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イーサリアムの「状態」について掘り下げて理解する

イーサリアムの「状態」について掘り下げて理解する
今回は、イーサリアムの「状態」について専門用語を省き、事例を使いながら説明しています。このレポートを読んで頂くことで、イーサリアムを学習するにあたって度々出てくる「状態」について簡潔に知ることができます。どうぞご覧下さい。


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イーサリアムの「状態」について掘り下げて理解する

マスタリングイーサリアムには、「状態(ステート)」について以下のような説明があります。

イーサリアムは「状態マシン」にコードをロードして、ロードされたコードを実行した後に、「状態変化」の結果をブロックチェーンに記録(格納)します。結果をブロックチェーン上に記録することで、データの「状態推移」を追跡することができます。

いまいちイメージが湧かず理解しきれないのではないかと思います。

1.1 状態(ステート)について理解する

簡単に説明すると、ブロックチェーン上に記録されている「状態」を確認することで、トランザクションによって変化した情報の結果を知ることができます。トランザクションには、AからBに対するデータの送信情報が含まれており、データの保有者がAからBに変化したという結果を確認することができます。

また、データの保有者がBに変化したという情報は、過去の履歴(状態)が変化した結果を表しています。つまり、データの保有者がBになる以前の保有者であったAの履歴を追跡することができます。この状態の変化は、イーサリアム特有の「状態マシン」によって行われます。

下記画像は、Etherscanと呼ばれるイーサリアムの様々なデータを確認することができるページをスクリーンショットしたものです。こちらのデータから、状態変化を視覚的に確認することができます。

下記画像の赤枠部分はデータの送信者の状態変化を表しています。つまり、ETHを受信者に送信したことで保有の状態が変化した結果が記録されています。また、Nonce(ナンス)という記載が確認できますが、ナンスとは送信されたトランザクションの数が表されています。

下記画像の赤枠部分はデータの受信者の状態変化を表しています。つまり、ETHが送信者から受信したことで保有の状態が変化した結果が記録されています。

下記画像の赤枠部分は状態変化を承認したマイニング従事者が手数料を受け取った事による状態変化を表しています。

このようにして、状態変化の確認と追跡が可能になっています。

1.2 状態の構成について理解する

「状態」とは、トランザクションによって変化した情報の結果であることが分かりました。また、状態にはWorld state(ワールド状態)とAccount state(アカウント状態)の2つの概念があります。

ここも簡単に説明したいと思います。

ワールド状態の中には、ルートハッシュと呼ばれるデータが含まれており、アカウントステートの中に含まれるトランザクションハッシュまで確認することができます。トランザクションハッシュを確認することで、関連するnonce(ナンス)とbalance(バランス)を確認することができます。ナンスとは、その際に送信された累積トランザクション数を表しており、バランスとは、そのアカウントが所有するETHの量を表しています。

以下の図は、ホワイトペーパーに記載されているワールド状態とアカウント状態の関係図をツリー状に表したものになります。これを「マークル・パトリシアツリー」と呼びます。

上図の「STATE_ROOT」の部分がワールド状態のルートハッシュを表しています。ルートハッシュからツリー状に「NONCEBALANCECODEHASHSTORAGE_ROOT」から構成されるアカウント状態を表しています。そして、アカウント状態のSTORAGE_ROOTの中にトランザクションハッシュが含まれています。

つまり、ワールド状態にはアカウント状態の重要なデータの中身が保存されており、ワールド状態のルートハッシュを確認することで、確実にアカウント状態のデータにアクセスできるということです。この仕組みによって効率的にデータの保存ができています。

1.3 まとめ

今回は、状態と状態の構成について説明しました。

「状態」とは、トランザクションによって変化した情報の結果を指しており、その結果はワールド状態とアカウント状態によって構成されているということです。この2つの構成によって、効率的なデータの保存が行われているということです。

 

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今井 涼二

今井 涼二

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