Vitalik a mentionné conjointement un sujet lors de la récente semaine coréenne de la blockchain, du discours de Singapour et même de l'Ethereum Executive Core Developer Conference (ACDE) : l'état, et ce qui suit y est lié. Divers concepts de solutions, tels que l'absence d'état, l'expiration de l'état (State Expiry ), l'expiration des données historiques (EIP-4444), l'arborescence Verkle et même l'expansion/compression de l'espace d'adressage (Address Space Expand\Compression). Bien sûr, il ne s’agit pas en fait d’un nouveau plan d’ajustement de la feuille de route : dans la dernière feuille de route d’Ethereum publiée par Vitalik en novembre de l’année dernière, celles-ci appartiennent principalement aux routes clés The Verge et The Purge.
Cet article combine ces deux voies clés et quelques nouveaux défis de réflexion pour passer en revue la voie de solution étatique de Vitalik.
État
L'état dans Ethereum fait référence à un grand livre complet qui comprend tous les comptes externes (EOA), leurs soldes, les déploiements de contrats intelligents et le stockage associé. Cet état n’est pas statique ; il continue de s’étendre à mesure que de nouveaux utilisateurs sont ajoutés et que de nouveaux contrats intelligents sont déployés.
Actuellement, les nœuds complets doivent stocker cet ensemble de données en constante augmentation pour valider correctement les blocs et garantir des transitions d'état correctes, ce qui rend le processus de validation de nature avec état. Ces besoins croissants en matière de stockage, augmentant ainsi les exigences matérielles pour l'exécution de nœuds complets, conduiront à des validateurs de plus en plus centralisés.
Selon les données etherscan.io/, l'exécution actuelle d'un nœud complet de synchronisation rapide nécessite au moins 1 200 Go (en prenant le client Geth comme exemple). C'est après que l'élagage de l'état a été effectué, les données d'état antérieures sont supprimées et seules les plus l'état récent est conservé. S'il s'agit d'un nœud d'archive, c'est-à-dire que le nœud complet conservera tous les états historiques, y compris l'état de chaque bloc, alors la capacité requise sera d'environ 15 400 Go et elle continuera de croître à l'avenir, ce que le la communauté appelle souvent « l’explosion de l’État ».
C'est ce que Vitalik a souligné lors de la Korea Blockchain Week : la centralisation des nœuds est l'un des plus gros problèmes auxquels est confronté le réseau Ethereum et devrait être résolu en rendant les nœuds moins chers et plus faciles à gérer.
Afin de relever cette série de défis, la communauté Ethereum a travaillé dur pour trouver des moyens d'améliorer et d'optimiser les différents concepts de solutions que nous avons illustrés au début.
Statut Solution
Apatridie
Le concept de base du système sans état est d'externaliser les données d'état, éliminant ainsi la nécessité pour chaque nœud de stocker l'état complet. Dans ce mode, les nœuds doivent uniquement conserver les en-têtes de bloc et les informations de transaction associées, ainsi que vérifier et reconstruire l'état via des preuves d'état (State Proofs).
Le rôle principal et l'importance de l'apatridie sont de réduire la charge de stockage des nœuds, d'améliorer l'évolutivité du réseau et de permettre à davantage de nœuds de participer facilement à la vérification, tout en conservant la nature décentralisée d'Ethereum.
Arbre Verkle
Actuellement, Ethereum s'appuie sur les arbres Merkle-Patricia pour hacher et compresser ses données d'état. Cependant, la taille des preuves Merkle dans de telles structures arborescentes peut devenir trop grande, les rendant moins adaptées aux témoins requis par les modèles apatrides.
Pour résoudre ce problème, Ethereum prévoit de passer aux arbres Verkle, une structure de données plus efficace. Les arbres de Merkle-Patricia et de Verkle partagent tous deux une capacité importante : générer des témoins - des preuves cryptographiques qui permettent à quiconque de confirmer facilement l'existence et la disponibilité publique d'informations spécifiques dans la racine de l'état.
L'avantage des arbres Verkle est qu'ils sont plus efficaces pour générer des tailles d'épreuve plus petites.
Expiration de l'historique, EIP-4444
EIP-4444 vise à mettre en œuvre l'expiration des données historiques, une mise à niveau qui oblige les nœuds à cesser d'héberger des blocs historiques de plus d'un an sur le réseau peer-to-peer. La suppression des données historiques réduit considérablement les besoins en espace disque des opérateurs de nœuds. Dans le même temps, cela simplifie également le logiciel client en éliminant le besoin d’adapter le code aux différentes versions des blocs historiques. De plus, la combinaison de l'EIP-4444 et du PDS (Proto-danksharding) garantit un élagage régulier des données : l'EIP-4444 élague une fois par an, tandis que le PDS élague les blocs de données une fois par mois. Bien que cela contribue à réduire les besoins de stockage des données des nœuds, cela soulève également des inquiétudes quant à la préservation et à la récupération des données historiques.
État d'expiration
L'apatridie élimine la nécessité pour les validateurs de maintenir un état complet lors de la validation des blocs. Mais l'État ne va pas disparaître ; sa croissance continue reste un défi à long terme pour le Web.
Afin de résoudre ce problème fondamental, la communauté a proposé la solution State Expiry.
L’expiration de l’état supprimera automatiquement les parties de l’état qui restent inchangées pendant, disons, un an, en les déplaçant dans une arborescence distincte et en les supprimant du protocole Ethereum principal.
Il convient de mentionner que l’expiration de l’état ne devient possible qu’après la migration vers les arbres Verkle. En outre, Vitalik a déclaré lors de la semaine coréenne de la blockchain KBW 2023 : s'il y a apatridie et PBS, l'expiration de l'État peut être une faible priorité.
Parce que si la séparation Proposer-Builder (PBS) est mise en œuvre d'ici là, dans l'état sans état, même si le constructeur de blocs doit encore accéder à l'état pour créer le bloc, le constructeur de blocs à ce moment-là est déjà attendu. gérer la croissance de l'État, parce que ce domaine permet un certain degré de centralisation, la performance des nœuds des constructeurs peut naturellement répondre aux besoins.
Bien que le PBS au niveau du protocole n'ait pas encore été inclus dans le réseau principal Ethereum, nous pouvons approximativement comprendre la tendance future du réseau principal en comprenant la répartition actuelle du marché Mev-Boost PBS.Les statistiques de données de mevboost.pics sont les suivantes :
De plus, la mise en œuvre de State Expiry implique des modifications du format d'adresse Ethereum. Il existe actuellement deux solutions : l'extension de l'espace d'adressage ou la compression de l'espace d'adressage. Le premier augmente la longueur de l'adresse à 32 octets (le format d'adresse actuel est de 20 octets), mais il nécessite une logique complexe pour la compatibilité ascendante et le contrat existant doit également être mis à jour ; bien que le second conserve le format de 20 octets, il modifie l'ancien. 6 octets sont utilisés pour identifier le préfixe et le cycle d'adresse. Bien que cela réduise considérablement le problème de compatibilité, cela entraîne également un autre problème. La longueur de l'adresse n'est que de 14 octets et elle n'a plus la capacité de résister aux collisions, introduisant ainsi certaines adresses. Les problèmes de sécurité potentiels créés constituent également un défi majeur auquel la communauté est actuellement confrontée.
Résumer
Maintenant, nous pouvons éliminer grossièrement les priorités avant et arrière (2 \ 3 \ 4 peuvent être égaux) en fonction des problèmes de mise en œuvre et des priorités des solutions techniques ci-dessus :
Arbre Verkle
PBS
Apatride
Données historiques expirées (EIP-4444)
Modifications du format d'adresse Ethereum (compression/expansion)
Expiration du statut
En résumé, le seuil de fonctionnement du nœud peut être abaissé, la décentralisation du nœud et les problèmes potentiels d'explosion d'état peuvent être maintenus, et la croissance de l'état peut être réduite pour optimiser la charge de communication du réseau.
Bien entendu, il reste encore un long chemin à parcourir.
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Qu'est-ce que l'« apatride » que Vitalik a souvent évoqué dans ses récents discours ?
Compilation originale : GaryMa Wu Shuo Blockchain
Vitalik a mentionné conjointement un sujet lors de la récente semaine coréenne de la blockchain, du discours de Singapour et même de l'Ethereum Executive Core Developer Conference (ACDE) : l'état, et ce qui suit y est lié. Divers concepts de solutions, tels que l'absence d'état, l'expiration de l'état (State Expiry ), l'expiration des données historiques (EIP-4444), l'arborescence Verkle et même l'expansion/compression de l'espace d'adressage (Address Space Expand\Compression). Bien sûr, il ne s’agit pas en fait d’un nouveau plan d’ajustement de la feuille de route : dans la dernière feuille de route d’Ethereum publiée par Vitalik en novembre de l’année dernière, celles-ci appartiennent principalement aux routes clés The Verge et The Purge.
Cet article combine ces deux voies clés et quelques nouveaux défis de réflexion pour passer en revue la voie de solution étatique de Vitalik.
État
L'état dans Ethereum fait référence à un grand livre complet qui comprend tous les comptes externes (EOA), leurs soldes, les déploiements de contrats intelligents et le stockage associé. Cet état n’est pas statique ; il continue de s’étendre à mesure que de nouveaux utilisateurs sont ajoutés et que de nouveaux contrats intelligents sont déployés.
Actuellement, les nœuds complets doivent stocker cet ensemble de données en constante augmentation pour valider correctement les blocs et garantir des transitions d'état correctes, ce qui rend le processus de validation de nature avec état. Ces besoins croissants en matière de stockage, augmentant ainsi les exigences matérielles pour l'exécution de nœuds complets, conduiront à des validateurs de plus en plus centralisés.
Selon les données etherscan.io/, l'exécution actuelle d'un nœud complet de synchronisation rapide nécessite au moins 1 200 Go (en prenant le client Geth comme exemple). C'est après que l'élagage de l'état a été effectué, les données d'état antérieures sont supprimées et seules les plus l'état récent est conservé. S'il s'agit d'un nœud d'archive, c'est-à-dire que le nœud complet conservera tous les états historiques, y compris l'état de chaque bloc, alors la capacité requise sera d'environ 15 400 Go et elle continuera de croître à l'avenir, ce que le la communauté appelle souvent « l’explosion de l’État ».
C'est ce que Vitalik a souligné lors de la Korea Blockchain Week : la centralisation des nœuds est l'un des plus gros problèmes auxquels est confronté le réseau Ethereum et devrait être résolu en rendant les nœuds moins chers et plus faciles à gérer.
Afin de relever cette série de défis, la communauté Ethereum a travaillé dur pour trouver des moyens d'améliorer et d'optimiser les différents concepts de solutions que nous avons illustrés au début.
Statut Solution
Apatridie
Le concept de base du système sans état est d'externaliser les données d'état, éliminant ainsi la nécessité pour chaque nœud de stocker l'état complet. Dans ce mode, les nœuds doivent uniquement conserver les en-têtes de bloc et les informations de transaction associées, ainsi que vérifier et reconstruire l'état via des preuves d'état (State Proofs).
Le rôle principal et l'importance de l'apatridie sont de réduire la charge de stockage des nœuds, d'améliorer l'évolutivité du réseau et de permettre à davantage de nœuds de participer facilement à la vérification, tout en conservant la nature décentralisée d'Ethereum.
Arbre Verkle
Actuellement, Ethereum s'appuie sur les arbres Merkle-Patricia pour hacher et compresser ses données d'état. Cependant, la taille des preuves Merkle dans de telles structures arborescentes peut devenir trop grande, les rendant moins adaptées aux témoins requis par les modèles apatrides.
Pour résoudre ce problème, Ethereum prévoit de passer aux arbres Verkle, une structure de données plus efficace. Les arbres de Merkle-Patricia et de Verkle partagent tous deux une capacité importante : générer des témoins - des preuves cryptographiques qui permettent à quiconque de confirmer facilement l'existence et la disponibilité publique d'informations spécifiques dans la racine de l'état.
L'avantage des arbres Verkle est qu'ils sont plus efficaces pour générer des tailles d'épreuve plus petites.
Expiration de l'historique, EIP-4444
EIP-4444 vise à mettre en œuvre l'expiration des données historiques, une mise à niveau qui oblige les nœuds à cesser d'héberger des blocs historiques de plus d'un an sur le réseau peer-to-peer. La suppression des données historiques réduit considérablement les besoins en espace disque des opérateurs de nœuds. Dans le même temps, cela simplifie également le logiciel client en éliminant le besoin d’adapter le code aux différentes versions des blocs historiques. De plus, la combinaison de l'EIP-4444 et du PDS (Proto-danksharding) garantit un élagage régulier des données : l'EIP-4444 élague une fois par an, tandis que le PDS élague les blocs de données une fois par mois. Bien que cela contribue à réduire les besoins de stockage des données des nœuds, cela soulève également des inquiétudes quant à la préservation et à la récupération des données historiques.
État d'expiration
L'apatridie élimine la nécessité pour les validateurs de maintenir un état complet lors de la validation des blocs. Mais l'État ne va pas disparaître ; sa croissance continue reste un défi à long terme pour le Web.
Afin de résoudre ce problème fondamental, la communauté a proposé la solution State Expiry.
L’expiration de l’état supprimera automatiquement les parties de l’état qui restent inchangées pendant, disons, un an, en les déplaçant dans une arborescence distincte et en les supprimant du protocole Ethereum principal.
Il convient de mentionner que l’expiration de l’état ne devient possible qu’après la migration vers les arbres Verkle. En outre, Vitalik a déclaré lors de la semaine coréenne de la blockchain KBW 2023 : s'il y a apatridie et PBS, l'expiration de l'État peut être une faible priorité.
Parce que si la séparation Proposer-Builder (PBS) est mise en œuvre d'ici là, dans l'état sans état, même si le constructeur de blocs doit encore accéder à l'état pour créer le bloc, le constructeur de blocs à ce moment-là est déjà attendu. gérer la croissance de l'État, parce que ce domaine permet un certain degré de centralisation, la performance des nœuds des constructeurs peut naturellement répondre aux besoins.
Bien que le PBS au niveau du protocole n'ait pas encore été inclus dans le réseau principal Ethereum, nous pouvons approximativement comprendre la tendance future du réseau principal en comprenant la répartition actuelle du marché Mev-Boost PBS.Les statistiques de données de mevboost.pics sont les suivantes :
De plus, la mise en œuvre de State Expiry implique des modifications du format d'adresse Ethereum. Il existe actuellement deux solutions : l'extension de l'espace d'adressage ou la compression de l'espace d'adressage. Le premier augmente la longueur de l'adresse à 32 octets (le format d'adresse actuel est de 20 octets), mais il nécessite une logique complexe pour la compatibilité ascendante et le contrat existant doit également être mis à jour ; bien que le second conserve le format de 20 octets, il modifie l'ancien. 6 octets sont utilisés pour identifier le préfixe et le cycle d'adresse. Bien que cela réduise considérablement le problème de compatibilité, cela entraîne également un autre problème. La longueur de l'adresse n'est que de 14 octets et elle n'a plus la capacité de résister aux collisions, introduisant ainsi certaines adresses. Les problèmes de sécurité potentiels créés constituent également un défi majeur auquel la communauté est actuellement confrontée.
Résumer
Maintenant, nous pouvons éliminer grossièrement les priorités avant et arrière (2 \ 3 \ 4 peuvent être égaux) en fonction des problèmes de mise en œuvre et des priorités des solutions techniques ci-dessus :
Arbre Verkle
PBS
Apatride
Données historiques expirées (EIP-4444)
Modifications du format d'adresse Ethereum (compression/expansion)
Expiration du statut
En résumé, le seuil de fonctionnement du nœud peut être abaissé, la décentralisation du nœud et les problèmes potentiels d'explosion d'état peuvent être maintenus, et la croissance de l'état peut être réduite pour optimiser la charge de communication du réseau.
Bien entendu, il reste encore un long chemin à parcourir.
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