以太坊:輕客戶端，助力實現鏈上信息“云驗證”

眾所周知，以太坊的發展面臨著新困境。以太坊每天支持大量的經濟活動、結算數十億美元的交易，在蓬勃發展的DeFi和NFT領域中運行成千上萬的DApp。但是，以太坊有限的空間資源已然無法承受過多的應用，也無法接受大體量用戶的蜂擁而至。當網絡擁塞時，交易變得更加昂貴且延遲更多，給用戶帶來更大的經濟負擔。

鑒于此，相關團隊為了解決以太坊擴容難題，提出了諸多技術解決方案，其中包括分片。分片為網絡劃分多個軌道，以水平擴展的方式并行處理交易，在多個服務器之間分布計算和存儲容量，從而使總體吞吐量更高。分片主打的“并非每個人都必須運行每個碎片”的技術理念，成為輕客戶端誕生的關鍵。

輕客戶端在以太坊分片中扮演重要角色，使驗證者能夠快速驗證和同步不同的分片，成功化解了不少DApp運行過程中出現的阻滯難題。同樣面臨高速發展帶來擴容有限、用戶載量大等困境的波卡、NEO等公鏈，也紛紛開啟了輕客戶端的實踐，為更好地布局應用生態版圖提供更為暢達自如的環境。

數據：zkSync橋接存儲總價值突破30萬枚 ETH:金色財經報道，據Dune Analytics最新數據顯示，以太坊Layer2擴容解決方案zkSync跨鏈橋接存儲總價值已突破30萬枚 ETH，本文撰寫時達到300,192枚（按照當前ETH價格計算約合5.7億美元），參與橋接交易的用戶量為976,796個。其他L2方面，Arbitrum當前橋接存儲總價值為2,591,244 ETH，Optimism為551,891 ETH，StarkNet為95,511ETH。[2023/6/27 22:01:48]

MartyMcFly曾言：“未來，輕客戶端會遍布各地。”這種輕量化、用戶友好的應用程序目前已有諸多成功范例涌現。那么究竟什么是輕客戶端？相較傳統的應用端口有何技術上的優化與精進？面向未來，輕客戶端的大規模鋪開又需要克服怎樣的挑戰？本篇文章將聚焦上述問題，帶你洞悉輕客戶端的發展與未來。

什么是輕客戶端？輕松驗證，快速響應

在我們了解輕客戶端之前，首先需要從客戶端的概念開始說起。計算機科學中的客戶端是連接到服務器的硬件或軟件的一部分，如Internet瀏覽器是一個連接到網站以請求其內容的客戶端。在區塊鏈世界中，客戶端是以點對點的方式連接到其他客戶端的軟件，所有客戶端相互通信且形成了一個網絡，每個客戶端都是一個節點。

今日恐慌與貪婪指數為58，貪婪程度微降:金色財經報道，今日恐慌與貪婪指數為58（昨日為60），貪婪程度微降。

注：恐慌指數閾值為0-100，包含指標：波動性（25%）＋市場交易量（25%）＋社交媒體熱度（15%）＋市場調查（15%）＋比特幣在整個市場中的比例（10%）＋谷歌熱詞分析（10%）。[2023/2/20 12:16:51]

以以太坊為例，過去只有一種類型的節點負責驗證和轉播網絡上的交易和區塊。囿于互聯網和區塊鏈的運行特點，每個全節點需要下載并驗證每個區塊，對于每一筆交易也需要經過全流程的核驗和把關。那么隨著用戶體量增大、服務型應用增多，這種全節點把控會帶來上文提及的費用高昂、查驗緩慢等難題，阻礙了以太坊的長遠發展。

在此情景之下，輕客戶端的理念逐漸興起。輕客戶端是區塊鏈生態系統中的關鍵要素，幫助用戶以安全和去中心化的方式訪問區塊鏈并與之交互，而無需讀寫區塊鏈上的大量信息。輕客戶端被允許以最小信任的方式與全節點實現交互，可以在事先不知情的情況下證明信息的真實性。輕客戶端的基本功能是：每當有區塊出現在網絡便進行下載，向客戶端發送特定狀態的默克爾證明請求。其使用分布式哈希表來追蹤前綴節點，而不是使用本地存儲，以一種“云存儲、云驗證”的方式直接獲取用戶個體的信息驗證材料，促使交易、娛樂等各項活動更快開展。

股權管理初創公司Pulley完成4000萬美元B輪融資，General Catalyst 參投:金色財經報道，據businessinsider消息，股權管理初創公司Pulley宣布完成4000萬美元B輪融資，Founders Fund 的普通合伙人 Keith Rabois 領投，Stripe 和前 Twitter 副總裁 Elad Gil、以及General Catalyst 參投。Pulley 旨在實現高速增長初創公司的現代化股權管理方式現，使企業可以模擬不同籌款方案對其所有權的影響，幫助員工能夠隨著公司的發展了解其股權的價值，其未來業務的一個具體重點將是 Web3 和加密初創公司。[2022/7/14 2:11:46]

整體而言，輕客戶端解決了可用性和采用技術時的主要障礙。作為Web3基礎設施組件，輕客戶端允許以比運行完整節點更少的資源方式與區塊鏈進行交互，并且可嵌入桌面、Web和移動應用程序。最重要的是，它們保持不信任，直接從對等節點同步區塊頭。輕客戶端通過向單個全節點發出請求、同步區塊鏈的區塊頭來驗證全節點提供的特定響應來工作，真正做到了“最多跑一次”。

雪城大學成為第一所擁有運動員NFT的NCAA高校:金色財經報道，據 inferse 消息，雪城大學已宣布與 Fantastec SWAP 建立多年合作伙伴關系，雙方將合作推出以運動員的肖像和雪城標志和徽標為特色的 NFT。雪城大學體育總監約翰·維爾德哈克在一份新聞稿中表示，作為第一個與 Fantastec SWAP 合作的 NCAA 項目，雪城大學運動員將有一個獨特的機會來擴大他們的名字、形象和肖像組合，并以一種新的和創新的方式與我們的粉絲互動。[2022/6/27 1:32:59]

使用輕客戶端的成功案例

目前，無論是以太坊還是波卡，各大公鏈都開始積極引入輕客戶端的技術理念，并不斷在鏈上做出輕客戶端的應用設計嘗試，竭力覆蓋各類DApp和基礎設施，為開發者和用戶提供全新的操作體驗。

HyperPay新版本發布，自管錢包支持Optimism和Arbitrum網絡:據官方消息，HyperPay錢包發布V5.0.3版本，在該版本中，HyperPay自管錢包新增支持添加自定義網絡和自定義節點功能，新增支持Optimism和Arbitrum網絡并上架相關DApp，用戶可在自管錢包賬戶界面添加相關資產信息，參與Arbitrum網絡中的奧德賽活動。

HyperPay錢包成立于2017年，是集托管理財錢包、去中心化自管錢包、HyperMate硬件錢包、共管錢包于一體的多生態數字資產錢包，為用戶提供資產存管、理財增值、消費支付等一站式服務。迄今，HyperPay錢包用戶逾百萬，資管規模超10億美元，轉賬超3.1億次，托管錢包公鏈支持52+，自管錢包公鏈支持32+，HyperMate硬件錢包支持公鏈17+。[2022/6/24 1:29:38]

Fluffy

Fluffy是一種以太坊輕客戶端，是為以太坊2.0客戶端Nimbus開發的一種操作模式。一個輕客戶端友好的網絡，必須設計只需付出少量存儲空間、少許工作量的節點來參與網絡并作出貢獻，而不是要求每個節點都必須承擔很高額的負載。Fluffy就是秉持這樣運行理念的技術客戶端，它將使nimbus-eth?1客戶端可以作為網絡中的一個輕客戶端節點來運行，通過開發PortalWire協議成功實現了與其它客戶端的握手，以“橋節點”為門戶網絡輸入狀態數據，輕松實現云端數據的快捷傳輸。此外，Fluffy將支持以太坊JSON-PRCAPI的一個子集，所以像錢包這類設施可以直接集成該類客戶端。

NEO

NEO技術社區生態中，有一個可實現與NEO區塊鏈交互的輕客戶端名為Neo-Swift，主要用Swift-4語言編寫運作。Neo-Swift項目的創建主要基于以下幾個原因：?1、開發者想要開發分布式iOS應用，覆蓋范圍廣；2、建立開發者友好社區的重要方法就是創建便于非區塊鏈開發者使用的SDK；3、不少開發者喜歡Swift且移動設備的開發與部署日益重要。據悉，Neo-Swift能夠高效驗證用戶在鏈上的交易歷史和賬戶狀態，并為應用交互提供模擬動態框架，為NEO生態技術社區的升級鍛造提供了全新思路。

SubstrateConnect

SubstrateConnect是基于瀏覽器的Substrate鏈上輕客戶端，已成為Substrate技術堆棧的最新成員。這個備受期待的基礎設施組件為開發人員和最終用戶提供了一種更為簡單、快速的應用方式，以完全去中心化、無需信任的方式連接到Substrate鏈，賦予更多DApp服務以及DApp開發人員以良好的應用體驗感。SubstrateConnect是一個Javascript庫，它提供了一個功能齊全且附帶擴展途經的輕客戶端，取代了通過RPC節點連接到Substrate鏈的傳統流程，DApp開發人員不再需要經歷運行本地完整節點的繁瑣步驟，直接可以在他們的DApp中輕松訪問輕客戶端集成。

Helios

Helios是由知名風投機構a16zCrypto推出的以太坊輕客戶端。Helios由一個執行層和一個共識層組成，與大多數客戶端不同，其將兩個層緊密耦合，因此用戶只需安裝和運行一個軟件即可使用Helios；此外，Helios基于Rust語言進行編寫，在兩秒鐘內同步、不使用存儲，并提供對以太坊無需信任的訪問功能，其使用途徑與全節點基本相同。值得一提的是，Helios將數據從不受信任的集中式RPC提供程序轉換為可驗證安全的本地RPC，通過使用先前已知信標鏈區塊哈希和不受信任的RPC進行連接和工作，在不運行完整節點的情況下驗證其真實性。由于Helios非常輕巧，用戶可以從任何設備訪問安全鏈數據，真正滿足了輕客戶端的便捷使用需求。

面向未來：輕客戶端的破困之道

輕客戶端的應用已日漸鋪開，但其中夾雜的運行弊端也不容忽視。例如輕客戶端不直接鏈入網絡服務，無法驗證除卻客戶端以外的其他所需信息，也不能直接向其他對等節點傳輸數據。而當下公鏈生態中不斷強調“跨鏈”技術進行數據傳遞和高效處理，開發者可以借鑒跨鏈技術的經驗嘗試進行輕客戶端的數據搭橋，這對輕客戶端的技術升級和功能優化來說是至關重要的方向。

另外，輕客戶端還缺乏一種更好的用戶激勵方式，眾所周知激勵是生態系統穩定的關鍵。如何允許用戶以去中心化的和安全的方式訪問區塊鏈，鼓勵用戶和機構運行全節點、服務輕節點、懲罰服務壞數據的惡意全節點？或許可以采取類似“DAO”治理的理念體系進行輕客戶端生態的運營管理，形成“開發者——輕客戶端——用戶”之間的良性循環體系。

事實上，諸如優化輕客戶端運作環境、革新輕客戶端使用功能的技術方案或許還有很多。未來還需各位開發者不斷開拓創新，打造面向Web3的卓越輕客戶端。

參考資料：

什么是輕客戶端？以及為什么你需要了解它

引介|以太坊區塊鏈的輕客戶端入門

NEXT社區小課堂|第二十六課：如何創建NEO輕客戶端

引介|Fluffy客戶端：以太坊的極輕客戶端

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