43-EVM

Ethereum Virtual Machine Opcodes

以太坊存储模型

以太坊是一个基于交易的“状态”机器. 三棵树： 交易树，状态树和收据树。 账户余额等数据并不直接存储在以太坊区块链的区块中。只有交易树、状态树和收据树的根节点哈希直接存储在区块链中。 存储树（保存所有智能合约数据）的根节点哈希实际上指向状态树，而状态树又指向区块链。

永久存储和临时存储 永久数据和临时数据。永久数据的一个例子是交易。一旦交易被完全确认，它就会被记录在交易树中；它永远不会改变。临时数据的一个例子是特定以太坊账户地址的余额。帐户地址的余额存储在状态树中，并在针对该特定帐户的交易发生时更改。永久数据（如已确认交易）和临时数据（如账户余额）应该分开存储是有道理的。以太坊使用 trie 数据结构来管理数据。

状态树

1. 在以太坊中只有一个全局状态树。这个全局状态树会不断更新。 状态树包含存在于以太坊网络上的每个帐户的键值对。key 是 160 位地址。 value 是账户信息（使用递归 RLP 编码）

• nonce
• balance
• storageRoot
• codeHash

2. 状态树的根节点（给定时间点整个状态树的散列）用作状态树的安全唯一标识符；状态树的根节点在密码学上依赖于所有内部状态树数据。

存储树 -- 合约数据所在位置

每个以太坊账户都有自己的存储树。存储树根节点的 256 位散列作为 storageRoot 值存储在全局状态树中.

数据库选型

以太坊的 Rust 客户端 Parity 使用 Rocksdb。而以太坊的 Go、C++ 和 Python 客户端都使用 leveldb。

交易树 -- 每个区块一个

每个以太坊区块都有自己独立的交易树。一个区块包含许多交易。开采的区块永远不会更新；交易在区块中的位置永远不会改变。

SPV

EVM

EVM

参考链接

• ethervm.io https://ethervm.io/
• Opcode playground https://www.evm.codes/playground
• Solidity Bytecode and Opcode Basics https://medium.com/@blockchain101/solidity-bytecode-and-opcode-basics-672e9b1a88c2
• Deconstructing a Solidity Contract (by Openzeppelin)
  1. Introduction https://blog.openzeppelin.com/deconstructing-a-solidity-contract-part-i-introduction-832efd2d7737/
  2. Creation vs. Runtime https://blog.openzeppelin.com/deconstructing-a-solidity-contract-part-i-introduction-832efd2d7737/
  3. The Function Selector https://blog.zeppelin.solutions/deconstructing-a-solidity-contract-part-iii-the-function-selector-6a9b6886ea49
  4. Function Wrappers https://blog.zeppelin.solutions/deconstructing-a-solidity-contract-part-iv-function-wrappers-d8e46672b0ed
  5. Function Bodies https://blog.zeppelin.solutions/deconstructing-a-solidity-contract-part-v-function-bodies-2d19d4bef8be
  6. The Metadata Hash https://blog.zeppelin.solutions/deconstructing-a-solidity-contract-part-vi-the-swarm-hash-70f069e22aef
• call opcode: https://learnblockchain.cn/article/3141
• 轻客户端验证： https://blog.ethereum.org/2015/01/10/light-clients-proof-stake/
• 一篇优秀的 medium: https://medium.com/@vaibhavsaini_67863
• evm 介绍： https://www.yuque.com/docs/share/15f0bbf1-87ce-44b0-b95d-a872551a4e7f
• solidity gas优化：https://hackmd.io/@totomanov/gas-optimization-loops