一文陪你掌握数据易用性查验_以太坊

一文陪你掌握数据易用性查验

数据易用性查验注意事项

文中致力于表述数据易用性查验，及其为何区块链的扩充计划方案，比如以太币 2.0，必须他们。文中预置了阅读者具备区块链 (比如BTC和以太币) 的基本上情况专业知识、最好是对如今应用的共识算法 (劳动量证明和利益证明) 也有一定的掌握。为了更好地简易考虑，表述內容将建根据利益证明链——由全部具备同样权重值的全节点运作的共识协议书，具备 2/3 诚信假定；但这种剖析一样适用劳动量证明和别的协议书。

新手入门专业知识

回过头来，区块链有全节点和轻客户端，还有一个点对点网络，它很有可能对数据是不利于的，但不容易响应式地核查数据。相对性于全节点而言，轻客户端是一个更划算的挑选。在传统式的区块链协议书里，大家假定全部客户端都运作全节点，认证在情况变换中的每一笔买卖。运作一个全节点规定电子计算机有很多的运行内存、算率和网络带宽。针对挪动客户端和很多資源受到限制的自然环境而言，这一成本费很有可能太高了。

轻客户端是只需免费下载每一个区块的区块头的节点，他们信赖全节点对情况变换的查验是恰当的——并假定共识算法不容易造成违反这一点的区块链。轻客户端依靠全节点为一切有关买卖给予区块内的信息内容。这很可能只占链上全部数据不大的百分数。

为了更好地表述地更清晰，我详细介绍这儿的三类人物角色：

全节点根据对每一个区块的的共识转化成一条区块链，并自始至终免费下载全部数据和认证全部情况。每每他们见到区块里有不一致的情况 (比如，区块的最后情况与区块内的买卖不一致)，他们会转化成一个欺诈证明，以警示轻客户端。

轻客户端只免费下载区块头 (非买卖数据和情况)，除开他们想要知道的买卖和一部分情况。他们与全节点联接，以要求所必须的数据。

点对点网络散播区块头，并容许任意浏览上传入它的数据块。

一个全节点具备以下安全性确保：

与别的全节点产生的的共识 (肯定) 大部分能够 搭建另一条区块链，进而开展双花进攻；更普遍而言，他们能够 随意对买卖开展再次排列，建立另一个版本号的买卖历史时间。

因为要查验情况，即便是别的全节点产生非常大部分对不一致的情况达成一致，也不太可能让一个诚信全节点愿意这条链。

因而，一个全节点的安全性假定是 2/3 的诚信全节点能够 确保买卖不容易被再次排列，但恰当的情况实行是不用一切的诚信假定来保证的 (一个全节点压根不太可能被蒙接纳一个有误的情况变换)。

针对轻客户端而言，状况略有不同，由于他们不下载和认证情况。因而，在沒有欺诈证明 (详细下面)的状况下，“纯真” 的轻客户端会上当受，坚信由半数以上 (2/3) 的全节点达成一致的区块链是没有问题的，即便它事实上有一个有误的情况变换。

欺诈证明

欺诈证明能是给轻客户端一个更强的安全性实体模型，使其安全系数贴近于全节点。其目地是，只需最少有一个诚信的全节点 (比 2/3 大部分假定弱得多)，轻客户端还可以被维护，免遭失效链的危害。

欺诈证明是怎样完成这一点的？假定区块链实行区块 B 内的买卖 t1,…,tn，且区块头为 H。如果我们提升一个实行追踪，用于储存每单买卖前和后的情况的内塔尼亚胡根，大家把它称为 s0,…,sn，如果有一切买卖被不正确实行(即其結果沒有恰当运用于情况)就可以搭建一个虚报证明：假如说买卖 ti 是有什么问题的买卖，得出三元组 (si−1,ti,si)，再再加上在区块头 H 里表明已被装包的内塔尼亚胡证明，这将组成一个欺诈证明。实际上，大家仅必须装包 ti 必须和危害到的 si-1 和 si。这一欺诈证明的尺寸比原先的区块 B 要小得多，因而非常容易在互联网里广播节目，警示轻客户端不必追随这条链。

因此 ，如今轻客户端的安全性假定就比以前的要好许多了：

2/3 的不守信用全节点能够 搭建另一条链，进而更改买卖历史时间或给买卖再次排列 (比如，进行双花进攻)。

可是为了更好地避免出现有误的情况变换，如今的假定是最少有一个诚信全节点 (它能够 建立欺诈证明)，且互联网是同歩的 (那样你也就能即便接纳到欺诈证明)。

数据易用性难题

用欺诈证明维护轻客户端不会受到不正确情况变换危害这一方式 实际上有一个空缺。假如半数以上的全节点都早已对一个区块头签字了，但不公布一部分数据 (尤其是，这可能是欺诈交易，他们将晚一点公布，以得他人接纳印出的或偷回来的钱)？显而易见，诚信全节点将不容易追随这条链，由于他们不容易免费下载该数据。但轻客户端不容易了解数据是不是可以用，由于他们只免费下载区块头，不下载数据。因而，如今的状况是诚信全节点了解有内幕，但他们没法警示轻客户端，由于他们缺乏很有可能必须用于建立欺诈证明的数据。

难道说他们就不能用别的信息内容警示轻客户端，告知他们：“嘿，当心，这一区块的数据不能用。”吗？是的，但难题取决于他们没法证明——不会有数据不能用的证明，因此 以上的简易欺诈证明体制是失灵的。

更槽糕的是，这不是可归责的难题。有一些数据很有可能由于互联网标准不太好而遗失了，而这种数据很有可能在之后再次发生。因而，如果你是一个诚信节点，见到数据不能用的报警，随后查验发觉数据事实上在那里，你不能明确到底是谁出错了：可能是出块者沒有在逐渐时提交数据，只是在报警造成后才提交 (出块者的错)，或是这是一个不正确的报警。

因为这不是可归责的难题，我们不能由于报警的結果处罚出块者或征服者。这很讨厌，由于这大部分代表着提升这一作用会提升一个 DOS 空间向量 (Vitalik 的本文对这个问题开展了很好的表明。)

解决方法：用纠删码开展数据易用性查验

要处理这一难点，就需要保证轻客户端能够 了解数据是不是确实可以用。由于假如他们了解这一数据是可以用的，他们也就了解很可能有一个诚信全节点见到并查验了该数据——假如该数据是有误的或者欺诈性的，诚信全节点便会广播节目一个欺诈证明。

自然我们不要想轻客户端务必免费下载成条区块链和情况来完成这一点——由于那样他们就不会再是轻客户端了。因而，大家将让他们免费下载任意的数据块，并查验他们是不是可以用。假如你试着免费下载 100 个不一样的数据块，并所有都获得了，你也就能够 很明确绝大多数的数据全是可以用的 (比如，假如低于 50% 的数据是可以用的，你可以取得成功免费下载 100 个数据块的几率是 2-100≈10-3，这是一个十分小的数据)。

殊不知，这只有证明大部分的数据是可以用的——比如说，10 兆字节的数据块中仅有 100 字节数遗失了，在这类状况下，你对那一点数据发出请求的概率极低。而 100 字节数足够为做恶买卖作保护，躲避诚信的欺诈证明者。

因而，大家必须对这种数据做一些解决，以保证这些查验进一步确保全部的数据都将是可以用的。大家可以用纠删码 (erasure code) 完成这一点。一个纠删码以更很多的数据 E 替代区块数据 B，其特点是某固定不动百分数

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