区块链:轻客户端，助力实现链上信息“云验证”_NEO

众所周知，以太坊的发展面临着新困境。以太坊每天支持大量的经济活动、结算数十亿美元的交易，在蓬勃发展的DeFi和NFT领域中运行成千上万的DApp。但是，以太坊有限的空间资源已然无法承受过多的应用，也无法接受大体量用户的蜂拥而至。当网络拥塞时，交易变得更加昂贵且延迟更多，给用户带来更大的经济负担。

鉴于此，相关团队为了解决以太坊扩容难题，提出了诸多技术解决方案，其中包括分片。分片为网络划分多个轨道，以水平扩展的方式并行处理交易，在多个服务器之间分布计算和存储容量，从而使总体吞吐量更高。分片主打的“并非每个人都必须运行每个碎片”的技术理念，成为轻客户端诞生的关键。

轻客户端在以太坊分片中扮演重要角色，使验证者能够快速验证和同步不同的分片，成功化解了不少DApp运行过程中出现的阻滞难题。同样面临高速发展带来扩容有限、用户载量大等困境的波卡、NEO等公链，也纷纷开启了轻客户端的实践，为更好地布局应用生态版图提供更为畅达自如的环境。

蚂蚁集团OceanBase CTO 杨传辉：OceanBase3.2版数据分析性能提升6倍:金色财经现场报道，10月22日，2021云栖大会-OceanBase原生分布式数据库论坛在杭州举行。蚂蚁集团OceanBase CTO 杨传辉以《OceanBase：一体化架构助力核心系统》为题进行分享，他指出，分布式和数据库在不断融合，当前已经迭代至第三代企业级分布式数据库。OceanBase坚持原生分布式数据库、坚持核心场景。

在现场，OceanBase3.2版本正式发布。3.2版围绕兼容性、HTAP混合负载、小规格性价比等几大核心能力，在Oracle/MySQL兼容、易用性、稳定性、性能和功能等诸多方面做了迭代增强与优化升级。据介绍，在同等环境及任务的前提下，相比于3.0版本，3.2版的Sysbench OLTP性能提升24%，BMSQL tpmC性能提升30%以上，TPC-H性能提升655%，极大的提升了OLAP能力。[2021/10/22 20:49:18]

MartyMcFly曾言：“未来，轻客户端会遍布各地。”这种轻量化、用户友好的应用程序目前已有诸多成功范例涌现。那么究竟什么是轻客户端？相较传统的应用端口有何技术上的优化与精进？面向未来，轻客户端的大规模铺开又需要克服怎样的挑战？本篇文章将聚焦上述问题，带你洞悉轻客户端的发展与未来。

声音 | 中国区块链开发者真实现状：半数只懂皮毛 数据分析师吃香:据巴比特消息，近日，CSDN(中国软件开发联盟)发布了《2018-2019中国开发者调查报告》。报告显示，正在使用或准备使用区块链技术解决实际问题的开发者仅占27%，但相比于44%的开发者对区块链仅了解一些概念，这一比例还是显得有点低。在所有技术岗位中，数据分析人员对区块链技术更为敏感。报告显示，有42%的数据分析人员已经使用或准备使用区块链技术解决问题；网络安全人员紧随其后，这一比例达到了40%。另外，50%的开发者从事公有链（比特币、以太坊）的开发，27%的开发者从事区块链行业解决方案的开发，26%在从事联盟链（Hyperledger、R3 Corda）等开发。[2019/3/13]

什么是轻客户端？轻松验证，快速响应

在我们了解轻客户端之前，首先需要从客户端的概念开始说起。计算机科学中的客户端是连接到服务器的硬件或软件的一部分，如Internet浏览器是一个连接到网站以请求其内容的客户端。在区块链世界中，客户端是以点对点的方式连接到其他客户端的软件，所有客户端相互通信且形成了一个网络，每个客户端都是一个节点。

声音 | 区块链数据分析师：很多人持有数字货币但未交易 或将导致价格上涨:据Bitcoin Exchangeguide消息，区块链数据分析师Antoine Le Calves近日发布一则附带一张近八年比特币每年供应量移动变化图的推文，他表示，这些年比特币的供应几乎没啥变动。这表明很多人持有数字货币资产，但未交易，随着对数字货币需求的增加，流通供应减少可能最终会影响比特币的价格，导致其上涨。其他主流币也有类似趋势。[2018/9/28]

以以太坊为例，过去只有一种类型的节点负责验证和转播网络上的交易和区块。囿于互联网和区块链的运行特点，每个全节点需要下载并验证每个区块，对于每一笔交易也需要经过全流程的核验和把关。那么随着用户体量增大、服务型应用增多，这种全节点把控会带来上文提及的费用高昂、查验缓慢等难题，阻碍了以太坊的长远发展。

在此情景之下，轻客户端的理念逐渐兴起。轻客户端是区块链生态系统中的关键要素，帮助用户以安全和去中心化的方式访问区块链并与之交互，而无需读写区块链上的大量信息。轻客户端被允许以最小信任的方式与全节点实现交互，可以在事先不知情的情况下证明信息的真实性。轻客户端的基本功能是：每当有区块出现在网络便进行下载，向客户端发送特定状态的默克尔证明请求。其使用分布式哈希表来追踪前缀节点，而不是使用本地存储，以一种“云存储、云验证”的方式直接获取用户个体的信息验证材料，促使交易、娱乐等各项活动更快开展。

整体而言，轻客户端解决了可用性和采用技术时的主要障碍。作为Web3基础设施组件，轻客户端允许以比运行完整节点更少的资源方式与区块链进行交互，并且可嵌入桌面、Web和移动应用程序。最重要的是，它们保持不信任，直接从对等节点同步区块头。轻客户端通过向单个全节点发出请求、同步区块链的区块头来验证全节点提供的特定响应来工作，真正做到了“最多跑一次”。

使用轻客户端的成功案例

目前，无论是以太坊还是波卡，各大公链都开始积极引入轻客户端的技术理念，并不断在链上做出轻客户端的应用设计尝试，竭力覆盖各类DApp和基础设施，为开发者和用户提供全新的操作体验。

Fluffy

Fluffy是一种以太坊轻客户端，是为以太坊2.0客户端Nimbus开发的一种操作模式。一个轻客户端友好的网络，必须设计只需付出少量存储空间、少许工作量的节点来参与网络并作出贡献，而不是要求每个节点都必须承担很高额的负载。Fluffy就是秉持这样运行理念的技术客户端，它将使nimbus-eth?1客户端可以作为网络中的一个轻客户端节点来运行，通过开发PortalWire协议成功实现了与其它客户端的握手，以“桥节点”为门户网络输入状态数据，轻松实现云端数据的快捷传输。此外，Fluffy将支持以太坊JSON-PRCAPI的一个子集，所以像钱包这类设施可以直接集成该类客户端。

NEO

NEO技术社区生态中，有一个可实现与NEO区块链交互的轻客户端名为Neo-Swift，主要用Swift-4语言编写运作。Neo-Swift项目的创建主要基于以下几个原因：?1、开发者想要开发分布式iOS应用，覆盖范围广；2、建立开发者友好社区的重要方法就是创建便于非区块链开发者使用的SDK；3、不少开发者喜欢Swift且移动设备的开发与部署日益重要。据悉，Neo-Swift能够高效验证用户在链上的交易历史和账户状态，并为应用交互提供模拟动态框架，为NEO生态技术社区的升级锻造提供了全新思路。

SubstrateConnect

SubstrateConnect是基于浏览器的Substrate链上轻客户端，已成为Substrate技术堆栈的最新成员。这个备受期待的基础设施组件为开发人员和最终用户提供了一种更为简单、快速的应用方式，以完全去中心化、无需信任的方式连接到Substrate链，赋予更多DApp服务以及DApp开发人员以良好的应用体验感。SubstrateConnect是一个Javascript库，它提供了一个功能齐全且附带扩展途经的轻客户端，取代了通过RPC节点连接到Substrate链的传统流程，DApp开发人员不再需要经历运行本地完整节点的繁琐步骤，直接可以在他们的DApp中轻松访问轻客户端集成。

Helios

Helios是由知名风投机构a16zCrypto推出的以太坊轻客户端。Helios由一个执行层和一个共识层组成，与大多数客户端不同，其将两个层紧密耦合，因此用户只需安装和运行一个软件即可使用Helios；此外，Helios基于Rust语言进行编写，在两秒钟内同步、不使用存储，并提供对以太坊无需信任的访问功能，其使用途径与全节点基本相同。值得一提的是，Helios将数据从不受信任的集中式RPC提供程序转换为可验证安全的本地RPC，通过使用先前已知信标链区块哈希和不受信任的RPC进行连接和工作，在不运行完整节点的情况下验证其真实性。由于Helios非常轻巧，用户可以从任何设备访问安全链数据，真正满足了轻客户端的便捷使用需求。

面向未来：轻客户端的破困之道

轻客户端的应用已日渐铺开，但其中夹杂的运行弊端也不容忽视。例如轻客户端不直接链入网络服务，无法验证除却客户端以外的其他所需信息，也不能直接向其他对等节点传输数据。而当下公链生态中不断强调“跨链”技术进行数据传递和高效处理，开发者可以借鉴跨链技术的经验尝试进行轻客户端的数据搭桥，这对轻客户端的技术升级和功能优化来说是至关重要的方向。

另外，轻客户端还缺乏一种更好的用户激励方式，众所周知激励是生态系统稳定的关键。如何允许用户以去中心化的和安全的方式访问区块链，鼓励用户和机构运行全节点、服务轻节点、惩罚服务坏数据的恶意全节点？或许可以采取类似“DAO”治理的理念体系进行轻客户端生态的运营管理，形成“开发者——轻客户端——用户”之间的良性循环体系。

事实上，诸如优化轻客户端运作环境、革新轻客户端使用功能的技术方案或许还有很多。未来还需各位开发者不断开拓创新，打造面向Web3的卓越轻客户端。

参考资料：

什么是轻客户端？以及为什么你需要了解它

引介|以太坊区块链的轻客户端入门

NEXT社区小课堂|第二十六课：如何创建NEO轻客户端

引介|Fluffy客户端：以太坊的极轻客户端

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