TRA:如何設計好用的以太坊輕客戶端？

原文標題：《科普|如何開發出好用的輕量級客戶端，Part-1》

撰文：PiperMerriam

翻譯&校對：閔敏&阿劍

大約5年前，我們開始構建Trinity——以太坊網絡上的新型「輕量級客戶端」。那時候Geth剛剛發布了第一版LES協議，而我們曾心懷遠大的夢想。

遠大的夢想往往被現實所擊倒。這些年來，我們得到了一些教訓：

EVM計算從根本上來說是「繁重的」。LES如同茫茫沙漠，客戶端就是沙漠中渴求數據的旅人。同步并維護狀態的難度過高。區塊鏈上的歷史記錄在絕大多數情況下是無用的，卻是必不可少的。核心以太坊協議在本質上對「輕量級」不友好。Python太慢了。我們的目標是遠大的，方法是有缺陷的。現在是該從頭再來的時候了。

馬斯克：X平臺月活用戶量創新高:金色財經報道，北京時間7月29日凌晨，埃隆·馬斯克發布推文，宣布2023年X平臺（此前為推特）月活躍用戶量創新高，并貼出用戶走勢圖。馬斯克隨后透露，該圖表數據區間為今年1月1日至7月28日，且為清除大量機器人賬戶后的數據。這意味著，7月X月活躍用戶量達到新高。[2023/7/29 16:06:15]

訪問以太坊協議

如果你想要與以太坊協議交互，擺在你面前的是兩個選擇：

自己運行客戶端。使用?Infura?等中心化提供商的服務。上述兩個選擇可以滿足大多數用例的要求，但是它們位于兩個極端。以太坊客戶端需要消耗大量磁盤空間，花費數小時乃至數天時間進行同步，而且對CPU和內存的占用通常很大。中心化提供商是一種簡單可靠的方案，但是要以犧牲隱私性、安全性和去中心化原則為代價。

此前從Binance提幣9450億枚PEPE的地址正通過Uniswap拋售代幣:7月4日消息，據 0xScope 監測顯示，0x9df 開頭新建地址于 30 分鐘前開始在 Uniswap 上拋售 PEPE。

此前報道，該地址今日早些時候從 Binance 提幣 9450 億枚 PEPE，價值約 164 萬美元。[2023/7/4 22:17:16]

為什么我們不能有介于二者之間的第三種選擇？互聯網已經證明過很多次了，在困難模式和簡單模式之間，人們往往會選擇后者。

自己托管郵件vs.Gmail購買DVD或CDvs.盜版盜版vs.流媒體自己運行以太坊節點vs.Infura我想過采用隱私保護型解決方案。然而，我的所有交易都是通過MyCrypto或?Metamask?完成的。這兩款錢包都來自中心化提供商。它們都支持用戶使用自己的節點，但是就現有的客戶端來說，我認為這么做成本太高。如果我們想與這些中心化解決方案爭奪市場份額，我們需要為用戶提供更好的選擇。

以太坊在24小時內第二次出現性能故障后恢復，原因仍正在調查:金色財經報道，以太坊區塊鏈在今日凌晨遭遇了一個技術問題，導致網絡停止，最終確定區塊的時間超過一個小時，這是過去24小時內第二次出現這種中斷。

這一事件其原因仍然是一個猜測，引發了以市值計算的第二大區塊鏈用戶的重大安全關切。根據以太坊基金會的說法，當區塊沒有被最終確定時，懸而未決的交易有可能被重新排序或從網絡上刪除。

在記者采訪時，網絡已經恢復了對區塊的最終處理，但這是以太坊在24小時內第二次出現性能受到打擊的情況，該鏈在昨日早些時候也遇到了同樣的問題，當時最終處理暫停了大約25分鐘。（CoinDesk）[2023/5/13 15:00:24]

我們對客戶端的要求是：

能夠在資源有限的設備上運行公開標準「錢包」應用所需的API不需要同步從用戶的角度來說，我希望讓客戶端時刻保持運行，而不會影響我的設備的性能。我希望在離線一段時間后，再上線時無需等待客戶端同步。

派盾：疑似三箭資本相關地址再次被清算1716枚ETH:6月15日消息，派盾預警監測顯示，據推測與三箭資本相關地址（0x716034C25D9Fb4b38c837aFe417B7f2b9af3E9AE）再次被清算1716枚ETH。 此前消息，上述地址在此前被清算11857枚ETH。[2022/6/15 4:29:02]

這就是我心中的「圣杯」，是我舍命也要攀登的高峰。

錢包

我們這里講的是如何為錢包構建一個完美的客戶端。錢包無處不在，而且主要由中心化提供商支持。總的來說，錢包要滿足以下需求：

追蹤區塊鏈的最新區塊查看賬戶余額和nonce讀取合約信息估算交易的gaslimit發送交易監控需要打包的待處理交易大多數錢包都采用標準化的JSON-RPCAPI。根據上述需求轉化成的JSON-RPC端點如下所示：

eth_blockNumber?用來追蹤鏈首塊eth_getBalance?和?eth_getTransactionCount?用來查看賬戶信息eth_call?用來讀取合約信息eth_estimateGas?用來估算gaslimiteth_sendRawTransaction?用來發送交易eth_getTransactionReceipt?表示交易已經被挖出如果我們更深入分析該功能的必備條件，就會得到更低一級的需求：

訪問賬戶和合約存儲以支持?eth_call、eth_estimateGas、eth_getBalance?和?eth_getTransactionCount訪問gossip網絡來追蹤鏈首塊和?eth_sendRawTransaction訪問鏈上歷史記錄來獲得?eth_getTransactionReceipt因此，如果我們可以滿足這些需求，就可以構建一個適合輕量級錢包的客戶端，不需要同步，也無需犧牲隱私性和安全性。

如今的以太坊網絡

目前，以太坊客戶端可以在以太坊協議和LESDevP2P協議之間進行選擇。

LES協議采用服務器/客戶端模型。在該模型中，數據會根據要求從服務器流向客戶端。該協議不允許客戶端通過任何有意義的方式返回數據，這點可以從協議狀態看出。根據我的經驗來看，LES協議中的服務器和客戶端在數量上嚴重失衡。運行服務器的成本很高，現有服務器的數量不足。這就導致LES變得不可靠，而且經常會變得完全不可用。

以太坊協議則另有缺陷。該協議很好地達到了目的，確保網絡中所有的節點都盡可能地復制了完整的歷史記錄和狀態數據。這對客戶端的要求很高。網絡中的每個節點都必須保存完整的歷史記錄和狀態。沒有保存這些數據的節點不太可能保持健康的點對點連接，可能會在無法滿足對等節點的數據要求時斷開連接。

在本系列文章中，我們想要解構以太坊協議這一「龐然大物」。該協議包含了我們理想的客戶端類型的所必備的一切功能。它的設計適合全節點和礦工，但是不適合我們所概述的輕量級客戶端。

解構以太坊協議

讓我們將目光轉向以太坊協議……

我們需要解決這個問題。在與以太坊協議交互時，人們可選擇的方式有限，而且高度依賴中心化提供商。當前的網絡狀態就預示了未來可能發生的情況。

我們構想了另一種適用于以太坊錢包的輕量級客戶端。這一構想不只是一個想法，而是以實驗、原型以及我們對現有協議不斷深入的認知為基礎的。

我們正在研究的解決方案需要對核心以太坊協議進行一些修改，以便支持該用例。在該系列的下一篇文章中，我將概述需要修改和新增的部分，以及我們計劃如何去實現它們。最重要的是，我將講述我自己對這一新型輕量級客戶端的用戶體驗的期望。

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