Fuel 开办人 Nick Didson 指出区块链扩容的技能大部门已经找到办理方案,不外并没有一个适当的方法处理惩罚状态 (state) 膨胀问题,什么是状态膨胀?今朝又该如何淘汰此问题?将是每个去中心化网络早晚都需要思考清楚的问题。
状态膨胀是扩容最终 Boss
Web3 财富在效率上已经尽力多年,好像也逐渐看到终点,可是区块链扩容之路上的最终 Boss — 状态膨胀,今朝好像还没有办理方案。或者此问题将会酿成扩容最后也是最大的瓶颈。
区块链扩容要害技能
状态增长今朝没有办理方案
区块链扩容的议题上,主要有三个技能问题需要办理,别离是执行效率、资料可用性 (DA) 与状态巨细节制,至今前两者已经有明晰的办理方案:
- 执行:确保去中心化网络中生意业务的正确同步、验证和区块成立。今朝此瓶颈已得到办理,譬喻市场上已经呈现更有效率的虚拟呆板 (FuelVM、Stylus、SVM、MoveVM),或是并行生意业务执行方法,以及更好的预编译。
- 资料可用性与储存:确保状态转换时与区块链网络同步,并支援 Rollups 的诈欺证明或有效性证明的验证。同样,此问题已经有很多办理方案,譬喻坎昆进级 EIP-4844 的引入、分片设计以及外部资料可用性层包括 Celestia、EigenDA 和 Avail 所提供的处事。
- 状态:状态是指「去中心化网络的最新帐本资讯」,包括网络中所有的帐户资料与代币漫衍。为了让节点可快速存取,状态资料凡是需要在磁碟长举办大量存取,是生意业务中除签名和杂凑之外最慢的处理惩罚进程。而跟着网络的利用年限增加,状态巨细一连膨胀。
个中,状态是跟着时间的推移而增长的对象,常常被视为「将来的问题」而被忽视。状态增长问题今朝各界险些没有好的办理方案,而若无法减缓此问题,会让区块链生意业务时间变慢和储存本钱升高,会逐渐让节点运行遭受庞大承担,最终将阻碍区块链技能受到更遍及的回收。
Rollups 并不能办理状态增长问题
Rollups 现有的办理方案仅有办理执行层问题,而一些模组化办理方案譬喻 Celestia,更进一步办理资料可用性问题。但假如这些新办理方案不能办理状态膨胀的焦点问题,那么区块链财富就会回到零和游戏。
若状态增长无法受到办理,至今为止的扩容技能迭代都将是一场空。岂论什么网络最终城市受到状态膨胀的限制,无论其执行或数据情况如何设计。
Nick 认为办理状态生长问题将成为 Rollup 生态的下一个催化剂,,这与过往 Rollup 针对执行层面技能的革命同样重要。
效率越高,状态越大
状态的巨细增长凡是会跟执行的速度成正相关,当区块链的效能愈高,所发生的状态巨细凡是也会愈大,导致包括 BNB Chain、Sei 到 Base 等各类宣称拥有高执行效能的去中心化网络,都面对状态巨细快速膨胀的问题。
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为什么比特币的状态增长较慢?除了网络效率较低之外,因为其利用 UTXO 帐本模子,没有余额的帐户就不需要记载在状态中,借此最小化状态增长问题,这使得 UTXO 模子相对更易于打点,但价钱是牺牲了可编程性。
相对来说,以太坊的状态模子是一个由帐户余额、智能合约代码和无数合约状态构成的富厚生态系统,因为网络帐户、代币、合约数量上的增长,借此衍生的帐户各代币的余额、核准记载等等,其网络的状态相较于比特币一连快速增加。
以帐本模子为基本的区块链,跟着每一次智能合约的执行和生意业务,状态城市膨胀,这会导致网络臃肿,储存需求增加,处理惩罚时间变慢,进而抑制创新和用户回收。
因此今朝大大都的区块链,都将面对着状态增长的问题。
状态膨胀大概的办理方案
固然上述暗示没有明晰的解法,但开拓者们也已经对此接头,提出了几种将来大概打点状态膨胀的计策,不外今朝很多技能仍在理论或是接头阶段,或是有其他面向的缺点:
放任状态成长
一派人认为可以接管状态生长,以调换更大的频宽利用。但 Nick 认为这不是一个好的选择,因为这样会提高全节点的硬体需求,进而低就逮络的去中心化
状态空间用度
像网络用户收取储存状态资料的用度,衡量旧资料储存与大量空间滥用的问题。可是此手段需要思考如何去除旧资料而不影响到其他资料的储存,因为状态是利用资料树记载的,中间资料遗失会粉碎一些分支路径。
无状态设计
思考一种全节点不需要储存状态的设计,而是依赖生意业务和区块中包括的状态证明。本质上是将状态从 Layer1 转移到 Rollups。固然这是以太坊的成长偏向 (verkle tree),但关于其效率和可维护性尚有许多未办理的问题。
Un-Merkalizing the state
一种以差异方法打点状态资料的技能。将利用完整节点来验证所有内容或利用轻客户端对生意业务举办采样,并完全扬弃状态树。
应用层级的状态压缩
利用呼唤资料技能来压缩状态资料,可以说是用频宽调换状态巨细,譬喻 Solana 上的压缩 NFT (cNFT),就是将 NFT 的所有权证明储存在 Merkle Tree 之中,若需要读取则需要依赖节点频宽向外挪用资料。
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不外更高的频宽需求会导致网络受限,大概会影响基本设施的稳健性和效率。
状态膨胀不再是将来的问题
今朝以太坊的状态巨细约为 267 GB,而且每个月以 2GB 阁下的速度在生长,若将来网络用户数与合约增加,此增长速度将会更快,状态的生长对付需要追求共鸣的区块链网络节点来说,会逐渐酿成一项承担。
今朝现有的办理方案,大多仍在理论阶段或是缺陷明明,市场上个专案仍未有明晰的共鸣,不外可以确定的是,状膨胀的问题越来越受到重视,可以预期将来将呈现更近一步的办理方案。该文下半部门也先容了 Fuel Network 所提出的创新办理方案,笔者将另撰文说明。
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