以太坊的全节点少于 100 个？这背后的故事鲜为人知

关于比特币和以太坊的节点对比，社区最常用的方法是利用节点统计网站的数据，例如，目前bitnodes.earn.com统计的币节点数为10459个，而根据 ethernodes.org 的数据，以太坊节点的数量是 8,580。乍一看，这两个区块链网络似乎势均力敌。

（比特币节点数）

（以太坊节点数）

不是这样。

我们需要了解的第一个背景是，目前比特币区块链完整交易数据大小约为200GB，而以太坊区块链完整数据是比特币的10倍，接近2TB。

以太坊的状态爆炸让用户完全存储数据是不现实的。因此，目前以太坊 8000 多个节点中的大部分都是经过剪枝的完全验证节点。当然，为了听起来不错。以太坊官方仍将这种全验证节点称为全节点，将历史状态数据完整存储的节点称为归档节点（Archive Node）。今天，整个以太坊网络只有不到 100 个存档节点。一个。

比特币的全节点其实就相当于以太坊的“文件节点”。当然，比特币也有类似的剪枝节点，就是在比特币核心0.12.0版本客户端之后提供的一个特性。

这种剪枝节点也可以独立完成对比特币转账的确认，但它并没有将整个区块链保存在本地，因此无法将完整的区块链提供给其他节点。

可以说，无论是比特币的全节点，还是以太坊的文件节点，都是各自网络的骨干。如果网络完全失去它们，网络的安全性会大大降低，而这个类节点的数量越多，网络的抵抗力就越强。

下面分享了一个关于真正的以太坊全节点（来自 BlockCypherCEO）的悲惨故事：

“由于君士坦丁堡硬分叉，BlockCypher 的以太坊 API 几乎被淘汰了一个月。本文将解释发生了什么，我们吸取了哪些教训，以及我们正在采取哪些措施来防止未来出现此类停机。

君士坦丁堡硬分叉提前准备

以太坊团队在 2018 年 12 月中旬宣布，以太坊将在 2019 年 1 月进行君士坦丁堡硬分叉。开发人员表示，即将到来的分叉将是以太坊历史上最不重要的分叉。我们不同意这一点，这个硬分叉影响了数百个源文件。按照官方以太坊概述的协议，我们主动开始遵循他们的指示，其中还涉及修改我们的备份存储。我们的团队在圣诞节期间加班，并在 2019 年 1 月的第一周完成了这项工作。

我们认为它已经准备好了。

到 1 月 8 日，出现了一个大问题

1 月 8 日晚上，我们意识到我们的以太坊状态有问题，但我们不知道发生了什么，我们只知道一些小数据丢失了。以太坊状态不可读，所有数据都散列成树状结构，无法找出问题所在。

我们尝试了多次恢复过程，但均未成功。我们一直在丢失数据错误（Trie 节点）。

由于多次尝试后无法找到并恢复丢失的数据，我们开始了“快速”同步过程：完成“快速”同步花了 2 天多的时间。不幸的是，它并没有帮助我们恢复丢失的数据，也没有帮助我们恢复状态。

你可能会问：

为什么快速同步不起作用？因为它只包含整个区块链数据的一小部分。我们需要所有数据才能可靠地服务和操作我们的 API。

为什么我们在 Tantinopolis 更新之前不在 Junshi Backup 我们的状态？我们做到了，但它被还原部分损坏了。此外，以太坊状态不是一个可以简单备份和修补的数据库。不能用以太坊节点在线完成，也不能增量完成（远超过 1 TB）。

（第 1 课：以太坊状态与其他区块链有很大不同。无法使用任何传统的备份方法进行恢复。）

完全同步的长征开始了。

作为最后的手段，我们在 1 月 12 日开始对超过 2 TB 的以太坊状态进行“完全”同步。鉴于我们必须处理的规模，我们升级到最大的机器来尝试进行同步工作更快，但没有太大帮助。

我们无能为力地等待和检查。

1 月 14 日，计划中的君士坦丁堡硬分叉在生效前一天被推迟，因为安全审计显然发现了一个漏洞，该漏洞允许潜在的攻击者从智能合约中窃取加密货币。最后一刻取消，让我们非常沮丧。如果我们等到君士坦丁堡上线，我们可以节省大量工作、焦虑和开支……而且我们的 ETH API 将始终有效。

（第 2 课：不要提前计划以太坊升级，等待升级。）

两周后，我们了解到“完全”同步实际上并不是完全状态修复。

两个多星期后，我们的以太坊状态恢复了，但这并不是我们灾难的结束。因此，完全同步默认不包括完整的 Trie 状态。如果您要进行完全同步，为什么默认设置不包括所有内容？这不符合逻辑，我们的下一个挑战是如何将 Trie 状态添加到“完整”状态。

Vitalik，请帮忙！

在研究了将 Trie 状态添加到以太坊状态的所有方法之后，我们向 Vitalik 寻求帮助。他给我们的第一条回复是，“哦，你是少数运行那些大而可怕的节点的运营商之一。”我们问他是否知道其他人在运行一个“大而可怕的节点”。 ，看看我们是否可以与他们同步，但 Vitalik 不认识任何人，尽管以太坊基金会也保留了以太坊区块链的完整存档副本。无奈之下，我们再次开始完全同步，这次包括 Trie 状态。

（第3课：如果有链重组，我们可能是唯一知道以太坊交易历史的公司）

…

”

另一种只下载区块头交易或状态数据的节点以太坊节点收益，我们称之为简化支付验证（SPV）节点，也称为轻节点，比特币和以太坊都有这样的节点。 （目前研究人员提出了简化版的SPV节点，也称为超轻节点，如FlyClient）

正常情况下以太坊节点收益，SPV轻节点运行良好，但当大部分全节点出现不诚实行为时，轻节点的安全保障会变弱。例如，虽然比特币或以太坊网络中的大多数不诚实节点目前只能审查、反转或重新排序交易，但如果所有客户端双方都使用轻节点，多数共识将能够相互串通产生交易包含凭空创建的货币的区块，轻节点将无法检测到这一点。另一方面，全节点会立即拒绝那些无效块。

由于以太坊的数据太大，会遇到更大的挑战。为此，以太坊创始人等研究人员提出了防欺诈方案和数据可用性证明系统（论文：Fraud Proofs: Maximizing Light Client Security and Scaling Blockchains with Majority Dishonest Nodes）。

简单地说，如果以太坊网络有一个诚实的全节点，它愿意生成以最大网络延迟传播的欺诈证明，那么轻客户端能够从全节点接收和验证无效的区块欺诈证明，而数据可用性证明系统负责让轻客户端确保全节点生成欺诈证明所需的区块数据可用。

这样，以太坊轻客户端的安全级别可以更接近全节点，当然这只是理论上的。

总的来说，就目前的情况来看，比特币的节点健康度要好于以太坊，而后者需要更加努力地解决这个问题。

进来充电！

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