以太坊并未使用传统数据库,而是构建出一套具备可验证性、安全性与高效索引能力的底层数据结构 ——Merkle Patricia Trie(MPT)

它支撑了账户状态、合约变量、交易记录的存储机制,也是轻节点验证和跨链证明的基础。

✦ 1. 为什么以太坊需要特殊的存储结构?

以太坊要实现的是一个全球状态同步的可信网络,这对存储系统提出以下挑战:

因此,以太坊引入了基于哈希验证机制的 Merkle Trie(默克尔树)结构,它天然支持状态快照、部分证明和去中心化校验,比传统 SQL/NoSQL 更适合区块链系统。


2. Merkle Patricia Trie 是什么?

MPT 是一种结合多种数据结构特性的 Trie 变种:

成员结构 功能 在 MPT 中的体现
🔗 Merkle Tree 哈希递归构建整棵树,支持防篡改和路径验证 每个节点哈希影响 rootHash,用于状态证明
🔍 Radix Tree(前缀树) 支持快速字符串查找(基于共享前缀) 地址路径被分割为十六进制 nibbles
🧬 Patricia Tree 对路径进行压缩,节省冗余节点 支持路径压缩,减少 Trie 深度和存储开销

📌 MPT 是一种加密验证 + 快速路径匹配 + 节点压缩优化结合体,专为以太坊状态树高频读写需求设计的。

ChatGPT Image 2025年6月1日 23_59_20.png

✅ 核心理念:每个状态的更新都会映射到一个新的根哈希(roothash),作为该状态快照的唯一标识。


✦ 3. RLP 编码:以太坊的通用序列化格式

RLP(Recursive Length Prefix, 递归长度前缀编码) 是以太坊专用的数据编码格式,专为结构化数据的压缩与存储设计:

✅ RLP 特点: