区块链的状态是什么？每个新区块如何改变它？

了解区块链状态

1. 区块链的状态是指在给定时刻网络上存储的所有数据的当前快照。这包括账户余额、智能合约代码和存储、交易历史以及系统维护的任何其他信息。

2. 在像以太坊这样的系统中，状态并不直接存储在区块中。相反，它是通过一种称为 Merkle Patricia Trie 的结构进行管理的，该结构允许高效且安全地验证数据。网络中的每个节点都维护该状态的本地副本。

3. 状态是动态的，并且随着链上添加的每个新块而演变。它反映了迄今为止所有已执行交易的累积结果，确保去中心化参与者之间的一致性和完整性。

4. 与区块链本身不同的是，区块链本身是只能追加的，状态可以更新。然而，这些更新是由共识规则严格确定的，并且仅在交易经过验证并包含在新块中时才会发生。

5.国家可以实现去信任的交互，因为每个参与者都可以独立验证交易的结果，而不需要依赖中央机构。

新块如何修改状态

1. 当一个新区块被开采或提议时，它包含已根据网络共识机制验证的交易列表。这些交易可能涉及加密货币的转移、智能合约的执行或去中心化应用程序数据的更改。

2. 节点按顺序处理每个事务，将其效果应用到当前状态。例如，如果 Alice 发送 5 ETH 给 Bob，系统会从 Alice 的余额中扣除 5 ETH 并将其添加到 Bob 的余额中。

3.智能合约交互触发更复杂的状态变化。调用函数可能会更新变量、发出事件或转移代币——所有这些都会改变合约的内部存储并可能影响其他帐户。

4. 一旦块中的所有交易都被执行，最终状态就会被散列并存储在块头中作为“状态根”。这种加密承诺确保所有节点都同意相同的结果。

5.计算出的状态根中的任何差异都会使块失效，从而防止恶意行为者引入未经授权的更改。

共识在国家转型中的作用

1. 工作量证明或权益证明等共识算法可确保所有节点就哪个区块成为规范链的一部分达成一致。就区块达成一致意味着就最终的状态转换达成一致。

2. 即使每个节点独立执行交易，由于确定性执行，它们也必须得到相同的结果。此属性对于维护整个网络的统一状态至关重要。

3. 分叉可以暂时创建竞争状态。当两个区块几乎同时产生时，网络的不同部分可能会接受不同的版本。共识规则（例如最长链或最大权重）最终解决了这种分歧。

4. 一旦一个块被充分埋入后续块之下，其相关的状态变化就被认为已完成。逆转它们将需要大量的计算能力或权益。

5.因此，状态转换不仅在密码上得到保障，而且在经济上也得到保障，因为攻击者破坏共识的成本很高。

常见问题解答

如果两个节点计算不同的状态根会发生什么？如果两个诚实节点在处理同一块后计算出不同的状态根，则表明软件中存在错误或事务执行中的不确定行为。这种差异会导致链分裂，节点会拒绝彼此的区块。社区必须迅速识别并解决问题以恢复共识。

区块链状态可以回滚吗？从技术上讲，在重组过程中可能会发生回滚，特别是在链分叉或攻击的情况下。如果出现更长或更重的链，节点会切换到它，丢弃以前的块并恢复其状态更改。然而，深度回滚极其罕见且成本高昂，特别是在安全良好的网络中。

状态如何在链下存储？节点将状态本地存储在针对快速查找和更新而优化的数据库中。虽然区块链记录了发生的变化，但当前状态本身是通过处理这些记录得出的。一些第 2 层解决方案和索引服务还维护状态的外部视图以用于查询目的。

为什么每个块中不包含完整的状态？将整个状态包含在每个块中会使块变得过大且效率低下。相反，仅包含状态根（固定大小的哈希值）。这允许轻量级客户端在不存储所有数据的情况下验证状态更改，从而增强可扩展性和可访问性。