ETH 以太坊的交易樹與收據樹（區塊鏈技術與應用）

每次發布乙個區塊時，區塊中的交易會形成一顆merkle tree，即交易樹，跟位元幣中的情況類似。

此外，以太坊還新增了乙個收據樹，每個交易執行完之後形成乙個收據，記錄交易相關資訊。也就是說，交易樹和收據樹上的節點是一一對應的。主要是考慮到以太坊智慧型合約執行較為複雜，通過增加收據樹，便於快速查詢執行結果。

交易樹和收據樹都是m(merkle)pt，而btc中都採用普通的mt(merkle tree)。（可能就僅僅是為了三棵樹**復用好所以這樣設計的）

mpt的好處是支援查詢操作，通過鍵值沿著樹進行查詢即可：

交易樹和收據樹只將當前區塊中的交易組織起來，而狀態樹將所有賬戶的狀態都包含進去，無論這些賬戶是否與當前區塊中交易有關係。多個區塊狀態樹共享節點，而交易樹和收據樹依照區塊獨立。

交易樹和收據樹的用途：

向輕節點提供merkle proof。

更加複雜的查詢操作(例如：查詢過去十天的交易；過去十天的眾籌事件等)

bloom filter的作用

支援較為高效查詢某個元素是否在某個集合中

eg：查詢某個元素是否在某個集合中

最笨：元素遍歷，複雜度為o(n)——輕節點不能用

方法：給乙個大的集合，計算出乙個緊湊的「摘要」

如下圖，給定乙個資料集，其中含義元素a、b、c，通過乙個雜湊函式h()對其進行計算，將其對映到乙個其初始全為0的128位的向量的某個位置，將該位置置為1。將所有元素處理完，就可以得到乙個向量，則稱該向量為原集合的「摘要」。可見該「摘要」比原集合是要小很多的。

摘要的作用：假定想要查詢乙個元素d是否在集合中，假設h(d)對映到向量中的位置處為0，說明d一定不在集合中；假設h(d)對映到向量中的位置處為1，有可能集合中確實有d，也有可能因為雜湊碰撞產生誤報。

如果集合中刪除元素該怎麼操作？無法操作。也就是說，簡單的bloom filter不支援刪除操作。如果想要支援刪除操作，需要將記錄數不能為0和1，需要修改為乙個計數器(需要考慮計數器是否會溢位)。

bloom filter特點：有可能出現誤報，但不會出現漏報。bloom filter變種：採用一組雜湊函式進行向量對映，有效避免雜湊碰撞以太坊中bloom filter的作用

每個交易完成後會產生乙個收據，收據包含乙個bloom filter記錄交易型別、位址等資訊。在區塊block header中也包含乙個bloom filter，其為該區塊中所有交易的bloom filter的乙個並集。

所以，查詢時候先查詢塊頭中的bloom filter，如果塊頭中包含。再檢視區塊中包含的交易的bloom filter，如果存在，再檢視交易進行確認；如果不存在，則說明發生了「碰撞」。

好處：通過bloom filter這樣乙個結構，快速大量過濾掉大量無關區塊，從而提高了查詢效率。

以太坊的執行過程，可以視為交易驅動的狀態機，通過執行當前區塊中包含的交易，驅動系統從當前狀態轉移到下一狀態。當然，btc我們也可以視為交易驅動的狀態機，其狀態為utxo。

問題1：a轉賬到b，有沒有可能收款賬戶不包含再狀態樹中？可能。因為以太坊中賬戶可以節點自己產生，不需要通知其他人，只有在產生交易時才會被其他節點知道，這個時候要在狀態樹中新插入乙個節點。

不能。首先，這樣設計要查詢賬戶狀態很不方便，因為不存在某個區塊包含所有狀態。其次，如果要向乙個新建立賬戶轉賬，因為需要知道收款賬戶的狀態，才能給其新增金額，但由於其是新建立的賬戶，所有需要一直找到創世紀塊才能知道該賬戶為新建賬戶，系統中並未儲存，而區塊鏈是不斷延長的。

交易樹和收據樹的建立過程

下圖的函式中建立了交易樹和收據樹並且創造了他們的根雜湊值