以太坊轻节点容量

❶ 走进以太坊网络

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术语“以太坊节点”是指以某种方式与以太坊网络交互的程序。从简单的手机钱包应用程序到存储整个区块链副本的计算机，任何设备均可扮演以太坊节点。

所有节点都以某种方式充当通信点，但以太坊网络中的节点分为多种类型。

与比特币不同，以太坊找不到任何程序作为参考实施方案。在比特币生态系统中， 比特币核心 是主要节点软件，以太坊黄皮书则提出了一系列独立（但兼容）的程序。目前最流行的是Geth和Parity。

若要以允许独立验证区块链数据的方式连接以太坊网络，则应使用之前提到的软件运行全节点。

该软件将从其他节点下载区块，并验证其所含交易的正确性。软件还将运行调用的所有智能合约，确保接收的信息与其他节点相同。如果一切按计划运行，我们可以认为所有节点设备均存储相同的区块链副本。

全节点对于以太坊的运行至关重要。如果没有遍布全球的众多节点，网络将丧失其抗审查性与去中心化特性。

通过运行全节点，您可以直接为网络的 健康 和安全发展贡献一份力量。然而，全节点通常需要使用独立的机器完成运行和维护。对于无法（或单纯不愿）运行全节点的用户，轻节点是更好的选择。

顾名思义，轻节点均为轻量级设备，可显著降低资源和空间占用率。手机或笔记本电脑等便携式设备均可作为轻节点。然而，降低开销也要付出代价：轻节点无法完全实现自给自足。它们无法与整条区块链同步，需要全节点提供相关信息。

轻节点备受商户、服务供应商和用户的青睐。在不必使用全节点并且运行成本过高的情况下，它们广泛应用于支收付款。

挖矿节点既可以是全节点客户端，也可以是轻节点客户端。“挖矿节点”这个术语的使用方式与比特币生态系统不同，但依然应用于识别参与者。

如需参与以太坊挖矿，必须使用一些附加硬件。最常见的做法是构建 矿机 。用户通过矿机将多个GPU（图形处理器）连接起来，高速计算哈希数据。

矿工可以选择两种挖矿方案：单独挖矿或加入矿池。 单独挖矿 表示矿工独自创建区块。如果成功，则独享挖矿奖励。如果加入 矿池 ，众多矿工的哈希算力会结合起来。出块速度得以提升，但挖矿奖励将由众多矿工共享。

区块链最重要的特性之一就是“开放访问”。这表明任何人均可运行以太坊节点，并通过验证交易和区块强化网络。

与比特币相似，许多企业都提供即插即用的以太坊节点。如果只想启动并运行单一节点，这种设备无疑是最佳选择，缺点是必须为便捷性额外付费。

如前文所述，以太坊中存在众多不同类型的节点软件实施方案，例如Geth和Parity。若要运行个人节点，必须掌握所选实施方案的安装流程。

除非运行名为 归档节点 的特殊节点，否则消费级笔记本电脑足以支持以太坊全节点正常运行。不过，最好不要使用日常工作设备，因为节点会严重拖慢运行速度。

运行个人节点时，建议设备始终在线。倘若节点离线，再次联网时可能耗费大量的时间进行同步。因此，最好选择造价低廉并且易于维护的设备。您甚至可以通过Raspberry Pi运行轻节点。

随着网络即将过渡到权益证明机制，以太坊挖矿不再是最安全的长期投资方式。过渡成功后，以太坊矿工只能将挖矿设备转入其他网络或直接变卖。

鉴于过渡尚未完成，参与以太坊挖矿仍需使用特殊硬件（例如GPU或ASIC）。若要获得可观收益，则必须定制矿机并寻找电价低廉的矿场。此外，还需创建以太坊钱包并配置相应的挖矿软件。这一切都会耗费大量的时间和资金。在参与挖矿前，请认真考量自己能否应对各种挑战。（国内严禁挖矿，切勿以身试法）

ProgPow代表 程序化工作量证明 。这是以太坊挖矿算法Ethash的扩展方案，旨在提升GPU的竞争力，使其超过ASIC。

在比特币和以太坊社区，抗ASIC多年来一直是饱受争议的话题。在比特币网络中，ASIC已经成为主要的挖矿力量。

在以太坊中，ASIC并不是主流，相当一部分矿工仍然使用GPU。然而，随着越来越多的公司将以太坊ASIC矿机引入市场，这种情况很快就会改变。然而，ASIC到底存在什么问题呢？

一方面，ASIC明显削弱网络的去中心化。如果GPU矿工无法盈利，不得不停止挖矿，哈希率最终就会集中在少数矿工手中。此外，ASIC芯片的开发成本相当昂贵，坐拥开发能力与资源的公司屈指可数。这种现状有可能导致以太坊挖矿产业集中在少数公司手中，形成一定程度的行业垄断。

自2018年以来，ProgPow的集成一直饱受争议。有些人认为，它有益于以太坊生态系统的 健康 发展。另一些人则持反对态度，认为它可能导致硬分叉。随着权益证明机制的到来，ProgPoW能否应用于网络仍然有待观察。

以太坊与比特币是一样，均为开源平台。所有人都可以参与协议开发，或基于协议构建应用程序。事实上，以太坊也是区块链领域目前最大的开发者社区。

Andreas Antonopoulos和Gavin Wood出品的 Mastering Ethereum ，以及Ethereum.org推出的 开发者资源 等都是新晋开发者理想的入门之选。

智能合约的概念于20世纪90年代首次提出。其在区块链中的应用带来了一系列全新挑战。2014年由Gavin Wood提出的Solidity已经成为开发以太坊智能合约的主要编程语言，其语法与Java、JavaScript以及C++类似。

从本质上讲，使用Solidity语言，开发者可以编写在分解后可由以太坊虚拟机(EVM)解析的指令。您可以通过Solidity GitHub详细了解其工作原理。

其实，Solidity语言并非以太坊开发者的唯一选择。Vyper也是一种热门的开发语言，其语法更接近Python。

❷ 区块链容量瓶颈遭质疑，生态令技术突发“奇思妙想”

在当前区块链技术从成为主流应用技术的态势下，区块链系统最首要的容量瓶颈本质上受限于单台全节点的内存容量，这一点直接制约了吞吐量。而生态令就吞吐量问题，利用新技术解决区块链容量遭质疑的问题。

只要是区块链技术系统，无论使用何种共识算法机制，无论是POW、POS，还是委托权益证明，都将面临同样的问题。假设物理网络的延迟和带宽可以忽略不计，就像基于信息中心高速链路的 EOS，系统第二个瓶颈是受限的账本存储容量，本质上被单台全节点的内存容量所限制，这一点直接限制了区块网络可以承载多少个参与者地址，和多少个 DApp应用。

当前大部分主流的区块链技术系统，包括以太坊、比特币区块链、EOS等，都存在当下问题，并且更为不幸的是，这个问题也是无解的。多级缓存的信息库技术可以稍微改善一下所面临的限制，使得只有用户活跃才会受到存储容量限制，而总用户基数局限于硬盘的容量。但是这也指标不治本，难以从根本上解决这个问题。

于是，ECOL生态令技术将其关注点聚焦于吞吐量，在解决吞吐量这个短板的问题基础上，将区块所存在的容量问题暴露出。

ECOL生态令了解到共识算法其实帮不了解决性能和容量的瓶颈，便试图从标新立异的共识算法出发，提升区块链系统性能的努力。基于ECOL生态令信用体系基础，采用信用准入原则，借现有区块链账本确定性和唯一性，将各节点进行单点广播权确定和验证的系统完美协调。ECOL生态令的 POCM 共识机制规避了 POW 工作量证明的不够环保节能，有算力垄断，中化心趋向问题，解决了 POS 的权益不均问题，并处理了 DPOS 的操作效率弊病。

一般的“区块+链式”架构，所有的交易要打包到区块才生效。如果区块的容量存储小，则交易量大时，许多交易打包速度变慢，甚至有失败风险。如果区块容量存储大，则会使区块链信息迅速膨胀，普通电脑无法运行全节点，全节点的运行权则掌握在少数人手里，这将与去中心化的结果相悖。这也是比特币扩容之争的根本矛盾点。ECOL生态令没有区块这一概念，所以解决了传统区块+链式结构先天性的悖论两难问题。

总之，面临容量瓶颈，分布式技术系统设计上的巧思概念极为重要，这和共识算法有关，也和密码学有关，ECOL生态令在这一点上做得非常好

❸ 以太坊智能合约代码长度限制

限制为最长可达到合约的24KB大小。
以太坊智能合约包含太多函数和代码，将轻易达到合约24KB大小的最大限制，一些合约标准需要许多功能，那对于这些大的合约来说，这是一个大的问题。
以太坊智能合约是一段程序，部署在以太坊上的智能合约，运行在以太坊的虚拟机EVM中，程序可以按照事先约定的某种规则自动执行操作，执行合约的条款。

❹ 如何看待以太坊ETH2.0

对于1559引入gas费燃烧模式，固然会迎合某些人追逐所谓通缩的口味，但是其背后的动机，却不得不说，是Vitalik和以太坊基金会进一步推进PoS以至ETH 2.0的战略思维。

现在以太坊引入燃烧机制，对冲了区块奖励的发行，因此我们会觉得这个机制让以太坊变得更硬了。但是，以太坊燃烧销毁的是存量S。存量S的持续消耗会减少硬度（类似于电子工业消耗黄金储量），让增量的冲击变大，不利于币值的稳定。

介绍

众所周知，以太坊是没有固定可预期的货币政策的，这是一种最糟糕的货币政策（从博弈论的角度讲）。在1559实施后，增量F假设为固定的区块奖励，除非Vitalik和基金会决定变更它。

那么，恒定增量的情况下持续消耗存量，将使得以太坊的抗冲击能力下降，币值更不稳定，波动性更大，从而更加不适合于作为价值存储。

❺ 以太坊钱包不更新

网络不顺畅或其它。
节点同步慢原因以及解决方法：1、以太坊钱包节点同步需要联网操作，如果你的网络不畅通就会造成同步慢这种情况，所以在同步之前请检查好你的网络，确认网络状况良好在进行同步。2、节点同步需要占用大量的内存，如果你的电脑内存不够就会造成阶段同步慢甚至停止同步这种情况，建议用户在同步节点之前清理一下电脑保证电脑内存充足，目前有用户反映同步节点内存最高可占用100G左右内存哦。3、可以在以太坊钱包中修改peer数，默认peer是25个，建议你可以修改成巨大的数值，例如9999个。4、同步阶段还需要你的路由器支持uPnP。可以在路由器设置中修改。5、需要公网IP，如果你没有的话就会慢很多，所以建议设置一个公网IP吧。6、也有网友反映是钱包本身的问题，以太坊钱包软件本身并不是很成熟，在同步节点的时候会有很多问题出现，这个只有等待以太坊官方修改。7、电脑配置不能太低。8、第一次同步时使用--fast选项，可以更快地同步到最新块。9、使用的是geth，运行时间长了可能会有问题，可以考虑每天重启一次geth。10、及时更新geth到最新版本。11、硬盘空间要足够大，建议至少1T以上。为了运行以太坊全节点，买了500G的硬盘空间，使用--fast同步完成后才占40多G空间，之后正常模式同步硬盘占用空间快速增长，3个月左右已经430G了，最近又买了500G磁盘空间。12、交易未被打包时，相同nonce值可以覆盖之前的交易，覆盖交易只看nonce值，至于交易的其它部分内容可以相同也可以不同。13、如果有低nonce值还未被打包，新的交易gasPrice再高，也需要先等低nonce值的交易被打包，如果低nonce值的交易因为gasPrice设低了而等待，需要先使用相同nonce值来修改gasPrice。
以太币（ETH）是以太坊的一种加密数字代币，被视为“比特币2。0版”，创始人是杰弗里_维尔克。

❻ 什么是以太币/以太坊ETH

以太坊英文名Ethereum，简称ETH，是最近被热炒的虚拟投资币种。被称为是全球第二大市值的数字货币，仅次于比特币。

以太币是以太坊的一种数字代币，是因为以太坊开放的需要使用代币——以太币ETH来支撑应用。以太坊同样可以在交易平台交易买卖。简单的来说，以太坊（Ethereum）是一个平台和一种编程语言，使开发人员能够建立和发布下一代分布式应用。
以太坊（Ethereum）可以用来编程、担保和交易，也可以用来组织投票，域名买卖，金融交易平台，线上众筹，管理公司，
制定合同和大部分的协议，还能集成硬件的智能资产。

以太坊的价格之所以能够飙升，不仅得益于以太坊社区的推广宣传，更重要的是虚拟货币投资者们正在寻找替换比特币的投资产品。

比特币受国内央行的监管、申请ETF上市被拒等一系列问题，导致投资者们对比特币的前景看淡。而此时以太坊的出现、宣传推广，正受到这些虚拟币投资者的青睐！

BtcTrade平台（比特币交易网）www.btctrade.com作为国内最大最靠谱的交易平台，早在11月份就上线以太坊交易。上线时的以太坊在50元左右，如今已涨至300元一枚，实足惊人！以太坊ETH的前景到底如何，能否像比特币一样获得如此的关注，拭目以待！

❼ 以太坊技术系列-以太坊数据结构

本篇文章和大家介绍一下以太坊的数据结构，上篇文章我们提到，以太坊为了实现智能合约这一功能，使用了基于账户的模型。我们来看看以太坊中数据结构。

既然是基于账户的模型，我们需要通过账户地址找到账户的状态。就像通过银行卡号可以找到你在银行中的各种信息一样。最简单的想法当然是一个简单的哈希表 key是账户地址 value是账户状态。但这里有个问题解决不了。

轻节点如何校验账户合法性？

上篇我们说过，区块链中有2类节点，全节点和轻节点，轻节点只会存储block header，所以轻节点如何才能校验账号是否合法呢？

这个思路和我们平时用的md5校验一致，我们会对区块内的信息进行hash运算从而得出区块内信息唯一确定的值，区块链所有节点中这个值都是相同的。

在这个过程中我们用到了一种数据结构Merkle Tree（哈希树），我们先看下Merkle Tree（哈希树）的示意图。

上篇文章说到区块链中的链表(哈希链)和我们平时常见链表不同的是将指针从地址改为了hash指，这里也一样，哈希树和二叉树的区别有2个

1.将地址改为了哈希值

2.只有叶子节点存储数据

回到之前的问题轻节点是如何校验1个账户或交易是否是在链上的呢？

整个流程如上图所示

1.轻节点需要判断1个账号是否合法

2.轻节点由于只存储block header，所以拿到1个账号的时候会向全节点发出请求

3.全节点存储了所有账户状态，将账户路径中的需要计算用到的hash值返回给轻节点

4.轻节点本地进行计算根hash值，如果计算结果和自己存储一致则账户合法，不一致则不合法。

那以太坊中的账户信息的数据结构就是这样吗？

直接用这样的数据结构来存储账户信息会有2个问题

查找困难

生成hash值不确定

第1个问题应该比较容易发现，在这个树中寻找1个账号需要的复杂度是O(n),因为没有任何顺序。

第2个问题其实也是因为无序导致的，无序的组合每个节点针对同一批账户生成的hash值不一致，这就导致无法达成共识。

既然2个问题都和顺序有关，那我们类似二叉排序树一样，使用哈希排序树是不是就可以解决问题了呢？

使用排序树后会带来另外1个问题

插入困难

因为要维持树是有序的，很可能带来树结构的很大变动。

以太坊中使用了另外一种数据结构字典树。和哈希树不同，字典树应该是很多地方都有使用。我们简单来看下字典树的结构。

字典树能够较好地解决哈希树的2个缺点1.查找困难 2.生成的hash值不确定以及排序二叉树的1个缺点 插入困难。

但字典树我们可以看到可能树的深度可能由于部分元素导致整棵树深度非常深。

这时我们可以进一步优化，将相同路径进行压缩。这就是压缩字典树。

将哈希树和压缩字典树结合，就可以得到以太坊存储账户的最终数据结构-MPT。

将压缩字典树里面的指针从地址改为指针，并且将数据存储在叶子节点中即可。

介绍完状态树的数据结构，我们接下来讨论1个问题，区块中存储的账户状态是什么样的范围。有2种选择。

只保存当时区块中产生交易的账户状态。

保存全局所有的账户。

我们可以看下这2种方式，无非就是空间和时间的平衡，只保存当前区块产生的交易意味着是做懒加载(需要的时候才去寻找账户)，在区块链中这个代价是非常大的，因为寻找的账户之前从未交易过，这样会遍历整个区块链。另外一种保存全局的账户方式虽然看起来空间消耗较大，但查找快捷，而且空间的问题我们可以通过其他方式优化。所以最终以太坊选择了第2种每个区块都报错全局所有账户的方式。

我们来看下以太坊中是如何保存状态树的。

可以看到以太坊中虽然每个区块都保存了全部账户，但是会将未发生变化的账户状态指向前1个节点，本身只存储发生变化的状态，这样可以较大程度优化空间占用。

介绍完以太坊中比较复杂的状态树后，我们继续来看看以太坊中的另外两棵树，交易树和收据树。

首先介绍一下，为什么需要交易树&收据树。

1.交易树

虽然以太坊是基于账户的模型，但是就像银行不仅会存储银行卡的余额，还会存储卡中的每笔钱怎么来的以及怎么花的。交易树中就存储着当前区块中的包含的所有交易。

2.收据树

由于智能合约的引入增加了不少复杂性，所以以太坊用收据树存储着一些交易操作的额外信息。比如交易过程中执行日志就包含在收据树中方便查询。收据树和交易树是一一对应的。每发生一次交易就会有一次收据。

和状态树不同交易树和收据树只维护当前区块内发生的交易，因为当时区块发生交易时不需要再去查找另外1个交易，也就之前需要可能遍历整个区块链的查找操作了。

由于以太坊中的出块速度较快，我们进行一些查询一些符合条件交易的时候会面临大量数据遍历困难的问题。收据树中引入了布隆过滤器可以帮助我们有效缓解这一困难。

布隆过滤器将大集合中每个元素进行hash运算映射到1个较小的集合，这时再来1个元素要判断是否在大集合的时候，不需要遍历整个大集合，而是去进行hash运算去小集合中寻找是否存在，如果不存在，肯定不在大集合中，如果存在则不能说明任何问题。

如上图所示，布隆过滤器只能证明某1个元素不在集合中，不能证明1个元素在结合中。

以太坊中如果我们要在较多区块中寻找某1个交易，则可以利用布隆过滤器，过滤掉肯定不存在目标交易的区块，然后进入收据树内继续利用布隆过滤器筛选，剩下的才是可能的目标交易的交易，进行一一比对即可。

我们介绍了以太坊的核心数据结构，状态树&交易树&收据树，他们都是使用相同的数据结构-哈希压缩字典树。但状态树是维护1颗全局账户树，交易树和收据树则是维护本区块内的交易或收据。

介绍完数据结构后，后面我们会用几篇文章来介绍以太坊中的一些核心算法，比如共识机制，挖矿算法等。