详解以太坊虚拟机(EVM)的数据存储机制_ORA:GET

来源:区块链研究实验室

以太坊存储机制

在EVM中允许执行智能合约代码。合约状态或内存存储在智能合约地址中。可以将这种存储视为位于智能合约地址的无限长度的数据结构数组。存储机制确保存储位置没有冲突,并遵循一组规则。使用这些规则,我们可以解码任何合约的状态。解码存储在映射中的数据需要知道所使用的密钥。合约数据的解码使用RPC调用eth_getStorageAt进行。

插槽位置

变量在智能合约的存储阵列中的位置由代码中出现的顺序以及变量的大小决定。此位置称为插槽。如果一个变量小于256位,则EVM会尝试在空间中容纳一个以上的变量,因此一个以上的变量可能会占用存储阵列中单个插槽的空间。映射或数组将始终占据一个插槽。数组和映射元素的位置遵循一组特殊的哈希规则,本文将对此进行介绍,这些规则在以太坊文档中也有描述。

Arkham推出链上分析的人工智能助手Arkham Oracle:7月18日消息,加密智能分析平台Arkham宣布推出链上分析的个人人工智能助手Arkham Oracle。[2023/7/18 11:02:25]

下表提供了EVM遵循的分配规则的摘要。我们将看两个智能合约的示例,并使用表1中提供的规则对其进行解码

P2P比特币交易所Paxful恢复运营:金色财经报道,P2P 比特币交易所 Paxful 宣布在关闭一个多月后已恢复运营,该公司写道:“一个月后,我们很高兴地宣布 Paxful 市场重新上线,4 月初,我们面临一个艰难的决定,即暂时关闭市场以保护我们所有的客户和 Paxful 的未来。”

此前消息,Paxful 于 4 月关闭,首席执行官 Ray Youssef 因联合创始人 Artur Schaback 起诉 Youssef 和公司不当解雇等原因对客户资金安全表示担忧。根据 Schabeck 的说法,Paxful 目前由一名托管人所有,除了 Schabeck 和 Youssef 之外,该托管人还担任董事。[2023/5/9 14:50:59]

256位变量的简单示例

迅雷上线唐伯虎《玉玦仕女图》数字藏品:据官方消息,6月17日,迅雷旗下数字藏品平台非同数艺上线明代唐寅 《玉玦仕女图》。藏品已在非同数艺上开启预约,将于17日上午11时正式开售,限量发售3550份。仕女图是唐寅的擅长画作,其画的人物肖像图大多为仕女及历史故事,师承唐代传统,线条清细,色彩艳丽,体态优美。非同数艺上的数字藏品均基于迅雷链技术铸造生成。[2022/6/15 4:27:49]

首先让我们看一个简单示例,所有变量都是256bit。这样做使我们无需考虑可变变量即可查看分配。

请注意,当对数字应用keccack哈希时,数字必须是0填充的64位值。

数字资产服务提供商Coinhouse完成4000万欧元融资,ConsenSys等参投:6月10日消息,数字资产服务提供商Coinhouse宣布完成4000万欧元融资,本轮融资由ODDOBHF和TrueGlobalVentures4Plus领投,TiogaCapital、XAngeSiparexInnovation、RaiseVentures、CFPartners、ConsenSys、ExponCapital参投。融资将用于开发加密资产管理产品,加速其国际扩张,以挖掘外部增长机会,包括让个人和企业更直观、更易于使用加密支付,以及通过Web3简化交易和数字资产管理。

据悉,Coinhouse是第一家在法国金融市场管理局(AMF)注册的加密货币公司。此前消息,Coinhouse完成1700万美元B轮融资,TGV4PlusFund领投。(TechinAsia)[2022/6/10 4:17:19]

所有解码都是使用以太坊RPC调用eth_getStorageAt执行的,在本文中将其表示为GetStorageAt。可以使用任何语言打包程序来调用此RPCapi。

下图显示了如何对智能合约的地址和传递给它的位置值进行GetStorageAt调用。图1左侧的数字是变量的位置。对于基类型,可以将此位置传递到GetStorageAt以获取变量值。对于数组,位置将返回数组的长度。

通过将Keccack哈希传递给索引为0的GetStorageAt来解码数组索引。数组的每个后续索引位于与位置求和的哈希值处。可以认为这是访问数组的指针并增加其位置以查找每个元素,类似于C或C++。

传递给每个键的GetStoragetAt的位置值是键的keccack哈希值和映射声明的位置。对于多维映射,将密钥和变量位置递归调用Keccack哈希值。参见图1中的示例进行说明。

接下来,我们来看一个发生变量打包的示例。打包要记住的是:

1.它仅按出现顺序适用于基本变量类型。EVM将按照代码中列出的顺序在256位空间中打包尽可能多的变量。

2.每个映射和数组变量将占用一个新的插槽。

3.数组变量映射将遵循打包规则。也就是说,如果一个元素小于256位,则阵列的多个索引将占用存储阵列中的单个插槽。

图2显示并提供了发生的打包的说明。当类型的长度小于256位时,EVM尝试将其他变量打包到插槽中。EVM按列出的顺序选择要打包的变量。映射和数组始终出现在新位置。但是打包规则仍适用于解码数组索引,打包规则仍适用于存储在映射中的结构。

有关这种情况下如何存储变量的说明,请参见图2。

继承

关于继承的说明。当智能合约继承其他智能合约时,基本智能合约的存储变量将按继承顺序占据存储阵列的第一个插槽。子类的存储变量将随后出现。

结论

如前所述,我们在本文介绍的规则来解码以太坊智能合约的存储机制。在接下来的,第2部分将描述的智能合约规则编写的工具。

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