Vitalik đã cùng đề cập đến một chủ đề tại Tuần lễ Blockchain Hàn Quốc gần đây, bài phát biểu tại Singapore và thậm chí là Hội nghị nhà phát triển lõi điều hành Ethereum (ACDE): trạng thái và những gì tiếp theo có liên quan đến nó. ), hết hạn dữ liệu lịch sử (EIP-4444), cây Verkle và thậm chí cả việc mở rộng\nén không gian địa chỉ (Mở rộng không gian địa chỉ\Nén). Tất nhiên, đây thực chất không phải là kế hoạch điều chỉnh lộ trình mới, trong lộ trình mới nhất của Ethereum được Vitalik đưa ra vào tháng 11 năm ngoái, những điều này chủ yếu thuộc về các tuyến đường chính của The Verge và The Purge.
Bài viết này kết hợp hai lộ trình chính này và một số thách thức tư duy mới để xem xét lộ trình giải pháp trạng thái của Vitalik.
Tình trạng
Trạng thái trong Ethereum đề cập đến một sổ cái toàn diện bao gồm tất cả các tài khoản thuộc sở hữu bên ngoài (EOA), số dư của chúng, triển khai hợp đồng thông minh và lưu trữ liên quan. Trạng thái này không cố định; nó tiếp tục mở rộng khi người dùng mới được thêm vào và các hợp đồng thông minh mới được triển khai.
Hiện tại, các nút đầy đủ phải lưu trữ tập dữ liệu ngày càng phát triển này để xác thực các khối một cách chính xác và đảm bảo chuyển đổi trạng thái chính xác, làm cho quá trình xác thực có trạng thái tự nhiên. Yêu cầu lưu trữ ngày càng tăng này, do đó làm tăng yêu cầu phần cứng để chạy các nút đầy đủ, sẽ dẫn đến các trình xác nhận ngày càng tập trung hơn.
Theo dữ liệu etherscan.io/, nút đầy đủ đồng bộ hóa nhanh hiện đang chạy yêu cầu ít nhất 1200 Gb (lấy ứng dụng khách Geth làm ví dụ). Đây là sau khi thực hiện cắt bớt trạng thái, dữ liệu trạng thái trước đó sẽ bị xóa và chỉ dữ liệu trạng thái nhiều nhất mới được xóa. trạng thái gần đây được giữ lại. Nếu là nút lưu trữ, tức là nút đầy đủ sẽ giữ lại tất cả các trạng thái lịch sử, bao gồm cả trạng thái của từng khối, thì dung lượng cần thiết sẽ vào khoảng 15.400 Gb và nó sẽ tiếp tục tăng trong tương lai, đó là điều cộng đồng thường gọi là “sự bùng nổ nhà nước”.
Đây là điều Vitalik nhấn mạnh tại Tuần lễ Blockchain Hàn Quốc: việc tập trung hóa các nút là một trong những vấn đề lớn nhất mà mạng Ethereum phải đối mặt và cần được giải quyết bằng cách làm cho các nút rẻ hơn và dễ chạy hơn.
Để đối phó với hàng loạt thách thức này, cộng đồng Ethereum đã làm việc chăm chỉ để tìm cách cải thiện và tối ưu hóa, tức là các khái niệm giải pháp khác nhau mà chúng tôi đã minh họa ngay từ đầu.
Giải pháp trạng thái
###Không quốc tịch
Khái niệm cốt lõi của trạng thái không trạng thái là đưa dữ liệu trạng thái ra bên ngoài, loại bỏ nhu cầu mỗi nút lưu trữ trạng thái hoàn chỉnh. Trong chế độ này, các nút chỉ cần duy trì các tiêu đề khối và thông tin giao dịch liên quan, đồng thời xác minh và xây dựng lại trạng thái thông qua các bằng chứng trạng thái (Bằng chứng trạng thái).
Vai trò và tầm quan trọng chính của tình trạng không quốc tịch là giảm gánh nặng lưu trữ của các nút, cải thiện khả năng mở rộng mạng và cho phép nhiều nút hơn dễ dàng tham gia xác minh, trong khi vẫn duy trì tính chất phi tập trung của Ethereum.
Cây Verkle
Hiện tại, Ethereum dựa vào cây Merkle-Patricia để băm và nén dữ liệu trạng thái của nó. Tuy nhiên, kích thước của bằng chứng Merkle trong các cấu trúc cây như vậy có thể trở nên quá lớn, khiến chúng không phù hợp với các nhân chứng mà các mô hình không trạng thái yêu cầu.
Để giải quyết vấn đề này, Ethereum có kế hoạch chuyển sang cây Verkle, một cấu trúc dữ liệu hiệu quả hơn. Cây Merkle-Patricia và cây Verkle đều có chung một khả năng quan trọng, đó là tạo ra nhân chứng - bằng chứng mật mã cho phép mọi người dễ dàng xác nhận sự tồn tại và tính sẵn có công khai của thông tin cụ thể trong thư mục gốc trạng thái.
Ưu điểm của cây Verkle là chúng hiệu quả hơn trong việc tạo ra các kích thước chứng minh nhỏ hơn.
Lịch sử hết hạn, EIP-4444
EIP-4444 nhằm mục đích thực hiện hết hạn dữ liệu lịch sử, một bản nâng cấp yêu cầu các nút ngừng lưu trữ các khối lịch sử cũ hơn một năm trên mạng ngang hàng. Việc xóa dữ liệu lịch sử giúp giảm đáng kể yêu cầu về dung lượng ổ đĩa đối với người vận hành nút. Đồng thời, nó cũng đơn giản hóa phần mềm máy khách bằng cách loại bỏ nhu cầu điều chỉnh mã cho các phiên bản khác nhau của các khối lịch sử. Ngoài ra, sự kết hợp giữa EIP-4444 và PDS (Proto-danksharding) đảm bảo cắt tỉa dữ liệu thường xuyên; EIP-4444 cắt tỉa mỗi năm một lần, trong khi PDS cắt tỉa các khối dữ liệu mỗi tháng một lần. Mặc dù điều này giúp giảm nhu cầu lưu trữ dữ liệu của các nút nhưng nó cũng làm dấy lên mối lo ngại về việc bảo tồn và phục hồi dữ liệu lịch sử.
Trạng thái hết hạn
Tính không trạng thái giúp loại bỏ sự cần thiết của người xác thực để duy trì trạng thái hoàn chỉnh khi xác thực các khối. Nhưng state sẽ không biến mất; sự tăng trưởng liên tục của nó vẫn là một thách thức lâu dài đối với web.
Để giải quyết vấn đề cơ bản này, cộng đồng đã đề xuất giải pháp Hết hạn trạng thái.
Việc hết hạn trạng thái sẽ tự động cắt bớt những phần trạng thái không thay đổi trong khoảng một năm, chuyển chúng sang một cấu trúc cây riêng biệt và loại bỏ chúng khỏi giao thức Ethereum chính.
Điều đáng nói là việc hết hạn trạng thái chỉ trở nên khả thi sau khi di chuyển sang cây Verkle. Ngoài ra, Vitalik cho biết tại Tuần lễ Blockchain Hàn Quốc KBW 2023: Nếu có tình trạng không quốc tịch và PBS, thì việc hết hạn trạng thái có thể được ưu tiên thấp.
Bởi vì nếu lúc đó Sự phân tách người đề xuất-người xây dựng (PBS) được triển khai, ở trạng thái không trạng thái, mặc dù người xây dựng khối vẫn cần truy cập vào trạng thái để tạo khối, nhưng người xây dựng khối tại thời điểm đó đã được mong đợi. xử lý sự phát triển của trạng thái, bởi vì khu vực này cho phép một mức độ tập trung nhất định, hiệu suất nút của các nhà xây dựng có thể đáp ứng nhu cầu một cách tự nhiên.
Mặc dù PBS cấp giao thức vẫn chưa được đưa vào mạng chính Ethereum, nhưng chúng ta có thể hiểu đại khái xu hướng tương lai của mạng chính bằng cách hiểu phân phối thị trường hiện tại của Mev-Boost PBS.
Ngoài ra, việc triển khai State Expiry liên quan đến những thay đổi đối với định dạng địa chỉ Ethereum. Hiện tại có hai giải pháp: mở rộng không gian địa chỉ và nén không gian địa chỉ. Cái trước tăng độ dài địa chỉ lên 32 byte (định dạng địa chỉ hiện tại là 20 byte), nhưng nó yêu cầu logic phức tạp để tương thích ngược và hợp đồng hiện tại cũng phải được cập nhật; mặc dù cái sau vẫn giữ định dạng 20 byte, nhưng nó thay đổi cái trước đó 6 byte được sử dụng để xác định tiền tố và chu kỳ địa chỉ, mặc dù điều này làm giảm đáng kể vấn đề tương thích nhưng nó cũng dẫn đến một vấn đề khác, độ dài địa chỉ chỉ có 14 byte và không còn khả năng chống va chạm, do đó tạo ra một số địa chỉ. Các vấn đề bảo mật tiềm ẩn được tạo ra cũng là một thách thức lớn mà cộng đồng hiện đang phải đối mặt.
Tóm tắt
Bây giờ, chúng ta có thể loại bỏ một cách đại khái các mức độ ưu tiên trước và sau (2 \ 3 \ 4 có thể bằng nhau) dựa trên các vấn đề triển khai và mức độ ưu tiên của các giải pháp kỹ thuật trên:
Cây roi
PBS
Không quốc tịch
Dữ liệu lịch sử đã hết hạn (EIP-4444)
Thay đổi định dạng địa chỉ Ethereum (nén/mở rộng)
Hết hạn trạng thái
Tóm lại, ngưỡng hoạt động của nút có thể được hạ xuống, khả năng phân cấp nút và các vấn đề bùng nổ trạng thái tiềm ẩn có thể được duy trì và có thể giảm mức tăng trưởng trạng thái để tối ưu hóa tải truyền thông mạng.
Tất nhiên, vẫn còn một chặng đường dài để đi.
Liên kết tham khảo:
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
"Không quốc tịch" mà Vitalik thường xuyên nhắc đến trong các bài phát biểu gần đây là gì?
Biên soạn gốc: GaryMa Wu Shuo Blockchain
Vitalik đã cùng đề cập đến một chủ đề tại Tuần lễ Blockchain Hàn Quốc gần đây, bài phát biểu tại Singapore và thậm chí là Hội nghị nhà phát triển lõi điều hành Ethereum (ACDE): trạng thái và những gì tiếp theo có liên quan đến nó. ), hết hạn dữ liệu lịch sử (EIP-4444), cây Verkle và thậm chí cả việc mở rộng\nén không gian địa chỉ (Mở rộng không gian địa chỉ\Nén). Tất nhiên, đây thực chất không phải là kế hoạch điều chỉnh lộ trình mới, trong lộ trình mới nhất của Ethereum được Vitalik đưa ra vào tháng 11 năm ngoái, những điều này chủ yếu thuộc về các tuyến đường chính của The Verge và The Purge.
Bài viết này kết hợp hai lộ trình chính này và một số thách thức tư duy mới để xem xét lộ trình giải pháp trạng thái của Vitalik.
Tình trạng
Trạng thái trong Ethereum đề cập đến một sổ cái toàn diện bao gồm tất cả các tài khoản thuộc sở hữu bên ngoài (EOA), số dư của chúng, triển khai hợp đồng thông minh và lưu trữ liên quan. Trạng thái này không cố định; nó tiếp tục mở rộng khi người dùng mới được thêm vào và các hợp đồng thông minh mới được triển khai.
Hiện tại, các nút đầy đủ phải lưu trữ tập dữ liệu ngày càng phát triển này để xác thực các khối một cách chính xác và đảm bảo chuyển đổi trạng thái chính xác, làm cho quá trình xác thực có trạng thái tự nhiên. Yêu cầu lưu trữ ngày càng tăng này, do đó làm tăng yêu cầu phần cứng để chạy các nút đầy đủ, sẽ dẫn đến các trình xác nhận ngày càng tập trung hơn.
Theo dữ liệu etherscan.io/, nút đầy đủ đồng bộ hóa nhanh hiện đang chạy yêu cầu ít nhất 1200 Gb (lấy ứng dụng khách Geth làm ví dụ). Đây là sau khi thực hiện cắt bớt trạng thái, dữ liệu trạng thái trước đó sẽ bị xóa và chỉ dữ liệu trạng thái nhiều nhất mới được xóa. trạng thái gần đây được giữ lại. Nếu là nút lưu trữ, tức là nút đầy đủ sẽ giữ lại tất cả các trạng thái lịch sử, bao gồm cả trạng thái của từng khối, thì dung lượng cần thiết sẽ vào khoảng 15.400 Gb và nó sẽ tiếp tục tăng trong tương lai, đó là điều cộng đồng thường gọi là “sự bùng nổ nhà nước”.
Đây là điều Vitalik nhấn mạnh tại Tuần lễ Blockchain Hàn Quốc: việc tập trung hóa các nút là một trong những vấn đề lớn nhất mà mạng Ethereum phải đối mặt và cần được giải quyết bằng cách làm cho các nút rẻ hơn và dễ chạy hơn.
Để đối phó với hàng loạt thách thức này, cộng đồng Ethereum đã làm việc chăm chỉ để tìm cách cải thiện và tối ưu hóa, tức là các khái niệm giải pháp khác nhau mà chúng tôi đã minh họa ngay từ đầu.
Giải pháp trạng thái
###Không quốc tịch
Khái niệm cốt lõi của trạng thái không trạng thái là đưa dữ liệu trạng thái ra bên ngoài, loại bỏ nhu cầu mỗi nút lưu trữ trạng thái hoàn chỉnh. Trong chế độ này, các nút chỉ cần duy trì các tiêu đề khối và thông tin giao dịch liên quan, đồng thời xác minh và xây dựng lại trạng thái thông qua các bằng chứng trạng thái (Bằng chứng trạng thái).
Vai trò và tầm quan trọng chính của tình trạng không quốc tịch là giảm gánh nặng lưu trữ của các nút, cải thiện khả năng mở rộng mạng và cho phép nhiều nút hơn dễ dàng tham gia xác minh, trong khi vẫn duy trì tính chất phi tập trung của Ethereum.
Cây Verkle
Hiện tại, Ethereum dựa vào cây Merkle-Patricia để băm và nén dữ liệu trạng thái của nó. Tuy nhiên, kích thước của bằng chứng Merkle trong các cấu trúc cây như vậy có thể trở nên quá lớn, khiến chúng không phù hợp với các nhân chứng mà các mô hình không trạng thái yêu cầu.
Để giải quyết vấn đề này, Ethereum có kế hoạch chuyển sang cây Verkle, một cấu trúc dữ liệu hiệu quả hơn. Cây Merkle-Patricia và cây Verkle đều có chung một khả năng quan trọng, đó là tạo ra nhân chứng - bằng chứng mật mã cho phép mọi người dễ dàng xác nhận sự tồn tại và tính sẵn có công khai của thông tin cụ thể trong thư mục gốc trạng thái.
Ưu điểm của cây Verkle là chúng hiệu quả hơn trong việc tạo ra các kích thước chứng minh nhỏ hơn.
Lịch sử hết hạn, EIP-4444
EIP-4444 nhằm mục đích thực hiện hết hạn dữ liệu lịch sử, một bản nâng cấp yêu cầu các nút ngừng lưu trữ các khối lịch sử cũ hơn một năm trên mạng ngang hàng. Việc xóa dữ liệu lịch sử giúp giảm đáng kể yêu cầu về dung lượng ổ đĩa đối với người vận hành nút. Đồng thời, nó cũng đơn giản hóa phần mềm máy khách bằng cách loại bỏ nhu cầu điều chỉnh mã cho các phiên bản khác nhau của các khối lịch sử. Ngoài ra, sự kết hợp giữa EIP-4444 và PDS (Proto-danksharding) đảm bảo cắt tỉa dữ liệu thường xuyên; EIP-4444 cắt tỉa mỗi năm một lần, trong khi PDS cắt tỉa các khối dữ liệu mỗi tháng một lần. Mặc dù điều này giúp giảm nhu cầu lưu trữ dữ liệu của các nút nhưng nó cũng làm dấy lên mối lo ngại về việc bảo tồn và phục hồi dữ liệu lịch sử.
Trạng thái hết hạn
Tính không trạng thái giúp loại bỏ sự cần thiết của người xác thực để duy trì trạng thái hoàn chỉnh khi xác thực các khối. Nhưng state sẽ không biến mất; sự tăng trưởng liên tục của nó vẫn là một thách thức lâu dài đối với web.
Để giải quyết vấn đề cơ bản này, cộng đồng đã đề xuất giải pháp Hết hạn trạng thái.
Việc hết hạn trạng thái sẽ tự động cắt bớt những phần trạng thái không thay đổi trong khoảng một năm, chuyển chúng sang một cấu trúc cây riêng biệt và loại bỏ chúng khỏi giao thức Ethereum chính.
Điều đáng nói là việc hết hạn trạng thái chỉ trở nên khả thi sau khi di chuyển sang cây Verkle. Ngoài ra, Vitalik cho biết tại Tuần lễ Blockchain Hàn Quốc KBW 2023: Nếu có tình trạng không quốc tịch và PBS, thì việc hết hạn trạng thái có thể được ưu tiên thấp.
Bởi vì nếu lúc đó Sự phân tách người đề xuất-người xây dựng (PBS) được triển khai, ở trạng thái không trạng thái, mặc dù người xây dựng khối vẫn cần truy cập vào trạng thái để tạo khối, nhưng người xây dựng khối tại thời điểm đó đã được mong đợi. xử lý sự phát triển của trạng thái, bởi vì khu vực này cho phép một mức độ tập trung nhất định, hiệu suất nút của các nhà xây dựng có thể đáp ứng nhu cầu một cách tự nhiên.
Mặc dù PBS cấp giao thức vẫn chưa được đưa vào mạng chính Ethereum, nhưng chúng ta có thể hiểu đại khái xu hướng tương lai của mạng chính bằng cách hiểu phân phối thị trường hiện tại của Mev-Boost PBS.
Ngoài ra, việc triển khai State Expiry liên quan đến những thay đổi đối với định dạng địa chỉ Ethereum. Hiện tại có hai giải pháp: mở rộng không gian địa chỉ và nén không gian địa chỉ. Cái trước tăng độ dài địa chỉ lên 32 byte (định dạng địa chỉ hiện tại là 20 byte), nhưng nó yêu cầu logic phức tạp để tương thích ngược và hợp đồng hiện tại cũng phải được cập nhật; mặc dù cái sau vẫn giữ định dạng 20 byte, nhưng nó thay đổi cái trước đó 6 byte được sử dụng để xác định tiền tố và chu kỳ địa chỉ, mặc dù điều này làm giảm đáng kể vấn đề tương thích nhưng nó cũng dẫn đến một vấn đề khác, độ dài địa chỉ chỉ có 14 byte và không còn khả năng chống va chạm, do đó tạo ra một số địa chỉ. Các vấn đề bảo mật tiềm ẩn được tạo ra cũng là một thách thức lớn mà cộng đồng hiện đang phải đối mặt.
Tóm tắt
Bây giờ, chúng ta có thể loại bỏ một cách đại khái các mức độ ưu tiên trước và sau (2 \ 3 \ 4 có thể bằng nhau) dựa trên các vấn đề triển khai và mức độ ưu tiên của các giải pháp kỹ thuật trên:
Cây roi
PBS
Không quốc tịch
Dữ liệu lịch sử đã hết hạn (EIP-4444)
Thay đổi định dạng địa chỉ Ethereum (nén/mở rộng)
Hết hạn trạng thái
Tóm lại, ngưỡng hoạt động của nút có thể được hạ xuống, khả năng phân cấp nút và các vấn đề bùng nổ trạng thái tiềm ẩn có thể được duy trì và có thể giảm mức tăng trưởng trạng thái để tối ưu hóa tải truyền thông mạng.
Tất nhiên, vẫn còn một chặng đường dài để đi.
Liên kết tham khảo: