이더리움 블록의 상태 루트는 무엇입니까?

이더리움의 상태 루트는 특정 블록에서 네트워크의 전체 상태를 나타내는 암호화 해시입니다. 이는 데이터 무결성을 보장하고 노드가 모든 정보를 로컬에 저장하지 않고도 블록체인의 정확성을 확인할 수 있도록 해줍니다.

상태 루트의 역할 이해

1. 상태 루트는 블록 헤더에 포함되어 있으며 블록이 확인되는 순간 모든 계정(외부 및 계약 모두)의 상태를 반영합니다.

2. 모든 거래는 계정 잔액 변경이나 스마트 계약 저장 수정 등 상태를 변경하며 이러한 변경 사항은 Merkle Patricia Trie라는 구조에 캡처됩니다.
3. 블록의 모든 트랜잭션을 처리한 후 결과 상태는 단일 값(상태 루트)으로 해시된 다음 블록 헤더에 저장됩니다.
4. 이 메커니즘을 사용하면 모바일 지갑과 같은 경량 클라이언트가 전체 블록체인을 다운로드하지 않고도 상태 루트를 확인하여 특정 데이터 조각의 유효성을 검사할 수 있습니다.
5. 동일한 트랜잭션을 적용한 후 노드가 다른 상태를 계산하면 이는 불일치를 나타내며 잠재적으로 악의적인 동작이나 손상을 나타낼 수 있습니다.

상태 루트가 네트워크 일관성을 유지하는 방법

1. 전체 노드는 현재 상태의 로컬 복사본을 유지하고 제안된 블록에서 각 트랜잭션을 실행한 후 상태 루트를 다시 계산합니다.

2. 채굴자나 검증자가 새 블록을 브로드캐스트하면 다른 노드는 독립적으로 트랜잭션을 처리하고 계산된 상태 루트를 블록 헤더의 상태 루트와 비교합니다.
3. 불일치로 인해 블록이 거부되고 분산 네트워크 전체의 합의가 유지됩니다.
4. 상태 루트는 블록 암호화 체인의 일부이기 때문에 과거 상태 데이터를 변경하려면 모든 후속 블록 헤더를 다시 계산해야 하므로 변조가 사실상 불가능합니다.
5. 이 검증 프로세스는 이더리움 설계의 핵심 원칙인 무신뢰 검증에 필수적입니다.

상태 루트와 Merkle Patricia Trie

1. 이더리움은 Merkle Patricia Trie로 알려진 수정된 Merkle 트리를 사용하여 계정 데이터를 효율적으로 구성합니다.

2. 각 계정은 해당 주소로 인덱싱되며 nonce, 잔액, 코드 해시 및 스토리지 루트와 같은 세부 정보는 리프 노드로 저장됩니다.
3. 계정에 대한 변경 사항은 트리의 업데이트를 트리거하며, 이는 새로운 루트 해시가 생성될 때까지 위쪽으로 전파됩니다.
4. 해싱의 결정론적 특성은 동일한 상태가 동일한 루트를 생성하도록 보장하여 노드 간의 안정적인 비교를 가능하게 합니다.
5. 계정 저장 공간이나 잔액의 사소한 차이라도 암호화 해싱의 눈사태 효과로 인해 상태 루트가 완전히 달라집니다.

자주 묻는 질문

두 노드가 동일한 블록에 대해 서로 다른 상태 루트를 생성하면 어떻게 되나요? 상태 뿌리의 차이는 합의 실패를 나타냅니다. 대다수가 올바른 상태에 동의하지 않는 한 노드는 블록을 거부합니다. 이러한 상황은 임시 포크로 이어질 수 있지만 일반적으로 네트워크는 유효한 상태 전환이 있는 체인을 선택하여 이를 해결합니다.

블록 제출 시 상태 루트가 위조될 수 있나요? 공격자가 블록에 잘못된 상태 루트를 포함할 수 있지만 정직한 노드는 트랜잭션을 다시 실행할 때 불일치를 감지합니다. 검증 중에 블록이 무효화되어 정식 체인에 승인되지 않습니다.

블록에서 트랜잭션이 발생하지 않아도 상태 루트가 업데이트됩니까? 예. 거래가 없는 블록에서도 블록 보상이 채굴자나 검증자에게 분배되는 등 시스템 수준의 작업으로 인해 상태가 변경될 수 있습니다. 이러한 변경 사항은 여전히 ​​계정 잔액에 영향을 미치므로 상태 루트를 업데이트합니다.

공간을 절약하기 위해 Ethereum이 상태 루트를 포함하여 건너뛸 수 없는 이유는 무엇입니까? 상태 루트를 생략하면 과거 상태 무결성을 확인하는 Ethereum의 기능이 중단됩니다. 라이트 클라이언트와 레이어 2 시스템은 사기 방지 및 안전한 상호 작용을 위해 이를 사용합니다. 이를 제거하면 보안과 분산화가 손상될 수 있습니다.