以太坊虚拟机（EVM）区块链技术分享

以太坊是交易驱动的账户状态机模型，那么我们先从账户说起。

以太坊账户又分为外部拥有账户和合约账户。 账户状态包括4个属性：Nonce、Balance、StorageRoot、CodeHash。

其中区块链技术来源于以太坊，Nonce为序号，表示该账户创建了多少笔交易或合约。 对于每一次交易或创建，序列化都会加1，可以有效防止重放攻击。

余额是账户有多少余额。

StorageRoot 和 CodeHash 只对合约账户有效。 StorageRoot是一棵MPT树的根哈希，将合约存储的数据组织成树状结构，便于存在性证明和寻址。

CodeHash 存储合约的 EVM（以太坊虚拟机）代码的哈希值。

除了CodeHash，其他的我们都已经详细讲过了，所以这篇文章就讲一下CodeHash。 顾名思义，理解CodeHash主要是理解EVM（Ethereum Virtual Machine）。 首先申明，因为我们的目的不是编程，所以我们学习EVM也只是尝尝（关键是我了解的不多。。。）。

虚拟机就是虚拟计算机，以太坊以软件的形式实现了虚拟机分布在各个节点上。 每个节点上的虚拟机都是一样的，也就是说同一条指令进入虚拟机，结果是一样的。 所以可以说以太坊是用区块链实现的世界计算机。

当然，出于安全考虑，这个虚拟机在节点上是完全隔离的，是一个完全独立的“沙箱”。 虚拟机的作用是执行以太坊智能合约，也就是智能合约运行的环境。

对于整个以太坊系统来说，EVM其实就是一个函数。 智能合约的部署和调用是由交易驱动的。 当有这样的需求时，交易会调用EVM函数，然后EVM会一条条执行相关指令。

EVM 和比特币的脚本系统一样，也是以栈的方式实现的。 堆栈可以参考0627的文章。EVM的堆栈深度限制为1024层，也就是说堆栈最多可以叠加1024条数据，每个堆栈项的数据长度为32字节，这与我们在上一篇文章中提到的合约账户的数据存储长度相匹配。 因此，大家把以太坊虚拟机称为图灵完备的256位虚拟机。

EVM 有自己的字节码，每条指令都是一个字节。 当然，我们在写智能合约的时候，不会直接使用字节码，因为人类阅读起来太难了。 我们通常使用类似于solidity的高级语言，然后通过编译器将高级语言转换成EVM函数。 可读的字节码。

最后，让我们看一下最简单的指令，看看EVM是如何执行的。

这条指令的高级语言形式是这样的：

uint256 x = 1

这条指令的意思就是定义一个uint256类型的数据x区块链技术来源于以太坊，并赋值1，就是这么简单的事情。

但是这条指令编译后，到了EVM就变成了一堆指令（方框是注释）：

推（0x1）

将1压入栈中，这个1就是要赋值的1

推（0x0）

将 0 压入堆栈。 这个0表示数据x会存储在合约账户数据存储的位置0（见上一篇）。这两句执行完后，栈中从上到下会有0和1两条数据。

dup2

在栈中从上往下复制第二项，所以此时栈从上往上有1、0、1三个数据

交换 1

交换栈顶的两项数据。 此时栈从上到下依次存储0、1、1。

商店

从栈顶开始倒数，将第二项数据存入第一项数据标识的位置，同时将这两项数据出栈。 这里是把数据1存到位置0，因为x已经绑定到位置0，所以x=1的赋值就完成了。 此时栈中只剩下一层数据：1

流行音乐

丢弃栈顶的数据，栈变空，等待下一条指令的执行

其实仔细一看，发现dup2、swap1、pop这三个指令完全可以省略，效果是一样的。 不清楚编译后为什么要用这种多余的方法，可能还有其他原因。