VER: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”_比特幣最新價格行情美元

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：BTC短期內無法取代美元成為全球儲備貨幣:Bannockburn Global Forex首席市場策略師Marc Chandler表示，比特幣不太可能在短期內取代美元，成為全球儲備貨幣。他解釋說：“支撐美元的是全球最大、最深、最透明的政府債券市場，從這個角度看，我不知道比特幣如何能取代美元。”（Coindesk）[2020/10/6]

鏈接：“狀態保質期”和“無狀態性”概念的歷史

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：Silvergate需要提高SEN的效用來增強競爭力:雖然不經常受到關注，Silvergate Bank是加密貨幣生態系統的組成部分。就目前的情況來看，銀行仍扮演著交易所和投資者的法幣進出通道的關鍵角色。

Silvergate Bank是服務于加密貨幣行業的領先銀行，擁有880多家數字資產客戶，存款余額達15億美元。由于風險水平的提高和更高的合規要求，只有Silvergate等少數美國銀行向加密貨幣客戶提供銀行服務。Silvergate憑借其深厚的行業關系以及其獨特產品迎合數字資產行業，如其即時支付網絡SEN。客戶總數繼續增加，但其存款在過去兩年中沒有增長。盡管SEN具備效用，管理層指出，他們經歷過存款外流到提供存款收益率的競爭對手那里，而Silvergate的存款基礎幾乎完全是無息的。

隨著該領域的成熟，可能會有更多銀行被迫為加密市場服務，就像摩根大通最近宣布接受Coinbase和Gemini作為其首批數字資產客戶一樣。這可能是Silvergate擔心的一個主要原因，因為它與擁有更多資本的大型金融機構競爭。若出現這種情況，Silvergate通過提高SEN效用來深化其護城河將變得至關重要。（CoinDesk ）[2020/9/29]

回顧：狀態保質期如何工作？

觀點：三大原因促使華爾街大投資者轉向比特幣投資:華爾街的大投資者正將其財富投入比特幣，其投資將對比特幣市場產生重大影響。這將對顛覆性技術產生重大影響。在2008年華爾街大投資者忽視比特幣，現在卻開始轉向比特幣投資，可能基于以下3個原因：

1. 法規增加。大投資者從不投資不理解的東西。這并不意味著他們無法理解區塊鏈或比特幣背后的概念。主要原因是比特幣等加密貨幣不受監管，也沒有中央機構。所以他們之前不想參與。而美國等國家出臺稅收法律法規，這是他們必須建立對投機性投資的信任的第一個原因。

2. 比特幣價值趨于穩定，而且還在不斷上升。2017年比特幣徘徊在1.9萬美元左右時，許多華爾街投資者對其產生興趣。但2018年大跌后，他們放棄了投資比特幣的想法。目前呈現出新的趨勢，比特幣在1.1萬美元左右徘徊。隨著比特幣不斷上漲，在比特幣減半后顯示出良好信號，大玩家現在想加入這場反彈。

3. COVID-19大流行的影響。每個投資者都在尋找替代投資。

大投資者轉向比特幣投資的主要原因是他們開始考慮比特幣是可行的投資工具。但他們并沒有完全信任比特幣市場，只是在測試比特幣的深度。一旦成為主流，比特幣在未來幾年內將飛漲。（Bmmagazine）[2020/9/7]

這里所描述的是此提案的機制。

觀點：閃電網絡重建可以增強比特幣的隱私性:閃電被稱為比特幣的第二層，因為大多數交易都是在區塊鏈平臺之外進行的，所以閃電被設計用來實現更快、更便宜、更可擴展的比特幣支付。如今，閃電網絡已經具備了一定的功能，但事實證明，用新技術取代HTLCs來加強比特幣隱私保護是有意義的。

Hashed Timelock contract (HTLCs)是閃電網絡的一個組成部分，它可以在不信任任何人的情況下發送支付。現在，開發人員正在探索用Point Timelock契約(也稱為“付款點”或PTLCs)取代它們。（Coindesk）[2020/6/3]

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：ETH 2.0可能比比特幣減半產生更大的影響:Messari加密分析師Ryan Watkins指出，ETH 2.0將是下一個重大加密事件，可能比最近完成的比特幣減半產生更大的影響。因為比特幣減半是預先編程的事件，它在本質上是可以預測的。而ETH 2.0則正好相反，可能會在市場上發生根本性的變化。（Cryptodaily）[2020/5/23]

-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-

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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