THE:觀點 | 保持以太坊可擴展性和可持續性的兩種方案：“弱無狀態性” 和 “狀態保質期”_TPS

原標題：《觀點|一種狀態保質期和無狀態性的路線圖》

以太坊的狀態的規模正迅速增長。當前僅存儲狀態大概是35GB，如果加上默克爾證明就是100GB了；而且現在預計每年都要增長這個數字的一半。此外，狀態存儲也是以太坊經濟模型的一個短板：在這個機制中，用戶只需付費一次就可以給共識節點施加永久的負擔。為了保持以太坊的可擴展性和可持續性，我們需要一些解決方案。

有兩種路徑，而且都已經存在很長時間了：“弱無狀態性”和“狀態保質期”：

狀態保質期：從狀態中移除近期無人訪問的狀態對象，并要求在復活狀態對象時提供見證數據。可以將每個節點都需要存儲的狀態數據減少到扁平的約20～50GB。弱無狀態性：僅要求區塊提議者存儲狀態，其他節點都可無狀態驗證區塊。在實踐中，需要把狀態共識形式切換到“VerkleTree”，以縮減見證數據的規模。本文提出了一種多階段的方案，來同時實現這兩種方案。因為，可以證明，這會比按順序實現這兩個容易很多。如果不實現Verkle樹，狀態保質期方案下就需要非常大的見證數據來證明一個舊狀態；如果不實現狀態保質期，切換到Verkle樹就需要一個一步到位的切換流程，這幾乎跟只實現狀態保質期一樣復雜。如果合二為一，同時進行，它們就解決了彼此面臨的挑戰：狀態保質期方案包含了每年創建一棵新狀態樹的機制，因此Verkle樹可以分階段逐步建構，而無需一個一步到位的切換流程，而Verkle樹也解決了見證數據規模的問題。

觀點：Lummis-Gillibrand法案是參議院有史以來最全面、兩黨支持最多的加密監管法案:金色財經報道，加密政策專家Sam Lyman在福布斯撰文稱，參議員 Cynthia Lummis（懷俄明州共和黨）和 Kirsten Gillibrand（紐約州民主黨）最近重新提出的《負責任的金融創新法案》是美國參議院有史以來最全面的加密貨幣法案，它也是兩黨支持最多的法案。該法案又被稱為Lummis-Gillibrand法案。

此外，雖然眾議院也在根據McHenry-Thompson法案制定自己的加密框架，但和Lummis-Gillibrand法案之間最大的區別不是政策，而是兩黨的支持。如果McHenry法案想要最終在眾議院和參議院獲得通過，就需要獲得更多民主黨人的支持。相比之下，兩黨合作被納入了Lummis-Gillibrand法案，這可能會顯著改善其長期前景。Cynthia Lummis表示，很明顯，我們需要加密資產行業的監管規則，而保護消費者和鼓勵創新的兩黨解決方案最有可能成為法律。[2023/7/22 15:51:19]

鏈接：“狀態保質期”和“無狀態性”概念的歷史

觀點：比特幣正從針對個人的投機性投資轉向針對通脹的機構性對沖:今年8月，在日本bitFlyer交易平臺上通過比特幣支付獲得T-point積分(的月用戶數量達到了歷史新高。bitFlyer沒有具體說明這項服務的用戶數量，而比特幣在8月份首次以130萬日元（12,400美元）的價格交易.bitFlyer的市場分析師金光碧表示這反映了一個更大的趨勢，在新冠肺炎疫情和全球貨幣寬松政策的背景下，比特幣正從針對個人的投機性投資轉向針對通脹的機構性對沖。他還預計機構投資者將進入日本比特幣市場。（Coindesk）[2020/9/18]

無狀態客戶端的概念，于2017年始發于ethresear.ch論壇：https://ethresear.ch/t/the-stateless-client-concept/172狀態租金，始發于2015年：https://github.com/ethereum/EIPs/issues/35ReGenesis：https://medium.com/@mandrigin/regenesis-explained-97540f457807Verkle樹：https://notes.ethereum.org/_N1mutVERDKtqGIEYc-Flw約束見證數據的大小：https://www.youtube.com/watch?v=qQpvkxKso2E一種狀態規模管理理論：https://hackmd.io/@vbuterin/state_size_management最小化復活沖突的狀態約束方案：https://ethresear.ch/t/resurrection-conflict-minimized-state-bounding-take-2/8739實現無狀態性和狀態保質期的路徑：https://hackmd.io/@vbuterin/state_expiry_paths

觀點：Tether的成功顯示出將傳統資產數字化到DLT網絡上的強大:資深交易員Peter Brandt發推稱，Tether是一種可疑的法定貨幣，它將遭遇所有法定貨幣的命運，甚至更糟。USDT的結局不會多美好。對此，加密貨幣分析師Willy Woo回應道：“Tether是一個資產數字化/傳輸層。我們質疑它的集中化，但它的成功告訴我們，將傳統資產數字化到DLT網絡上的想法是多么強大。以一種無信任的方式解決這個問題，將解鎖互聯網原生金融。所有資產都將數字化。”[2020/9/14]

回顧：狀態保質期如何工作？

這里所描述的是此提案的機制。

核心想法是，每個周期都會有一棵狀態樹，每當一個周期開始時，就初始化一棵空狀態樹，所有的狀態更新都寫到這顆狀態樹上。在一個周期內，所有的寫入都會發生在最新的狀態樹上。

觀點：比特幣與標普500指數相關性處于歷史最高水平:數字資產管理公司Capriole Investments負責人Charles Edwards表示，“自6月10日以來，比特幣與標普500走勢重新關聯，相關性處于歷史最高水平。高度的恐懼和不確定性（例如VIX）=高度的相關性。”有觀點認為，越來越多的機構進入市場，為其投資組合交易系統添入加密貨幣，從而引發了數字貨幣與傳統市場之間日益緊密的聯系。（Bitcoinist）[2020/6/22]

-注意：我之前曾把這個約長一年的狀態保質期周期稱為“epoch”，現在都稱為“period”，以免與信標鏈的術語相混淆-

觀點：區塊鏈對政府管理變革最核心的價值在于保障數據安全:據國脈電子政務網最新刊文，政府實施行政管理的核心抓手在于數據，目前政務數據運用的問題主要集中在數據質量、數據共享與數據安全三方面。區塊鏈作為一種分布式數據庫技術，對政府管理方式變革的最核心的應用價值在于保障數據安全，而其他政務數據問題更多地需要依靠技術之外的因素解決。去中心化與中心化各有其價值，公共治理創新離不開政府的協調與保障。[2020/4/26]

兩個關鍵原則是：

只能修改最新的那棵樹。所有更老的樹都不能再修改；更老的樹上的對象只能在更新的樹上創建副本，而且這些副本會取代更老的副本。可以預期全節點只會保存最近的兩棵樹，所以只有最近的兩棵樹上的對象才能不需要witness就能讀取。讀取更老的對象就需要提供見證數據了。“見證數據”就是一個簡短的證據，證明某個值存在于某棵樹的某個位置上，而且驗證的一方只需具有樹根即可。舉個例子，可以制作一個witness來證明賬戶?0x124f...89ab?的存儲空檔?123?處在某時的狀態下，包含的值為?50；任何人都只需要這棵狀態樹的根值就可以驗證這個證據。

狀態保質期產生了一種混合的狀態機制：共識節點需要保存最近被人訪問和修改過的狀態，但可以使用基于見證消息的無狀態客戶端方法來驗證更老的狀態。也就是說，也可以維護一個“歸檔節點”，存儲所有歷史狀態樹，或者?一個完全無狀態的節點，使用見證數據來驗證哪怕是最新的狀態。不過，gas消耗量的結構和默認的網絡格式，都要圍繞“節點會存儲最近的兩棵狀態樹”來開發。

路線圖

遷移將按階段來實現：

周期1硬分叉：需要一個硬分叉來開啟第一個周期。分叉之后，就會出現兩棵狀態樹：十六叉的帕特里夏樹以及一棵新的Verkle樹EIP草案：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_tree_eip地址擴張周期：地址從20字節擴充到32字節，而新地址的格式包含一個“地址周期”的概念”）。這樣新合約就可以無需提供見證數據而直接寫入新的存儲空檔。這一步什么時候做都可以，只需要在最終狀態保質期轉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團隊的方案：https://notes.ethereum.org/@ipsilon/address-space-extension-exploration周期2硬分叉：需要一個硬分叉來開啟周期2，并安排未來周期的時點。周期0的十六叉的帕特里夏樹將被一棵Verkle樹替換，客戶端僅存儲其狀態根。從這時開始，周期0的狀態將需要見證數據來訪問。并且，狀態保質期方案也算是完整實現了。EIP草案：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/state_expiry_eip

原文鏈接:

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

作者:Vitalik

翻譯:?阿劍

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