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轻客户端概览
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简介
轻客户端允许客户端（例如移动电话）从任何全节点接收区块链状态的证明。 轻客户端不必信任任何全节点，因为他们能够验证他们收到的任何证明，因此全节点不能对网络状态撒谎。
轻客户端可以用最低的带宽、计算和存储资源提供与全节点相同的安全性。 同时，它还可以根据用户的配置提供模块化功能。 这些出色的功能允许开发人员构建完全安全、高效且可用的移动应用、网站或任何其他应用程序，而无需部署或维护任何完整的区块链节点。
什么是轻节点
Cosmos SDK 轻节点（Gaia-lite）分为两个独立的组件。 第一个组件对于任何基于 Tendermint 的应用程序都是通用的，它处理区块头相关的安全性和连接性，并验证来自全节点的证明与本地可信验证人集合的对比。 此外，它暴露与任何Tendermint 核心节点完全相同的API。 第二个组件专用于 Cosmos Hub（gaiad），它作为查询端点工作，并公开特定于应用程序的功能，这些功能可以是任意的。 针对应用程序状态的所有查询都必须通过查询端点。 查询端点的优点是它可以验证应用程序返回的证据。
高层体系结构
想要为 Cosmos Hub（或任何其他 zone）构建第三方客户端应用程序的应用程序开发人员，应根据其规范 API 构建。 该API 是多个部分的组合。 所有 zone 都必须暴露ICS0（TendermintAPI）。 除此之外，任何 zone 都可以自由选择模块 API的任意组合，具体取决于状态机使用的模块。 Cosmos Hub最初将支持ICS0 (TendermintAPI)、 ICS1 (KeyAPI)、 ICS20 (TokenAPI)、 ICS21 (StakingAPI)、 ICS22 (GovernanceAPI) 和 ICS23 (SlashingAPI)。
预计所有应用程序仅依赖于 Gaia-lite 运行。 Gaia-lite 是唯一一款围绕 zone API 提供稳定性保证的软件。
对比
ABCI 的全节点与其轻客户端的区别在于以下方面：
| Full Node | 轻客户端 | Description | |
|---|---|---|---|
| 执行并验证交易 | Yes | No | 全节点将执行并验证所有交易，而Gaia-lite则不会 |
| 验证和存储区块 | Yes | No | 全节点将验证并保存所有块，而Gaia-lite则不会 |
| 参与共识 | Yes | No | 只有当全节点是验证人时，它才会参与共识。 Lite节点永远不会参与共识。 |
| 带宽开销 | 巨大 | 很小 | 全节点将接收所有块。 如果带宽有限，它将落后于主网络。 更重要的是，如果碰巧是验证人，它将减缓共识过程。 轻客户端需要很少的带宽， 只有在提供本地请求时，才会占用带宽。 |
| 计算资源 | 巨大 | 很小 | 全节点将执行所有交易并验证所有块，这需要大量的计算资源 |
| 存储资源 | 巨大 | 很小 | 全节点将保存所有块和 ABCI 状态，而Gaia-lite只保存验证人集合和一些检查点。 |
| 电力资源 | 巨大 | 很小 | 全节点必须在具有高性能并能一直运行的机器上部署，因此功耗将是巨大的。 Gaia-lite可以部署在与用户应用程序相同的机器上，也可以部署在独立但性能较差的机器上。 此外，Lite客户端可以在必要时随时关闭。所以Gaia-lite只消耗很少的功率，即使移动设备也能满足功率需求。 |
| 提供的 APIs | 所有cosmos APIs | 部分模块 APIs | 全节点支持所有cosmos API。 Gaia-lite 根据用户的配置提供模块化API。 |
| 安全等级 | 高 | 高 | 全节点将自行验证所有交易和块。 轻型客户端无法执行此操作，但它可以查询来自其他全节点的任何数据并独立验证数据。 因此，全节点和轻型客户端都不需要信任任何第三方节点，它们都可以实现高安全性。 |
根据上表，Gaia-lite 可以满足所有用户的功能和安全需求，但只需要很少的带宽、计算、存储和电力资源。
安全实现
可信验证人集合
Gaia-lite的基本设计理念遵循两个规则：
- 不信任任何区块链节点，包括验证人节点和其他全节点
- 只信任整个验证人集合
原始的可信验证人集应该预先放置到其信任库中，通常这个验证人集来自 genesis 文件。 在运行时期间，如果 Gaia-lite 检测到不同的验证人集，它将验证它并将可信的验证人集保存到信任库中。
信任传播
从上面的小节中，我们了解了如何获得可信验证器集以及 LCD 如何跟踪验证人集演化。 验证人集是信任的基础，信任可以传播到其他区块链数据，例如块和交易。 传播架构如下所示：
通常，通过可信验证人集，轻客户端可以验证包含所有预提交数据和块头数据的每个提交块。 此时块哈希、数据哈希和应用哈希是可信的。 基于此和默克尔证明，所有交易数据和 ABCI 状态也可以被验证。