知らなかった！ Bitcoinとethereumの違い
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EthereumのブロックチェーンとState Treeのデータ構造について
![Merkle Patricia tree のノードの種類
1. NULL (空文字) [ null ]
2. key-value型 [ key, value]
3. 配列型 [ v0 ... v15, vt ]
例
＜以下のkey:valueを記録する場合＞
('dog', 'puppy'), ('horse', 'stallion'), ('do', 'verb'), ('doge', 'coin')
key を16進数の値（ASCIIコード）に変換し、配列にする。（その配列は対応するvalueまで辿る経
路を表す）
[ 6, 4, 6, 15, 16 ] : 'verb'
[ 6, 4, 6, 15, 6, 7, 16 ] : 'puppy'
[ 6, 4, 6, 15, 6, 7, 6, 5, 16 ] : 'coin'
Ethereum](https://image.slidesharecdn.com/bitcoinethereum-160911103126/85/Bitcoin-ethereum-29-320.jpg)
![Merkle Patricia Tree
Patricia Tree状になるように計算（key の値はRLPエンコーディングというもので変換
されている）
ROOT: [ '¥x16', A ]
A: [ '', '', '', '', B, '', '', '', C, '', '', '', '', '', '', '', '' ]
B: [ '¥x00¥x6f', D ]
D: [ '', '', '', '', '', '', E, '', '', '', '', '', '', '', '', '', 'verb' ]
E: [ '¥x17', F ]
F: [ '', '', '', '', '', '', G, '', '', '', '', '', '', '', '', '', 'puppy' ]
G: [ '¥x35', 'coin' ]
C: [ '¥x20¥x6f¥x72¥x73¥x65', 'stallion' ]
この時、子ノードへの参照であるA,B,C,D,E,F,Gは
ハッシュ関数 sha3([..... ]) によって算出される。
そのため、値が変わると参照値が変更され、Rootのハッシュ値も変更される。](https://image.slidesharecdn.com/bitcoinethereum-160911103126/85/Bitcoin-ethereum-31-320.jpg)
知らなかった！ Bitcoinとethereumの違い
- 4. ブロックの図 HEADER部：ブロックに関するデータ timestamp Difficulty:採掘難度 Nonce: PoWの結果の値 Merkle Root: マークルツリーの根（root)の値 Transactions部：取引データ ex ) Alice to Bob: 1BTC Bob to Charlie: 0.5 BTC etc
- 11. Bitcoin
- 12. Ethereum
- 15. Ethereum Architecture 参考ページ Ethereum block architecture http://ethereum.stackexchange.com/questions/268/ethereum-block- architecture
- 16. > eth.getBlock(2040449) { difficulty: 57164803413005, extraData: "0xe4b883e5bda9e7a59ee4bb99e9b1bc", gasLimit: 4712380, gasUsed: 252000, hash: "0x00a75e75a5a70f7a2550718ae56a34904d63c8a28ef293a18611eb8766a58c92", logsBloom: "", miner: "0x61c808d82a3ac53231750dadc13c777b59310bd9", nonce: "0x5f130ae01311795b", number: 2040449, parentHash: "0x5ef63a62aa871d58b8f26cd4acda621557806a943f46ed76e401030f79982b2b", receiptRoot: "0x42dbcf6a2f8716f63d441459a96b54fdc6d70bc44f6641c144f24647c04c3a97", sha3Uncles: "0x1dcc4de8dec75d7aab85b567b6ccd41ad312451b948a7413f0a142fd40d49347", size: 1896, stateRoot: "0xb4980433b3f53d0dbfffbe833102e0f37296b60081e9e8170975a05a767d7946", timestamp: 1470749971, totalDifficulty: 46140009996266484451, transactions: ["0xf38046731a2268e0558305449f366c49604bccc0c056efda0dac20207cecd802", "0x8c10abdf63e369d2db09297de90a9d8b2831ad0b796de36be8ef109643e7d6f5", "0x0a090cc48494aba9ab587e8e0b4d48e632d27578aab333adc37f85b79dbd1684", "0xaea8cfbae769dd579d274c0ebbf731b182167decf83ac6dd7c0f42f9d7551acf", "0x0547b8962b4be66a3636be1ad39221d21f4ad630e203ad62b7ac52ef8e5aabaa",
- 18. 状態データ、アカウントデータ 各ノードでデータを保持してる Transactionsを元に、各ノード独自でState Treeを計算して生成 State Tree（全アカウント・コントラクトの状態を記録した木構造のデータ） 容量が大きくなるが、ブロックチェーン本体さえあればいつでも再構築でき るのがポイント（State Treeを改ざんできない）
- 19. Merkle Patricia Tree データの整合性(改ざんへの耐性）のためのMerkle Tree × データの効率的保持のためのState Tree（Patricia Tree) ↓ 融合合体
- 20. マークルツリー（ハッシュ木）
- 21. Radix Tree (基数木、トライ：Trie） ・検索が高速 ・必要なノード（節）の数が 多い ⇨ 深くなるほどデータ容量が O(N^2）で増える 非効率 ※ハッシュ値は長い文 字列なので非効率
- 24. Merkle Patricia Trie ● Patricia Treeのように効率よくデータを格納・取り出しができる ● Merkle Treeのようにハッシュ値を元にしたツリー構造で改ざんされてい ない証明ができる （ツリーのどこかのデータが変わるとState Root値が変わってしまう） ⇨ State Treeにも暗号学的な改ざんへの耐性がある（PoWに基づく）
- 25. State tree ● state root から分岐する木構造 ● 各ノードはハッシュ値を保持し、子ノードのハッシュ値は親ノードのハッシュ値に影響を与 える ● いずれかのノード内の値を変えると、ハッシュ値が変更⇨親ノードのハッシュ値が変更⇨root hashが変更される ● root hashが与えられた時、そのハッシュ値と整合性のあるState treeのみが正しい。 ⇨ 不正な変更は見つかる
- 27. Ethereum wiki / Ethereum Development Tutorialより
- 28. Ethereum Scalability and Decentralization Updates
- 29. Merkle Patricia tree のノードの種類 1. NULL (空文字) [ null ] 2. key-value型 [ key, value] 3. 配列型 [ v0 ... v15, vt ] 例 ＜以下のkey:valueを記録する場合＞ ('dog', 'puppy'), ('horse', 'stallion'), ('do', 'verb'), ('doge', 'coin') key を16進数の値（ASCIIコード）に変換し、配列にする。（その配列は対応するvalueまで辿る経 路を表す） [ 6, 4, 6, 15, 16 ] : 'verb' [ 6, 4, 6, 15, 6, 7, 16 ] : 'puppy' [ 6, 4, 6, 15, 6, 7, 6, 5, 16 ] : 'coin' Ethereum
- 31. Merkle Patricia Tree Patricia Tree状になるように計算（key の値はRLPエンコーディングというもので変換 されている） ROOT: [ '¥x16', A ] A: [ '', '', '', '', B, '', '', '', C, '', '', '', '', '', '', '', '' ] B: [ '¥x00¥x6f', D ] D: [ '', '', '', '', '', '', E, '', '', '', '', '', '', '', '', '', 'verb' ] E: [ '¥x17', F ] F: [ '', '', '', '', '', '', G, '', '', '', '', '', '', '', '', '', 'puppy' ] G: [ '¥x35', 'coin' ] C: [ '¥x20¥x6f¥x72¥x73¥x65', 'stallion' ] この時、子ノードへの参照であるA,B,C,D,E,F,Gは ハッシュ関数 sha3([..... ]) によって算出される。 そのため、値が変わると参照値が変更され、Rootのハッシュ値も変更される。
- 33. 詳細は Understanding the ethereum trie https://easythereentropy.wordpress.com/2014/06/04/understanding-the-ethereum-trie/ または Ethereum wiki のPatricia Treeの項目参照