Turboproof 证明系统初探_半岛平台官网

以太坊的状态数据于是以不受限制地快速增长，长此以往，将只有少数大型公司才能开销运营节点的成本。不应 Alexey 的拒绝，本文叙述了我对 turboproof 证明系统的解读，该技术未来有可能会应用于在多种重客户端上。以太坊区块链的状态数据用于十六叉（hexary）帕特里夏树根（patricia tree）（或全称 trie）来存储的。数据存储有两个层次：1. 地址树根就是指地址到账户数据的同构。

2. 智能合约的数据也存储在一棵数据树中，该树根就是由从 32 字节内存地址到 32 字节的值的同构包含的。这些默克尔树根存储（键，值）对。请注意，键的基本单位是半字节（4 个 bit），而不是一个字节。

这些默克尔树根具备 3 种类型的节点：· 叶子节点：这些是（键后缀，值）对，它们一直是默克尔树根的终端节点。· 分支节点：内部节点，并且此节点及其所有子节点分享完全相同的后缀。每个分支节点有 17 个条目。

前 16 个条目对应于子节点的键后缀的第一个半字节。如果不存在，则第 17 个条目是与键后缀关联的值· 拓展节点：“捷径节点”，让所有子节点分享一个公共后缀。

有了拓展节点，就会辟出有很多只有一个叶子的分支节点了。荐个例子，以下的树有一组叶子节点，分支节点以及拓展节点：-图1. 一个 Trie 编码以下键值对：（0x1234，0x0000），（0x1111，0x1111），（0x4567，0x2222）和（0x4569，0x3333）。

在此示例中，键和值已延长为 2 个字节，以提升可读性。标签为 0 到 15 的行回应分支节点，伸延出来的箭头所指的半字节是其子节点的后缀。第 17 个条目（索引 16）并未用于，因此并未表明。[5,6] 的那一行是拓展节点，这意味著其子节点必需以这两个半字节为后缀。

终端节点是叶子，左边的两个具备后缀（为的是记录键），右边的两个不必须后缀，因为根据指向它的路径就能获得原始的键。-在实际应用于中，这个模型是以太坊很多效率问题的根源，但是它也被证明有很强的韧性。

序列化值一些用例必须在用户之间传送（键，值）元组。例如，为了节省空间，轻型客户端仅有存储各默克尔树根的六根。因此，为了与状态展开交互，用户必须告诉他重客户端自己的状态是什么样的，以便重客户端可以继续执行操作者并计算出来新的状态根。

为传输数据，该建构必需需要将多个账户的状态变化包成单个证明。在前面的示例的基础上，这是树中同时不存在（0x1234，0x0000）和（0x4567，0x2222）的证明：-图2. 证明图1中的树包括（0x1234，0x0000）和（0x4567，0x2222）。除了这两个值以外的子树所存储的值都用原值适当哈希值替代。（在本图中，这两个子树都是非常简单的叶子节点）。

-（依照默克尔树根的计算出来规则）只要在该证明中获取的哈希值就是原值的哈希值，那么根据图 2 中的信息计算出来出有的树根哈希值将与图 1 中的树根哈希值完全一致。问题是如何序列化数据：等价一个哈希表格列表和（键，值）对列表，人们如何找到树根的结构？例如，仅有得出以下输出：· （0x1234，0x0000）和（0x4567，0x2222）的（键，值）对（键和数值长度被延长以使分解的图片极具可读性）· 回应子树的哈希值。

人们有可能修复出有下面这棵树：也有可能辟出有下面这样的数据树根：因此，我们必须编码结构信息的方法。TurboproofAlexey Akhunov 的议案仍在制订中，而我这篇独立国家的文章也想要略尽绵薄，为定义整个概念做到点工作。这里讲解的解决方案与我和 Sina Mahmoodi 合作的 rust 构建比较不应。

Turboproof 分成三个部分：1. 叶子节点的表格2. 哈希值的列表，与树根的完整分支一一对应3.“结构信息”，即仅用于获取的哈希和叶子如何修复树根的指令列表。为能修复出有准确的数据树根，最后一部分被编码为供堆栈器继续执行的一系列指令：· LEAF 回应应向证明的叶子序列中弹出有一个叶子节点；· BRANCH（i）规定必须创立一个新的分支节点，并且之前结构的节点不应存储为新的分支节点的第 i 个子节点。

然后将新的节点存储在堆栈中；· ADD（i）规定，不应将堆栈顶部的节点设置为堆栈上坐落于其下方的分支节点的第 i 个子节点；· EXTENSION（ext）规定不应将堆栈顶部的节点设置为拓展节点（在 geth 中又称 shortNode）的子节点，整个子树的后缀由半字节 ext 的序列回应；· HASH 是回应子树哈希值的节点。

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