What is Ethereum about tech layer

by nakajo2011

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What_is_Ethereum_tech編    2020.01.28   

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. 自己紹介  2 ● Yukishige Nakajo ● 株式会社chaintope Chief Ethereum Researcher ● 福岡県の飯塚市でEthereumの研究中 ● Rust, EVM, 主にEth1.0 ● https://twitter.com/nakajo https://y-nakajo.hatenablog.com/ ● マスタリング・イーサリアム技術監修

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. BlockとTransaction  10     ● Transactionはブロックチェーンの状態を新しい状態に変更するトリガー ex) Bitcoinではtxの支払い状態 ex) Ethereumではスマートコントラクト実行結果 ● Blockは各node間でコンセンサスを取るためのデータの塊。 ● Blockごとに、データを改変されないようにtx の集合に対するproof(Merkle Root Hash) が付与される。

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. Fork choice rule  13     ● ブロックがいくつ積み上がったか？で正統な歴史が決まる。 ● 一般的に6ブロック積み上がると状態が99%以上の確率で確定した（書き換え不可能）とみなされる。(確率的フィナリティー） ● ある時のブロックの内容を書き換えるにはそのブロックの上に積み上がっているブロックのhash値を計算し直す必要がある。

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. コンセンサスアルゴリズム  14     ● Bitcoinなどで使われているのは正式にはサトシ・ナカモトコンセンサスと呼ばれる。 ● Byzantine Fault Toleranceと混じって説明されるが、そもそも母数が未定なネットワークではBFTは使えない(悪意のあるノードが1/3なのかがわからないので。。。) ● PoWはあくまでブロック生成条件であり、コンセンサスではない。 ● この2つの他に、txが２重支払いしていないか？などもコンセンサスのルールとして含まれる。

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. Ethereumのアカウント構造  17 ● Code Hash: Contractの本体コードの Hash値。  ● Storage Root Hash: Contractに保存されたデータのMerkle Root Hash値。 ● Nonce: このアカウントが発行したTransaction数。  ● Balance: このアカウントが保有しているETHの量。 

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. Ethereumのアカウントの種類  18 ● External Owned Account  ○ 秘密鍵を持つAccount。Transactionの発行は必ずEOAから行われる。   ● Contract Account  ○ CodeとStorageも持つ。   ○ Contractを作成した時に生成されるAccount。   ○ NonceはこのAccountから新しいContractを生成した時にインクリメントされる。  

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. Ethereumのトランザクション  19 ● TransactionはState情報を書き換えるトリガー。  ● Ethereumが保有しているAccount情報が書き換わる。  ● EthereumのStateはAccount情報の集合。つまり、Transactionを発行すると Ethreumが新しいStateへと変化する。 

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. 送金Transaction  20 ● 送信元(from)のAccountと送信先(to)のアカウントのbalanceが変わる。 ● 送信元のAccount addressは署名から復元できる。 ● 送信先(to)が初めてアクセスするaddressの場合そのタイミングで Account領域が確保される。

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. スマートコントラクト生成Transaction  21 ● to: 0x00000...00 の全て0のaddress宛に送ると、新しいスマートコントラクトが生成される。 ● transactionに生成するスマートコントラクトの本体コードを載せる。 ● このコードが新しいAccountとして生成された領域に保存される。 ● Account addressはHash(from address + nonce)となる。 ● 同じコードでも違うAccountとして生成される。 ○ つまり、一度生成されたスマートコントラクトはImmutable codeはコピーされ保存される

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. スマートコントラクト実行Transaction  22 実行結果を反映 ● Toが呼び出したいスマートコントラクトのaddress ● Data部に呼び出す関数の識別IDと関数に渡す引数を指定 ● 実行結果はAccountのStorageに保存される。 ● スマートコントラクトから他のスマートコントラクトを呼ぶことも可能。その場合は複数のAccountの情報が書き換わる。

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. Ethereumのブロック構造  23 Merkle Patricia Trie ● Account情報の集合がEthereumのStateである。 ● EthereumはStateのcommitmentを持つ。 ● そのため、Block検証には今まで保存された全ての State情報が必要となる。 ● Block生成は約15秒間隔。

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Copyright © 2019 chaintope Inc. All rights reserved. マークルパトリシアトライ(Merkle Patricia Trie)  24 https://blog.ethereum.org/2019/12/30/eth1x-files-state-of-stateless-ethereum/ より ● Stateデータの増加＝パトリシアトライの成長＝ Key-Valueストアの増加。 ● アカウント情報を取得する時はパトリシアトライの探索と、 Key-Valueストアに対するフェッチが発生。　=>　Stateの増加が処理速度低下につながる。 ● Merkle Root Hashの算出が高速。O(log_16 n)

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株式会社chaintope 代表取締役社長　正田英樹福岡県飯塚市幸袋560-8 [email protected] 28