『区块链科普』1、什么是状态爆炸（State explosion）？

最近有个朋友在群里问我，CKB 如何解决状态爆炸问题？

我一看这个问题，很专业啊。单从状态爆炸这个词，就不是一般人所知道的，他还更进一步，问如何解决状态爆炸的问题。

看来这个群友对别的公链确有研究，也知道如果某条链上的状态爆炸问题得不到解决，它将难以持续发展。

要回答好这个问题，其实不简单：让一个人明白不难，让更多的人读懂不易。

接下来的两篇文章，一休哥就给读者朋友们说一下状态爆炸这个问题，也算是给这位群友一个正式的回答。

考虑到这个话题有一定的认知门槛，我们将循序渐进地进行探讨。今天这篇，我们先从概念入手，我尝试用一些通俗易懂的语言，带你了解状态、节点、状态爆炸三个概念。

有了这篇的基础，下一篇我们会结合数据，来分析状态爆炸引发的问题，再来说 CKB 是如何解决这个问题。

我们开始吧。

1、什么是状态？

你有没有用过存折？

这是旧时代的产物了，可能年长的读者用过这东西。如果你用过，应该还记得，当你每次去窗口存一笔钱时，银行柜员就会在存折上面打印出一行：曾几何时，存入多少金额，余额多少；你取出一笔，当银行柜员把存折交还给你的时候，你发现多了一行：某年某月某日某时某分，支取了多少现金，余额多少。

这就是银行最基础的一个交易流水。你的账户在什么时候，存了多少钱、取走了多少、里面还剩多少钱。这些数据中，我们可以从时间维度分为两类：

当前数据：最后一笔交易过后，你的账户里还剩多少钱；

历史数据：某年某月，你做了什么交易。

当前数据，我们称为状态！。历史数据与当前状态的汇总，它就形成了账本。

传统账本的数据只由中心化机构来托管，比如银行、深交所、上交所等等，由这些中心化集权机构来存储，它是一个黑箱的，不透明的，是一个单点的系统。

作为用户来说，我们还有一个习惯，就是时不时地，要查看账户的历史明细，看看钱都去了哪里了。这就要求银行要把这些历史状态数据要保存下来，才有得查。

不过银行每天面对的客户可不是你我几人，它们每天服务的是数以千万级别，甚至是数量上亿的客户，每天都会产生数以亿计的海量交易。日复一日，这些状态数据会越来越大，银行得增加大量的数据库存储设备，才能将旧的状态数据备份起来。

但要保存所有历史数据这代价太大了，有多少人会去翻 10 年前的一笔旧账？所以我们会看到，有的银行只能查最近 6 个月的交易明细，再往前的数据，不存了。也正是因为它是单点的系统，数据删了，我们就没办法通过别的渠道途径来查询历史数据了。

区块链也是一个账本，这个账本里面记录什么东西？还是状态！你的钱包里面有多少 Token、你什么时候，给谁转了多少 Token、目前转账的进度如何、对方什么收到了没有、你的 Token 的流向信息，这些都可以用状态来泛指。这像不像银行里的流水账？

不过区块链这个账本与传统的银行账本不同，它是透明的，任何人都可以查看的（在这里我们只聊公有区块链，不说联盟链、私有链）；它还有一个特点是一旦一笔交易上链了，它就不能被篡改，也不能被删除。所以我们能很方便地查到历史交易记录。

区块链这个账本不再是由一个集权机构来保存这些状态数据，而是由全球成千上万个设备来保存，这些设备我们称之为节点（nodes）。

2、全节点越多，网络越安全

节点 （nodes）是区块链网络的的主心骨，担任着交易确认和广播的工作。它们通过历史数据，再结合一定的共识规则，去验证新的交易是否有效，是否该保存这笔交易。

下面我们以比特币为例，来对节点的作用展开来说。其它公链亦是同理。

早期比特币的所有节点都是完整节点。但随着比特币的发展，为满足不同的需求，出现了新的节点类型，常见的比特币节点有两种：完整节点和 SPV 节点。

完整节点 （Full node）是下载了最新最完整的比特币区块链的节点，可以独立完成交易确认和交易广播，它是支撑着比特币转账交易的核心力量。

完整节点包括矿工（Miner）和比特币核心（Bitcoin Core）客户端（默认同步完整区块） 。

矿工（Miner）是具备挖矿能力的节点，可以通过解决指定算法难题来争夺出块资格，从而：
· 获取新的比特币
· 收取交易手续费。

比特币核心是比特币的开源客户端。最初由中本聪以“Bitcoin”命名，后改为“Bitcoin Core”。 该软件会验证整个区块链曾经做过的所有交易，并默认可用于转接资金。

比特币开发者，常建议用户使用完整节点。因为，运行完整节点是对比特币网络很好的支持，完整节点越多，比特币网络就越安全。

如果没有人运行完整节点了，比特币网络会瞬间崩塌。其他区块链亦如此。

3、状态爆炸

前面铺垫了这么多，终于聊到状态爆炸这个问题上来了。

什么是状态爆炸？

无论是前面提到的银行交易流水，还是区块链的状态数据，都会面临一个相同的问题：随着交易的日复一日增多，这些状态数据会越来越大，尤其是当应用增多、大量用户涌入后，这个数据会呈指数级的增长。

就像吹气球一样，你刚开始吹的时候，气球不会有太大变化，但随着不断往里面输送气体，越到后面它膨胀得越快，如果你不控制进气的速度，很快：

这就是状态爆炸！！

银行怎么解决状态爆炸的问题？删数据啊，只保留最近 N 个月的交易流水。对于银行这样的中心化账本来说，状态爆炸问题影响到的只有自己系统的存储硬件而已，要么扩容增加存储设备，如果不想再扩容，删掉旧数据就腾出了新的空间了。

但区块链里，状态爆炸的问题就会让事情变得异常复杂。

状态爆炸的问题将给区块链带来什么样的连锁反应？又该如何解决呢？我们下一篇接着讨论。

趁这个空挡，你可以把你对这两个问题的思考，写到留言区中，我将抽取 5 位有见解的评论，分别给予 288 KEY 的奖励。下期见。

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编译者/作者：一休哥

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