圖文詳述以太坊的節點和分片（二）_COIN:OIN

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。

Ankr將為Flare Network提供RPC基礎設施支持:金色財經報道，Ankr 將與 Flare Network 合作，為開發人員提供 RPC 工具套件，簡化 dApp 開發并增強區塊鏈實用性，以此創建一個更安全、更互聯的區塊鏈生態系統。[2023/7/9 22:27:01]

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。

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。

Coinbase：正在調查XLM、STX、Polygon、LiteCoin延遲交易和延遲發送的問題:5月14日消息，據 Coinbase Status，Coinbase 團隊目前正在調查 XLM、STX、Polygon 延遲交易，LiteCoin 延遲發送的問題，Coinbase 稱用戶資金是安全的。此外， Coinbase 于北京時間 8:59 表示，其新加坡銀行合作伙伴正在進行定期維護，在維護完成之前，存款和取款可能會延遲。[2023/5/14 15:02:04]

什么是全節點？

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：

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

華僑銀行：正對跨境支付、“意向貨幣”等用例進行Web3技術試驗:金色財經報道，新加坡華僑銀行（OCBC）正在利用區塊鏈等 Web3 技術來推動未來增長，該行架構主管 Peter Koh 表示，華僑銀行已創建了一個內部使用的區塊鏈引擎，用于消費者快速跟蹤基于區塊鏈的產品和服務，而且也完成了實體文件驗證和交易匹配兩項區塊鏈概念驗證，同時正在進行 Web3 技術用例試驗，比如跨境支付、意向貨幣（purpose-bound money）、元宇宙、文件驗證和數字身份。此前消息，華僑銀行旗下 Lion Global Investor 于今年八月和亞洲數字證券交易平臺 ADDX 達成合作并推出電子錢包現金管理工具。（kr-asia）[2022/11/23 7:59:53]

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。

Bitcoin Archive：世界宣明會在韓國接受比特幣捐贈:9月7日消息，Bitcoin Archive發推表示，世界宣明會在韓國接受比特幣捐贈。[2022/9/7 13:14:11]

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%。

數據：6月以太坊NFT美元交易額下降70%，但銷售量保持穩定:金色財經報道，據Nansen分析數據顯示，過去一個月以太坊NFT的ETH交易量下降55%，從130萬枚跌至58.4萬枚，如果以美元計價，交易額從此前的不到26億美元跌至6.72億美元，跌幅達70%。過去一個月，以太坊的價格下跌了約43%，但“藍籌股”NFT價格并沒有上漲，地板價也處于停滯狀態（CryptoPunks例外，地板價上漲了48%）。另據CryptoSlam的數據，以太坊鏈上NFT的平均售價從5月份的2,463美元降至703美元，下降了71%。不過，本輪熊市中NFT銷售量卻保持了穩定態勢，5月OpenSea在其平臺上銷售了147.8萬個NFT，截至6月29日本月NFT銷售量約為147.6萬個，這意味著與5月份相比，6月實際售出的NFT很可能更多。（Decrypt）[2022/6/30 1:40:40]

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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