区块链 以太坊 区块结构详解

本文主要是介绍区块链 以太坊 区块结构详解，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

 

一、结构

区块由两部分组成，分别是

• 区块头（header）
• 区块体（body）

1. 结构图

 

 

 

2. 区块头（header）

区块头存储了区块的元信息，用来对区块内容进行一些标识，校验，说明等。

通用字段

• ParentHash： 父区块的哈希值。
• Root：世界状态的哈希，stateDB的RLP编码后的哈希值。
• TxHash（transaction root hash）：交易字典树的根哈希，由本区块所有交易的交易哈希算出。
• ReceptHash：收据树的哈希。
• Time：区块产生出来的Unix时间戳。
• Number：区块号。
• Bloom：布隆过滤器，快速定位日志是否在这个区块中。

公链场景

• Coinbase：挖出这个块的矿工地址，因为挖出块所奖励的ETH就会发放到这个地址。
• Difficulty：当前工作量证明（Pow）算法的复杂度。
• GasLimit: 每个区块Gas的消耗上线。
• GasUsed：当前区块所有交易使用的Gas之和。
• MixDigest: 挖矿得到的Pow算法证明的摘要，也就是挖矿的工作量证明。
• nonce：挖矿找到的满足条件的值。
• Uncle：叔块是和以太坊的共识算法相关。

 

3. 区块体（Body）

区块体包括这个区块打包的所有交易，在一些链的设计中，并不像以太坊区分header和body，而是整合在一起。

 

二、区块存储

以太坊在存储区块的时候，区块头和区块体其实是分开存储的，其实也很容易理解，分开存储可以提供更多的灵活性，比如不用保存全部区块数据的轻节点。

1. 区块头存储

以太坊通过如下方式将区块头转换成键值对存储在LevelDB中；

headerPrefix + num + hash  -> rlp(header)
Tips: num是以大端序的形式转换成bytes的，其中headerPrefix的值是 []byte("h")

2. 区块体存储

区块体的存储方式也是类似；

bodyPrefix + num + hash -> rlp(block)
Tips: num是以大端序的形式转换成bytes的，其中bodyPrefix的值是[]byte("b")

 

3. 潜在问题

假设在一个联盟链的场景下，采用了BFT类的算法，有一个重量级的业务跑在上面，日积月累产生了大量的数据，是否会出现

• LevelDB的读写性能大幅下降拖慢系统的响应速度？
• 单机存储无法满足需要？
• 存储了大量的不会使用的历史数据？

 

在联盟链的场景下，由于共识速度的提升，导致出块速度也大幅提升，原本在公链场景下不存在的区块写入瓶颈，现在反而成了拖慢系统运行速度的重要因素了。

观察一下区块数据的存储就可以发现下面的这些特点；

• 区块数据只会增加；
• 无需对历史区块进行修改；
• 无需对区块数据进行复杂操作，比如聚合，运算等；

归纳一下就是

• 顺序写
• 随机读
• 迭代（Iterator）

 

针对这些特点Hyperledger Fabric设计了基于文件的存储方式，在Fabric中区块数据是以一个个文件的形式存在。

chains|----mychannel|----|----blockfile_000000
index|----000001.log|----CURRENT|----LOCK|----LOG|----MANIFEST-000000

其中blockfile_000000是区块数据，index则是索引游标等元信息。

这种方式速度很快，方便做数据归档，也可以避免像LevelDB等数据库数据越写越慢的问题，主流联盟链都是采用类似的方案。

 

 

 

区块详解：

https://blog.csdn.net/weixin_41806245/article/details/80899500

 

以太坊解析：默克尔树、世界状态、交易及其他

https://www.cnblogs.com/ccbupt/p/11468791.html

 

内容来自

以太坊区块结构

https://zhuanlan.zhihu.com/p/89698073

这篇关于区块链 以太坊 区块结构详解的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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