区块链技术原理(10)-以太坊帐户
文章目录
- 前言
- 帐户类型
- 主要区别
- 帐户详解
- 外部持有的帐户和密钥对
- 帐户创建
- 合约帐户
- 验证者密钥
- 钱包与账户的说明
- 账户模型的优势（对比 UTXO）
- 总结
前言
一个以太坊帐户是一个具有以太币 (ETH) 余额的实体，可以在以太坊上发送交易。 帐户可以由用户控制，也可以作为智能合约部署。
帐户类型
以太坊有两种帐户类型：
- 外部所有的帐户 (EOA) – 由任何拥有私钥的人控制
- 合约帐户 – 部署到网络上的智能合约，由代码控制。
这两种帐户类型都能：
- 接收、持有和发送 ETH 和 token
- 与已部署的智能合约进行交互
主要区别
| 维度 | 外部拥有账户（EOA） | 合约账户 |
|---|---|---|
| 控制者 | 私钥持有者（人或设备） | 智能合约代码（自动执行） |
| 代码存储 | 无代码（codeHash=0x0） | 有智能合约代码（codeHash指向字节码） |
| 交易发起 | 可主动发起交易（需私钥签名） | 仅能被动响应调用（无法主动发起交易） |
| 创建方式 | 通过钱包生成私钥 - 地址对（无需上链） | 通过 EOA 部署智能合约（需上链并支付 Gas） |
| 核心作用 | 用户交互入口（转账、调用合约） | 执行复杂逻辑（自动化规则、数据存储） |
帐户详解
以太坊帐户有四个字段：
- balance：账户中的 ETH 余额（可接收 ETH，也可通过合约代码主动转账）；
- nonce：一个计数器，记录账户发起的交易次数（防止 “重放攻击”，确保每笔交易唯一），仅在合约创建其他合约时使用（记录创建次数）；
- storageRoot：合约存储数据的默克尔根（指向合约在链上存储的键值对数据，如用户余额、权限设置等）；
- codeHash：合约代码的哈希值（指向链上存储的合约字节码，确保代码不可篡改）。
外部持有的帐户和密钥对
帐户由一对加密密钥组成：公钥和私钥。 它们有助于证明交易实际上是由发送者签名的，并防止伪造。 你的私钥是你用来签名交易的密钥，所以它保障你对与自己帐户相关的资金进行管理。 你从未真正持有加密货币，你持有私钥 – 资金总是在以太坊的账本上。
这将防止恶意参与者广播虚假交易，因为你总是可以验证交易的发送者。
如果 Alice 想要从她自己的帐户发送 ETH 到 Bob 的帐户，Alice 需要创建交易请求并将其发送到网络进行验证。 以太坊对公钥加密的使用确保了 Alice 可以证明她最初发起了交易请求。 没有加密机制，恶意对手 Eve 可以简单地公开广播一个看起来像“从 Alice 的帐户发送 5 ETH 到 Eve 帐户”的请求。而且没有人能够证实请求不是由 Alice 发送。
帐户创建
当你想要创建一个帐户时，大多数程序库会生成一个随机私钥。
私钥由 64 个十六进制字符组成，可以用密码加密保存。
例如：
fffffffffffffffffffffffffffffffebaaedce6af48a03bbfd25e8cd036415f
使用椭圆曲线加密法从私钥生成公钥。 通过获取公钥 Keccak-256 哈希的最后 20 个字节并校验码前面添加 0x，可以为帐户获取公共地址。
这意味着外部帐户 (EOA) 有一个 42 字符的地址（ 20 字节区块，即 40 个十六进制字符，加上 0x 前缀）。
例如：
0x5e97870f263700f46aa00d967821199b9bc5a120
下面的示例显示如何使用一种名为 Clef的签名工具生成一个新帐户。 Clef 是一个集成在以太坊客户端 Geth（这个后续专门讲解）的帐户管理和签名工具。 clef 命令创建一个新的密钥对并保存在加密的密钥库中。
> clef newaccount --keystore <path>
Please enter a password for the new account to be created:
> <password>
------------
INFO [10-28|16:19:09.156] Your new key was generated address=0x5e97870f263700f46aa00d967821199b9bc5a120
WARN [10-28|16:19:09.306] Please backup your key file path=/home/user/go-ethereum/data/keystore/UTC--2022-10-28T15-19-08.000825927Z--5e97870f263700f46aa00d967821199b9bc5a120
WARN [10-28|16:19:09.306] Please remember your password!
生成帐户 0x5e97870f263700f46aa00d967821199b9bc5a120
可以通过你的私钥获取公钥，但你不能通过公钥获取私钥。 确保私钥的安全性，以及顾名思义，私密性，至关重要。
你需要一个私钥来签署消息和交易并输出签名。 然后其他人可以使用签名获取你的公钥，证明信息的作者。 在你的应用程序中，你可以使用 JavaScript 程序库向网络发送交易。
合约帐户
合约帐户也有一个 42 个字符组成的十六进制地址：
例如：
0x06012c8cf97bead5deae237070f9587f8e7a266d
合约地址通常在将合约部署到以太坊区块链时给出。 地址产生自创建人的地址和从创建人地址发送的交易数量（“nonce”）。
验证者密钥
以太坊还有一另种类型的密钥，它们是在以太坊从工作量证明过渡到权益证明共识时引入的。 它们是“BLS”密钥，用来识别验证者。 这些密钥可以有效地聚合，减少网络达成共识所需要的带宽。 没有这种密钥集合，验证者的最小质押金额将会高出许多。（后续会单独讲解）
钱包与账户的说明
帐户和钱包不同。 钱包是一个界面或应用程序，可让你与以太坊帐户（外部帐户或合约帐户）进行交互。
账户模型的优势（对比 UTXO）
以太坊的账户模型（与比特币的 UTXO 模型相比）更适合智能合约：
- 直观的余额管理：账户余额直接记录为数值（如balance=10 ETH），无需像 UTXO 那样通过 “未花费交易输出” 计算，更易理解和编程；
- 状态持续性：合约账户可长期存储状态（如用户的抵押比例），支持复杂的逻辑交互（如循环、条件判断）；
- 交互灵活性：EOA 与合约账户、合约账户之间可直接交互，形成复杂的生态网络（如 DeFi 协议间的跨合约调用）。
总结
以太坊的账户体系是 “用户 - 合约” 交互的基础：EOA 作为用户的 “数字身份”，通过私钥控制资产和操作；合约账户作为 “自动执行的程序”，按代码逻辑处理交易和数据。两者的协同让以太坊不仅能实现价值转移，更能支撑去中心化应用的复杂功能，是 Web3 生态 “可编程价值” 的核心载体。