数据 Header（区块头） 即以太坊协议所定义的Header对象。（译者注：区块头包含一个区块的元信息） Block（区块） 一个区块由两部分数据组成： 区块头Block Body（区块体）；区块体又由两部分内容组成：Transactions（交易，事务）Uncles（叔块信息）Block Body（区块体） 就是一个区块中的事务和叔块信息的集合。 事务 即以太坊协议所定义的Transaction对象。（译者注：事务可视为触发以太坊协议状态变更的操作的基本单元） 事务的构建 创建一条完全签名的事务的过程： 必须知道发起事务的 Account（账户）的nonce（流水号）。一般来说需要使用eth_estimateGas方法来确定该事务需要使用的gas消耗量。需要该账户的私钥，用于生成数字签名。叔块信息 即被该区块视作叔块的区块的区块头。（译者注：对于任一区块来说，叔块指的是那些上溯 7 代及以内、并非其祖先区块的有效区块；一个区块可标记两个叔块；标记叔块可使区块挖出者获得额外的 “侄块奖励”，也会使叔块挖出者获得奖励，奖励大小随叔块与侄块之间的代际距离递减；叔块内的所有事务视作没有上链，除非另一些区块中包含了这些事务，否则都回到待打包事务的内存池中） 区块链历史 Header Chain（全部区块头） 所有历史区块的区块头的集合 截至 2021 年 1 月 29 日，约有 1100 万个区块头截至 2021 年 1 月 29 日，全体区块头约占用 5 GB 的存储空间是验证其余大部分链数据所必需的数据如果使用 Header Accumulator（区块头累加器），我们将能证明某个区块头存在于主链上Block Body History（区块体历史） 所有由事务和叔块信息所组成的历史区块的集合 截至 2021 年 1 月 29 日，约有 1100 万个区块体截至 2021 年 1 月 29 日，所有区块体需占用约 120 GB 的存储空间Receipt History（收据历史） 由历史事务所产生的所有收据的集合 截至 2021 年 1 月 29 日，约有 10 亿条收据截至 2021 年 1 月 29 日，所有收据需占用约 60 GB 存储State（状态） 所有账户及 contract storage（合约存储项）的集合 账户 由Header.state_root所代表的主状态树的一部分 字段：balance/nonce/state_root/code_hash合约存储项 每个账户的Account.state_root标识的单个存储值 所有数据都以0 - 2^^256-1范围内的整数作为键 （该整数也被当作存储槽的序号）Contract Code（合约代码） 合约代码仅使用Account.code_hash来指代；并非状态的显式部分。 Archive State（归档状态） 所有历史状态的集合。详见 Archive Node（归档节点） 使用 Naive Database Layout，存储归档状态需占用约 7 TB 的存储使用一些基于 Flat Database Layout 的高级技巧，Trube Geth 客户端使用约 800 GB 实现了归档状态存储Recent State（近期状态） 指作为近期状态根一部分的状态。 “近期” 一般来说是 128～256 个区块内维护这一数据需要某种形式的垃圾回收技术，以清除不再是近期状态一部分的状态对象 Cold State（冷状态） 指的是很长一段时间没有被触及（访问 及 修改）的状态对象 Database Layouts（数据库布局） Naive Database Layout 该数据库实现将所有的状态对象都存储为单个的树节点，通过节点哈希值来访问 导致性能低下以及高硬盘读写开销相对易于理解和实现此方案下的垃圾回收算法更加复杂Flat Database Layout 将所有的状态对象都存储为树的路径，某种程度上有点类似于 键值对 存储 性能更高、硬盘开销更小更难以理解和实现Witness（见证数据） 即以一种可验证的形式存储的状态数据 Block Witness（区块见证数据） 一种类型的见证数据，提供了执行区块所需的所有状态数据 Transaction Witness（事务见证数据） 一种类型的见证数据，提供了一笔事务的 EVM 执行所需的所有状态数据 Node Type（节点类型） Full Node（全节点） 指一个满足了下列要求的节点： 存储了所有的区块头存储了全部区块体历史存储了全部收据历史存储着近期状态维护者一个主链区块索引系统维护者一个主链事务索引系统参与ETHDevP2P 协议（译者注：该协议用于在以太坊网络的对等节点之间传输数据，如区块、事务、状态数据等；以太坊交易的广播就是靠这个协议实现的）Archive Node（归档节点） 其他特点与全节点都一样，但归档节点会存储全部归档状态。一般都需要执行 Full Sync（全量同步）。 LES Light Node（LES 轻节点） 连接到LESDevP2P 协议的客户端，意图是跟上区块链并暴露 JSON-RPC API。 此类客户端依赖于链接到至少一个 LES Server（LES 服务器）来满足对数据的需求。 Stateless Node（无状态节点） 一个仍在计划中的客户端类型，如果能够实现区块见证数据的话，就可使之成真。 此类客户端不需要状态数据来执行区块，因为它们可以使用见证数据（TODO：还需增加对其他功能所需技术的描述） Ultra Light Node（极轻节点）
一种仅暴露 JSO-RPC API 的节点。 P2P 协议 ETHDevP2P 协议 DevP2P 网络中所用的点对点协议，是所有主网客户端的基石 作为这个点对点网络中的一部分，一个节点需要： 参与 Transaction Gossip（事务广播）参与 Block Gossip（区块广播）拥有近期状态拥有完整的区块链历史LESDevP2P 协议 作为轻客户端基础的 DevP2P 网络所用的点对点协议 LES 服务器 参与 LES 网络、向 LES 客户端提供数据的节点。 在这个网络中成为一个服务器需要： 完整的近期状态全部区块链历史主链 区块索引/事务索引有能力参与事务广播有能力参与区块广播LES 客户端 参与 LES 网络、向 LES 服务器请求数据的节点。 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ETHDevP2P Protocol 或者LESDevP2P Protocol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（译者注：计算密集是重点吗？还是具备相关状态数据的需求才是重点？）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（译者注：即依据本地已有的区块头数据来验证相应区块体的完整性）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 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 flat database layout 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 攻击事务验证 验证事务需要：有能力执行ecrecover操作来确定发送者（译者注：即从签名数据中恢复出发送者的地址）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（译者注：该检查的方法应为 `余额 > 该交易指定的 gas price * gas limit）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 61 MB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 64 bytes（字节）截至 2021 年 1 月 29 日，主链区块索引总共占用约 600 MB 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 65 GB 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（区块链最新区块）只需追随最新区块头，就可以相当有自信（自己同步得到的是主链而非伪链）。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（拉取）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 Full Sync（完全同步）的客户端往往需要通过 ETH DevP2p 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。Full Sync（完全同步）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Flat Dtatabase Layout 不容易满足快速同步的要求 Snap Sync（快照同步）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非常适合 Flat Dtatabase Layout带宽、硬盘读写和耗费时间都有指数级节省 Stateless Sync（无状态同步） 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 Beam Sync（光子同步）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Access list（访问列表）的可得性大大提高了这种方法的效率 On Demand State Retrieval（按需状态检索） 即从网络中检索任意状态元素的能力。GetNodeDataETHDevP2P 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 EVMAccess List（访问列表） 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State Access Patterns（状态访问模式） Static State Access（静态访问模式，SSA）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Dynamic State Access（动态访问模式，DSA）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 密钥文件 一种加密的存储格式，用于存储私钥Eth2 BLS Keystore 规范：https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-2335Eth1 Keystore 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/BLS12-381JSON-RPC eth_protocolVersion 传到 DevP2P 网络的元信息（meta information）；面向没有实现这个功能的客户端，很容易伪造这个信息eth_syncing 关于该节点同步状态的元信息面向没有实现这个功能的客户端，很容易伪造这个信息eth_coinbase 表示该客户端使用的默认地址面向没有实现这个功能的客户端，很容易伪造这个信息仅对实现了账户管理功能的客户端有效eth_mining 该节点挖矿状态的元信息仅对正在挖矿的节点有效面向没有实现这个功能的客户端，很容易伪造这个信息eth_hashrate 挖矿的元信息仅对正在挖矿的节点有效面向没有实现这个功能的客户端，很容易伪造这个信息eth_gasPrice 该节点认为此时 gasPrice 是多少的元信息面向没有实现这个功能的客户端，很容易伪造这个信息取出一个合适的 gas price 值是一个与需求高度相关的操作，没有哪种策略适合所有的应用场景。 eth_accounts 该节点所管理的账户的列表。面向没有实现这个功能的客户端，很容易伪造这个信息仅对实现了账户管理功能的客户端有效eth_blockNumber 返回该节点认定为最新区块的区块号需要 “全体区块头” 和 “追随区块链” 功能的结合并不能完全确定，该节点是能提供该区块号处的 事务/收据/状态 数据，还是仅仅接受了该区块号是最新高度。 eth_getBalance 提供地址后，可返回该账户的 ETH 余额（以 wei 为单位）需要响应节点能访问账户状态eth_getStorageAt 提供账户及存储槽序号后，可返回该处存储的值需要响应节点能访问合约存储项eth_getTransactionCount 提供地址后，可返回该地址的 nonce需要响应节点能访问账户状态eth_getBlockTransactionCountByHash 提供一个区块的哈希值，返回该块中的事务数量需要响应节点能访问区块体历史eth_getBlockTransactionCountByNumber 提供一个区块的区块号，返回该块中的事务数量需要响应节点能访问区块体历史需要响应节点能访问主链区块索引eth_getUncleCountByBlockHash 返回给定哈希值的区块中的叔块数量需要响应节点能访问区块体历史eth_getUncleCountByBlockNumber 返回给定区块号的区块中的叔块数量需要响应节点能访问区块体历史需要响应节点能访问主链区块索引eth_getCode 返回给定账户处的字节码（bytecode）需要响应节点能访问账户状态需要响应节点能访问合约代码eth_sign 返回给定地址的签名仅对实现了账户管理功能的客户端有效eth_signTransaction 为给定事务生成签名并返回已签名事务的 RLP 编码数据仅对实现了账户管理功能的客户端有效需要响应节点能访问账户状态以取得合适的 nonceeth_sendTransaction 为给定事务生成签名并广播仅对实现了账户管理功能的客户端有效需要响应节点能访问账户状态以取得合适的 nonce需要响应节点能参与事务广播eth_sendRawTransaction 广播一条经过签名的事务需要响应节点能参与事务广播eth_call 在响应节点最新的状态上执行特定事务并返回执行结果要求响应节点能执行 EVMeth_estimateGas 在响应节点最近的状态上执行特定事务并返回执行该事务消耗的 gas 数量要求响应节点能执行 EVM最经常的用途是建构交易eth_getBlockByHash 返回由哈希值指定的区块的数据要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史eth_getBlockByNumber 返回由区块号指定的区块的数据要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史要求响应节点能访问主链区块索引对这个操作的调用可以直接映射成对eth_getBlockByHash的等价调用，只要能访问主链区块索引 eth_getTransactionByHash 提供哈希值，返回对应事务的数据要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史要求响应节点能访问主链事务索引对这个操作的调用可以直接映射成对eth_getTransactionByBlockHashAndIndex的等价调用，只要能访问主链事务索引 eth_getTransactionByBlockHashAndIndex 返回由区块哈希值和事务索引号指定的事务的数据要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史eth_getTransactionByBlockNumberAndIndex 返回由区块号和事务索引号指定的事务的数据要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史要求响应节点能访问主链区块索引对这个操作的调用可以直接映射成对eth_getTransactionByBlockHashAndIndex的等价调用，只要能访问主链区块索引 eth_getTransactionReceipt 返回由哈希值指定的事务的收据要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史要求响应节点能访问主链事务索引eth_getUncleByBlockHashAndIndex 返回由区块哈希值和索引指定的叔块信息要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史eth_getUncleByBlockNumberAndIndex 返回由区块哈希号和索引指定的叔块信息要求响应节点拥有全体区块头要求响应节点能访问区块体历史要求响应节点能访问主链区块索引对这个操作的调用可以直接映射成对eth_getUncleByBlockHashAndIndex的等价调用，只要能访问主链区块索引（还有一些操作码，在此处并未提供解释） 原文链接: https://github.com/ethereum/stateless-ethereum-specs/wiki/Glossary 作者:Piper Merriam 翻译:阿剑—- 编译者/作者：EthFans 玩币族申明：玩币族作为开放的资讯翻译/分享平台，所提供的所有资讯仅代表作者个人观点，与玩币族平台立场无关，且不构成任何投资理财建议。文章版权归原作者所有。 |
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2021-03-01 EthFans 来源：区块链网络
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