每个完整节点的EVM都会把合约执行一遍

林一二2023年03月15日 10:36

我之前一直对这点有疑惑,这样不是会浪费很多计算量吗?问了 ChatGPT4 后了解到这些浪费的计算量有助于保持去中心化,而且完整节点可以自行验证结果正确性不怕被其它节点欺骗。而不成为矿工节点只做普通完整节点就无需准备参与 POW POS 可以节省资源降低门槛。

ChatGPT:以太坊智能合约流程

Human: 以太坊是如何实现让虚拟机和区块链结合起来的?对于一个交易里的合约,是很多节点都会运行它吗?请从一个合约被 web3js 从浏览器提交开始,给出一个完整的流程


Assistant:

以太坊是一个去中心化的平台,它允许开发者编写和部署智能合约,智能合约可以在以太坊虚拟机(EVM)上运行。以下是一个简化的流程,描述了如何从Web3js提交一个合约到区块链上,以及如何在多个节点上运行合约。

  1. 开发者编写智能合约:首先,开发者需要使用Solidity(一种主要用于以太坊智能合约的编程语言)编写智能合约。
  2. 编译合约:接下来,开发者将使用合适的编译器(如solc)将Solidity合约编译成字节码,以便在EVM上运行。
  3. 使用Web3js与以太坊交互:开发者需要在浏览器中使用Web3js库。Web3js是一个JavaScript库,它允许开发者与以太坊节点进行通信,实现合约部署和交互。
  4. 部署合约:开发者将编译后的合约字节码、合约ABI(应用二进制接口,用于描述合约的方法和事件)以及其他必要的参数传递给Web3js。然后,开发者使用一个拥有足够以太币的账户(用于支付交易费用)签署部署合约的交易。
  5. 广播交易:签署的交易将被广播到以太坊网络。矿工们会将交易打包进一个新的区块,并通过工作量证明(PoW)或权益证明(PoS)等共识机制来达成共识。
  6. 部署成功:一旦交易被打包进一个区块并达成共识,合约就被成功地部署到以太坊区块链上。此时,合约将获得一个合约地址,用于以后的交互。
  7. 执行合约:当有人想要与合约互动时,他们会向合约发送一个交易,该交易会包含调用合约函数的信息。交易将被广播到网络,并最终被矿工打包进一个新的区块。
  8. 合约在多个节点上运行:为了保证去中心化,以太坊的每个节点都会运行EVM。当一个交易调用合约时,所有节点都会运行该合约,并验证交易的正确性。这确保了合约的执行结果在整个网络中保持一致。
  9. 更新状态:合约执行可能会导致区块链上的状态发生变化(例如,改变某个账户的余额或更新合约内的存储变量等)。当所有节点达成共识后,区块链的状态将被更新,以反映合约执行的结果。
  10. 事件和日志:合约可以触发事件,将特定信息记录到区块链日志中。这些事件可供开发者和前端应用程序监听和读取,以实时了解合约状态的变化。
  11. 与合约互动:用户和应用程序可以通过Web3js和合约ABI与已部署的合约进行交互。他们可以调用合约的函数、查询数据或发送交易等。

总之,智能合约在Web3js中通过浏览器提交到以太坊区块链上,然后在以太坊虚拟机(EVM)上运行。每个以太坊节点都会运行EVM,确保合约的执行结果在整个网络中保持一致。这有助于维护去中心化和安全性。 通过这个流程,以太坊实现了虚拟机和区块链的结合,允许开发者创建和部署去中心化应用程序。智能合约在EVM上运行,确保了在整个网络中的一致性和安全性。由于每个节点都会运行合约,这为去中心化提供了基础。


Human: 你提到「签署的交易将被广播到以太坊网络。矿工们会将交易打包进一个新的区块」,开发者只通过 Web3js 发给了一个节点,信息如何从这一个节点传播给「矿工们」的节点?


Assistant:

当开发者通过Web3js将交易发送给某个以太坊节点时,该节点会将交易加入到其本地的交易池(也称为mempool)中。交易池是一个暂存未确认交易的地方,等待矿工将它们打包进新区块。接下来,该节点会将交易广播到它所连接的其他节点。

这个广播过程是通过一个叫做“梯度泛洪”(Gossip Protocol)的点对点(P2P)协议实现的。简单来说,当一个节点收到一笔新的交易,它会将这笔交易转发给它所连接的其他节点。这些节点再次将交易转发给它们所连接的其他节点,如此反复进行。这样,交易会在整个网络中传播,最终被矿工节点接收到。

这个过程可以确保交易在整个以太坊网络中快速地传播,同时避免了重复广播的问题。在梯度泛洪协议中,每个节点会记录已经转发过的交易,以避免多次转发相同的交易。此外,节点还会对连接的其他节点进行评分,以优先选择高效、可靠的节点进行交互。

总之,当开发者通过Web3js将交易发送给一个以太坊节点时,这个节点会将交易加入到自己的交易池中,并通过梯度泛洪协议将交易广播给其他节点。这种方式确保交易能在整个以太坊网络中迅速传播,最终到达矿工节点。


Human: 你说「这种方式确保交易能在整个以太坊网络中迅速传播,最终到达矿工节点。」,难道不是所有节点都是矿工节点吗?如果有的节点不是矿工节点,也会运行 EVM 执行交易里的合约吗?


Assistant:

在以太坊网络中,并非所有节点都是矿工节点。以太坊网络有多种类型的节点,包括:

  1. 完整节点(Full Nodes):完整节点存储整个区块链的副本,并验证所有交易和区块。它们执行EVM中的智能合约,并确保交易的正确性。完整节点参与网络中的交易传播,但不参与区块打包和挖矿。完整节点对于维护网络的安全和完整性至关重要。
  2. 矿工节点(Miner Nodes):矿工节点也是完整节点的一种,除了验证交易和区块、执行智能合约之外,它们还负责将交易打包进新的区块并参与共识算法(如工作量证明PoW或权益证明PoS等)。矿工节点对于维护网络安全、处理交易以及创建新区块非常重要。
  3. 轻节点(Light Nodes):轻节点并不存储整个区块链的副本,而是仅保存区块头信息。轻节点通过与完整节点通信来获取所需的交易和区块数据。它们不执行EVM中的智能合约,而是依赖完整节点进行合约验证和执行。轻节点主要用于移动设备和物联网设备等资源受限的场景。

当一个交易被广播到以太坊网络时,所有完整节点(包括矿工节点)都会执行交易中的智能合约。这是为了确保网络中的去中心化以及合约执行结果的一致性。然而,轻节点不会执行智能合约,它们依赖与之相连的完整节点来提供验证和执行结果。

综上所述,在以太坊网络中,不是所有节点都是矿工节点。然而,在非轻节点中,完整节点和矿工节点都会执行EVM中的智能合约。这有助于确保整个网络的去中心化和智能合约执行结果的一致性。


Human: 完整节点执行合约不能得到回报,为什么它们还愿意执行合约?它们为何不直接成为矿工节点?如果有的节点通过运行自定义的 EVM 给出错误的有利于某人的运行结果,会怎么样?


Assistant:

为什么完整节点愿意执行合约

尽管完整节点在执行智能合约时不会直接获得奖励,但它们仍然有很多理由去执行合约:

  • 网络安全和去中心化:完整节点有助于维护以太坊网络的安全和去中心化。越多的完整节点加入网络,区块链数据就越分散,从而提高了网络的鲁棒性。这有助于避免单点故障和中心化攻击。
  • 数据可靠性:作为完整节点的所有者,您可以随时验证交易和合约执行的正确性。这样,您可以确保自己在网络中使用的数据是准确的,而不需要依赖其他节点。
  • 提供基础设施:完整节点可以为其他应用程序、轻节点和用户提供基础设施服务。这些服务可能包括区块链浏览器、钱包服务等。通过运营这些服务,完整节点的所有者可以获得商业收益。

完整节点为何不直接成为矿工节点

成为矿工节点需要投入额外的资源,如计算能力、电力和维护成本。挖矿竞争激烈,特别是在工作量证明(PoW)的共识机制中,因此并不是所有完整节点都有意愿或能力成为矿工节点。另外,在权益证明(PoS)共识中,需要质押一定数量的以太币才能成为验证者,这对完整节点的所有者来说也是一个门槛。

自定义EVM给出错误结果的情况:

如果一个节点故意或因误配置而使用自定义EVM给出错误的结果,这个节点很可能会被其他诚实节点所忽略。因为在以太坊网络中,多数诚实节点会遵循共识规则,正确执行智能合约。当一个节点给出错误结果时,它的结果与其他诚实节点的结果不一致,因此不会被网络所接受。

这种情况类似于双花攻击,只有当恶意节点占据网络的大部分时,这种攻击才有可能成功。但在去中心化的网络中,这种攻击的概率非常低。此外,如果一个节点频繁给出错误结果,其他节点可能会将其识别为恶意节点,并选择断开与该节点的连接,降低其在网络中的影响力。


Human: 其它诚实节点可能会如何将其识别为恶意节点?


Assistant:

在以太坊网络中,识别恶意节点并非一个简单的过程,但以下是一些建议和措施,可以帮助其他诚实节点识别并应对潜在的恶意行为:

  1. 结果一致性检查:当一个节点收到来自其他节点的智能合约执行结果时,它可以将这个结果与自己执行的结果进行对比。如果两者不一致,这可能意味着发送节点是一个恶意节点。诚实节点可以将此类节点标记为不可信任,并选择减少与它们的互动。
  2. 节点声誉系统:诚实节点可以实施一种声誉系统,用于评估与之相连的其他节点的行为。这种系统可以基于多种因素,如节点提供的数据准确性、响应速度等。当一个节点的声誉分数低于某个阈值时,诚实节点可以将其视为潜在的恶意节点,并减少与其的互动。
  3. 节点间通信:诚实节点之间可以分享有关恶意行为的信息。例如,当一个节点发现另一个节点提供了错误的智能合约执行结果时,它可以将此信息告知其他诚实节点。这样,诚实节点可以更快地识别潜在的恶意节点,并采取相应的行动。
  4. 安全阈值:在处理来自其他节点的数据时,诚实节点可以设置安全阈值。例如,一个节点可以要求至少收到来自一定数量节点的相同结果,才认为该结果是可信的。这有助于降低单个恶意节点影响网络的风险。

需要注意的是,这些措施并不能完全消除恶意节点带来的风险,但它们可以提高恶意行为被识别和应对的可能性。通过多个诚实节点之间的合作,以太坊网络可以维持其安全性和去中心化特性。


Exported on 2023年3月15日 上午10:29.

Code
我之前一直对这点有疑惑,这样不是会浪费很多计算量吗?问了 ChatGPT4 后了解到这些浪费的计算量有助于保持去中心化,而且完整节点可以自行验证结果正确性不怕被其它节点欺骗。而不成为矿工节点只做普通完整节点就无需准备参与 POW POS 可以节省资源降低门槛。

!! ChatGPT:以太坊智能合约流程

''Human:''
以太坊是如何实现让虚拟机和区块链结合起来的?对于一个交易里的合约,是很多节点都会运行它吗?请从一个合约被 web3js 从浏览器提交开始,给出一个完整的流程

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''Assistant:''

以太坊是一个去中心化的平台,它允许开发者编写和部署智能合约,智能合约可以在以太坊虚拟机(EVM)上运行。以下是一个简化的流程,描述了如何从Web3js提交一个合约到区块链上,以及如何在多个节点上运行合约。

# 开发者编写智能合约:首先,开发者需要使用Solidity(一种主要用于以太坊智能合约的编程语言)编写智能合约。
# 编译合约:接下来,开发者将使用合适的编译器(如solc)将Solidity合约编译成字节码,以便在EVM上运行。
# 使用Web3js与以太坊交互:开发者需要在浏览器中使用Web3js库。Web3js是一个JavaScript库,它允许开发者与以太坊节点进行通信,实现合约部署和交互。
# 部署合约:开发者将编译后的合约字节码、合约ABI(应用二进制接口,用于描述合约的方法和事件)以及其他必要的参数传递给Web3js。然后,开发者使用一个拥有足够以太币的账户(用于支付交易费用)签署部署合约的交易。
# 广播交易:签署的交易将被广播到以太坊网络。矿工们会将交易打包进一个新的区块,并通过工作量证明(PoW)或权益证明(PoS)等共识机制来达成共识。
# 部署成功:一旦交易被打包进一个区块并达成共识,合约就被成功地部署到以太坊区块链上。此时,合约将获得一个合约地址,用于以后的交互。
# 执行合约:当有人想要与合约互动时,他们会向合约发送一个交易,该交易会包含调用合约函数的信息。交易将被广播到网络,并最终被矿工打包进一个新的区块。
# 合约在多个节点上运行:为了保证去中心化,以太坊的每个节点都会运行EVM。当一个交易调用合约时,所有节点都会运行该合约,并验证交易的正确性。这确保了合约的执行结果在整个网络中保持一致。
# 更新状态:合约执行可能会导致区块链上的状态发生变化(例如,改变某个账户的余额或更新合约内的存储变量等)。当所有节点达成共识后,区块链的状态将被更新,以反映合约执行的结果。
# 事件和日志:合约可以触发事件,将特定信息记录到区块链日志中。这些事件可供开发者和前端应用程序监听和读取,以实时了解合约状态的变化。
# 与合约互动:用户和应用程序可以通过Web3js和合约ABI与已部署的合约进行交互。他们可以调用合约的函数、查询数据或发送交易等。

总之,智能合约在Web3js中通过浏览器提交到以太坊区块链上,然后在以太坊虚拟机(EVM)上运行。每个以太坊节点都会运行EVM,确保合约的执行结果在整个网络中保持一致。这有助于维护去中心化和安全性。
通过这个流程,以太坊实现了虚拟机和区块链的结合,允许开发者创建和部署去中心化应用程序。智能合约在EVM上运行,确保了在整个网络中的一致性和安全性。由于每个节点都会运行合约,这为去中心化提供了基础。

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你提到「签署的交易将被广播到以太坊网络。矿工们会将交易打包进一个新的区块」,开发者只通过 Web3js 发给了一个节点,信息如何从这一个节点传播给「矿工们」的节点?

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当开发者通过Web3js将交易发送给某个以太坊节点时,该节点会将交易加入到其本地的交易池(也称为mempool)中。交易池是一个暂存未确认交易的地方,等待矿工将它们打包进新区块。接下来,该节点会将交易广播到它所连接的其他节点。

这个广播过程是通过一个叫做“梯度泛洪”(Gossip Protocol)的点对点(P2P)协议实现的。简单来说,当一个节点收到一笔新的交易,它会将这笔交易转发给它所连接的其他节点。这些节点再次将交易转发给它们所连接的其他节点,如此反复进行。这样,交易会在整个网络中传播,最终被矿工节点接收到。

这个过程可以确保交易在整个以太坊网络中快速地传播,同时避免了重复广播的问题。在梯度泛洪协议中,每个节点会记录已经转发过的交易,以避免多次转发相同的交易。此外,节点还会对连接的其他节点进行评分,以优先选择高效、可靠的节点进行交互。

总之,当开发者通过Web3js将交易发送给一个以太坊节点时,这个节点会将交易加入到自己的交易池中,并通过梯度泛洪协议将交易广播给其他节点。这种方式确保交易能在整个以太坊网络中迅速传播,最终到达矿工节点。


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你说「这种方式确保交易能在整个以太坊网络中迅速传播,最终到达矿工节点。」,难道不是所有节点都是矿工节点吗?如果有的节点不是矿工节点,也会运行 EVM 执行交易里的合约吗?

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在以太坊网络中,并非所有节点都是矿工节点。以太坊网络有多种类型的节点,包括:

# 完整节点(Full Nodes):完整节点存储整个区块链的副本,并验证所有交易和区块。它们执行EVM中的智能合约,并确保交易的正确性。完整节点参与网络中的交易传播,但不参与区块打包和挖矿。完整节点对于维护网络的安全和完整性至关重要。
# 矿工节点(Miner Nodes):矿工节点也是完整节点的一种,除了验证交易和区块、执行智能合约之外,它们还负责将交易打包进新的区块并参与共识算法(如工作量证明PoW或权益证明PoS等)。矿工节点对于维护网络安全、处理交易以及创建新区块非常重要。
# 轻节点(Light Nodes):轻节点并不存储整个区块链的副本,而是仅保存区块头信息。轻节点通过与完整节点通信来获取所需的交易和区块数据。它们不执行EVM中的智能合约,而是依赖完整节点进行合约验证和执行。轻节点主要用于移动设备和物联网设备等资源受限的场景。

当一个交易被广播到以太坊网络时,所有完整节点(包括矿工节点)都会执行交易中的智能合约。这是为了确保网络中的去中心化以及合约执行结果的一致性。然而,轻节点不会执行智能合约,它们依赖与之相连的完整节点来提供验证和执行结果。

综上所述,在以太坊网络中,不是所有节点都是矿工节点。然而,在非轻节点中,完整节点和矿工节点都会执行EVM中的智能合约。这有助于确保整个网络的去中心化和智能合约执行结果的一致性。

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''Human:''
完整节点执行合约不能得到回报,为什么它们还愿意执行合约?它们为何不直接成为矿工节点?如果有的节点通过运行自定义的 EVM 给出错误的有利于某人的运行结果,会怎么样?

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''Assistant:''

!!! 为什么完整节点愿意执行合约


尽管完整节点在执行智能合约时不会直接获得奖励,但它们仍然有很多理由去执行合约:

* 网络安全和去中心化:完整节点有助于维护以太坊网络的安全和去中心化。越多的完整节点加入网络,区块链数据就越分散,从而提高了网络的鲁棒性。这有助于避免单点故障和中心化攻击。
* 数据可靠性:作为完整节点的所有者,您可以随时验证交易和合约执行的正确性。这样,您可以确保自己在网络中使用的数据是准确的,而不需要依赖其他节点。
* 提供基础设施:完整节点可以为其他应用程序、轻节点和用户提供基础设施服务。这些服务可能包括区块链浏览器、钱包服务等。通过运营这些服务,完整节点的所有者可以获得商业收益。

!!! 完整节点为何不直接成为矿工节点
成为矿工节点需要投入额外的资源,如计算能力、电力和维护成本。挖矿竞争激烈,特别是在工作量证明(PoW)的共识机制中,因此并不是所有完整节点都有意愿或能力成为矿工节点。另外,在权益证明(PoS)共识中,需要质押一定数量的以太币才能成为验证者,这对完整节点的所有者来说也是一个门槛。

!!! 自定义EVM给出错误结果的情况:
如果一个节点故意或因误配置而使用自定义EVM给出错误的结果,这个节点很可能会被其他诚实节点所忽略。因为在以太坊网络中,多数诚实节点会遵循共识规则,正确执行智能合约。当一个节点给出错误结果时,它的结果与其他诚实节点的结果不一致,因此不会被网络所接受。

这种情况类似于双花攻击,只有当恶意节点占据网络的大部分时,这种攻击才有可能成功。但在去中心化的网络中,这种攻击的概率非常低。此外,如果一个节点频繁给出错误结果,其他节点可能会将其识别为恶意节点,并选择断开与该节点的连接,降低其在网络中的影响力。


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''Human:''
其它诚实节点可能会如何将其识别为恶意节点?

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''Assistant:''

在以太坊网络中,识别恶意节点并非一个简单的过程,但以下是一些建议和措施,可以帮助其他诚实节点识别并应对潜在的恶意行为:

# 结果一致性检查:当一个节点收到来自其他节点的智能合约执行结果时,它可以将这个结果与自己执行的结果进行对比。如果两者不一致,这可能意味着发送节点是一个恶意节点。诚实节点可以将此类节点标记为不可信任,并选择减少与它们的互动。
# 节点声誉系统:诚实节点可以实施一种声誉系统,用于评估与之相连的其他节点的行为。这种系统可以基于多种因素,如节点提供的数据准确性、响应速度等。当一个节点的声誉分数低于某个阈值时,诚实节点可以将其视为潜在的恶意节点,并减少与其的互动。
# 节点间通信:诚实节点之间可以分享有关恶意行为的信息。例如,当一个节点发现另一个节点提供了错误的智能合约执行结果时,它可以将此信息告知其他诚实节点。这样,诚实节点可以更快地识别潜在的恶意节点,并采取相应的行动。
# 安全阈值:在处理来自其他节点的数据时,诚实节点可以设置安全阈值。例如,一个节点可以要求至少收到来自一定数量节点的相同结果,才认为该结果是可信的。这有助于降低单个恶意节点影响网络的风险。

需要注意的是,这些措施并不能完全消除恶意节点带来的风险,但它们可以提高恶意行为被识别和应对的可能性。通过多个诚实节点之间的合作,以太坊网络可以维持其安全性和去中心化特性。

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Exported on 2023年3月15日 上午10:29.