區塊鏈的狀態是什麼？它如何隨著每個新塊而更新？

了解區塊鏈狀態

1. 區塊鏈的狀態是指在給定時刻網絡上記錄的所有數據的當前狀況。這包括賬戶餘額、智能合約存儲、交易歷史以及存儲在去中心化賬本中的其他相關信息。

2. 在像以太坊這樣的系統中，狀態是通過稱為狀態特里樹的結構來維護的，該結構以加密方式鏈接每個帳戶及其屬性。每個賬戶都有一個唯一的地址，映射到隨機數、餘額、代碼（用於合約）和存儲根等屬性。

3. 與交易列表或區塊頭不同，狀態本身並不直接存儲在區塊內。相反，塊包含導致狀態更改的指令（交易）。實際狀態由驗證鏈的節點單獨計算和保存。

4.國家確保網絡中所有參與者的一致性和可驗證性，從而在不依賴中央機構的情況下實現賬戶狀態的不可信驗證。

5. 每個全節點都維護最新狀態的副本，使其能夠根據現有規則和先驗條件獨立驗證新交易和傳入塊。

新塊如何更新狀態

1. 當一個新區塊被提出時，它包含一組由礦工或驗證者從內存池中選擇的經過驗證的交易。這些交易可能涉及代幣轉移、合約執行或數據更新。

2. 節點按順序處理每個事務，將其邏輯應用到當前狀態。例如，如果一筆交易從 Alice 向 Bob 發送 2 ETH，則節點會從 Alice 的餘額中扣除 2 ETH 並將其添加到 Bob 的餘額中。

3.智能合約交互觸發更複雜的狀態變化。調用函數可能會更改內部變量、發出事件或創建新合約 - 每個修改都會反映在更新的狀態中。

4. 所有交易執行後，最終結果會產生一個新的狀態根——代表區塊更改後完整狀態的加密哈希。該根包含在塊頭中以用於驗證目的。

5.該機制確保處理中的任何差異都會導致不同的狀態根，在共識驗證期間立即標記無效或惡意塊。

狀態轉換和共識規則

1. 狀態轉換必須遵循由權益證明或工作量證明等共識機制強制執行的嚴格的協議定義規則。節點拒絕提出無效更改的區塊，例如花費無主資金或違反天然氣限制。

2. 每個節點通過重放接收到的區塊中的交易來獨立驗證狀態轉換的正確性。如果生成的狀態根與塊頭中的狀態根匹配，則該塊被接受。

3. 確定性至關重要：所有誠實節點在處理同一個塊後必須達到完全相同的狀態。非確定性操作會打破共識並使網絡支離破碎。

4. 狀態更新是原子性的——要么塊中的所有交易都成功應用，要么沒有。不會發生部分更新，即使在故障或攻擊期間也能保持完整性。

5.共識算法確保只有具有有效狀態轉換的區塊才能成為規範鏈的一部分，從而維持分佈式節點之間的全局協議。

常見問題解答

如果兩個區塊產生不同的狀態根會發生什麼？如果兩個競爭塊產生不同的狀態根，則節點根據共識規則對兩者進行評估。只有遵循協議規範並得到大多數驗證者或礦工支持的區塊才能成為最長有效鏈的一部分。另一個則因陳舊而被丟棄。

整個狀態是否存儲在每個節點中？是的，完整節點存儲完整的當前狀態，從而實現獨立驗證。然而，一些節點以輕量級模式運行（例如，修剪或存檔節點），其中可以省略歷史狀態或某些數據以節省空間。

區塊鏈狀態會被破壞嗎？這種設計使腐敗變得極其困難。加密散列和共識機制可防止未經授權的更改。任何篡改過去數據的嘗試都需要重寫所有後續區塊並壓倒網絡的計算或權益多數。

網絡分叉期間如何處理狀態更新？在分叉期間，網絡的不同部分可能會暫時保持不同的狀態。一旦共識在一條鏈上收斂，節點就會放棄失敗的分叉，並採用與已接受鏈相對應的狀態，丟棄衝突的更新。