以太坊轻客户端Helios：无信任访问的新选择

11月8日，一个新的以太坊轻客户端Helios问世。这款基于Rust语言开发的客户端，旨在提供完全无需信任的以太坊访问。

区块链的一大优势在于无需信任。通过区块链技术，用户可以自主掌控自己的财富和数据。以太坊等区块链在大多数情况下确实兑现了这一承诺，让用户真正拥有自己的资产。

然而，为了便利性，用户往往会做出一些妥协。其中之一就是使用中心化的RPC（远程调用）服务器。用户通常会通过中心化提供商访问以太坊。这些公司在云服务器上运行高性能节点，帮助用户轻松获取链上数据。当钱包查询代币余额或检查待处理交易是否已被打包时，几乎总会用到这些中心化提供商。

当前系统的问题在于用户需要信任这些提供商，无法验证查询结果是否正确。

Helios作为一款以太坊轻客户端，能够提供完全无需信任的以太坊访问。它利用以太坊转向PoS后促成的轻客户端协议，将来自不受信任的中心化RPC提供商的数据转换为安全可验证的本地RPC。结合中心化RPC，Helios可在不运行完整节点的情况下验证数据的真实性。

这款客户端能在约两秒内完成同步，无需存储，用户可通过任何设备（包括手机和浏览器插件）安全地访问链上数据。但依赖中心化基础设施到底有什么潜在风险呢？本文将梳理这些风险，介绍Helios的设计方案，并提供一些思路，帮助开发者为代码库做出贡献。

中心化基础设施的潜在风险

理论上，一种新型攻击可能潜伏在以太坊生态中。这种攻击并不直接针对交易内存池（Mempool），而是通过模仿用户依赖的中心化基础设施来设置陷阱。遭受攻击的用户并没有做错什么：他们只是像往常一样访问DEX，设定合理的滑点，进行代币交易。然而，他们可能面临一种新型的三明治攻击，这种攻击精心布置在以太坊生态的入口处——RPC提供商。

为了理解这种攻击，我们需要先了解DEX如何处理交易。用户进行代币兑换时，会向智能合约提供几个参数：要兑换的代币、兑换金额，以及最重要的，用户愿意接受的最小代币数量。最后一项参数设定了交易的"最小产出"，如果无法达到这个数值，交易将被撤销。这通常被称为"滑点"，它有效地限制了从交易发送到被打包期间可能出现的最大价格变动。

如果滑点设置过低，用户可能只能获得较少的代币。这种情况也可能导致三明治攻击，攻击者会将用户的交易夹在两个恶意交易之间。这些交易会推高现货价格，迫使用户以不利的价格成交。随后，攻击者会立即出售代币，获取小额利润。

只要最小产出参数设置在合理范围内，用户就不会遭受三明治攻击。但如果RPC提供商没有提供DEX智能合约的准确报价呢？这可能导致用户在不知情的情况下签署了不利的兑换交易。更糟糕的是，用户可能将交易直接发送给恶意的RPC提供商。提供商可以不将交易广播到公共内存池，而是私下扣留并将被攻击的交易包直接发送给特定服务，从中牟利。

造成这一攻击的根本原因是信任他人来获取区块链状态。为解决这个问题，有经验的用户通常会选择运行自己的以太坊节点。然而，这需要耗费大量时间和资源，至少需要一台持续在线的设备、数百GB的存储空间，以及大约一天的时间来完成初始同步。尽管一些团队一直在努力简化这个过程，但对于大多数用户来说，尤其是移动设备用户，运行节点仍然是一项挑战。

需要注意的是，虽然中心化RPC提供商攻击在理论上完全可能发生，但目前还没有实际案例。尽管大型提供商的过往记录值得信赖，但在将不熟悉的RPC提供商添加到钱包之前，进行充分的研究仍然是明智之举。

Helios：无需信任的以太坊访问方案

以太坊推出轻客户端协议后，为快速的区块链交互和通过最低硬件需求验证RPC端点开辟了新的可能性。在The Merge后的一个月里，多个独立的轻客户端项目相继涌现，它们各自采用不同的方法，但都致力于实现同一目标：无需信任的高效访问，且不必使用完整节点。

Helios是一个以太坊轻客户端，可在约两秒内完成同步，不需要存储，并提供完全无需信任的以太坊访问。与所有以太坊客户端一样，Helios由执行层和共识层组成。但与大多数其他客户端不同，Helios将这两层紧密耦合，用户只需安装和运行单个软件即可。

Helios的工作原理如下：共识层使用一个已知的信标链区块哈希，并连接一个不受信任的RPC，以可验证的方式同步至当前区块。执行层则将这些经过验证的信标链区块与不受信任的执行层RPC结合，以验证有关链上状态的各种信息，如账户余额、合约存储、交易收据和智能合约调用结果。这些组件协同工作，为用户提供完全无需信任的RPC，且无需运行完整节点。

Helios的实际应用

Helios作为一款轻量级客户端，允许用户从任何设备（包括手机和浏览器插件）安全地访问链上数据。这将使更多人能够无需信任地获取以太坊数据，而不受硬件限制。用户可以在钱包中将Helios设置为RPC提供商，以实现无需信任地访问各种DApp，整个过程无需任何其他更改。

此外，Rust对WebAssembly的支持使应用开发人员可以轻松将Helios嵌入Javascript应用程序（如钱包和DApp）中。这些集成将提升以太坊的安全性，减少对中心化基础设施的依赖。

社区可以通过多种方式为Helios做出贡献，除了为代码库添砖加瓦外，还可以构建集成Helios的软件。一些有潜力的方向包括：

• 支持直接从P2P网络获取轻客户端数据
• 实现缺失的RPC方法
• 开发可编译至WebAssembly的Helios版本
• 将Helios直接集成到钱包软件中
• 构建网络仪表板来查看代币余额，将Helios嵌入使用WebAssembly的网站中
• 部署引擎API，将Helios共识层连接至现有执行层的全节点

Helios的出现为以太坊生态系统带来了新的可能性，它有望在保证安全性的同时，提高用户访问区块链数据的便利性。随着社区的持续贡献和改进，Helios可能会成为推动以太坊进一步去中心化和普及的重要工具。