以太坊源码分析—账户的管理

栏目: 编程工具 · 发布时间: 6年前

内容简介: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在以太坊中,无论是

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),其中账户状态便是其中的一部分,这部分功能由主要由 state 包提供

基本概念

账户地址

以太坊源码分析—账户的管理

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。

外部账户和合约账户的区别

账户内容

以太坊中,账户用 Account 表示

type Account struct {
    Nonce      uint64
    Balance   *big.Int
    Root       common.Hash
    CodeHash   []byte
}
  • 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

以太坊源码分析—账户的管理

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 HeaderstateRoot 字段

账户管理

stateDB & stateObject

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 dataRoot 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,即它管理 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

  1. 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
  2. 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()
  3. 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。

以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网

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