最近举行的第90期核心开发者会议几乎全程都在讨论一个问题。我强烈建议大家亲自听一下这场会议。
在这场会议上，Alexey提出了客户端开发者负荷过重的问题。虽然我认为这场讨论是一个重要的开始，但是我们太急于寻求解决方案了，充分理解这个问题才是当务之急。重要的是，我们需要花点时间来分析问题。在问题内涵的分析上，“五问法”是最简单有效的方法之一。
事不宜迟，先来看看第一问是什么。
第一问：为什么Geth开发团队的压力如此之大，甚至到了超负荷的地步？
通过etherscan，我们可以看到各个客户端的装机量所占份额的统计数据如下所示：
Geth:75%
Parity&OpenEthereum:20%
Nethermind:1%
剩下4%由一些市场份额不到1%的客户端组成，因此忽略不计。
重要的是，有超过51%的算力都集中在Geth客户端上。假设在即将到来的柏林硬分叉中，Geth在实现其中一个EIP时出现了bug。即使这个客户端的其它实现都没出bug，只要有区块碰上了这个bug，就会导致以太坊网络分叉。按理来说，这个区块是无效的，其他客户端也会将其视为无效块。但是，有超过51%的挖矿节点都运行的Geth客户端，因此整个网络都会被带到错误的分叉链上去。
律师观点：经济下行容易导致涉虚拟货币等新型金融犯罪案件增发:3月11日消息，今年全国两会期间，金融系统代表委员聚焦商业银行法、保险法、信托法、金融稳定法、金融消费者权益保护法、普惠金融法等领域，呼应时代与行业发展新变化，回应金融消费者“急难愁盼”问题，统筹兼顾金融发展、金融稳定与金融安全，为加强金融法治建设贡献智慧。上海定达律师事务所执行主任肖波律师表示，法律存在滞后性，及时修订和推进金融立法，才能为新形势下的金融稳定保驾护航。一方面，经济下行容易导致金融犯罪案件增发，比如涉虚拟货币等新型金融犯罪。加快推进相关金融法律法规的修订和完善，才能打击不断“创新”变化的金融犯罪。另一方面，若法律缺位，金融创新会落入灰色地带、无法被及时纳入监管，野蛮生长可能带来不可预估的后果，甚至可能形成系统性金融风险。（上海证券报）[2022/3/11 13:50:31]
这就要求Geth客户端和开发团队绝对不能犯错。
因此，第一问的答案是：
因为以太坊网络的客户端缺乏足够的多样性。
观点：Ripple或有机会证明美国SEC对XRP销售缺乏管辖权:Ambcrypto发文称，此前律师James K. Filan透露，被告（Ripple）关于发出国际司法协助请求书的动议获得了法官Sarah Netburn的批准。这意味着Ripple又有了一个机会证明美国证券交易委员会(SEC)对主要发生在其他国家的XRP的销售缺乏管辖权。该请求书将送达英国、开曼群岛、英属维尔京群岛、中国香港特别行政区、新加坡共和国、塞舌尔共和国、韩国和马耳他共和国。如果可以证明超过90%的XRP是在美国境外出售并且基本上远离美国证券交易委员会的管理，那么这可能对Ripple有利。[2021/6/17 23:43:23]
值得一提的是，客户端多样化不会突然将客户端开发变成一项轻松的工作。但客户端多样性本身依然是一个值得探索的领域，有助于我们找到提高客户端开发的效益，同时减轻开发团队负担的方法。不可否认的一点是，只在Geth团队上下功夫不太可能解决这个问题。
第二问：为什么以太坊网络缺乏客户端多样性？
观点：“新基建”以产业作为赋能对象不断催生“区块链+”等众多新业态:7月21日消息，中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所所长温晓君表示，“新基建”以产业作为赋能对象，依托算力、数据和通信网络的技术升级不断催生“互联网+”“AI+”“区块链+”等众多新业态、新模式、新应用场景，为后疫情时代内需市场拉动、产业新兴增长点培育和传统产业的数字化、网络化、智能化转型提供有力支撑。（腾讯新闻）[2020/7/21]
以太坊主网上线时，我们有多个客户端。其中最主要的两个是Geth和CPPEthereum。之后又出现了Parity，CPPEthereum被淘汰。
从那时起，除了Parity之外，没有一个客户端能获得较大的市场份额。去年，Nethermind异军突起，成为了一颗冉冉上升的新星，但是目前只占据了1%的市场份额。最近，由于Parity遭遇了一些波折，前途一片黯淡，Parity的市场份额大幅下降。我们认为，在理想情况下，以太坊网络需要有3个及以上的客户端、每个客户端占有的客户端份额都不至于太高、没有任何一个客户端能占据远远超过51%市场份额。虽然在理想情况下应该实现客户端多元化，但是我们已经习惯了客户端霸权的局面。
观点：加密货币等虚拟货币交易或成为新型趋势:加拿大不列颠哥伦比亚省一项关于的公开调查发现，现金仍然占据主导地位，但加密货币和其他虚拟货币交易可能会成为一种趋势。St. Mary’s University的犯罪学教授Stephen Schneider表示，有很多玩家的游戏和其他在线平台正在创造具有实际价值的货币形式。在像“第二人生（Second Life）”这样的游戏中，这种货币可以用来购买虚拟产品或升级，但Schneider警告称，这种货币也可以用来清洗犯罪活动的收益。与此同时，他还指出，虽然存在小部分交易中使用比特币等加密货币的案例，但现金仍是首选支付方式。（GlobalNews）[2020/5/27]
那么，我们为什么需要多个客户端？
从我个人的经验角度来看，构建以太坊客户端难比登天。Geth之所以能在以太坊网络上稳定运行，是因为它引入了很多复杂的优化。Geth团队花费了数年时间才达到了如此高的复杂度，目前仍在继续优化中。
声音 | 律师观点：章鱼娱乐本质上来看是一个集资行为，可能涉嫌 ICO:章鱼娱乐团队此前多次称自己将打造全球首款“区块链＋社交＋游戏”。事实是，章鱼娱乐团队的“ 398 元入门费”、“分享下级囤币利益”“拉人头奖励”等玩法正游走于法律边缘。近日，反金融欺诈普惠 APP 菲凡烽火台发布调查简报称，章鱼娱乐的运用模式已经涉嫌。律师郭亚涛认为，当前章鱼娱乐的运作模式，从本质上来看是一个集资行为，可能涉嫌 ICO ：“游戏币不能和人民币进行双向兑换，用游戏币换人民币，是在变相地让游戏币和人民币挂钩，实际上还是一个集资行为。”（星球日报）[2019/1/31]
有人可能会立即建议我们想办法为落后的客户端提供支持和帮助。我很警惕这种“人月神话”式的解决方案——在软件开发过程中，让更多工程师来解决一个难题很少会成功，而且我不指望这种方案会取得成功。
相反，我认为应该将关注点放在复杂性上。
注：人月神话，mythicalman-month，指出以大量人员和较短的时间，并不能缩短软件的开发进度。一窝蜂的作业方式无助于软件生产，且会制造麻烦，产生出更差的软件。向进度落后的项目追加人力，只会使进度更加落后。
第三问：为什么构建以太坊客户端会这么难？
现在，我们正越来越接近问题的根源。
事实证明，大部分困难都来自于组网协议，即以太坊客户端软件用于相互连接并分享区块链信息的那一组工具。以太坊的组网规则，最终影响甚至决定了以太坊客户端的设计和要求。
一些组网工具指定了未经优化的架构，甚至要求以太坊客户端运行不必要的功能。客户端开发者需要在这些限制下工作。
第四问：为什么网络互联协议提高了客户端实现的难度？
我相信，这个问题的答案基本上可以分为两个部分。
状态管理
整体网络互联要求
就状态管理而言，以太坊客户端必需能够同步网络上的完整状态，并维护该状态的本地副本。这两点都很难做到。对客户端以及读取并处理状态要求的服务器来说，同步状态需要提出数百万个请求，并且会导致磁盘I/O饱和。新同步的状态需要经过维护和删减，以便数据库能足够快地执行新区块。从工程上来说，这是一项严峻挑战！
GetNodeData是我们用来同步状态的唯一网络互联工具，针对特定的状态数据库格式进行了优化。由?TurboGeth?推广的“扁平式”数据库布局在状态维护方面具有极大的性能优势，但是使用这种布局会加大?GetNodeData?请求的处理难度。
一旦我们将注意力转向网络技术，尤其是DevP2P?ETH?协议，我们会发现还有其他因素提高了客户端的复杂性。要想加入这个网络，客户端需要具备以下能力：
处理访问最近区块所生成的状态的?GetNodeData?请求；
处理访问链上数据历史记录的请求，包括区块头、区块体和收据。
从根本上来说，对于许多客户端操作而言，处理这些请求所需的基础数据不是必需的，但是现在却强制它们支持这些功能。这就需要所有客户端在除了满足自己本身的需求之外，还要另外构建大量功能。例如，主要作为交易发送网关的客户端并不需要历史链上数据，可能只需要一个很小的状态子集。但是，就当前的以太坊版本而言，客户端依然需要保存完整的副本。
第五问：为什么……
看来我只问了四个“为什么”就找到了根本原因。以太坊协议还没有完全成熟。在设计以太坊协议时，我们并没有意识到现如今发现的大多数问题，或者因为当时状态规模较小、发展历史较短，这些问题还不成问题。
解决方案
过去一整年，我都在关注这个问题。令我震惊的是，以太坊上许多问题的根源其实都可以追溯到网络层。
或许最明显的例子是，磁盘I/O历来都是客户端的一个瓶颈。这个瓶颈之所以存在，是因为客户端倾向于使用树结构的朴素表示来执行其状态数据库。状态数据库的构建方式由?GetNodeData?网络元件决定。
为了解决这个问题，我们需要对以太坊共识层以及网络层的各个部分进行检修。目前，检修工作已经启动。大量工作已经在Alexey和我共同领导了8个月的“无状态以太坊”名义下开展。我们所做的一些工作至少减轻了Geth团队的负担，因为他们用上自己开发了经年之久的SNAP同步协议。还有一部分工作需要深入理解这个问题并想到可行方案的才俊来承担。
目前，这样一个庞大的DevP2P?ETH?协议尚未完全解构。我们对于如何将这个网络拆分成三个独立的专用网络有了基础了解，但是目前还没有人直接着手这块。
另外，还有像?re-genesis?之类的想法，提供了完全回避这些问题的机制。这是一种激进的方法，如果能成功的话，或将为我们带来很大的优势。
首先，我们应该清楚的是，以太坊网络还有许多艰巨的任务需要完成，只有少数人能够胜任这些任务。虽然每天都有越来越多的开发者参与进来，但是他们需要投入时间和精力来学习必备技能。客户端开发者在专注于解决日常用户看不到的底层问题时，还要抽出时间来开发新的EVM功能。
如果我们希望以太坊网络能够取得长远的成功，我认为整个社区都要就解决这些问题展开合作，给予其根本原因足够的关注和讨论。最重要的是，我们要携手打造出有效的技术解决方案。
原文链接:?https://snakecharmers.ethereum.org/applying-the-five-whys-to-the-client-diversity-problem/作者:?PiperMerriam翻译&校对:?闵敏&阿剑
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