想挖矿吗？最好先学以太坊

雷锋网：本文为人工智能研究院整理的技术博客。原标题为A Primer on Ethereum Blockchain Light Clients，作者为zk Capital。

翻译 |高敏校对 |余杭整理|我的

许多使用点对点协议的基于区块链的项目夸大了性能和吞吐量。这些项目在研发阶段已经有了一些创新，但一旦协议投入使用，它们大多难以解释经常遇到的挑战。

网络拓扑

对于大多数人来说，很容易假设 Internet 在延迟和计算工作量之间的某个置信区间内，但他们忽略了要与之交互的节点。不幸的是以太坊全节点挖矿，对于大多数用户来说，运行全节点不仅速度慢而且成本高得令人望而却步，因此大多数用户选择轻节点，因为他们不仅要承担全节点所具有的安全任务，而且对资源没有额外的要求。

以太坊轻客户端模式允许像树莓派这样的轻量级设备加入网络，在区块头显示时下载区块头，并根据用户状态的要求按需验证某些类型。在以太坊中，这些归档的全节点拥有的客户端很容易使网络饱和。 Raspberry Pi 可以比所谓的 Merkle 树更快地锁定这些节点。

您可以在树莓派上安装轻客户端！

加密经济学已不足以作为运行全节点的动力，因为资源成本效益在平衡分布式网络的过程中遇到了瓶颈。对于轻节点，很难预测网络将拥有什么样的完全平衡。如何平衡这些动机以及如何让用户更容易证明运行完整节点的主题已经讨论了很多次。

轻客户端简介：以太坊中的关键角色

轻客户端背后的核心理念是它能够捕获用户关心的状态部分。它假设一个诚实模型，其中矿工都正确地遵循以太坊的规则，并且系统中至少有一个完整的节点是完全诚实的。

将同步模式标志设置为轻模式

它们的基本功能是设置区块头在网络上显示时下载，对于客户端正在使用的状态部分的Merkle证明，也可以下载按需更改的问题需求。以太坊上的轻客户端使用分布式哈希表而不是本地存储来记录字典树的节点。

考虑到以太坊状态是通过更大的Merkle树来展示的，从Merkle树的根开始，沿着树中一个分支的节点路径，作为轻量级很容易验证信息的完整性量级证明。这最终依赖于对所提供的 Merkle 根的正确性的信任。

轻客户端信息包括但不限于查询账户余额、验证和确认交易、查看部署在网络上的合约的事件日志等信息。

通过 Merkle 树的证明和验证，所有这些都可以降低到亚线性复杂度。当无法从区块链获取数据或无法签出状态交易索引时，客户端可以警告点对点网络中的其他参与者。

在轻客户端模式下，以太坊客户端实现了根本不同的配置和协议管理器。以太坊推出轻客户端究竟会发生什么，感兴趣的用户可以参考我下面的问题。

潜在的共识机制

当前的轻客户端协议通过全节点在主链上假设工作量证明共识。在工作量证明过程中，我们可以使用数学函数来验证块头的有效性。也就是这个算法很难计算出块头和输出，但是很容易验证。

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