30、以太坊架构与网络详解

以太坊架构与网络详解

1. 以太坊交易执行与验证流程

以太坊的交易执行与验证是一个严谨的过程，主要步骤如下：
1. 交易执行 ：新的梅克尔帕特里夏树（MPT）中的所有交易在以太坊虚拟机（EVM）内按顺序逐个执行。执行过程在节点本地进行。
2. 生成交易收据 ：交易执行后，会生成新的交易收据，并组织成新的收据 MPT。
3. 更新全局状态 ：全局状态会根据交易执行结果相应修改，从而更新状态 MPT。
4. 验证区块 ：将各个 MPT 的根节点（状态根、交易根和收据根）与第一步中拆分的区块头进行比较。若新构建的 MPT 根节点与区块头中已存在的根节点相等，则该区块通过验证，被判定为有效。
5. 写入数据库 ：区块验证通过后，新的交易、收据和状态 MPT 会被写入本地区块链数据库。

2. 区块难度机制

以太坊通过调整区块难度来维持大致一致的区块生成时间。具体规则如下：
- 若两个区块之间的时间间隔缩短，区块难度增加；若时间间隔延长，难度降低。
- Homestead 版本难度调整算法 ：

block_diff = parent_diff + parent_diff // 2048 *
max(1 - (block_timestamp - parent_timestamp) // 10, -99) + i