区块链:知识点来了 Eth1.x 术语你都了解吗？（中）

干货|Eth1.x术语表

节点行为

Gossip

事务广播

P2P网络的功能，帮助分发?新的?事务到网络中的所有节点

依赖于节点能够访问?ETH?DevP2PProtocol或者?LES?DevP2PProtocol

依赖于执行事务验证的能力来防止对节点的DoS攻击

而验证事务是计算密集型的

区块广播

广播最新的区块

依赖于区块验证的能力

历史数据检索

检索区块头

根据哈希

根据区块号

可批请求，所请求内容必须是连续的，或者其前后之间有一致的间隔

检索区块体

所得数据需要根据?Header.transactions_root?和?Header.uncles_root?来验证

检索收据

根据区块分批检索

所得数据需要根据?Header.receipts_root?来验证

状态检索

ZeroSync和Blockstream合作将从卫星广播比特币零知识证明:金色财经报道，瑞士非营利组织ZeroSync协会和比特币基础设施公司Blockstream表示，他们计划从Blockstream的卫星广播比特币零知识证明 (zk-proofs) 。使用zk-proofs来验证比特币区块链意味着节点不必下载比特币链的当前500GB数据，因此可以在几分之一秒而不是几小时或几天内同步。Blockstream的卫星网络通过将区块链广播到整个地球，包括互联网覆盖不可靠的地区，提供对比特币的免费全球访问。ZeroSync预计第一次实验广播将在今年年底进行。

新成立的ZeroSync协会于周二成立，计划通过使用零知识证明 (zk-proofs) 来帮助扩展比特币，零知识证明是一种密码技术，可以在不泄露信息本身的情况下证明信息的有效性。[2023/4/1 13:39:02]

根据哈希值来检索单个状态树节点

在未来的协议中有可能会移除，因为这种检索机制与flatdatabaselayout有冲突

追随区块链

依赖于节点能访问区块广播网络

依赖于具有从全体区块头中获得的近期区块头

依赖于执行区块验证的能力来防止DoS攻击

SBF支持对广泛的衍生品交易进行披露和知识测试:金色财经报道，FTX CEO Sam Bankman-Fried（SBF）同意美国商品期货交易委员会（CFTC）专员Christy Goldsmith Romero对交易信息披露和知识测试的看法，但他补充说，它们不需要特定于加密货币。Romero在Twitter上说：“建立一个家庭散户投资者类别可以为他们提供更多的消费者保护。例如，以普通人理解的方式编写的披露信息，或者在权衡杠杆使用规则时可以被使用的披露。”

SBF表示，100%同意披露、知识测试等。对期货佣金商等广泛的中介机构进行披露和基于知识的测试的规定可能是有意义的。（The Block）[2022/10/16 14:29:25]

事务验证

验证事务需要：

有能力执行?ecrecover?操作来确定发送者

确认该事务的nonce?正是?该发起事务的账户的下一个nonce

确认该账户的余额足以支付该事务的gas

需要了解EVM的规则来计算事务的gas值

区块验证

区块验证包含下述事项中的所有内容：

检查工作量证明的seal

Curve治理成员提出有关是否应保护知识产权的提案:金色财经报道，Curve治理成员提交了一项提案，询问该DeFi项目是否应尝试在法庭上强制执行其知识产权。该提案提到了一个具体例子，即Saddle Finance，提案人声称该公司被指控抄袭了Curve的代码。关键问题是Curve是否可以执行其知识产权，因为该组织本身在很大程度上是去中心化的。以及Curve是否应该这样做，这对于大部分开源且不受监管的DeFi行业来说是新问题。[2021/6/17 23:42:29]

计算密集型

比较同一高度上其它竞争区块的挖矿总难度

执行交易，以验证?Header.state_root?的正确性

需要区块执行能力

计算密集型

主链索引

主链区块索引

把区块号映射为该高度的主链区块的哈希值

需要从全部区块头中构建

每100万个区块，存储映射需占用61MB

区块号需要32字节

区块哈希值也要32字节

可以使用更高效的变长编码方法来减少长度

每个条目需要64bytes

DeGate 发布发展蓝图，将优先实现基于零知识证明技术的以太坊二层订单薄交易协议:据官方消息，以太坊二层交易协议 DeGate 发布最新发展蓝图，对原有的发展路线进行了调整，将优先上线订单薄交易，并最终形成订单薄交易、AMM 交易、保证金交易三者并存的产品架构。

DeGate 表示，随着 Layer2、以太坊 2.0 等技术的落地，区块链使用成本将大幅降低，因此更能满足交易者需求、资金利用率更高的订单薄交易有可能产生更大的市场需求。DeGate 的订单簿交易系统将拥有即时挂单撤单、挂单撤单免手续费、maker 交易免手续费、taker 直接交易等功能或优势。[2021/5/26 22:46:41]

截至2021年1月29日，主链区块索引总共占用约600MB的空间

只能够通过验证所得区块哈希是否等于该高度上已知主链的区块哈希值来证明

如果能为协议引入区块头累加器的话，证明效率可以更高

主链事务索引

把事务的哈希值映射成该事务所在主链区块的哈希值，以及该事务在该块内的索引值。

需要从历史区块体中构建

截至2021年1月29日，总共有10亿笔历史事务

每个条目都需要占用70字节

金色沙龙 | 燕丽：零知识证明对于协调区块链底层扩容也有很大帮助:在今日举行的《隐私计算——区块链信息安全守护者》为主题的金色沙龙中，算力智库创始人燕丽表示，2020年1月1日，中国首部《中华人民共和国密码法》将正式开始实施，而在这之前一直只有一部 2007年4月23日公布的《商用密码产品使用管理规定》和《境外组织和个人在华使用密码产品管理办法》。很多人把这次《密码法》和2019年“1024”中央把区块链技术作为国家战略联系在一起。区块链技术是完全基于密码学技术，所以按照这个逻辑，如果政府要完全掌控未来区块链技术的发展，首先就要完全掌控密码学技术，而这个其中的核心是国家主权范围之间在所有的通信安全和商业行为之间军备竞赛的升级。区块链有大量扩容压力，而为了达到这个操作，必然要牺牲系统处理效能和部分隐私。但矛盾的是，区块链前期的应用场景如虚拟货币，数字金融等，都需要有更好的隐私保护和不容易被恶意攻击的防护。所以若想让区块链技术落地生根，那么提高区块链底层技术来满足对于高安全性(含高完整性和高保密性)、高性能、高广义效率的要求，也许是个稳妥做法。所以隐私计算中的零知识证明等对于协调区块链底层扩容也有很大帮助。[2020/4/15]

可以使用变长编码方法来稍微减少长度

事务哈希值32字节

主链区块哈希值32字节

事务索引4字节

截至2021年1月29日，这些索引总共占用65GB空间

可以使用根据?Header.transactions_root?生成的默克尔证据来证明

区块头累加器

一类能让我们高效证明某个区块头来自主链的机制。基于https://ethresear.ch/t/double-batched-merkle-log-accumulator/571

同步

历史同步

区块头同步

即一个节点追赶区块链的顶端时所用的进程。基于不同的安全等级，有几种同步方法“

完全验证

从创世块起下载全体区块头

检查点式下载法

使用一个自己信任的较近区块的区块头，并从该区块头开始追及区块链

追随HEAD

只需追随最新区块头，就可以相当有自信。区块链越长，攻击者要制造伪链所需付出的代价就越大

当前，只有掌握了全体区块头，才能够任意地验证其他历史数据。区块头累加器可以改善这个状态，使得一个客户端可以把检查点设在区块链顶端，而仍然能够验证历史数据。

区块同步

客户端用来pull历史事务和叔块信息的进程。

验证这些数据需要先有全体区块头，然后根据?Header.transactions_root?和?Header.uncles_root?来检查

收据同步

不执行FullSync的客户端往往需要通过ETHDevP2p协议来取得历史收据

验证这些数据需要先有全体区块头，然后根据?Header.receipts_root?和来检查

状态同步

节点获得近期状态完整副本的机制。

FullSync

下载所有历史区块并按顺序执行这些区块。

最简单的同步方法

计算量非常大

需要区块头同步

需要区块同步

快速同步

下载全部历史区块，以及近期状态数据的副本

使用了一个安全假设：从历史区块中得到的状态根都是正确的

要求历史同步

会给提供这些状态数据的节点造成很大的负担

FlatDtatabaseLayout不容易满足快速同步的要求

SnapSync

下载全部历史区块以及近期状态数据的副本

使用了一个安全假设：从历史区块中得到的状态根都是正确的

要求历史同步

非常适合FlatDtatabaseLayout

带宽、硬盘读写和耗费时间都有指数级节省

StatelessSync

这个术语并不常用，其定义也可能随时调整

不像其它状态同步方法，这一方法最终无法使节点获得近期状态数据的完整副本。就其自身而言，其用法是免去维护状态数据本地副本之需、仍能验证区块；或者，它可以与其他同步方法结合，从而能即时验证区块，然后慢慢在本地构建出可访问的完整状态数据。

需要区块广播

需要区块见证数据

BeamSync

光子同步本质上就是一种无状态同步，但不要求网络提供区块见证数据。相反，客户端是按需从网络中请求所需的状态

需要区块广播

需要按需状态检索

Accesslist的可得性大大提高了这种方法的效率

OnDemandStateRetrieval

即从网络中检索任意状态元素的能力。

GetNodeData

ETH?DevP2P协议会暴露信息对?GetNodeData/NodeData，允许检索任意状态。此消息格式可能会被弃用。

基于DHT的状态网络

一种设想：我们可以让状态分散在网络中的所有节点中，并使这些数据能够按需被发现及检索到。

执行

挖矿

要求节点能够：

访问待打包事务池

运行EVM

AccessList

在某些形式的EVM执行过程中会触及的账户和合约存储位置的列表

StateAccessPatterns

StaticStateAccess

EVM执行在某些时候会具备的一种属性：调用者可以准确地预知该次执行会触及哪些状态

DynamicStateAccess

EVM执行在某些时候会具备的一种属性：调用者无法准确地预知到底会触及哪些状态

区块执行

需要EVM执行

就是执行给定区块中所有事务的过程

计算密集型

EVM执行

举要EVM的某种实现

要求能够访问该次执行所触及的状态

可以使用近期状态来实现

也可使用区块见证数据来实现

账户管理

管理用于签署事务的私钥

账户一般会存储在一个Keyfile里

密钥文件

一种加密的存储格式，用于存储私钥

Eth2BLSKeystore规范：https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-2335

Eth1Keystore规范：https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Web3-Secret-Storage-Definition

解密一般来说依赖于一些密码学元件，如：?keccak、?scrypt、?pbkdf2?和ECC/BLS12-381

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