观点 | 保持以太坊可扩展性和可持续性的两种方案:“弱无状态性” 和 “状态保质期”

原标题:《观点|一种状态保质期和无状态性的路线图》

以太坊的状态的规模正迅速增长。当前仅存储状态大概是35GB,如果加上默克尔证明就是100GB了;而且现在预计每年都要增长这个数字的一半。此外,状态存储也是以太坊经济模型的一个短板:在这个机制中,用户只需付费一次就可以给共识节点施加永久的负担。为了保持以太坊的可扩展性和可持续性,我们需要一些解决方案。

有两种路径,而且都已经存在很长时间了:“弱无状态性”和“状态保质期”:

状态保质期:从状态中移除近期无人访问的状态对象,并要求在复活状态对象时提供见证数据。可以将每个节点都需要存储的状态数据减少到扁平的约20~50GB。弱无状态性:仅要求区块提议者存储状态,其他节点都可无状态验证区块。在实践中,需要把状态共识形式切换到“VerkleTree”,以缩减见证数据的规模。本文提出了一种多阶段的方案,来同时实现这两种方案。因为,可以证明,这会比按顺序实现这两个容易很多。如果不实现Verkle树,状态保质期方案下就需要非常大的见证数据来证明一个旧状态;如果不实现状态保质期,切换到Verkle树就需要一个一步到位的切换流程,这几乎跟只实现状态保质期一样复杂。如果合二为一,同时进行,它们就解决了彼此面临的挑战:状态保质期方案包含了每年创建一棵新状态树的机制,因此Verkle树可以分阶段逐步建构,而无需一个一步到位的切换流程,而Verkle树也解决了见证数据规模的问题。

观点:监管协议对于SEC批准现货比特币ETF至关重要:金色财经报道,管理EBIT现货比特币ETF的加拿大投资公司Evolve ETF的Elliot Johnson表示,他认为贝莱德可能成功获得比特币的关键ETF,其监控协议。在讨论监管机构运作的限制时,Johnson谈到了贝莱德备案的主题。他解释说,他们提交的文件的独特之处在于Coinbase和纳斯达克之间签订的监督协议。该协议允许监管机构调查比特币交易,为市场提供所需的监督和完整性。

Johnson解释说,“规则中提到需要对规模较大的场所进行监控,您将在ETF中持有的基础资产在此进行交易。重要的规模,Coinbase勾选了这个框。监控机制是通过纳斯达克现有的技术来实现的。”[2023/6/30 22:09:43]

链接:“状态保质期”和“无状态性”概念的历史

观点:做市商Jane Street和Jump Trading的退出或进一步打压市场流动性:金色财经报道,Kaiko 分析师 Riyad Carey 表示,Jane Street 和 Jump Trading 这两家有影响力的加密货币做市商的突然退出有可能加剧整个行业脆弱的流动性。此前知情人士称,在 11 月 FTX 崩溃引发的监管打击之后,Jane Street 和 Jump 将停止其在美国的加密货币交易业务,Jump 的加密部门将继续在全球扩张,而 Jane Street 将缩减其增长计划。Riyad Carey 评论称:“考虑到最近的事态发展,这个消息并不一定令人惊讶,令人担忧的是,流动性仍未从FTX的崩溃中恢复过来,而两个最大的老牌做市商的退出可能会进一步打压流动性。该行业填补 Alameda 空缺的速度如此之慢,这有点令人惊讶。”

市场深度是一种衡量交易所流动性的指标,通过评估推高/低市场需要多少资本来衡量,数据显示,市场深度指标在 FTX 崩溃后下跌了 50% 以上,尽管加密货币价格上涨,但该指标仍未能恢复。[2023/5/11 14:56:03]

无状态客户端的概念,于2017年始发于ethresear.ch论坛:https://ethresear.ch/t/the-stateless-client-concept/172状态租金,始发于2015年:https://github.com/ethereum/EIPs/issues/35ReGenesis:https://medium.com//img/20230514233420676300/0.jpg "/>

观点:当前的情况下,比特币可能接近中期高位:BK Asset Management分析师Schlossberg:比特币的近期上涨可能是短暂的,但加密货币的总体涨势将会持续很长时间。当前的情况下,比特币可能接近中期高位。[2021/4/2 19:40:57]

-注意:我之前曾把这个约长一年的状态保质期周期称为“epoch”,现在都称为“period”,以免与信标链的术语相混淆-

两个关键原则是:

只能修改最新的那棵树。所有更老的树都不能再修改;更老的树上的对象只能在更新的树上创建副本,而且这些副本会取代更老的副本。可以预期全节点只会保存最近的两棵树,所以只有最近的两棵树上的对象才能不需要witness就能读取。读取更老的对象就需要提供见证数据了。“见证数据”就是一个简短的证据,证明某个值存在于某棵树的某个位置上,而且验证的一方只需具有树根即可。举个例子,可以制作一个witness来证明账户?0x124f...89ab?的存储空档?123?处在某时的状态下,包含的值为?50;任何人都只需要这棵状态树的根值就可以验证这个证据。

观点:Validium适用于传统高频交易 zkRollup适合去中心化加密支付:近日,针对以太坊Layer 2扩容方案,即DeversiFi最近采用的Validium解决方案,Matter Labs创始人Alex Gluchowski撰文称,Validium的机制与zkRollup非常相似,唯一的区别是zkRollup中的数据可用性是在链上的,而Validium则将其保持在链外。这允许Validium获得更高的吞吐量,但这也导致该解决方案存在两大问题:1、可冻结用户资金;2、可没收用户资金。

Alex Gluchowski指出,zkRollup的数据可用性可保护用户的资金免遭扣押和审查。但数据可用性的链上存储,导致了吞吐量的限制。因此,Alex Gluchowski认为Validium方案可能会适用于传统的高频交易或具有较低信任假设的游戏,相比之下,完全无需信任的zkRollup方案则非常适合扩展去中心化的加密支付。(Medium)[2020/6/8]

状态保质期产生了一种混合的状态机制:共识节点需要保存最近被人访问和修改过的状态,但可以使用基于见证消息的无状态客户端方法来验证更老的状态。也就是说,也可以维护一个“归档节点”,存储所有历史状态树,或者?一个完全无状态的节点,使用见证数据来验证哪怕是最新的状态。不过,gas消耗量的结构和默认的网络格式,都要围绕“节点会存储最近的两棵状态树”来开发。

路线图

迁移将按阶段来实现:

周期1硬分叉:需要一个硬分叉来开启第一个周期。分叉之后,就会出现两棵状态树:十六叉的帕特里夏树以及一棵新的Verkle树EIP草案:https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_tree_eip地址扩张周期:地址从20字节扩充到32字节,而新地址的格式包含一个“地址周期”的概念”)。这样新合约就可以无需提供见证数据而直接写入新的存储空档。这一步什么时候做都可以,只需要在最终状态保质期转型完成之前就可以了,在周期1分叉之前或之后都可以。VB的方案?:https://ethereum-magicians.org/t/increasing-address-size-from-20-to-32-bytes/5485Ipsilon团队的方案:https://notes.ethereum.org/@ipsilon/address-space-extension-exploration周期2硬分叉:需要一个硬分叉来开启周期2,并安排未来周期的时点。周期0的十六叉的帕特里夏树将被一棵Verkle树替换,客户端仅存储其状态根。从这时开始,周期0的状态将需要见证数据来访问。并且,状态保质期方案也算是完整实现了。EIP草案:https://notes.ethereum.org/@vbuterin/state_expiry_eip

原文链接:

https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_and_state_expiry_proposal

作者:Vitalik

翻译:?阿剑

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