坊所有账户
stateObjects 管理的所有需要修改的stateObject
账户操作在执行区块中的交易时,我们可能需要修改某些账户的信息(比如增减余额,或者修改合约账户代码) ,这时我们按以下步骤进行操作
从stateDB找到账户对应的stateObject,若不存在,则从trie树中,通过读取底层数据库构建新的stateObject,访问过的stateObject会缓存起来
对stateObject账户进行操作,可能会涉及对余额的操作,如AddBalance()调用,也有可能对存储空间的操作,如SetState(),或者对合约代码的操作如SetCode()
在区块构建完成时,计算每个账户新的MPT树的各个节点Hash,并存入数据库,完成修改。
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