世界狀態樹

世界狀態是以太坊在某個區塊上「誰擁有什麼」的完整快照：每個帳戶的餘額與程式碼，以及每份合約儲存的內容。世界狀態樹是承載這份快照、並把它壓縮成單一 32 位元組指紋的密碼學資料結構，這個指紋就是狀態根，記在每個區塊頭裡。只要改動一個帳戶的餘額，這個指紋就會改變，因此一個區塊頭便悄然提交了整條鏈的全部狀態。

具體而言，它是一棵以帳戶地址（確切說是 20 位元組地址的 Keccak-256 雜湊）為鍵的默克爾帕特里夏字典樹。每個葉子是一個帳戶，含四個欄位：nonce（已送出的交易或已建立的合約數）、以 wei 計的餘額、storageRoot、以及 codeHash。對合約而言，storageRoot 本身又是另一棵默克爾帕特里夏字典樹的根，承載該合約的儲存槽，於是結構層層相套：一棵全域帳戶樹，每個合約帳戶各指向自己的儲存樹。

這套設計一舉買到兩樣東西：精簡的承諾與高效的證明。由於整個狀態坍縮成一個根，節點能以 32 位元組宣告其當前狀態。由於這棵樹經默克爾認證，只知道狀態根的輕用戶端能收到一段簡短的證明——一條兄弟雜湊構成的路徑——確鑿地證明「帳戶 X 餘額為 Y、儲存值為 Z」，而不必下載數百 GB 的狀態。任何竄改都會弄破路徑上的某個雜湊。

EVM 執行的每筆交易，本質上都是對這棵樹的一次編輯，而在每個區塊後重算新的狀態根，是執行用戶端的核心工作之一。這棵樹的深度與雜湊也使狀態存取成為實打實的成本——這正是計畫從十六進位的默克爾帕特里夏字典樹遷移到較扁平的 Verkle 樹的一大動機，後者能把證明縮到足以讓無狀態用戶端變得可行。