區塊鏈:科普 | ReGenesis：我們可以“重啟”以太坊嗎？_SIS

來自CosmosHub的經驗

如果你觀察過CosmosHub是如何從1.0版本升級到2.0版本，再升級到3.0版本的，你就會知道CosmosHub的升級本質上是通過用一個新的創世塊重啟區塊鏈來實現的。要升級的時候，節點運營者需要關閉節點，然后生成CosmosHub狀態的快照，然后將這一快照打包進新的創世塊，創建一條新的區塊鏈。

現在，凡是想要加入CosmosHub的人，都需要獲取CosmosHub-3的創世塊，下載CosmosHub-3的所有區塊并進行重放。

我們可以“重啟”ETH1.0嗎？

我們來設想一下同樣的方法能不能應用到以太坊上。以太坊區塊鏈非常龐大，狀態也很大。“重啟”以太坊區塊鏈的一個明顯優點是，新加入的節點需要下載40Gb的創世狀態，而非一條150Gb的區塊鏈。然而，下載40Gb的創世狀態也不是很好的體驗。

國務院：推進科普與區塊鏈技術深度融合:為貫徹落實黨中央、國務院關于科普和科學素質建設的重要部署，依據《中華人民共和國科學技術進步法》、《中華人民共和國科學技術普及法》制定《全民科學素質行動規劃綱要（2021－2035年）》，其中要求實施智慧科普建設工程。推進科普與區塊鏈等技術深度融合，強化需求感知、用戶分層、情景應用理念，推動傳播方式、組織動員、運營服務等創新升級，加強“科普中國”建設，強化科普信息落地應用，與智慧教育、智慧城市、智慧社區等深度融合。（新華社）[2021/7/10 0:40:52]

將以太坊的狀態存儲在鏈下，只有默克爾根哈希是鏈上可見的

假定我們可以將這40Gb存儲在“鏈下”，只將根哈希打包進創世塊，這樣我們就能從空狀態開始了。但是，我們如何讓交易訪問這些隱式的狀態？

歐科云鏈集團正式啟動區塊鏈科普行動“星途計劃”:歐科云鏈集團于4月26日，正式宣布啟動了區塊鏈科普行動——“星途計劃”，行動包括將在全國范圍展開系列沙龍，加大力度推進區塊鏈科普進機關、進國企、進校園等，聯合政府部門、行業協會等共同構建起更加完善和有效的區塊鏈科普教育生態，與此同時，直擊區塊鏈科普現存痛點，推出簡單易懂的“秒懂區塊鏈”公益短視頻課。

該計劃旨在全維度推動社會建立對產業更清晰的認知，與“鯤鵬計劃”一道助力數字經濟及區塊鏈產業本身健康發展夯實“人才”和“產業認知”兩大基礎。[2021/4/26 20:59:37]

請記住，盡管這40Gb的狀態是隱式的，而且如何獲取這些狀態屬于實現細節，你可以運行所有1000萬個區塊來計算這些狀態，或者通過快速同步、warp同步來下載其快照，或者從其他人的外部磁盤復制過來再進行驗證。雖然狀態是隱式的，但是我們假設區塊提議者可以訪問這部分隱式數據，而且能夠處理所有交易。只不過我們要放棄一個假設：所有其他驗證節點都可以訪問隱式狀態，來驗證區塊中的交易是有效的，且區塊頭中的狀態根哈希符合區塊的執行結果。

聲音 | 上海股交所總經理：區塊鏈想要大規模發展要做好社會科普工作:金色財經報道，上海股交所總經理張云峰表示，區塊鏈當前還處于一個“概念”的階段，距離成熟應用，影響到百姓的日常生活還有很長的路要走。對于“區塊鏈”和其會帶來的社會和經濟效果，沈陽應當持審慎的態度。區塊鏈想要大規模發展，一方面要做好這項復雜技術的社會科普工作，加快社會大眾對區塊鏈的了解。另一方面，要充分發揮市場的作用，讓企業用實實在在的技術創新，賦能實體經濟的發展。[2019/11/17]

這不是無狀態以太坊嗎？

如果你了解無狀態以太坊，你可能會意識到，這正是我們目前努力的方向——保留“區塊提議者可以訪問隱式狀態”的假設，去除“所有驗證節點都可以訪問隱式狀態”的假設。我們建議的解決方案是，讓區塊提議者將額外的證明添加到區塊中。我們將該證明稱為“區塊見證”。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

區塊中的證明vs交易中的證明

第一次了解這個方案的人會認為額外的證明實際上是由交易發送者提供的，是交易有效負載的一部分，我們不得不出來解釋說并非如此，證明是由區塊提議者提供的。但是，我們后來發現，交易也必須包含額外的證明。換言之，交易發送方需要證明發送方地址有足夠的ETH來支付gas費，以及其他所有由這個賬戶發起的nonce值較小的交易。此外，交易發送方還需證明發送方賬戶的nonce值，以便節點弄清楚nonce值之間是否存在缺口，以免有人借機發送一系列不可行的交易來進行DDOS攻擊。我們還可以進行更加嚴格的檢查，不過對于絕大多數抗DDOS攻擊的方案來說，ETH余額和發送方賬戶nonce值是必要信息。

交易中的證明存在的缺點

假設我們想讓交易發送者將每一個相關狀態的證明都添加進交易。這樣做的好處在于，將簡化我們為見證收取額外gas費所需的工作量。這樣做的主要缺點在于，這通常需要通過動態狀態訪問相對）實現。如果一個交易涉及的智能合約特別復雜，比方說，有大量對其他合約的嵌套調用，可能很難預先計算出交易將涉及的狀態項。攻擊者甚至可以利用DSA來給用戶“下套”，即，搶跑其交易讓用戶的交易因為證明不充分而失敗。

ReGenesis提供的緩解措施

雖然DSA的隱患很難徹底解決，但是可以盡可能降低其風險，讓用戶不會感到不便，也不會永遠限于無法實現預期狀態轉換的境地。該緩解措施需要引入額外的規則，即，任何隨交易提供的證明都會成為隱式狀態的一部分。因此，隨著用戶反復嘗試執行交易，隱式狀態會不斷增長，最終交易成功。那些嘗試給用戶“下套”的攻擊者必須找到更復雜的方法，把用戶的狀態訪問重定向到已有的隱式狀態之外，最終以失敗告終。

隨著隱式狀態從無到有不斷增長，包含越來越多的主動訪問狀態，交易需要提供的證明將會減少。過了一段時間，大多數交易甚至不需要附帶任何證明，除了那些涉及到很久之前的狀態的交易。

我們可以定期執行ReGenesis

我稱之為“重啟”reGenesis，可以定期執行，以便減輕非挖礦節點的負擔。ReGenesis也代表了一個不那么激進的無狀態以太坊版本。

反復執行ReGenesis將簡化以太坊客戶端實現的架構，幾乎可以免去對較高級快照同步算法的需求。如果我們每隔100萬個區塊執行一次ReGenesis，可以將狀態快照和區塊鏈文件放到BitTorrent、Swarm和IPFS上公開。目前我們無法做到這點，因為狀態每隔15秒而非6個月轉換一次。如果客戶端實現可以重放6個月的區塊，我們就不需要非常復雜的快照算法。因此，以太坊實現的復雜性會降低。

ReGenesis的缺點

我還沒有對此進行深入探索，不過我已經看到的三個缺點有：

用戶可能需要訪問完整的隱式狀態來創建交易。實際上，我認為這是公平的妥協。

用戶可能需要反復執行交易，直到最后實現預期狀態轉換。

一些rollup技術可能會受到影響

原文鏈接:?https://ethresear.ch/t/regenesis-resetting-ethereum-to-reduce-the-burden-of-large-blockchain-and-state/7582作者:?AlexeyAkhunov翻譯&校對:?閔敏&阿劍

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