以太坊的区块和存储：区块头

以太坊的整个实现机制比比特币复杂得多，所以它的区块结构也比比特币的复杂，而且它的存储不止区块这一种方式，咱们花几天的时间来好好学习一下以太坊的区块和存储。

先从区块开始。跟比特币一样，以太坊的区块结构也分为区块头和区块体，这一篇我们先讲区块头。以太坊的区块头包含15个字段：

ParentHash

这是上一个区块的哈希值，跟比特币一样，我们可以把它看成一个指针，指向上一个区块，正是有这个指针，区块和区块才串联起来，才有区块链。

Coinbase

在比特币里也有一个coinbase，但那个coinbase是指一笔特殊的交易，就是系统奖励比特币给区块创建者的那笔交易。但在以太坊这里，是区块创建者留下的以太坊地址，用于接收系统奖励和交易手续费。

21Shares：Q1以太坊链上结算金额达3.01万亿美元:金色财经报道，据数字资产和加密ETP提供商21Shares近日在社交媒体披露数据显示，以太坊仍是Layer 1区块链领导者，目前占据70%的DeFi市场份额和54%的NFT市场份额。2023年第一季度以太坊链上处理的交易额已接近支付巨头Visa，数据显示上季度以太坊结算金额达到3.01万亿美元，而Visa的结算金额为3.08万亿美元。合并极大地改变了以太坊的货币政策，将每日发行量减少了88%以上。与此同时，EIP-1559已经销毁了超过330万枚ETH（价值60亿美元）。[2023/5/28 9:47:23]

UncleHash

以太坊2.0存款合约地址余额突破180万ETH:据欧科云链OKLink数据显示，当前以太坊2.0存款合约地址已收到1800034.0ETH，距离524288枚ETH启动以太坊2.0创世区块的最低要求已完成343.33%。[2020/12/22 16:07:50]

以太坊有一个独特的东西，叫叔区块，咱们下一篇会仔细讲讲。现在只要知道这个字段就是所有叔区块用RLP编码后再哈希出来的值即可。

Root

这是一棵MPT树的根哈希，这棵树存储了所有以太坊账户。

TxHash

这也是一棵MPT树的根哈希，这棵树存储了所有的交易信息。

BitGo计划为WBTC建立以太坊侧链:金色财经报道，数字资产托管公司BitGo的首席技术官Ben Chan表示，由于以太坊费用增加，BitGo正计划与社区合作伙伴建立以太坊侧链。BitGo的首推产品WBTC是一种ERC-20代币，与比特币1:1挂钩。目前，BitGo正通过一项托管计划保管着约4.6万枚比特币，价值略高于5亿美元。[2020/8/26]

ReceiptHash

这还是一棵MPT树的根哈希。对于以太坊账户和交易我们都已讲过，MPT我们也讲过，用MPT树来存储它们好理解。那这棵树又是存什么的呢？其实，这棵树存储的是收据信息。什么是收据？就是交易完成后会提供一个清单给你，告诉你一些信息：比如这笔交易被哪个区块打包了，这笔交易最终花费了多少gas、执行交易时创建的一些日志等等。

动态 | 以太坊未确认交易13210笔:金色财经报道，据Etherscan.io数据显示，以太坊未确认交易13210笔。当前挖矿难度2236TH，交易处理能力7.91TPS。截至目前以太坊全球均价为238.18美元，日内跌幅为5.55%。[2020/2/26]

Bloom

我们可以在合约中通过定义“事件”来生成日志。上面说了，在收据树里会存储一些日志，这个bloom其实是一个过滤器，通过这个过滤器可以快速搜索和判断某个日志是不是存在于收据中。

Difficulty、Nonce、mixHash

这三个字段都和以太坊的挖矿有关，以太坊和比特币一样，也是POW模式，所以它也有一个挖矿难度系数，这个系数会根据出块速度来进行调整。以太坊第一个区块的难度是131,072，后面区块的难度会根据前面区块出块的速度调整，出得快难度就调高一点，出得慢就调低一点。

Difficulty就是区块的难度系数，Nonce是目标值，Nonce值小于等于2^256/Difficulty。所以，难度值越高，目标值的范围越窄，要找到符合的就越难。以太坊具体的挖矿计算比比特币复杂得多，但大概的流程就是不断尝试不同的mixHash来获得符合条件的Nonce。所以，mixHash可以简单理解为比特币区块头里的随机值。

Number

区块的序号，每个区块的序号就是在父区块的序号上加1。

Time

区块生成的时间。这个时间不是那么精确地就是区块真正生成的时间，有可能就是父区块的生成时间加上10秒，有可能就是区块产生时的“大概”时间。

GasLimit

区块内所有Gas消耗的理论上限。这个理论值与父区块有关，它允许打包区块的矿工根据父区块的情况对这些值做些微调。每个区块在产生时就必须设定这么一个gas消耗的理论上限，这个上限值限定了一个区块打包交易的总量，比如一个区块的上限值设定为10000，现在有3笔交易的gas设定分别都是5000，那么这个区块就最多打包其中的两笔交易，如果硬要打包3笔，其他节点就不会认这个区块的。

可以这么说，这个字段限定了一个区块的存储规模，但仍保有一定弹性。这一点与比特币不同，比特币的一个区块是多大，直接写死在比特币软件里，要更改的话只能通过硬分叉。

GasUsed

区块内所有交易执行完后所实际消耗的gas总量。

extraData

这个字段是留给区块的创建者，让他可以记录一些与该区块有关的信息，长度小于等于32字节即可。

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