Stellar-core项目解析：深入理解Stellar账本机制

Stellar-core项目解析：深入理解Stellar账本机制

stellar-core stellar-core is the reference implementation for the peer to peer agent that manages the Stellar network 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/st/stellar-core

什么是Stellar账本？

在Stellar-core项目中，账本（Ledger）是整个分布式数据库在特定时间点的状态快照。它由一组账本条目（ledger entries）和一个账本头部（ledger header）组成：

1. 账本条目包含：

   • 账户及其余额信息
   • 买卖报价单
   • 信任线（trust lines）

2. 账本头部则记录了元数据，包括：

   • 前一个账本的哈希值（形成链式结构）
   • 当前账本的哈希值
   • 序列号（标识账本在链中的位置）

账本链：不可篡改的历史记录

Stellar账本通过哈希指针连接形成一条不断增长的账本链，每个新账本都包含前一个账本的哈希值。这种设计确保了：

• 历史记录的不可篡改性
• 数据的完整性验证
• 快速的状态确认

Stellar-core的账本存储架构

Stellar-core采用多层存储策略来优化不同场景下的性能需求：

1. 最新账本数据库存储

使用PostgreSQL或SQLite数据库存储最新账本状态，提供：

• ACID事务保证
• 高效的状态查询
• 快速验证新操作的有效性

核心实现位于各种EntryFrame子类中（如AccountFrame、TrustFrame、OfferFrame），这些类负责账本条目的加载和存储。

2. 账本链的轻量级表示

通过账本头部形成的链式结构：

• 仅存储关键哈希值
• 实现快速链验证
• 最小化存储开销

3. 桶列表（Bucket List）存储

这是一种创新的磁盘存储格式，特点包括：

• 使用指数级增长的桶结构
• 支持增量哈希计算
• 优化频繁变更账户的处理
• 帮助落后节点快速同步

桶列表哈希与简单串联所有条目的哈希不同，因为它会增量去重变更条目。

4. 历史归档存储

可配置选项，将完整交易历史归档到长期存储，提供：

• 完整的审计追踪
• 新节点快速同步
• 落后节点恢复
• 减轻共识节点负担

技术实现要点

1. 增量哈希计算：桶列表设计使得只有变更部分需要重新计算哈希，大幅提升性能。

2. 状态同步优化：多种存储形式的组合确保不同同步场景下的最佳性能。

3. 数据完整性：通过哈希链和多种存储形式的交叉验证确保数据不可篡改。

4. 资源平衡：将历史数据归档与活跃数据分离，优化节点资源使用。

总结

Stellar-core的账本系统是一个精心设计的分布式状态管理方案，通过多层次的存储策略和创新的数据结构，在保证安全性和一致性的同时，实现了高性能的状态处理和验证。理解这些机制对于开发基于Stellar的应用或参与网络维护都至关重要。

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