15-ETH-账户

学习视频来源:https://www.bilibili.com/video/BV1Vt411X7JF/?p=15
本博客除了包含自己的在学习过程中记录的笔记外，还包含少部分自己扩展的内容，如有错误，敬请指正。

文章目录

• [1. 比特币是基于交易的账本模型](#1. 比特币是基于交易的账本模型)
• • [1.1 不方便点](#1.1 不方便点)
  • • （1）转账时必须说明资金来源。
    • [（2）UTXO 必须"全部花完"：](#（2）UTXO 必须“全部花完”：)
• [2. 以太坊是基于账户的账本模型](#2. 以太坊是基于账户的账本模型)
• • [2.1 基本操作更直观](#2.1 基本操作更直观)
  • [2.2 安全机制设计](#2.2 安全机制设计)
  • • 对双花攻击的天然防御
    • 新挑战：重放攻击
    • [解决方案：Nonce 机制](#解决方案：Nonce 机制)
• [3. 以太坊中的两类账户](#3. 以太坊中的两类账户)
• • [3.1 外部账户](#3.1 外部账户)
  • [3.2 合约账户](#3.2 合约账户)
• [4. 以太坊为什么要设计一个新的模型？](#4. 以太坊为什么要设计一个新的模型？)
• • [4.1 不沿用比特币的原因](#4.1 不沿用比特币的原因)
  • [4.2 稳定身份的现实必要性](#4.2 稳定身份的现实必要性)
• [5. 以太坊的设计取舍](#5. 以太坊的设计取舍)

1. 比特币是基于交易的账本模型

比特币系统中并没有显式地表示某个账户有多少钱。如果你想知道某个账户有多少钱，需要通过 UTXO（未花费交易输出）来计算。

• 优点：对账号隐私有一定保护。
• 缺点：使用不便，不符合日常金融体验。

1.1 不方便点

（1）转账时必须说明资金来源。

例如：A 转给 B 10 个比特币，需指明这 10 个 BTC 来自两个不同的交易（如 7 个 + 3 个）。这与银行完全不同，银行存钱无需说明来源，花钱时也不用追溯来源。

（2）UTXO 必须"全部花完"：

• 若A 转了10个比特币给B。B现在要转 3 个给 C。 若B不将剩余7个"转给自己"（通常用新地址）， 则这 7 个会默认作为交易费送给矿工------"矿工狂喜"。现在很多钱包支持"每次交易换一个新地址"，即"打一枪换一个地方"，增强匿名性。

根本问题是 比特币系统没有显示的维护基于账户的交易的概念。

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2. 以太坊是基于账户的账本模型

以太坊采用类似银行的账户模型，每个账户都有明确的余额记录。

2.1 基本操作更直观

• A转给B 10个以太币，只需检查A的余额是否 ≥10，无需说明资金来源。
• B后续转3个给C时，也不必处理"找零"------系统自动扣减余额。
• 比特币中用于追踪来源的哈希指针在以太坊中不再需要。

2.2 安全机制设计

对双花攻击的天然防御

• 只需检查余额：够就扣，重复花费就扣减2次。

新挑战：重放攻击

• 攻击场景：A 转账给 B 的交易上链后，B 再次广播同一笔交易。
• 重放攻击与双花攻击对称：
  • 双花：付款方不诚实；
  • 重放：收款方不诚实。

解决方案：Nonce 机制

• 每个账户维护一个 nonce（计数器），表示该账户历史上已发出的交易总数。
• 每笔交易必须包含当前 nonce，并由私钥签名。
• 例如：第 21 笔交易必须写 nonce=21。签名保护确保 nonce 无法被篡改。
• 节点维护状态树，其中包含： 账户余额（balance）和nonce 值
• 执行规则：
  • 初始 nonce = 0；
  • 每成功执行一笔交易，nonce +1；
  • 若收到重复 nonce 的交易（如已执行过 nonce=21），直接拒绝。

注意：这里的 nonce 是 计数器（counter），不是比特币 PoW 中的随机数。

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3. 以太坊中的两类账户

3.1 外部账户

• 由公私钥对控制；
• 拥有余额和 nonce；
• 可主动发起交易。

3.2 合约账户

• 不由私钥控制；
• 包含4个核心要素：
  • nonce：记录该合约账户创建过的子合约数量；
  • code：部署后不可变的字节码；
  • storage：可读写的持久化存储，随执行而变化；
  • balance：该合约当前持有的 ETH 数量。可变（注意合约账户也是可以有余额的！）
• 行为限制：
  • 不能主动发起交易（以太坊硬性规定）；
  • 只能由外部账户触发；
  • 外部账户可以发起交易，交易中调用合约，合约在被调用时，可通过内部消息（message）调用其他合约。

合约创建时会返回一个固定地址，后续可通过该地址调用其功能。

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4. 以太坊为什么要设计一个新的模型？

4.1 不沿用比特币的原因

• 比特币已有成熟代码，但其 UTXO 模型不适合智能合约。
• 比特币强调隐私（频繁换地址），但智能合约需要 稳定身份。

4.2 稳定身份的现实必要性

• 类比现实世界：
  若某人以身份 X 与你签合约，事后消失，或另一个人声称"我就是 X，只是换了身份"，将导致信任崩溃。
• 在智能合约场景中问题更严重：
  • 例如：用户投入资金参与价格预测（如期权/期货）；
  • 若用户地址频繁变更，合约无法可靠返还收益给用户；
  • 如果资金投入合约中，若合约账户本身"变了"（如地址不固定），问题更严重。

5. 以太坊的设计取舍

综合权衡后，放弃 比特币基于交易的模型，采用基于账户的模型。目前来看比较适合的，因为以太坊是希望账户比较稳定。如果用户有隐私保护方面的需求，可手动创建多个账户，按不同用途或交易使用不同地址。