什么是无状态客户端？它与轻客户端有何不同？

了解区块链中的无状态客户端

1. 无状态客户端通过验证交易来运行，而不存储完整的区块链状态。相反，它依赖于每个区块附带的被称为“见证人”的加密证明。这些见证人包含足够的数据来验证状态转换，从而允许节点保持安全，同时最大限度地减少存储需求。

2. 与传统的全节点维护账户余额、智能合约代码和存储的完整副本不同，无状态客户端在验证后会丢弃全局状态。这种设计显着降低了长期存储需求，使节点操作更容易在更广泛的设备上进行。

3. 该架构通过将提供状态数据的负担转移给区块提议者来支持可扩展性。验证者或矿工必须将相关状态片段与每个提议的区块捆绑在一起，确保验证者可以在没有本地数据库的情况下独立确认正确性。

4.无状态客户端通过实现轻量级参与来增强去中心化，而不损害共识规则固有的安全假设。它们完全依赖于密码验证，而不是信任外部来源的状态信息。

5. 实施方面的挑战包括，由于嵌入式见证人的区块大小较大而导致带宽使用量增加，以及如果只有强大的实体才能有效生成有效证明，则存在潜在的中心化风险。

无状态客户端和轻客户端之间的区别

1. 轻客户端连接到全节点以获取标头并在需要时请求特定数据。他们不直接验证状态转换，而是相信大多数网络都遵循协议规则，依赖于标头链验证和 Merkle 证明检查来进行有限的查询。

2.一个关键的区别是，轻客户端假设来自完整节点的诚实，而无状态客户端使用嵌入式证明执行完整的交易验证，从而维护信任最小化的安全性。尽管资源效率目标相似，但这使得无状态客户端比轻客户端更安全。

3.无状态客户端要求区块生产者提供执行所需的所有状态数据，而轻客户端依赖第三方服务器来响应其查询，从而引入对外部基础设施的依赖。

4. 带宽模式不同：轻客户端发送小请求并接收有针对性的响应，而无状态客户端下载带有附加见证的整个块，导致每个块的数据消耗更高，但消除了持续的查询流量。

5. 安全模型存在根本性差异——轻客户端很容易受到日食攻击或不诚实的响应者的攻击，而无状态客户端只要共识层区块有效并且证明构建正确，就保持弹性。

对网络设计的技术影响

1. 引入无状态客户端会影响块的结构。见证人必须高效生成并包含在大小限制内，从而促进证明压缩和状态访问优化方面的创新。

2. 共识机制可能需要调整，以惩罚无效或不完整的见证人，通过大幅削减条件或经济激励来强制提议者承担责任。

3. 由于开发人员必须实现强大的证明验证逻辑并在块处理期间管理瞬态数据处理，因此客户端软件的复杂性增加。

4. 长期可持续性得到改善，因为存储开销的减少鼓励更大的节点分布，抵消了不断增长的区块链状态驱动的中心化趋势。

5. 与第 2 层解决方案的交互变得更加无缝，因为无状态执行环境与已经强调最小可信组件和基于证明的验证的汇总设计非常一致。

常见问题解答

区块验证器通过密码验证拒绝包含无效见证的区块。如果见证人未能正确证明所需的状态访问，则整个块将被视为无效并被合规节点丢弃。

无状态客户端能否转型为全节点？

是的，无状态客户端可以通过处理连续块和缓存结果来随着时间的推移重建完整状态。然而，这样做会抵消其低存储使用的主要优势，除非随后进行选择性修剪。

无状态客户端是否消除了对归档节点的需求？

不，归档节点对于历史数据检索仍然至关重要，例如查询过去的交易输出或分析遗留的智能合约交互。无状态客户端专注于当前状态验证，而不是长期历史保存。

见证人大小如何影响网络性能？

较大的见证人会增加区块传播延迟并使点对点网络紧张。无状态租赁方案、证明聚合和 trie 压缩等优化旨在减少见证膨胀并保持高效的吞吐量。