27、以太坊架构深度解析：账户、交易与数据完整性

以太坊架构深度解析：账户、交易与数据完整性

1. 以太坊账户体系

在以太坊网络中，账户是与区块链进行交互的关键要素，它可以代表用户或智能合约。账户由私钥和公钥对定义，用户通过账户进行交易，从而与区块链进行交互。

1.1 以太坊状态转换函数

以太坊是一个交易驱动的状态机，账户之间的交互和交易执行会创建或更新状态。状态转换通过以太坊状态转换函数实现，具体步骤如下：
1. 确认交易有效性 ：检查交易的语法、签名有效性和随机数（nonce）。
2. 计算交易费用 ：根据签名解析发送地址，检查并扣除发送者账户余额，同时增加随机数。若余额不足则返回错误。
3. 提供足够的ETH（燃气价格） ：支付交易成本，费用按字节计算，与交易大小成正比。若目标账户不存在则自动创建；若为合约账户，则执行合约代码，这取决于可用燃气量，燃气不足则执行到耗尽为止。
4. 处理交易失败情况 ：若因账户余额或燃气不足导致交易失败，除支付给矿工的费用外，所有状态更改将回滚。
5. 返回剩余费用 ：将剩余费用（如有）作为找零返回给发送者，并将费用支付给矿工，最后返回结果状态并存储在区块链上。

1.2 外部拥有账户（EOA）

外部拥有账户类似于比特币中由私钥控制的账户，由地址、余额和随机数三个元素定义，具有以下属性：
- 有状态。
- 与人类用户关联，也称为用户账户。
- 拥有以太币余额。
- 可以发