以太坊智能合约，数据究竟存储在何方？

在探索以太坊及其他区块链平台的奥秘时，一个常见且核心的问题是：“以太坊智能合约的代码和数据究竟存储在哪里？” 以太坊智能合约本身，包括其代码和状态数据，并不是存储在某个中心化的服务器或数据库中，而是以太坊区块链本身，我们可以从“代码存储”和“数据存储”两个维度来更深入地理解。

智能合约代码：存储在区块链的“世界状态”中

智能合约的代码（通常是以Solidity等语言编写，最终编译为字节码）一旦被部署到以太坊网络上,就成为区块链上不可篡改的一部分。

1. 交易触发部署：智能合约的部署本质上是一笔特殊的交易（CREATE或CREATE2类型）,用户发送包含合约字节码和初始化参数的部署交易到以太坊网络。
2. 写入区块链：当矿工验证这笔交易并将其打包进一个区块后，合约的字节码就会被永久记录在该区块以及后续的区块中,这意味着合约代码是公开透明且可被所有网络参与者访问的。
3. 账户抽象：在以太坊中，合约被视为“合约账户”（Contract Accounts），每个合约账户都有一个地址，并且其代码存储在该账户的“存储空间”里，更准确地说，合约代码是账户状态的一部分，而所有以太坊账户的状态共同构成了以太坊的“世界状态”（World State）。
4. 世界状态存储：世界状态被存储在一个被称为“状态树”（State Trie）的数据结构中，具体来说是“状态对象树”（State Object Trie），它位于每个区块头中，每个合约账户（及其代码和存储数据）都是状态树中的一个叶子节点。

智能合约的代码是以字节码的形式，作为合约账户状态的一部分，存储在以太坊区块链的状态树中。

智能合约数据（状态变量）：存储在合约的“存储”中

智能合约不仅仅是代码，它还包含数据，即状态变量（State Variables）的值,这些数据存储在何处呢？

1. 合约的存储（Contract Storage）：每个智能合约都拥有自己独立的、持久化的存储空间，专门用于存储状态变量的值，这个存储空间是键值对（Key-Value Store）的形式。
2. 链上存储，成本高昂：与代码不同，合约存储的数据是动态写入的，并且每一次写入（修改）都会消耗“ Gas ”（以太坊网络中的燃料费），这是因为将数据永久记录在区块链上需要消耗大量的计算和存储资源，开发者需要谨慎设计合约，避免不必要的链上存储,以降低成本。
3. 存储在状态树的“存储树”中：合约的存储数据也是以太坊世界状态的一部分，每个合约账户的存储数据会被组织在一个独立的“存储树”（Storage Trie）中，而这个存储树又是该合约账户状态对象的一部分,最终汇总到整个以太坊的状态树中。
4. 持久化且可查询：存储在合约中的数据是持久化的，只要以太坊网络存在，这些数据就会一直存在,任何人都可以通过合约地址来查询这些公开的状态变量的值。

智能合约的状态变量数据是存储在该合约账户专属的存储空间（即存储树）中，而这个存储空间同样是以太坊区块链世界状态的一部分。

区块链作为“单一事实来源”

以太坊区块链作为一个去中心化的、分布式的账本，是所有智能合约代码和数据的“单一事实来源”（Single Source of Truth），网络中的每个全节点（Full Node）都完整地存储了整个区块链的历史数据，包括所有已部署的智能合约代码和它们当前的存储状态，这种分布式存储确保了数据的安全性、透明性和不可篡改性。

与“内存”和“调用数据”的区别

需要注意的是,智能合约在执行过程中还会使用到两种临时的存储空间：

• 内存（Memory）：这是合约执行时动态分配的临时内存，用于存储函数执行过程中的中间变量，内存中的数据在函数执行结束后就会被销毁，不会被持久化到区块链上,消耗的Gas也相对较少。
• 调用数据（Calldata）：这是函数调用时传递的参数数据，存储在只读区域,主要用于外部函数调用的参数传递。

这两种都不是我们通常所说的“合约存储”的范畴。

以太坊智能合约的代码和状态数据都存储在以太坊区块链本身，具体体现在以太坊的“世界状态”中：

• 合约代码：以字节码形式，作为合约账户状态的一部分,存储在状态树的合约账户节点内。
• 合约数据（状态变量）：以键值对形式，存储在合约账户专属的“存储树”中,同样是世界状态的一部分。

这种去中心化的、分布式的存储方式，是以太坊作为去中心化应用平台的基础，确保了合约的透明、安全与可信赖，理解这一点,对于深入掌握以太坊智能合约的工作原理至关重要。