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什么是区块链的全节点与轻节点?

2018年08月15日 09:04 次阅读

大家都知道,随着时间的不断流逝,区块链上的交易会越来越多,随之也就造成了区块链的数据容量不断增大,由于区块链的冗余备份,要求所有节点都需要保存全量的数据文件,这个时候,假如有一个用户想用自己创建一个区块链节点来进行DApp的开发,但是又不想参与共识,其实对于这个用户来说,同步大量的数据是一件很耗时的事情,并且十分浪费相关的硬盘资源。

因此,专员今天想来跟大家讲一下区块链中的全节点以及轻节点的概念,专员的思考角度其实主要也是从以太坊这种账户模型去思考,今天也以以太坊作为例子来说这个事情。

什么是区块链的全节点与轻节点?

以以太坊作为例子

在说全节点与轻节点相关介绍之前

专员首先向来跟大家说一下以太坊的区块头相关的东西,以太坊区块的存储主要分为两个部分,分别是Header和Body,Body其实比较简单,就是一些的交易列表,还有Uncle Block的相关信息,但是其实更为复杂的其实是Block Header,如下图所示Block Header里面会存比较多的数据,比如说父区块的区块hash,时间戳,挖矿的难度值等等相关的参数,

但是专员觉得,其中最重要的当属以太坊中的“三棵树”,与此对应在区块头中的就是,StateRoot,TransactionRoot和ReceiptRoot三个哈希值。

什么是区块链的全节点与轻节点?

在以太坊中什么用来存储区块数据的核心数据结构?

利用了一种叫做Merkle-Patricia Trie(MPT)是Ethereum用来存储区块数据的核心数据结构。

最简单理解是一个倒置的树形结构,每个节点可能有若干个子节点,在最底层,也就是叶子节点,把数据分成若干个小的数据块,计算出相应的Hash与之对应。

但是往上层看去,Merkle树并不是直接去运算根哈希,而是把相邻的两个节点的哈希合并成一个字符串,然后运算这个字符串的哈希,这样每两个哈希就能够得到了一个”子哈希“,而这个自哈希就是他们的父节点的哈希值。

于是以此类推

依然是一样的方式计算哈希值,可以得到数目更高级节点的新一级哈希,最终必然形成一棵倒挂的树,到了树根的这个位置,这一代就剩下一个根哈希了,我们把它叫做 Merkle Root。而在以太坊中,还对Merkle树做了相应的优化,在Merkle树的基础上进行前缀树的构建,因此也就通过前缀树能够快速查询相关的数据信息,但是这个专员今天不细讲,有兴趣的同学可以私下去研究一下。

因此通过Merkle树,其实我们可以做到几个事情:

1. 快速重哈希:其实就是说,能够在树节点变化的情况下,根据上次的计算机结果通过计算部分值就可以计算出一个新的Merkle Root。

2. 轻节点扩展:采用Merkle树,我们可以再公链的环境下,扩展一个轻节点。轻节点的特点其实就是,只需要存储Block Header,而不存储全量的交易列表等信息。通过Merkle证明来判断一笔交易是否在现在的区块链交易列表中。这样,其实造就了以太坊的轻节点能够运行在小容量的个人PC等终端设备上。

下面说回以太坊

在StateRoot,TxHashRoot和ReceiptHashRoot,分别取自三个MPT的计算结果:stateTrie, txTrie, 和receiptTrie的根节点哈希值。这样的话,比如说我们在进行Block的同步过程中,通过比对收到的TxHash,可以确认transacTIons列表是否同步完整,通过StateRoot来判断节点间状态是不是一致的。

因此在以太坊中,所谓全节点,其实就是同步所有区块链数据的节点,包括各种区块Body,交易列表等等相关信息。但也是因为节点全量数据都保存的情况,我们不需要相依赖中介去进行数据的验证。

而所谓的以太坊轻节点(轻客户端)

每当有区块出现在网络便下载区块头,而不是全量的情况状态,并发送客户端需要的特定状态的默克尔证明(Merkle proofs)的请求。同时在以太坊轻节点中使用分布式哈希表来追踪前缀节点,而不是直接采用LevelDB进行直接的存储。

文末

综上,其实不论是轻节点还是全节点,都有存在的价值以及意义,我们可以根据自己的需求去选择部署相应的节点,虽说必然全节点的优势会比轻节点大,但是由此造成的就是全节点的资源损耗也必然会大很多。

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Kleros首次进军dapps领域是对其司法协议Doges on Trial的一次测试。参与者被邀请...

发表于 2018-08-13 08:37 63次阅读
Dapp到底是互联网的未来还是一场失败的不切实际...

能够改变行业的区块链技术在会计业将如何大展身手?

区块链技术具有改变行业的潜力。它激起了各行各业的好奇心,尤其是金融业。区块链经常被称为“金融服务基础...

发表于 2018-08-13 08:34 67次阅读
能够改变行业的区块链技术在会计业将如何大展身手?

什么是哈希算法?有什么特征和未来?

当新人在学区块链技术的时候,都会听到哈希和哈希算法,这似乎是无处不在的安全性保证。例如比特币或者以太...

发表于 2018-08-13 08:30 26次阅读
什么是哈希算法?有什么特征和未来?

为“第四次工业革命”做准备,韩国将推广区块链技术...

韩国科学和通信技术部(Ministry of Science and ICT)将推广区块链技术的培训...

发表于 2018-08-13 08:27 40次阅读
为“第四次工业革命”做准备,韩国将推广区块链技术...

区块链技术能做什么,如何影响我们的日常生活

要想看到区块链的主要应用之一,除了加密货币之外,你可以看看最大的在线零售商,它的名字以A开头,而他正...

发表于 2018-08-12 11:41 251次阅读
区块链技术能做什么,如何影响我们的日常生活

区块链为数字油田,提供网络安全保障

区块链对石油和天然气运营商的整个系统进行篡改的能力有很多好处。首先,这种全面的保护意味着通过操作确保...

发表于 2018-08-12 11:37 160次阅读
区块链为数字油田,提供网络安全保障

区块链能否成为网络投票选举的未来

西弗吉尼亚州正在测试这种新方法,它利用区块链技术来存储和获取数字选票,而这正是人们对选举干预高度关注...

发表于 2018-08-12 11:34 256次阅读
区块链能否成为网络投票选举的未来

区块链与物联网结合能为企业带来哪些价值?

围绕区块链的炒作(即将颠覆商业世界的最新技术)似乎与另一个热门话题--物联网--息息相关。在纷繁复杂...

发表于 2018-08-12 11:28 3393次阅读
区块链与物联网结合能为企业带来哪些价值?

区块链学习,五个基础课程介绍

根据你的喜好和你想进入学习的程度, 你可以免费学习你需要的大部分东西, 并且使用很少的费用。所有级别...

发表于 2018-08-12 11:28 102次阅读
区块链学习,五个基础课程介绍

你应该了解的这七大区块链职业详细分析

区块链就是这样一个充满活力的新兴产业,所以保持密切关注,这个领域还有更多职业可以实现。

发表于 2018-08-12 11:14 3062次阅读
你应该了解的这七大区块链职业详细分析

业界快讯:中芯国际股价涨超7%;中兴发布5G网络...

在财报发布公告中,中芯国际联席首席执行官赵海军和梁孟松披露,在14纳米FinFET技术上获得重大进展...

发表于 2018-08-12 11:04 3152次阅读
业界快讯:中芯国际股价涨超7%;中兴发布5G网络...

HTC区块链手机将在全球范围内发售,但与中国大陆...

据悉,该手机拥有自己的密钥,可充当数字钱包来存放比特币和以太币。它还支持“去中心化应用”,支持区块链...

发表于 2018-08-12 10:49 125次阅读
HTC区块链手机将在全球范围内发售,但与中国大陆...

区块链技术最巧妙的实践创新-Token

互联网造就了信息爆炸,更造就信息的不可信。

发表于 2018-08-12 09:49 2776次阅读
区块链技术最巧妙的实践创新-Token

区块链技术存证:司法认证新方式

在6月28日宣判的这起案件中,原告为了证明被告在其经营的网站上发表了原告享有著作权的相关作品,选择区...

发表于 2018-08-11 10:19 316次阅读
区块链技术存证:司法认证新方式

区块链+租房 会改变混乱租房市场的现状吗?

基于电子租房合同,双方所有操作都会有签名校验,交易双方都会留下痕迹,不可抹除。所以房东不可轻易赶走租...

发表于 2018-08-11 10:14 739次阅读
区块链+租房 会改变混乱租房市场的现状吗?

BAT纷纷入局 区块链Baas平台为何频频受青睐...

目前,BAT都已发布了区块链Baas平台,以抢占市场和用户。

发表于 2018-08-11 10:11 347次阅读
BAT纷纷入局 区块链Baas平台为何频频受青睐...

区块链将改革供应链

发表于 2018-08-08 11:11 84次阅读
区块链将改革供应链

区块链行业发展,金融领域应用方向?

发表于 2018-08-06 17:34 209次阅读
区块链行业发展,金融领域应用方向?

Music Chain糖果盒小程序正式上线

发表于 2018-08-05 10:29 581次阅读
Music Chain糖果盒小程序正式上线

邪不压正|屋顶上的飞翔,带着镣铐的舞蹈,区块链是你说的理想吗?

发表于 2018-07-26 17:11 304次阅读
邪不压正|屋顶上的飞翔,带着镣铐的舞蹈,区块链是你说的理想吗?

区块链在商业方面的应用如何

发表于 2018-07-14 11:31 241次阅读
区块链在商业方面的应用如何

请问如何看懂区块链的工作原理、技术呢?

发表于 2018-07-12 14:22 109次阅读
请问如何看懂区块链的工作原理、技术呢?

区块链在ERP系统中的发展

发表于 2018-06-11 14:33 312次阅读
区块链在ERP系统中的发展

比特大陆招聘:成立4年,年利润200亿,成为挖矿界独角兽

发表于 2018-05-25 19:15 752次阅读
比特大陆招聘:成立4年,年利润200亿,成为挖矿界独角兽

深圳云栖 | 数字化转型专家,阿里云助力商业转型升级,共建新零售服务市场

发表于 2018-04-08 16:45 701次阅读
深圳云栖 | 数字化转型专家,阿里云助力商业转型升级,共建新零售服务市场