以太坊无状态客户端是一种全新的节点实现方案，它通过不再存储完整的区块链状态数据，显著降低了普通用户参与以太坊网络的门槛。这种创新设计不仅提高了网络的可用性，并且通过见证数据机制实现了实时的相关状态验证，从而保证了网络的安全和稳定性。
技术背景
随着以太坊网络的快速发展，状态数据量已经膨胀至几TB级别，传统全节点对于存储和维护的要求不断攀升，成为了普通用户参与网络验证的一大障碍。为了应对这一挑战，2025年3月的布拉格升级通过多个关键改进推动了无状态客户端的进展：
- 将最近的8192个区块哈希存储在系统合约中，以为历史状态的验证提供基础。
- 引入Verkle树以优化状态证明的效率，大幅减少证明数据的体积。
- 增强轻客户端的状态验证能力，使其能更可靠地参与区块验证流程。
工作原理
状态验证机制
无状态客户端依赖区块头中的stateRoot哈希值（Merkle Patricia Trie根节点）作为状态完整性的锚点。在进行交易验证时，客户端不再需要本地存储完整的状态数据，而是通过请求相邻节点的相关状态Merkle分支证明来验证状态数据的有效性。本地仅需保留当前活跃状态的加密承诺，从而确保验证过程的轻量化。
区块处理流程
接收到新区块后，无状态客户端通过轻量的见证数据验证状态转换的有效性，而不是重新计算整个状态。通过利用系统合约中存储的历史区块哈希集，客户端能够验证区块时间戳与难度调整的合理性。同时，通过同步委员会机制确保分片数据的可用性，尽管不存储完整历史数据，也可以确认区块内容的完整性。
数据获取模式
无状态客户端采用“按需获取”的策略处理历史状态请求，仅在验证特定交易时才请求相关状态证明，以避免无意义的数据同步。同时，网络层通过优化协议减少证明数据的传输量，并对热点状态数据进行本地缓存，从而提高在高频访问场景下的验证效率，这样对存储轻量性与响应速度进行了有效平衡。
技术特性
- 存储节省：节点存储需求大幅减少，从TB级降至GB级，实测约减少98%；普通用户通过消费级设备即可参与节点运行，大幅降低网络去中心化的门槛。
- 安全保障：通过加密证明确保验证的可靠性，状态转换的有效性依赖于密码学证明，而非本地数据，理论安全性相当于全节点。
- 兼容设计：无状态客户端支持与传统全节点的混合组网，可以作为网络中的轻量验证者，与全节点共同工作，不会影响现有的网络结构。
- 性能权衡：存储轻量化的代价是网络带宽消耗有所增加（约上升30%-40%），在节点硬件成本与网络资源占用之间需谨慎寻找平衡。
最新进展
布拉格升级成效
无状态客户端的测试网在性能上取得显著进展，目前已实现每秒处理1500+交易，接近传统全节点的性能水平。同时，见证数据的平均大小已压缩至1KB以下，单次状态证明的传输时间大幅降低，验证响应速度也优化至500ms以内，满足实时交易的需求。
发展挑战
尽管无状态客户端进展显著，但也面临一些挑战。网络层的DDoS攻击风险有所增加，恶意用户可能利用大量状态证明请求制造流量攻击；复杂合约交易可能导致证明生成时间增加，极端情况下可能会影响区块验证的效率；此外，需要在轻量化与安全性之间取得平衡，过度压缩证明数据可能引发验证漏洞。
生态支持
随着无状态客户端技术的普及，主流客户端（如Geth和Lighthouse）已完成了无状态模式的适配，开发者可以通过简单配置切换运行模式。同时，EIP-1985提案也在积极完善状态证明的标准，以统一不同客户端之间的证明格式与验证逻辑。此外，各种Layer2项目开始集成相关技术，从而利用无状态验证机制优化跨链数据交互效率，进一步扩展该技术的应用场景。
