圖文詳述以太坊的節點和分片（二）_以太坊

在該系列中我們定義了節點，對比了中心化和點對點網絡的區別，提到了點對點網絡在加密貨幣中的重要意義。這一講我們將進一步探討以太坊網絡。

以太坊的網絡結構

以太坊是點到點的網絡結構。網絡中的參與者，又稱節點，不享有任何特殊權利，人人平等。雖然節點并不享有特權，但是他們在網絡中的功能和參與程度不同。以太坊網絡中不存在中心服務器，或者獨裁者，而是一個扁平拓撲結構。

所有去中心化的加密貨幣都是這種網絡結構，目的就是為了真正踐行這樣一種理念：創造一種貨幣體系。在這個體系中人人平等，不存在管理部門可以隨意定義貨幣的價值。比特幣或者以太坊都是如此。

那么問題來了。沒有中心系統，這個系統中的人怎么會知道某筆特定的交易發生了呢？具體的網絡運作原理有點類似八卦傳播協議。我們來回想下八卦都是怎么傳播的。假設Alice給Bob轉了3個ETH，最靠近Alice的節點知道了這個消息，然后轉告他們身邊的人，這些人又告訴就近的人，然后一傳十，十傳百，直到所有人都知情了。節點就是你隔壁的王大爺，就是你的七大姑，八大姨，你們村的大喇叭。

CoinShares：機構投資者三個月來首次停止做空比特幣:金色財經報道，根據CoinShares最新的基金報告，機構投資者三個月來首次停止做空比特幣，該公司研究主管James Butterfill表示，十四周以來機構資金首次停止流入做空比特幣的產品，這表明大型數字資產基金正在對比特幣采取不同的方法。Coinshare 報告中列出的產品包括Grayscale Investments，特別是其旗艦GBTC基金、Bitwise的 10 Crypto Index Fund、ProShares ETF (BITO) 等。[2023/8/8 21:30:36]

以太坊的節點是什么呢？一個節點就是參與以太坊網絡中的一臺電腦。參與方式有三種：

*保存部分區塊鏈信息，即輕客戶端。*保存一份完整的區塊鏈信息，即全節點。*確認交易，即挖礦。

WLD的流通供應量將在未來365天內增加10倍以上:金色財經報道，據Token Unlocks在社交媒體表示，WLD的流通供應量將在未來365天內增加10倍以上(1,060%)；7月24日，worldcoin向市場發布了WLD代幣，ATH價格為3.30美元，交易量達到1.51億美元，ATL為1.66美元；投資者、團隊和儲備金于2024年7月24日開始解鎖，解鎖后僅移動了1.1億/5.09億枚WLD，每天有342萬枚WLD解鎖（每周發行量4.6%）。[2023/7/28 16:03:57]

什么是輕客戶端？

我們之前提到過，點到點的系統就是把維護網絡的責任分布給節點。要是有人想參與這個網絡卻沒有資源下載并維護這個系統的完整區塊鏈呢，就可以選擇輕客戶端。作為輕客戶端，同樣可以保障以太坊網絡的高度安全，并且有權利確認一筆交易。

Bitfinex Alpha：市場因通脹緩解而反彈，但要提防虛假的市場繁榮:金色財經報道，根據Bitfinex Alpha報告，美聯儲在過去一年共加息425個基點之后，終于看到了一點緩解。然而，應該指出的是，即使這個看漲指標仍比美聯儲2%的目標高出100個基點，并且隨著美元在貿易加權基礎上貶值而導致進口價格上漲，與通脹的斗爭尚未結束。

在加密貨幣市場，Bitfinex Alpha認為鯨魚將成為價格上漲的主要驅動力。上周空頭大量清算，比特幣和以太坊的空頭與多頭清算比率達到2021年7月以來的最高水平。雖然漲勢看起來很有希望，但現實是市場上的交易者仍然有限，最近的上漲純粹是由市場情緒、低融資利率和層出不窮的空頭清算推動的。市場仍然高度缺乏流動性，并且隨著周末未平倉量的大幅下降，回調仍有可能。[2023/1/18 11:17:29]

什么是全節點？

Yishi：對中心化交易所過份相信本質上已經是一個警鐘:金色財經報道，在Metainsight主辦的以“FTX事件冷思考:客戶資產如何安全管理”為主題的Metainsight圓桌匯上，Onekey Core Contributor Yishi表示，對于中心化交易所大家都過份相信，這本質上其實已經是一個警鐘了，但在出事之后，交易所能夠站出來表態，這本質上是好事。

資產自托管方案現在有種百花齊放的感覺，從2021年之后，價值發現逐漸從原本的CeFi過渡到DeFi，用戶可以在自己保管私鑰的情況下，去盈利去交易，目前整個基礎設施其實挺完善的，像dydx這樣的期貨交易所，或者是像UniSwap這樣的AMM池子，流動性也很好，所以我覺得跟以前相比有質的變化，這些其實也利好所有在做用戶資產自托管方案的人。[2022/11/20 22:08:44]

所有連接以太坊網絡的電腦，只要完全執行以太坊的共識規則就叫做全節點。全節點要在電腦桌面上下載整個區塊鏈，保證整個網絡的可信。全節點需要遵從的部分共識規則包括：

德州參議員稱贊比特幣開采是對環境的凈增值:金色財經報道，德克薩斯州參議員特德-克魯茲(Ted Cruz)表示，BTC的開采對環境來說是一個額外的優勢，消除了人們對這種資產的能源消耗的長期擔憂。加密貨幣采礦對環境來說是一個 \"凈增值\"，特別是如果礦工專注于利用可再生能源。克魯茲建議，比特幣采礦導致參與該活動的家庭繁榮，因為它孕育了企業家。（finbold）[2022/8/22 12:40:23]

確保每個區塊中的挖礦獎勵準確無誤，為5個ETH。交易有正確的簽名。交易和區塊存儲在正確的數據結構中。任何區塊中都不能出現雙花現象。全節點確認其他節點和交易，并且依賴其他節點的信息。礦工vs節點

簡單說，所有的礦工都是全節點，但并不是所有的全節點都是礦工。礦工需要運行所有連接區塊鏈的節點。但是并不是所有下載了全節點的都必須挖礦。

以太坊問題面臨的擴容問題

以太坊網絡的共識是怎么一回事？這個網絡的每一個節點都在做計算，當他們達成共識的時候，一筆交易就被認定不存在問題了。最初這種達成共識的過程不存在問題，但是隨著以太坊的普及，交易數量在穩步提升，問題就來了。

雖然交易量上去了這是個好事情，但是網絡在達成共識前所需要的計算量也大幅上升。此外，由于某些大公司的加入和ICO狂潮，以太坊愈發普及，以太坊網絡上的節點也出現爆炸式的增長。事實上，以太坊的節點是所有加密貨幣中最多的，因而也是最去中心化的。

截止到2017年5月，以太坊的節點數為25000，而比特幣只有7000個節點。單就4月份到5月份，節點數量就增加了81%。

你或許認為網絡節點越多處理交易的速度就越快。事實并非如此。

共識是以線性方式實現的。也就是說，假如有3個節點：A,B,C，為了達成共識，A先要做計算并確認結果，B繼續做同樣的事情，最后輪到C重復同一過程。

然而，如果出現一個新的節點D，共識需要的時間就更久了。隨著以太坊的普及，交易確認時間變慢了。

在一次速度測試中，以太坊每秒也就處理20筆交易，但是PayPal每秒能處理193筆交易，Visa更勁爆，一秒1667筆！

我們得明白以太坊的目標不是單純的做貨幣，終極目標是演化成新型的互聯網，希望開發者能在上面運行Facebook和YouTube這種規模的各種DAPP。不進行擴容，這不扯淡嗎？

為了解決擴容問題，社區有三種解決方案：

*增加區塊大小*讓用戶使用其他競爭幣*分片

增加區塊大小

增加區塊大小意味著每個區塊能容納的交易數增大，即提高性能，但是也存在相應的問題：

首先，簡單擴大區塊并沒有解決節點達成共識速度低的問題。而且因為每個區塊里的交易數增加了，單個節點要計算和確認的工作量也隨之加大了。

為了容納更多的交易，區塊大小需要定期增大，這最終會導致網絡的中心化。因為普通的電腦和用戶無法承擔下載并維護如此巨大的區塊鏈。這違反了區塊鏈中人人平等的理念。

最后，區塊大小只能通過硬分叉來提升，這會導致社區分裂。上次以太坊硬分叉，誕生了兩種貨幣。想必大家都不想再看到這種情況了。

讓用戶使用其他競爭幣

另一種解決方案是運行平行的雙層鏈，而非單一的區塊鏈。換句話說，網絡上如果運行了50個DAPP，就每條鏈上各運行25個。這會導致兩大問題：

分散一條鏈上的算力非常不明智。算力決定了一條鏈有多安全，決定了這條鏈能不能抵擋外部黑客的攻擊，決定了這個系統的運行速度。

如果分散算力到兩條鏈上，惡勢力礦工更容易對算力小的鏈發動51%攻擊。

分片

最后一種方案就是以太坊要采用的分片技術。在深入剖析這個技術之前，我們先簡單鋪墊一下。假設三個節點A,B,C需要確認數據T。我們不讓這三個節點各自都確認一遍T，而是把T分成3片：T1,T2,T3。然后A,B,C各負責一片。這樣就節約了很多計算時間。

現在對分片有一點模糊的概念了吧。下一講我們再詳細闡述分片技術。再會！

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