YAG:图文详解以太坊的节点和分片（一）

币圈的老韭菜应该都知道有个问题一直困扰着比特币和以太坊：扩容。比特币的解决方案是激活隔离见证，外加分叉。以太坊希望能使用不同的方法来解决这一问题，如切片。在解释切片之前，我们先来解释下网络和节点是怎么一回事。

什么是节点，网络和参数？

让我们用日常生活中的操作来解释这个问题。

看！这有个盒子：

这个盒子接收了一个输入箭头，执行了某些操作，得出了一个输出箭头。这个盒子就相当于一个“节点”。

网络就是由这种无数个节点相互连接而成。

参数就是节点必须遵守的规则。

下面让我们把节点和网络套用到日常操作上。

以碎纸机为例，我们来看一下普通的图文碎纸机是怎么操作的。

纸，碎纸机，碎后的渣渣就相当于三个节点，这三个节点构成了“碎纸机网络”。现在我们是假设一个节点只能有一个输入，要是一个节点可以有多个输入呢？

Space and Time推出由ChatGPT支持的聊天机器人以提升产品体验:7月11日消息，去中心化数据初创公司 Space and Time 在微软风险投资部门和 Hashkey Capital 的支持下，已使用 OpenAI 的 GPT-4（ChatGPT 的最新版本）集成了一个聊天机器人——Houston，以便开发人员使用自然语言展开工作，更加轻松地维护和查询数据库。[2023/7/11 10:48:46]

以吐司机为例，我们来看一下吐司机是怎么操作的。一个吐司机有两个输入：

电源

面包

如下图所示：

电源和面包缺一不可。在这种情况下，吐司机这个节点就是有两个输入。

我们进一步升级，来看一个使用参数的复杂网络。

看！这是一个电视机：

一台电视要连接服务供应商，一台索尼家电游戏机PS4，一台微软XBOX家电游戏机。这个电视机网络如图所示：

TON区块链推出链上加密消息传递功能:金色财经报道，根据TON基金会的公告，The Open Network (TON) 已发布链上加密消息传递功能，新功能允许在TON用户之间发送私人消息。新功能允许用户对这些消息进行端到端加密，使它们只有目标收件人才能读取。目前可使用多种零售钱包应用程序获取加密消息，包括MyTonWallet、OpenMask和TON Wallet。公告称，该功能还将在即将发布的更新中添加到移动钱包Tonkeeper中。

TON区块链由TON基金会构建。该基金会声称，该网络比Web3生态系统中的其他项目提供了更大的可扩展性和交易处理量，同时还保持去中心化。[2023/7/4 22:16:41]

哦哦，我们遇到了一点小麻烦。

电视机不能一边播放《权力的游戏》，一边让你在电视机上玩游戏，你只能选择连接一个节点。

所以如何保障电视一次只连接一个节点呢？这时候就需要使用参数了。参数保障了每个节点的独特性。比如，我们现在给电视机加上一个叫做“换台”的参数，它就会这么运行：

慢雾：利用者通过执行恶意提案控制了Tornado.Cash的治理:金色财经报道，SlowMist发布Tornado.Cash治理漏洞解析。 5月20日，Tornado.Cash遭受了治理攻击，利用者通过执行恶意提案控制了Tornado.Cash的治理。5月13日，利用者发起了20提案，并在提案中说明20提案是对16提案的补充，具有相同的执行逻辑。但实际上，提案合约多了一个自毁逻辑，其创建者是通过create2创建的，具有自毁功能，所以在与提案合约自毁后，利用者仍可以部署不同的以与以前相同的方式将字节码发送到相同的地址。不幸的是，社区没有看到拟议合约中的犯规行为，许多用户投票支持该提案。

在5月18日，利用者通过创建具有多个交易的新地址，反复将0代币锁定在治理中。利用提案合约可以销毁并重新部署新逻辑的特性，利用者在5月20日7:18（UTC）销毁了提案执行合约，并在同一地址部署了一个恶意合约，其逻辑是修改用户在治理中锁定的代币数量。

攻击者修改完提案合约后，于5月20日7:25（UTC）执行恶意提案合约。该提案的执行是通过 Delegatecall 执行的，因此，该提案的执行导致治理合约中由开发者控制的地址的代币锁定量被修改为 10,000。提案执行完成后，攻击者从治理库中解锁了TORN代币。金库中的TORN代币储备已经耗尽，同时利用者控制了治理。[2023/5/21 15:17:00]

如果按0，电视就是普通看偶像剧的电视，连接的服务商。

币安宣布将下架Beam (BEAM):1月19日消息，据官方公告，币安宣布将于北京时间2023年1月26日17:00移除Beam (BEAM)交易对并停止交易，因该资产不符合其审查标准。[2023/1/19 11:20:31]

如果按1，电视连接的就是PS4。

如果按2，电视连接的就是Xbox。

因为有着这些参数，电视这个节点变得独特。还有以下参数能让你的电视变得更加个性化：

*尺寸：电视屏幕是55英寸。

*颜色：电视颜色是银灰色。

*品牌：电视牌子是索尼的。

*类型：电视是等离子屏的。

因为有了这些参数，你的电视变得更容易识别：一台55英寸、银灰色的等离子屏索尼电视。

基于以上的例子，我们来尝试定义下什么是节点，网络和参数：

*节点：接收输入，运行特定功能，并产生输出的个体/独立部件。

Alameda Research将偿还Voyager约2亿美元的未偿还贷款并收回1.6亿美元抵押品:9月20日消息，Alameda Research将偿还Voyager约2亿美元的未偿还贷款，从而获得约1.6亿美元的抵押品返还，目前在等待法院批准。

此前报道，7月份Alameda Research在Twitter上表示已偿还在Voyager Digital处的贷款并取回抵押品。据此前Voyager Digital提交给纽约地方法院的破产申请文件显示，Alameda Research在Voyager处贷款约3.77亿美元，是Voyager的第二大债务人，仅次于Three Arrows Capital。[2022/9/20 7:07:50]

*网络：节点的集合，且节点相互连接。

*参数：定义节点，让节点独特的规则

电信系统中的节点和网络

电信系统的运行正是建立在网络和节点的基础上。大英百科全书对电信网络的解释如下：

“电信网络就是有很多连接和转换的电子系统，控制器管理操作以实现数据转移并在多个用户间相互交换。”

(注：百度百科上telecomnetworks的中文词条是“电信网”，这里使用的“电信网络”。)

为什么需要电信网络呢？

虽然个体跟个体之间之间通信也是可以实现的，但是成本高，过程繁琐，又低效。因此我们借助电信网络可以大幅提高通信效率。在电信网络中，节点指再分发点或者终端设备。

我们来举个例子看看这个网络具体怎么运行的。在一个简单的全球移动通讯系统中，假设Alice想给Bob发一条短信，整个系统怎么运作呢？

第一步：Alice写好了信息，点击发送，信息发送到基站。基站连接你和整个网络。基站数量不计其数，可以把他们当成餐厅的服务员。你只要举手，就会得到注意。

第二步：基站控制器确保基站按规矩办事。基站控制器就像餐馆里的领班服务员，确保侍者要顾及到每张餐桌的客人。

第三步：Alice的信息从基站控制器发送到移动交换中心。这样一来，数据就从基站无缝传输到网络上，反之亦然。再以餐厅为例，MSC就是餐厅里的主厨，他们接收菜单，转交给其他厨师去做菜，在菜品端给客人之前负责“润色”一下。

第四步：现在Alice的信息发送到短信息服务中心了。SMSC就相当于餐厅的厨师，信息就暂时存储在这里了，直至SMSC获得更多接收方的信息。SMSC从归属位置寄存器和拜访位置寄存器中获取信息源。HLR和VLR这两个数据库包含了网络的所有信息，它们追踪发信人和接收人来检测信息是否能够发送出去。它们检测接收人的手机是否停用，是否不在服务区。如果由于某些原因没有发送出去的信息会在SMSC存储6个小时，随后被删掉。

第五步：如果信息可以发送出去，那么短信息服务中心就会“放出”消息，发送到接收人的移动交换中心。

第六步：SMS信息发送到基站控制器。

第七步：基站控制器转发信息给基站。

第八步：基站最终把信息发送给接收人。

这就是整个短信系统的运作过程。BSC,BST,MSC,SMSC,HLR和VLR都是全球移动通讯系统网络中的节点。整个网络图示如下：

什么是点对点网络

一般的网络结构是客户端-服务器结构。

这是中心化的服务器。任何人想连接服务器都可以发送请求。互联网差不多就是这样的运行原理。比如，使用Google搜索时，用户向谷歌服务器发送请求，服务器返还用户请求的结果。这种客户端-服务器的系统有什么问题呢？

整个系统都依赖于服务器，因此服务器能否24小时不间断运作至关重要。这就是瓶颈所在。万一主服务器崩了，网络里的所有用户都会受到影响。此外，中心化的服务器存在安全隐患。因为网络是中心化的，服务器处理了客户的很多敏感信息。也就是说，任何人都可以通过攻击服务器来获取这些信息。另外中心化的服务器还存在审核问题。如果服务器限定某些事物是“少儿不宜”，不适合在网络传播呢？

要应对这些问题，需要一种不同的网络结构。这种网络结构把整个网络的工作量分配给所有的参与者，他们人人平等，也就是所谓的“点”。这个网络上不存在中心服务器，而是多个分布式的、去中心化的点。这就是点对点网络。

两种网络结构的对比图如下：

这种去中心化的点对点系统至关重要。为什么呢？因为随着加密货币的诞生，这种点对点系统结合支付系统完全颠覆了金融行业。

明天我们将进一步探讨加密货币中的网络和节点。

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