00-ETH入门总结

一.概述与账户

1.ETH概述

ETH与BTC类似，都是通过交易驱动的状态机，但是以太坊的以太币与比特币的记录方式不同，花费方式也不同，比特币需要提供币的来源，同时要维护一个UTXO，以太坊使用账户余额形式来记录账户余额，所以不会出现花费两次的问题。以太坊全节点要维护状态树、交易树、收据树，状态树主要是记录不同账户的状态，记录每个上链的账户的余额信息和其他数据，交易树与收据树是记录交易相关的详细信息与交易结果的信息，无论交易是否成功，都会进行收取gas，即手续费。因为以太坊中有智能合约的存在，账户也分为合约账户与普通账户。

2.普通账户生成

a.私钥生成

• 随机数32字节的随机数据。
• 转换为16进制。

b.公钥生成

• 256位的数据进行点乘法。
• SECP256k1，为算法。
• 最终得到x与y分别是32字节。
• 最终0x04+x+y即为公钥。

c.地址生成

• 去掉开头的0x04，进行哈希。
• keccak256。
• 取后20字节，即160位为个人地址。

3.合约账户生成

说明：合约账户地址是使用普通账户与其交易的nonce值来确定的数据。

a.合约地址生成

• 取普通用户的地址去掉前缀+nonce
• 取keccak256，取后20字节。
• 根据前面普通用户的地址生成校验地址。
• 前面地址的数据进行遍历并与合约地址对应。
• 若原账户的地址那一位的数据大小在8-f之间。
• 合约地址的对应位字符要大写，数字不变。

b.合约账户其他信息

• 可以调用其他合约。
• 有自己的存储空间。
• 有代码。
• 余额。

二.以太坊的结构

1.区块头

type Header struct {

    ParentHash  common.Hash    `json:"parentHash"       gencodec:"required"`
    UncleHash   common.Hash    `json:"sha3Uncles"       gencodec:"required"`
    Coinbase    common.Address `json:"miner"`
    Root        common.Hash    `json:"stateRoot"        gencodec:"required"`
    TxHash      common.Hash    `json:"transactionsRoot" gencodec:"required"`
    ReceiptHash common.Hash    `json:"receiptsRoot"     gencodec:"required"`
    Bloom       Bloom          `json:"logsBloom"        gencodec:"required"`
    Difficulty  *big.Int       `json:"difficulty"       gencodec:"required"`
    Number      *big.Int       `json:"number"           gencodec:"required"`
    GasLimit    uint64         `json:"gasLimit"         gencodec:"required"`
    GasUsed     uint64         `json:"gasUsed"          gencodec:"required"`
    Time        uint64         `json:"timestamp"        gencodec:"required"`
    Extra       []byte         `json:"extraData"        gencodec:"required"`
    MixDigest   common.Hash    `json:"mixHash"`
    Nonce       BlockNonce     `json:"nonce"`
}

• bloom：
• root：状态根哈希。
• TxHash：交易的根哈希。
• ReciptHash：收据的哈希。

2.区块体

type Body struct {
    Transactions []*Transaction
    Uncles       []*Header
    Withdrawals  []*Withdrawal `rlp:"optional"`
}

• withdrawals：允许验证者进行提取质押币，POW向POS过度的一个重要标志。
• Transactions：交易集合。
• Uncles：最多指明两个叔父，之前未超过8代的叔块也可以。
• 叔块：不进行交易执行，只用发布，有人引用就获取3/4的区块奖励。

3.状态结构

三.状态树、交易树、数据树

1.树的结构介绍

a.字典树(trie)

通过路径上到叶节点即可通过路径找到对应的数据。

b.前缀树

通过对于字典树进行前缀压缩，把相同的与节点少的树进行前缀压缩。

c.默克尔树

与比特币的交易树的根哈希的计算方法类似，为了实现对于整个树的数据的完整性进行校验的。

d.前缀默克尔树

通过对于前缀进行压缩数据，对于分叉数据进行哈希指针查找，从而实现对于每个叶节点的遍历与查找。

2.状态树

说明：状态树是一种MPT数据结构，即前缀默克尔树。状态树的节点历史数据的需要存储，用来回退交易失败的状态。

• 存在状态根哈希，来判断状态是否相同。
• 状态树的大部分内容是不改变的，交易只是对应少部分的信息。

#状态数的压缩节点怎么展开。

3.交易树

根据交易的哈希进行计算交易树，与比特币的交易树类似。

4.收据树

与交易树类似，对于收据进行哈希，得到根哈希值，放在块头。