Что такое «безгражданство», о котором Виталик часто упоминал в своих последних выступлениях?

Составлено: GaryMa Wu Shuo Blockchain

Виталик совместно упомянул тему на недавней неделе корейского блокчейна, выступлении в Сингапуре и даже на конференции исполнительных разработчиков основного ядра Ethereum (ACDE): состояние, и то, что следует ниже, связано с ним. Различные концепции решений, такие как отсутствие гражданства, истечение срока действия состояния (StateExpiry). , истечение срока действия исторических данных (HistoryExpiry, EIP-4444), дерево Веркле и даже расширение\сжатие адресного пространства (Address Space Expand\Compression). Конечно, на самом деле это не новый план корректировки дорожной карты.В последней дорожной карте Ethereum, опубликованной Виталиком в ноябре прошлого года, они в основном относятся к ключевым маршрутам TheVerge и ThePurge.

Эта статья объединяет эти два ключевых пути и некоторые новые мыслительные задачи для рассмотрения пути решения проблемы государства, предложенного Виталиком.

Состояние

Состояние в Ethereum относится к всеобъемлющему реестру, который включает в себя все внешние учетные записи (EOA), их балансы, развертывания смарт-контрактов и соответствующее хранилище. Это состояние не является статичным; оно продолжает расширяться по мере добавления новых пользователей и развертывания новых смарт-контрактов.

В настоящее время полные узлы должны хранить этот постоянно растущий набор данных для правильной проверки блоков и обеспечения правильных переходов состояний, что делает процесс проверки по своей природе отслеживаемым. Растущие требования к хранилищу, тем самым увеличивающие требования к оборудованию для работы полных узлов, приведут к все более централизованным валидаторам.

Согласно etherscan.io/data, в настоящее время для запуска полного узла быстрой синхронизации требуется не менее 1200 ГБ (на примере клиента Geth). , предпосылка. Если это архивный узел, то есть полный узел сохранит все исторические состояния, включая состояние каждого блока, то требуемая емкость составит около 15 400 Гб, и в дальнейшем она будет расти, о чем и говорит сообщество часто называет «взрывом государства».

Именно это подчеркнул Виталик на Неделе блокчейна в Корее: централизация узлов является одной из самых больших проблем, стоящих перед сетью Ethereum, и ее следует решать путем удешевления и упрощения эксплуатации узлов.

Чтобы справиться с этой серией проблем, сообщество Ethereum усердно работало над поиском способов улучшения и оптимизации различных концепций решений, которые мы привели в начале.

Решение статуса

Безгражданство

Основная концепция без сохранения состояния заключается в экстернализации данных о состоянии, устраняя необходимость для каждого узла хранить полное состояние. В этом режиме узлам нужно только поддерживать заголовки блоков и соответствующую информацию о транзакциях, а также проверять и восстанавливать состояние посредством доказательств состояния (доказательства состояния).

Основная роль и значение безгражданства заключается в уменьшении нагрузки на хранилище узлов, улучшении масштабируемости сети и предоставлении возможности большему количеству узлов легко участвовать в проверке, сохраняя при этом децентрализованный характер Эфириума.

Дерево Веркле

В настоящее время Ethereum использует деревья Меркла-Патриции для хеширования и сжатия данных о состоянии. Однако размер доказательств Меркла в таких древовидных структурах может стать слишком большим, что сделает их менее подходящими для свидетелей, необходимых для моделей без сохранения состояния.

Чтобы решить эту проблему, Ethereum планирует перейти на деревья Веркла — более эффективную структуру данных. Деревья Меркла-Патриции и деревья Веркла имеют общую важную способность — генерировать свидетели — криптографические доказательства, которые позволяют любому легко подтвердить существование и публичную доступность конкретной информации в корне состояния.

Преимущество деревьев Веркла в том, что они более эффективны при создании доказательств меньшего размера.

Срок действия данных истории истек (HistoryExpiry, EIP-4444)

EIP-4444 направлен на реализацию истечения срока действия исторических данных, обновления, которое требует от узлов прекратить размещение исторических блоков старше одного года в одноранговой сети. Удаление исторических данных значительно снижает требования к дисковому пространству для операторов узлов. В то же время это также упрощает клиентское программное обеспечение, устраняя необходимость адаптации кода для разных версий исторических блоков. Кроме того, комбинация EIP-4444 и PDS (Proto-danksharding) обеспечивает регулярное сокращение данных: EIP-4444 сокращает данные раз в год, а PDS сокращает блоки данных раз в месяц. Хотя это помогает снизить потребности узлов в хранении данных, это также вызывает обеспокоенность по поводу сохранения и восстановления исторических данных.

Срок действия состояния (StateExpiry)

Безгражданство устраняет необходимость валидаторам поддерживать полное состояние при проверке блоков. Но состояние не исчезает; его продолжающийся рост остается долгосрочной проблемой для Интернета.

Чтобы решить эту фундаментальную проблему, сообщество предложило решение по истечении срока действия штата.

По истечении срока действия состояния автоматически удаляются те части состояния, которые остаются неизменными, скажем, в течение года, перемещая их в отдельную древовидную структуру и удаляя из основного протокола Ethereum.

Стоит отметить, что истечение срока действия состояния становится возможным только после перехода к деревьям Веркле. Кроме того, Виталик заявил на Корейской неделе блокчейна KBW2023: Если есть безгражданство и PBS, истечение срока действия состояния может иметь низкий приоритет.

Потому что, если к тому времени будет реализовано разделение предлагающего-строителя (PBS) в состоянии без сохранения состояния, хотя строителю блока все еще необходимо получить доступ к состоянию для создания блока, строитель блока в это время уже ожидается. справиться с ростом государства, поскольку эта область допускает определенную степень централизации, производительность узлов строителей, естественно, может удовлетворить потребности.

Хотя PBS на уровне протокола еще не включен в основную сеть Ethereum, мы можем приблизительно понять будущую тенденцию основной сети, поняв текущее рыночное распределение Mev-Boost PBS.Статистика данных mevboost.pics следующая:

Кроме того, реализация State Expiry включает в себя изменения в формате адреса Ethereum.В настоящее время существует два решения: расширение адресного пространства и сжатие адресного пространства. Первый увеличивает длину адреса до 32 байт (текущий формат адреса — 20 байт), но требует сложной логики для обратной совместимости, а также необходимо обновить существующий контракт; второй сохраняет 20-байтовый формат, но меняет первый на 6 байт. используются для идентификации префикса и цикла адреса.Хотя это значительно уменьшает проблему совместимости, это также приводит к другой проблеме.Длина адреса составляет всего 14 байт, и он больше не имеет способности противостоять коллизиям, что приводит к появлению некоторых адресов.Потенциальный Созданные проблемы безопасности также являются серьезной проблемой, с которой в настоящее время сталкивается сообщество.

Подведем итог

Теперь мы можем грубо исключить приоритеты «до» и «после», исходя из сложностей реализации и приоритетов приведенных выше технических решений (2\3\4 могут быть равны):

1. Дерево Веркле

2. ПБС

3. Лица без гражданства

4. Срок действия исторических данных истек (EIP-4444).

5. Изменения формата адреса Ethereum (сжатие/расширение)

6. Срок действия статуса

Таким образом, порог работы узла может быть снижен, децентрализация узла и потенциальные проблемы с взрывом состояния могут быть сохранены, а рост состояния может быть уменьшен для оптимизации нагрузки на сетевую связь.

Конечно, впереди еще долгий путь.

Справочные ссылки: