15、以太坊网络与权益证明机制详解

以太坊网络与权益证明机制详解

1. 以太坊网络基础

以太坊是一个P2P网络，有两个P2P网络，节点通过以太坊节点记录（ENR）来标识自己。执行层的ENR由签名、序列号和键值对列表组成，共识层的ENR结构不同，还包含链接其他证明者的字段和有关以太坊区块链当前分叉的信息。

1.1 节点连接与发现

• 引导节点（Bootnodes） ：新节点加入网络时，需要连接到其他节点。客户端中硬编码了引导节点列表，新节点可直接连接。以太坊基金会运营着一些引导节点，私人用户也可将自己的全节点作为引导节点，只要该节点公开可用。用户还能自行配置连接其他引导节点。
• 发现过程 ：发现协议discv4用于执行客户端，discv5用于共识客户端，它们都基于用户数据报协议（UDP）。新节点连接到引导节点并请求对等节点列表，引导节点发送初始列表后，新节点将地址存入哈希表，进而连接到这些节点接入网络。节点在首次连接或对等节点过少时都可请求新的对等节点。
• 静态节点 ：除引导节点外，以太坊P2P网络中还有静态节点。节点可定义永久连接的对等节点，即静态节点，其地址可在客户端中单独配置。

1.2 初始同步

新节点需要同步大量信息以跟上其他节点。执行层和共识层有不同的同步方法：

1.2.1 执行层同步方法

• 全存档同步（Full Archive Sync） ：从创世块开始下载所有块，包括头、交易和收据，然