区块链:V神发布以太坊状态到期和无状态路线图,同步实施以解决状态暴增问题

原作者:VitalikButerin,《状态到期和无状态路线图》

以太坊的状态规模正在迅速增长。目前仅状态大小大约有35GB,如果包括所有Merkle证明在内,则超过100GB,并且每年大约增加一半。状态存储也是以太坊经济学的一个弱点:它也是唯一一种机制,使得参与者支付一次就可变成节点永远的负担。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。

有两种途径的解决方案,并且已经存在很长时间:弱无状态和状态到期:

状态到期:从状态中移除最近没有被访问过的状态,并需要见证人才能恢复过期状态。这会将每个人需要存储的状态减少到大约20-50GB。弱无状态:只需要区块提议者存储状态,并允许所有其他节点无状态地验证区块。在实践中实现这一点需要切换到Verkle树以减少见证人的规模。本文档描述了同时实施这两个想法的多阶段提案。事实证明,这比先后连续执行这两个解决方案要容易得多。没有Verkle树的状态到期需要非常大的见证大小来证明旧状态,而切换到没有状态到期的Verkle树需要就地转换程序,这几乎与仅实现状态到期一样复杂。然而,如果同时进行,这两项改革解决了彼此面对的挑战:状态到期涉及每年创建一个新的状态树,允许Verkle树随着时间的推移逐步引入而无需就地转换,而Verkle树解决了见证人规模的问题。

V神发文列举8个可以使用区块链的非金融应用场景:金色财经报道,以太坊创始人Vitalik Buterin发表博客“哪些非金融应用中可以使用区块链”表示,自己一直强烈支持将区块链用于非金融应用的趋势,人们需要既远离“区块链万能主义”也远离“区块链极简主义”。他表示在很多情况下看到了区块链的价值,有时是为了真正重要的目标,例如信任和抗审查,有时纯粹是为了方便。

Vitalik还在文章中列举了8个可以使用区块链的非金融应用场景:用户帐户密钥更改和恢复、修改和撤销证明、负面声誉、稀缺性证明、公共知识、与其他区块链应用程序的互操作性、开源指标、数据存储。Vitalik表示他迄今为止最有信心的两个非金融应用是与其他区块链应用程序的互操作性和帐户管理。[2022/6/13 4:21:36]

相关链接:状态到期和无状态思想的发展历史

V神发文探讨以低于市场出清价格销售以实现公平的替代方案:金色财经报道,8月22日,以太坊创始人V神发布关于《以低于市场出清价格出售以实现公平(或社区情绪或乐趣)的替代方案》的文章,V神表示,区块链为我们提供了一个独特的机会来重置社会规范。几十年来经济学家大喊“效率”失败的情况下,优步将激增定价合法化;当然,区块链也可以成为使机制设计的新用途合法化的机会,与其摆弄以市场价格与低于市场价格出售的粗粒度一维策略空间(也许还有拍卖与固定价格出售的第二个维度),我们可以使用更先进的工具来创建一种更直接地解决问题、副作用更少的方法,在所有这些情况下,解决方案的核心很简单:如果你想对人可靠公平,那么你的机制应该有一些明确衡量人的输入。人格证明协议可以做到这一点(如果需要,可以结合零知识证明来确保隐私)。因此,我们应该将市场定价和拍卖定价的效率收益,以及人格机制证明的平等收益,结合起来。[2021/8/22 22:29:12]

无状态客户端概念,最初的ethresear.ch帖子:https://ethresear.ch/t/the-stateless-client-concept/172?状态租金,2015年原始提案:https://github.com/ethereum/EIPs/issues/35?ReGenesis:https://medium.com/@mandrigin/regenesis-explained-97540f457807?Verkle树:https://notes.ethereum.org/_N1mutVERDKtqGIEYc-Flw?关于边界见证大小的演示:https://www.youtube.com/watch?v=qQpvkxKso2E?状态大小管理理论:https://hackmd.io/@vbuterin/state_size_management?复活冲突最小化状态边界:https://ethresear.ch/t/resurrection-conflict-minimized-state-bounding-take-2/8739?无状态和状态到期的一些路径:https://hackmd.io/@vbuterin/state_expiry_paths

人物 | 谷歌曾向以太坊创始人V神发出工作邀请:谷歌此前向以太坊创始人V神发出提供工作机会的信息。V神表示,谷歌确实联系过他,但是并不想给他提供很高的职位。V神称:“显而易见,我正是他们要找的人才,但是他们只给我开出了实习生的薪水。”[2018/8/20]

回顾:状态到期是如何工作的?

这是对此处提议的机制以及本文档中提议的内容的描述。核心思想是每个时期都会有一个状态树,当新时期开始时,会为该时期初始化一个空状态树,任何状态更新都会进入该树。在一段时间内发生的所有写入都进入最新的树。

请注意,这些大约一年的状态到期时间在历史上有时被称为“时期”,但我正在切换到“周期”一词以避免与信标链时期混淆。

以太坊创始人V神发推称区块链的功能应该是“验证”而不是“交易执行”:以太坊创始人V神刚刚发布推特称,他认为区块链应该做的是“验证”,而不是进行“交易执行”。因为“交易执行”比“验证”要慢得多。[2018/3/4]

保持两个关键原则:

只能修改最近的树。所有旧树都不再可修改;旧树中的对象只能通过在新树中创建它们的副本来修改,并且这些副本取代了旧副本。全节点预计只持有最新的两个树,因此只有最新的两个树中的对象才能在没有见证人的情况下被读取。阅读较旧的树则需要提供见证人。“见证”是一个简短的证明,它证明一个值或一组值位于树中的某个位置,可以由只有树根的人进行验证。例如,可以做一个见证,证明账户0x124f...89ab的存储槽123在某个状态下包含值50,任何拥有该状态树根的人都可以验证该证明。

状态到期建立了一种混合状态机制:共识节点需要存储最近访问或修改的状态,但可以使用基于见证的无状态客户端方法来验证较旧的状态。也就是说,可以维护一个“归档节点”,它甚至可以存储历史状态树,或者是一个完全无状态的节点,它使用见证人来验证甚至最近的状态。然而,gas成本结构和默认网络格式是围绕节点存储最新的两个状态树的假设构建的。

路线图

这种转换路线图分阶段实施。这些阶段包括:

周期1硬分叉:我们从周期1开始实施一个硬分叉。在此分叉之后,将有两个状态树:十六进制Patricia树和一个新的Verkle树原始EIP:https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_tree_eip

地址周期扩展:地址从20字节扩展到32字节,新的地址格式包括“地址周期”的概念。这允许新合约在不需要提供见证人的情况下填充新的存储槽。这可以在最终状态到期转换之前、周期1硬分叉之前或之后的任何时候完成。VB的提议:https://ethereum-magicians.org/t/increasing-address-size-from-20-to-32-bytes/5485

Ipsilon团队提案:https://notes.ethereum.org/@ipsilon/address-space-extension-exploration

周期2硬分叉:我们实施了开始周期2的硬分叉,并安排了未来阶段的开始。周期0十六进制Patricia树被替换为Verkle树,并且客户端只存储根,因此周期0树中的状态现在需要见证人来证明。在此之后,状态到期计划已全面实施。原始EIP:https://notes.ethereum.org/@vbuterin/state_expiry_eip

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