【區塊鏈整理】四、區塊鏈數據結構

哈希指針

對前一個區塊做哈希計算得到的哈希值，包含在當前區塊當中作為引用。

Merkle Tree 和 Merkle Patricia Tree 

Merkle Tree 中，葉子節點為保存的數據值。形成過程如下：

1. 葉子節點經過哈希計算得到哈希值。
2. 將哈希值兩兩結合計算哈希值。
3. 重復步驟2，直到得到 Root 節點。

了解 Merkle Patricia Tree 之前，除了了解 Merkle Tree 以外，還需要知道 Trie （字典樹、前綴樹）以及 Patricia Tree 相關知識。

Merkle Patricia Tree 中包含三種節點：擴展節點、分支節點、葉節點。官方示意圖如下：

Merkle Tree 應用場景

Merkle Tree 應用最多的地方是數據的比對和完整性校驗。如 TX4 值發生了改變：

1. 首先對根節點 Root 進行對比，不一致即表示數據發生篡改行為。

2. 分別對 H12、H34 進行比較，此時 H34 不一致。

3. 分別對 H3、H4 進行對比，最終發現 H4 哈希值不一致。

簡略的區塊鏈結構示意圖

區塊頭包含的內容及意義

Previous Hash：前一區塊頭哈希值。

Version：當前區塊版本。

Target：挖礦難度。

Nounce：比特幣中為隨機數，用來不斷嘗試進而得到滿足挖礦難度的哈希值；以太坊中存在不同的結構上，包含 nounce 含義不同。狀態數中外部賬戶情況下代表為此賬戶地址發送的交易序號，合約賬戶表示為此賬戶創建的合約序號；交易樹中代表交易者發送交易數的計數；

以太坊中包含的三種 MPT 結構樹

1. 狀態樹

存儲整個區塊鏈當前所有賬戶的狀態數據

2. 交易樹

存儲在本區塊中發生的所有交易的數據。

3. 收據樹

存儲在本區塊中發生的所有收據的信息。包括：區塊序號、區塊哈希值、交易哈希值、當前交易使用的 Gas、當前交易執行完當前區塊使用的累計 Gas、執行交易創建的日志等。

以太坊賬戶狀態包括哪些內容

nounce：外部賬戶情況下代表為此賬戶地址發送的交易序號，合約賬戶表示為此賬戶創建的合約序號。

balance：此地址擁有的以太幣數量。

storageRoot：Merkle Tree 根節點哈希值。默認值為空。

codeHash：此賬戶以太坊虛擬機代碼的哈希值。對於合約賬戶，就是被哈希的代碼作為 codeHash 保存。外部賬戶來說，是空字符串的哈希值。

比特幣交易過程

參考 【區塊鏈整理】二、比特幣交易腳本 中 腳本執行步驟 內容。

 

參考資料：

《區塊鏈原理及技術應用》——趙其剛