GAS:弱無狀態性 以及/或者 狀態保質期機制：即將到來_ETR

以太坊基礎層接下來面臨的一大挑戰就是處理日漸增加的狀態數據：當前以太坊區塊鏈的狀態數據約有100GB，而且每年大約會增加50GB。日益膨脹的狀態會讓同步以太坊區塊鏈、擔當區塊鏈的驗證者變得越來越困難，還有使網絡陷入中心化的風險；尤其，狀態數據的增長還有可能變得更快。

現在，人們提出了兩類技術作為短期內的解決方案：

狀態保質期：從狀態中移除那些近期沒有被訪問的狀態對象，并且，在“復活”這些過期的狀態對象時需要提供見證數據。這將使?每個節點?都要存儲的狀態數據限制在20～50GB。

弱無狀態性：僅要求區塊生產者存儲狀態，而所有其他節點都無需存儲狀態即可驗證區塊。

當然，也有更長期的選擇如“完全無狀態性”：可以認為是上述兩種方案的極端形式，但更具有挑戰性，因此可以認為在短期內沒有投入太多時間的必要。

數據：Base鏈上用戶總量超100萬，交易總量近1800萬筆:8月27日消息，Dune數據顯示，CoinbaseL2網絡Base用戶總量已超100萬，達到1,008,429個，當前區塊總數量為317萬個，鏈上交易總量約1799萬筆。[2023/8/27 12:59:54]

當然，狀態保質期方案和弱無狀態性也面臨許多挑戰），不過，不論哪一種方案，近來都有可觀的進步，可以大大緩解我們面臨的困難。

關于狀態保質期方案，關鍵難點在于：

如何組織狀態的結構，使得不用的部分就會過期？我們是在賬戶層實現它，還是在存儲槽層面實現它）

滅活狀態對象時應采取什么樣的流程？尤其是，我們是接連不斷地滅活狀態對象，還是每隔一段時間實施一次滅活行動？“ReGenesis”就是后面這種策略的代稱。

多個主流加密協議發布相同“Soon”短視頻:4月3日消息，多個主流加密協議發布發布相同“Soon”短視頻，包括數字資產管理平臺 Safe（原 Gnosis Safe）、去中心化交易平臺 Balancer、以太坊智能合約自動執行工具 Gelato Network 等。[2023/4/4 13:42:53]

如何處理“復活沖突”問題？復活沖突是一個重要的概念。假設某些賬戶或存儲槽在某些地址/位置創建好之后過期了；然后，該賬戶/存儲槽又在相同的位置被重新寫入；最后，有些人又嘗試復活最初那個已經過期的對象。我們該如何解決這個過期又復活的狀態與那個新創建的狀態之間的沖突？我的文章有專門的一節詳細描述了這個問題。

至于弱無狀態性，關鍵難點在于：

如何使用Gas重定價來限制見證數據的上限？，就仍然需要為訪問每一個合約代碼塊施加成本）

數據：V神地址在過去20日內向巨鯨地址0x9e92轉入了9300枚ETH:金色財經報道，據 Lookonchain 監測，0xd04d開頭地址在過去20日內向巨鯨地址0x9e92轉入了9300枚ETH（約1116萬美元）。0xd04d開頭可能屬于以太坊創始人Vitalik Buterin，其收到的所有7萬枚ETH均來自于Vb3 ，巨鯨地址0x9e92目前持有17萬枚ETH（約2.59億美元）。[2023/1/19 11:21:25]

見證數據的大小：見證數據即向無狀態的客戶端提供的、用于驗證區塊有效性的額外數據；這部分數據，即使有了合適的重定價措施，也有約4MB，對于我們這個每13秒就要廣播一次區塊的網絡來說，還是太大了。

事務的廣播：如果客戶端并不能直接訪問狀態來驗證事務本身的有效性，那事務要怎么在網絡間傳播、驗證呢？

Infura添加對Arbitrum Nova節點的支持:9月1日消息，作為Nova鏈數據可用性委員會 (DAC) 的成員，Infura已經添加對Arbitrum Nova節點的支持，以負責保持交易數據隨時可用。

此前消息，Arbitrum One已遷移至Nitro，鏈上活動已恢復。[2022/9/2 13:03:08]

幸運的是，近來兩種方法都取得了許多進展，這些進展似乎能解決絕大多數困擾：

一些技術能讓ReGenesis類型的的狀態保質期方案最小化復活沖突

PiperMerriam研究了如何在事務廣播網絡中添加見證消息使之適合無狀態客戶端；以及分布式的狀態存儲和按需可得性

Verkletree，可以將最糟糕情況下的見證數據大小從約4MB降低到約800kB的區塊可達到約780kB，而我們也不得不處理）。看?幻燈片、文檔?和?代碼。

從理論到實際

兩種解決方案都在開發中，可能現在是時候要改觀、把它們當成是可行的路徑而非研究領域的概念了。至少有一個需要在以太坊上實現。

那這就產生了一個優先級問題：如果我們不得不在兩者中挑一個，哪一個更重要一些？Dankrad分析了弱無狀態性；如果有詳細講解狀態保質期的工作，那對照起來必定會很有趣。

另一個挑戰是，讓整個生態準備好付出轉變的代價。舉些例子：

弱無狀態性需要用verkletree來替代二進制樹，這會使現今所有的默克爾分支驗證器失效

Verkletree也要求改變客戶端的同步協議

我們還需要添加按代碼塊計算的Gas成本，這會讓某些應用的Gas開銷比當前的更大

狀態保質期方案需要應用重新設計自己的合約，以高效地使用新狀態需要新的版本和架構來處理這一點，雖然不更新也能繼續用，但這樣會更不便利，Gas開銷也會更高）

依賴歷史數據訪問權的dApp需要切換到一些另外的協議/L2機制中，以訪問1年以前的數據

好處

解決上述問題需要極大的毅力。但回報是豐厚的：

讓更多人能夠運行以太坊節點，幫助以太坊去中心化以及降低“Infura依賴風險”

啟用以太坊的無狀態驗證，大幅降低成為PoS驗證者的開銷：實現之后，節點甚至可以選擇性地驗證以太坊應用的數據，例如：僅驗證自己參與了見證的區塊。這將使我們更接近我們夢寐以求的目標：保證用戶使用容易買到的消費級硬件就能成為PoS驗證者并且長期不變

提高區塊Gas上限：縮減客戶端的狀態數據規模使我們能安全地大幅提高區塊Gas上線，為用戶提供更低的交易手續費。更小的狀態數據意味著這些數據甚至可以放到內存中，因此每次訪問狀態的實際開銷都會更小，因此我們有望安全地提高區塊Gas上限。

讓應用開發者更為確信，此番轉變之后，協議的經濟模型可以更堅固，而且未來不會再有太大改變，因為協議中主要的經濟激勵不兼容問題已經終結。

希望對該主題我們有更多的討論，盡快開始開發必要的準備工作，為解決我們的狀態問題、為更高的L1效率和可擴展性鋪平道路！

原文鏈接:

https://ethereum-magicians.org/t/weak-statelessness-and-or-state-expiry-coming-soon/5453

作者:??Vitalik

翻譯:?阿劍

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