1. 基礎(chǔ)知識(shí)

1.1 以太坊要素

以太坊作為一個(gè)區(qū)塊鏈項(xiàng)目，有區(qū)塊鏈的三個(gè)基本要素，也有特殊的兩個(gè)要素。

基本要素：

• 一條區(qū)塊鏈，完整記錄著所有交易。
• 由數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)。
• 一個(gè)大家公認(rèn)的共識(shí)算法。

特殊要素：

• 每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具備智能合約的環(huán)境
• 隨每次交易不斷變化的世界狀態(tài)，世界狀態(tài)指每個(gè)人賬戶的集合

1.2 以太幣記錄在哪

以太幣儲(chǔ)存在世界紀(jì)錄中。世界紀(jì)錄指的是每個(gè)人賬戶的集合，它是一份伴隨交易而不斷變化的數(shù)據(jù)，記載了所有以太坊賬戶的信息。

在每個(gè)以太坊節(jié)點(diǎn)都有一份相同的數(shù)據(jù)。

1.3 區(qū)塊是什么

區(qū)塊是有多個(gè)合法簽名的交易的有序集合;

區(qū)塊的組成：

• 前一區(qū)塊的哈希值
• 當(dāng)前區(qū)塊的哈希值
• 一個(gè)計(jì)算工作量的參數(shù)
• 一個(gè)時(shí)間戳
• 該區(qū)塊包含的交易列表的哈希值。

1.4 區(qū)塊鏈?zhǔn)鞘裁?/h3>

區(qū)塊鏈?zhǔn)怯袇^(qū)塊串聯(lián)成的，一個(gè)區(qū)塊內(nèi)包含著數(shù)筆交易。

區(qū)塊鏈的第一個(gè)區(qū)塊，被稱為創(chuàng)世區(qū)塊。

區(qū)塊時(shí)由多個(gè)合法簽名的交易的有序集合，由共識(shí)算法挑選出來的合法區(qū)塊逐一疊加起來的區(qū)塊鏈就是一個(gè)巨大的賬本，最早的創(chuàng)世區(qū)塊交易記錄被壓在了最下方。

所以要推翻在下方的某一區(qū)塊記錄，就要重新計(jì)算該區(qū)塊后的所有區(qū)塊。導(dǎo)致了攻擊者攻擊成本的增加。

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1.5 區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)

區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)是由全世界的計(jì)算機(jī)組成網(wǎng)絡(luò)并協(xié)同運(yùn)行對(duì)外提供服務(wù)，每個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)都處于平等地位。沒有中央服務(wù)器提供集中化的服務(wù)。

網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分化：

• 交易發(fā)送和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)：不保留完整區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)，例如手機(jī)錢包。
• 同步和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)：常年在線，參與日常區(qū)塊的同步與校驗(yàn)工作。例如運(yùn)行在服務(wù)器上的節(jié)點(diǎn)。
• 礦工節(jié)點(diǎn)：運(yùn)行在高性能專用硬件上進(jìn)行挖礦（出塊記賬）。

雖然節(jié)點(diǎn)側(cè)重不同，但在共識(shí)算法和通信協(xié)議層面都遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可以視為邏輯上平等的計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)信息同步

以太坊間節(jié)點(diǎn)信息傳遞是將大塊數(shù)據(jù)分割成小塊，用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（P2P）傳輸、擴(kuò)散的。

在整個(gè)自治網(wǎng)絡(luò)中，沒有中央服務(wù)器，節(jié)點(diǎn)可以 隨時(shí)* 選擇自愿加入或者離開節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

2. 賬戶

2.1 賬戶的分類

以太坊賬戶分成兩類：

• 外部賬戶：外部賬戶由一把私鑰和對(duì)應(yīng)的公開地址組成，私鑰在用戶自己手上。既可發(fā)送/接受以太幣，也可以發(fā)起部署智能合約的行為
• 智能合約：沒有私鑰，它的行為由合約自身的代碼邏輯來控制。

2.2 賬戶的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

每一個(gè)賬戶在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上具有兩個(gè)元素：一個(gè)公開地址，一個(gè)與該地址關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，如下圖所示。

2.2.1 狀態(tài)

一個(gè)賬戶在初次接收或者發(fā)出交易后，都會(huì)形成初始狀態(tài)，每次對(duì)該賬戶的修改都會(huì)不斷修改該狀態(tài)。以太坊公鏈時(shí)刻維護(hù)著每一個(gè)賬戶的狀態(tài)。

2.2.1.1 狀態(tài)的四個(gè)要素

• nonce：已執(zhí)行交易總數(shù)，用來標(biāo)識(shí)該賬戶發(fā)出的交易數(shù)量。
• balance：持幣數(shù)量，記錄用戶的以太余額。
• storage hash：存儲(chǔ)區(qū)的哈希值，指向智能合約賬戶的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)。
• code hash：代碼區(qū)的哈希值，指向智能合約賬戶存儲(chǔ)的智能合約代碼。

外部賬戶有nonce、balance。

合約賬戶有nonce、balance、storage hash、code hash、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)區(qū)以及代碼區(qū)。
如下圖，圖來源于鏈接: link

已執(zhí)行總數(shù)

該值會(huì)隨著交易不斷增加。保障用戶發(fā)出的交易是按照順序被收納入最終的區(qū)塊鏈。

已執(zhí)行總數(shù)和用戶賬戶地址可以聯(lián)合計(jì)算合約地址，合約地址可以在用戶創(chuàng)建智能合約時(shí)使用。

持幣數(shù)量

持幣數(shù)量包含該賬戶可花費(fèi)的以太幣數(shù)量。外部賬戶和智能合約都可以持有。

存儲(chǔ)區(qū)的哈希值

智能合約獨(dú)有屬性。外部賬戶不包含該值。

存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)了智能合約在運(yùn)行中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。相當(dāng)于智能合約的’小硬盤’

存儲(chǔ)區(qū)的內(nèi)容通過散列函數(shù)校驗(yàn)出校驗(yàn)哈希值。該值即為存儲(chǔ)區(qū)的哈希值。

代碼區(qū)的哈希值

智能合約獨(dú)有，外部賬戶不包含該值。代碼區(qū)即為智能合約代碼本身。

在合約的生命周期內(nèi)是只讀狀態(tài)。

2.3 賬戶的生成

外部賬戶僅由私鑰與公開地址組成。公開地址由私鑰生成。

2.3.1 私鑰的生成

私鑰是一個(gè)32bytes（256bits）的隨機(jī)數(shù)。用戶需要一個(gè)可靠的的隨機(jī)源產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。私鑰地址空間有$2^{256}$。

2.3.2 公共地址的生成

1. 選定的橢圓曲線算法（ECDSA-secp256k1）算法，帶入私鑰作為參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，得出的結(jié)果為公鑰。
2. 將公鑰放入哈希算法生成哈希值，截取哈希值末40位16進(jìn)制字符得到地址（160bits或者20bytes）。

2.4 賬戶私鑰的保存

在以太坊的世界里，采用 keystore 格式加密存儲(chǔ)是一種更加通用的方式，keystore格式可以被多數(shù)錢包APP及客戶端所導(dǎo)入、導(dǎo)出。

2.4.1 私鑰加密保存

keystore生成過程，歷經(jīng)4個(gè)步驟：

• 通過 KDF 的算法的變種算法 Scrypt 算法，將我們選中的密碼：123456，變換為一個(gè) AES-128-CTR 對(duì)稱加密算法所能采用的加密密匙 S 。
• 使用該密匙 S 通過 AES-128-CTR 對(duì)稱加密算法加密明文的以太坊私鑰。
• 將 2 步驟生成的結(jié)果保存為密文 cyphertext 。
• 為了防止可能的篡改或數(shù)據(jù)變更，將 cyphertext 與 S 聯(lián)合起來作為輸入，使用 SHA3 哈希算法對(duì)該值進(jìn)行帶入求值，得到一個(gè)完整性校驗(yàn)簽名。

2.4.2 私鑰解密校驗(yàn)

keystore解密的過程與生成過程相反：
用戶輸入準(zhǔn)確的密碼 123456 后，通過 KDF 的 Scrypt 算法先計(jì)算出解密密匙 S’ 。
如果密碼正確，S = S’ ，否則提示用戶密碼輸入錯(cuò)誤。
最終通過 S’，經(jīng)由 AES-128-CTR 對(duì)稱加密算法反向計(jì)算出私鑰。

3. 學(xué)習(xí)鏈接

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到了這里，關(guān)于以太坊--2.賬戶是什么---以太坊的指南針學(xué)習(xí)記錄的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！