以太坊采用MPT结构维护全局状态树，区块头含State Root；链上数据分状态、交易、收据三棵树；合约变量按规则映射至256位存储插槽；DApp混合存储，关键数据上链、大文件链下锚定；EIP-4444删剪历史数据，轻节点通过Merkle证明验证。
一、以太坊存储的全局状态树机制
以太坊通过Merkle Patricia Trie（MPT）结构维护单一全局状态，所有账户余额、合约代码哈希、存储根等均纳入该树。每个全节点必须同步并验证整棵状态树，确保数据一致性与不可篡改性。
1、状态数据以键值对形式写入LevelDB数据库，键为账户地址或存储插槽编号，值为RLP编码后的状态对象。
2、区块头中包含State Root字段，该哈希值唯一标识当前全局状态树的根节点。
3、当交易执行修改合约变量时，EVM定位对应Storage Slot，更新底层MPT分支节点，并生成新的State Root。
二、链上数据的分层组织方式
以太坊将链上数据划分为三类独立MPT：状态树（State Trie）、交易树（Transactions Trie）和收据树（Receipts Trie）。每棵树的根哈希均被写入区块头，构成可验证的数据锚点。
1、State Trie管理所有外部账户与合约账户的状态，包括ETH余额、Nonce、codeHash及storageRoot。
2、Transactions Trie按交易在区块内的顺序索引，每个叶子节点为RLP编码的交易对象。
3、Receipts Trie存储每笔交易执行后的收据，含日志事件、状态位、累计Gas消耗等信息。
三、智能合约存储插槽的物理映射规则
合约内部变量并非按源码顺序线性排列，而是依据类型与大小分配至256位宽的存储插槽（Storage Slot），同一插槽可打包多个小尺寸变量，但映射与动态数组始终独占一个插槽。
1、简单变量（如uint256、address）按声明顺序依次占用连续插槽，从slot 0开始编号。
2、mapping(keyType => valueType)的存储位置由keccak256(key . slot)计算得出，确保不同key互不干扰。
3、动态数组的长度存于slot N，实际元素从keccak256(N)开始按索引偏移分布，支持无限扩容。
四、链上与链下协同的数据管理策略
DApp实际运行中采用混合存储架构：核心状态与逻辑强制上链保障可信，前端资源与大体积用户数据则托管于IPFS或中心化服务，仅将内容哈希写入合约实现链上锚定。
1、Uniswap V3合约将流动性仓位、费用参数等关键状态全部存于链上Storage Trie中。
2、其网页前端代码曾部署于AWS服务器，后部分迁移至IPFS，域名解析仍依赖DNS系统。
3、NFT项目将图像元数据存于IPFS路径，合约中仅保存ipfs://Qm.../metadata.json格式的URI字符串。
五、历史数据删剪与轻节点访问机制
为缓解节点存储压力，EIP-4444规定客户端可删除2023年以前的历史区块和收据数据，仅保留最新状态树与最近一年区块头，使同步速度提升并降低硬件门槛。
1、全节点启动时默认启用pruning模式，自动清理旧区块体与收据，保留stateDB完整快照。
2、轻客户端（Light Client）不下载完整区块，而是通过同步区块头+请求Merkle证明来校验特定交易或存储值。
3、eth_getStorageAt RPC调用返回指定地址、插槽的当前值，其底层依赖节点本地stateDB查询，无需遍历整个区块链。
