Jak všichni víme, vývoj Etherea čelí novým potížím. Ethereum podporuje každý den obrovské množství ekonomické aktivity, vyrovnává miliardy dolarů v transakcích a provozuje tisíce DApps v prosperujících sektorech DeFi a NFT. Omezené prostorové zdroje Etherea však již nemohou udržet příliš mnoho aplikací ani nemůže přijmout příliv velkého počtu uživatelů. Když je síť přetížená, transakce se prodražují a zpožďují, což představuje větší finanční zátěž pro uživatele.

S ohledem na to, aby se vyřešil problém rozšíření Etherea, příslušné týmy navrhly mnoho technických řešení, včetně shardingu. Sdílení rozděluje síť na více stop, zpracovává transakce paralelně horizontálně škálovatelným způsobem, rozděluje výpočetní a úložnou kapacitu mezi více serverů, což vede k vyšší celkové propustnosti. Technický koncept „ne každý musí provozovat každý shard“, který se zaměřuje na sharding, se stal klíčem ke zrodu lehkých klientů.

Lehcí klienti hrají důležitou roli v Ethereum sharding, umožňují ověřovatelům rychle ověřovat a synchronizovat různé shardy, čímž úspěšně řeší mnoho problémů, které se vyskytují během provozu DApps. Veřejné řetězce jako Polkadot a NEO, které se také potýkají s problémy, jako je omezená expanze a velká uživatelská kapacita způsobená rychlým rozvojem, také zahájily praxi lehkých klientů s cílem poskytnout hladší a pohodlnější prostředí pro lepší uspořádání ekologické krajiny aplikace .

Marty McFly jednou řekl: „V budoucnu budou lehcí klienti všude.“ Existuje mnoho úspěšných příkladů této lehké, uživatelsky přívětivé aplikace. Co je tedy vlastně lehký klient? Jaké jsou technické optimalizace a vylepšení ve srovnání s tradičními aplikačními porty? Tváří v tvář budoucnosti, jaké výzvy je třeba překonat při rozsáhlém zavádění lehkých klientů? Tento článek se zaměří na výše uvedenou problematiku a poskytne vám náhled do vývoje a budoucnosti lehkých klientů.

Co je to lehký klient? Snadné ověření, rychlá odezva

Než porozumíme lehkým klientům, musíme nejprve začít s pojmem klienti. Klient v informatice je kus hardwaru nebo softwaru, který se připojuje k serveru, stejně jako internetový prohlížeč je klient, který se připojuje k webové stránce a požaduje její obsah. Ve světě blockchainu jsou klienti software, který se připojuje k ostatním klientům způsobem point-to-point Všichni klienti spolu komunikují a tvoří síť a každý klient je uzel.

Vezměme si jako příklad Ethereum, v minulosti existoval pouze jeden typ uzlu (také známý jako: úplný uzel) odpovědný za ověřování a předávání transakcí a bloků v síti. Vzhledem k provozním charakteristikám internetu a blockchainu musí každý úplný uzel stáhnout a ověřit každý blok a každá transakce také musí projít úplným ověřením a kontrolou. S tím, jak se zvyšuje počet uživatelů a zvyšují se aplikace orientované na služby, tento druh řízení s plným uzlem přinese výše uvedené problémy, jako jsou vysoké náklady a pomalé ověřování, což brání dlouhodobému rozvoji Etherea.

Podle tohoto scénáře postupně vznikl koncept lehkých klientů. Lehcí klienti jsou klíčovým prvkem v blockchainovém ekosystému a pomáhají uživatelům přistupovat k blockchainu a interagovat s ním bezpečným a decentralizovaným způsobem, aniž by museli číst a zapisovat velké množství informací na blockchainu. Light klienti mohou komunikovat s úplnými uzly způsobem minimální důvěry a mohou prokázat pravost informací bez předchozí znalosti. Základní funkcí lehkého klienta je stáhnout vždy, když se na síti objeví nějaký blok, a odeslat klientovi požadavek na Merkle proofs konkrétního stavu. Používá distribuovanou hashovací tabulku ke sledování předponových uzlů namísto použití místního úložiště a přímo získává materiály pro ověřování jednotlivých uživatelských informací metodou „cloud storage, cloud ověřování“, čímž podporuje rychlejší rozvoj transakcí, zábavy a dalších aktivit.

Celkově vzato, lehcí klienti řeší hlavní překážky použitelnosti a přijetí technologie. Jako komponenty infrastruktury Web3 umožňují lehcí klienti interakci s blockchainem způsobem, který vyžaduje méně zdrojů než provoz úplného uzlu, a lze je zabudovat do desktopových, webových a mobilních aplikací. A co je nejdůležitější, zůstávají nedůvěryhodné a synchronizují hlavičky bloků přímo od kolegů. Lehký klient funguje tak, že zadává požadavky jedinému úplnému uzlu, synchronizuje hlavičky bloků blockchainu, aby ověřil konkrétní odezvu poskytnutou úplným uzlem, a skutečně dosáhl „maximálně jednou“.

Úspěšné příběhy pomocí lehkých klientů

V současné době, ať už se jedná o Ethereum nebo Polkadot, všechny velké veřejné řetězce začaly aktivně zavádět technický koncept lehkých klientů a pokračují v pokusech o návrh lehkých klientských aplikací v řetězci, snaží se pokrýt různé DApps a infrastrukturu a poskytují vývojářům a Poskytnout uživatelům nový provozní zážitek.

Načechraný

Fluffy je Ethereum light klient, provozní režim vyvinutý pro Ethereum 2.0 klienta Nimbus. Lehká klientsky přívětivá síť musí navrhovat uzly, které potřebují pouze malé množství úložného prostoru a malé pracovní zatížení, aby se mohly podílet na síti a přispívat, spíše než vyžadovat, aby každý uzel nesl vysoké zatížení. Fluffy je technický klient, který se drží tohoto provozního konceptu. Umožní klientovi nimbus-eth1 běžet jako lehký klientský uzel v síti Vývojem protokolu Portal Wire úspěšně dosahuje handshake s ostatními klienty, aby se stal „mostem uzel". "Zadejte stavová data pro portálovou síť a snadno realizujte rychlý přenos cloudových dat. Kromě toho bude Fluffy podporovat podmnožinu rozhraní Ethereum JSON-PRC API, takže zařízení, jako jsou peněženky, mohou takové klienty přímo integrovat.

NEO

V ekosystému technologické komunity NEO existuje lehký klient s názvem Neo-Swift, který může komunikovat s blockchainem NEO a je napsán a provozován především v jazyce Swift-4. Vznik projektu Neo-Swift je založen především na následujících důvodech: 1. Vývojáři chtějí vyvíjet distribuované iOS aplikace s širokým pokrytím 2. Důležitým způsobem, jak vybudovat vývojářsky přívětivou komunitu, je vytvořit snadnou platformu používat pro vývojáře, kteří nepocházejí z blockchainu. 3. Mnoho vývojářů jako Swift a vývoj a nasazení mobilních zařízení jsou stále důležitější. Uvádí se, že Neo-Swift dokáže efektivně ověřovat historii transakcí uživatelů a stav účtu v řetězci a poskytuje simulovaný dynamický rámec pro interakci aplikací, což poskytuje nový nápad pro modernizaci a vytváření komunity ekologických technologií NEO.

Připojení substrátu

Substrate Connect je lehký klient založený na prohlížeči pro řetězec Substrate a stal se nejnovějším přírůstkem do sady technologií Substrate. Tato vysoce očekávaná komponenta infrastruktury poskytuje vývojářům a koncovým uživatelům jednodušší a rychlejší způsob aplikace aplikací, připojení k řetězci Substrate zcela decentralizovaným a důvěryhodným způsobem, čímž poskytuje více služeb DApp a vývoj DApp Lidé mají dobré zkušenosti s aplikacemi. Substrate Connect je Javascriptová knihovna, která poskytuje plně funkčního lehkého klienta s rozšířeními, nahrazující tradiční proces připojení k řetězci Substrate prostřednictvím uzlů RPC, již vývojáři DApp nemusí procházet zdlouhavými kroky spouštění lokálního plného klienta integrace je snadno dostupná přímo v jejich DApp.

Helios

Helios je lehký klient Ethereum spuštěný společností a16z Crypto, známou institucí rizikového kapitálu. Helios se skládá z prováděcí vrstvy a konsensuální vrstvy Na rozdíl od většiny klientů tyto dvě vrstvy těsně propojuje, takže uživatelé potřebují k používání Helios pouze nainstalovat a spustit jeden software, Helios je napsán na základě jazyka Rust a je to synchronizuje se za dvě sekundy, nepoužívá žádné úložiště a poskytuje důvěryhodný přístup k Ethereu. Jeho využití je v podstatě stejné jako u úplného uzlu. Za zmínku stojí, že Helios převádí data z nedůvěryhodného centralizovaného poskytovatele RPC na ověřitelně zabezpečené místní RPC připojením a prací s dříve známými hashemi beacon chain block a nedůvěryhodným RPC, ověřuje jejich pravost bez spuštění úplného uzlu. Vzhledem k tomu, že Helios je tak lehký, mohou uživatelé přistupovat k datům zabezpečeného řetězce z libovolného zařízení (včetně mobilních telefonů a rozšíření prohlížeče), čímž skutečně splňují pohodlí nenáročných klientů.

Tváří v tvář budoucnosti: Jak překonat obtíže lehkých klientů

Aplikace lehkých klientů je stále rozšířenější, nelze však ignorovat provozní nevýhody. Například lehcí klienti se přímo nepřipojují k síťovým službám, nemohou ověřit jiné požadované informace než klient a nemohou přímo přenášet data do jiných uzlů peer. V současné době ekosystém veřejného řetězce neustále klade důraz na technologii „cross-chain“ pro přenos dat a efektivní zpracování Vývojáři se mohou poučit ze zkušeností s technologií cross-chain a pokusit se provést přemostění dat pro nenáročné klienty technický upgrade a funkční optimalizace lehkých klientů.

Lehkým klientům navíc chybí lepší metoda pobídek pro uživatele Je dobře známo, že pobídky jsou klíčem ke stabilitě ekosystému. Jak umožnit uživatelům přístup k blockchainu decentralizovaným a bezpečným způsobem, povzbudit uživatele a instituce, aby spouštěli plné uzly, obsluhovali lehké uzly a trestali škodlivé plné uzly, které obsluhují špatná data? Možná lze pro provoz a správu ekosystému lehkého klienta přijmout koncepční systém podobný řízení „DAO“ a vytvořit tak účinný systém cyklu mezi „vývojáři – lehkými klienty – uživateli“.

Ve skutečnosti může existovat mnoho technických řešení, jako je optimalizace operačního prostředí lehkých klientů a inovace funkcí lehkých klientů. V budoucnu budou vývojáři muset pokračovat v inovacích a vytvářet vynikající lehké klienty pro Web3.

Reference:

Co je to lehký klient? a proč to potřebujete vědět

Úvod |. Začínáme s lehkým klientem blockchainu Ethereum

NEXT Community Classroom |. Lekce 26: Jak vytvořit klienta NEO light

Úvod |. Fluffy Client: Extrémně lehký klient pro Ethereum