TPS:V神發布以太坊狀態到期和無狀態路線圖，同步實施以解決狀態暴增問題

原作者：VitalikButerin，《狀態到期和無狀態路線圖》

以太坊的狀態規模正在迅速增長。目前僅狀態大小大約有35GB，如果包括所有Merkle證明在內，則超過100GB，并且每年大約增加一半。狀態存儲也是以太坊經濟學的一個弱點：它也是唯一一種機制，使得參與者支付一次就可變成節點永遠的負擔。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。

有兩種途徑的解決方案，并且已經存在很長時間：弱無狀態和狀態到期：

狀態到期：從狀態中移除最近沒有被訪問過的狀態，并需要見證人才能恢復過期狀態。這會將每個人需要存儲的狀態減少到大約20-50GB。弱無狀態：只需要區塊提議者存儲狀態，并允許所有其他節點無狀態地驗證區塊。在實踐中實現這一點需要切換到Verkle樹以減少見證人的規模。本文檔描述了同時實施這兩個想法的多階段提案。事實證明，這比先后連續執行這兩個解決方案要容易得多。沒有Verkle樹的狀態到期需要非常大的見證大小來證明舊狀態，而切換到沒有狀態到期的Verkle樹需要就地轉換程序，這幾乎與僅實現狀態到期一樣復雜。然而，如果同時進行，這兩項改革解決了彼此面對的挑戰：狀態到期涉及每年創建一個新的狀態樹，允許Verkle樹隨著時間的推移逐步引入而無需就地轉換，而Verkle樹解決了見證人規模的問題。

V神發布ChatGPT編碼試驗文章，表示AI不能替代程序員:12月6日，以太坊創始人Vitalik Buterin發布使用ChatGPT進行編碼試驗的文章。根據其試驗結果表示，ChatGPT在編碼過程中會出現錯誤，但也介紹了一些新的編碼模式，并且會加快編碼速度。V神表示：人工智能正在迅速改進，我希望它能繼續進一步優化，并隨著時間的推移消除此類錯誤。然而，人工智能遠不能替代人類程序員。[2022/12/6 21:26:23]

相關鏈接：狀態到期和無狀態思想的發展歷史

無狀態客戶端概念，最初的ethresear.ch帖子：https://ethresear.ch/t/the-stateless-client-concept/172?狀態租金，2015年原始提案：https://github.com/ethereum/EIPs/issues/35?ReGenesis：https://medium.com/@mandrigin/regenesis-explained-97540f457807?Verkle樹：https://notes.ethereum.org/_N1mutVERDKtqGIEYc-Flw?關于邊界見證大小的演示：https://www.youtube.com/watch?v=qQpvkxKso2E?狀態大小管理理論：https://hackmd.io/@vbuterin/state_size_management?復活沖突最小化狀態邊界：https://ethresear.ch/t/resurrection-conflict-minimized-state-bounding-take-2/8739?無狀態和狀態到期的一些路徑：https://hackmd.io/@vbuterin/state_expiry_paths

V神發推為信標鏈慶生，并發布更新版路線圖:12月3日消息，V神發推為信標鏈慶生，并發布更新后的路線圖，新版路線圖“展示了以太坊協議開發的現狀以及未來發展的順序。”

V神表示：“我敢肯定，像所有的圖表一樣，這張表也遺漏了很多東西，但是它也涵蓋了很多重要的東西!”[2021/12/3 12:47:36]

回顧：狀態到期是如何工作的？

這是對此處提議的機制以及本文檔中提議的內容的描述。核心思想是每個時期都會有一個狀態樹，當新時期開始時，會為該時期初始化一個空狀態樹，任何狀態更新都會進入該樹。在一段時間內發生的所有寫入都進入最新的樹。

V神發文探討代幣投票治理利弊，并提出替代解決方案:V神發文稱，去中心化治理是必要的，但目前形式的代幣投票治理存在許多公認和未公認的危險，因此擴大或超越代幣投票是解決方案的關鍵部分。關于代幣投票，V神稱主要擔心兩種類型的問題：1.不平等和激勵失調（即使在沒有攻擊者的情況下）；2.通過各種形式的（通常是模糊的）買票形成直接攻擊。第一種問題具體包括：

- 小群體的富有參與者（鯨魚）比大群體的小型持有者更善于成功地執行決策；

- 代幣投票治理以犧牲社區的其他部分為代價，賦予持有者和權力和利益；

- 利益沖突問題。

V神就此給出以下解決方案：

解決方案1：有限治理

- 僅對應用程序使用鏈上治理，而不是基礎層；

- 將治理限制為固定的參數選擇；

- 添加時間延遲；

- 對于分叉更加友好。

解決方案2：非代幣驅動的治理

- 人格證明系統：該系統可驗證帳戶對應于唯一個人，因此治理可以分配給每人一票。可以還可查看正在開發的一些技術，ProofOfHumanity和BrightID是實現這一功能的兩種嘗試。

- 參與證明系統：該系統可證明帳戶對應于參與過某事件、通過了某些教育培訓或在生態系統中執行過一些有用工作的人。

解決方案3：風險共擔

通過改變投票規則來打破公地悲劇。代幣投票失敗的原因是，雖然選民需要對他們的決定承擔集體責任，但每個選民并不需要單獨承擔責任。所以V神提議創造一種投票系統來改變這種動態，讓選民們獨立而不是集體地為他們的決定負責。

其他方案：各種混合形式的futarchy治理、時間延遲加上選舉專家治理、松耦合（咨詢）代幣投票等。

V神總結道，目前的代幣投票形式是“safe defaults”，在更大的經濟壓力、更成熟的生態系統和金融市場條件下，它們的功能仍有很多有待觀察的地方，現在是開始同時試驗替代方案的時候了。[2021/8/16 22:17:20]

請注意，這些大約一年的狀態到期時間在歷史上有時被稱為“時期”，但我正在切換到“周期”一詞以避免與信標鏈時期混淆。

動態 | V神發布新算法 僅需1%節點不作惡:據vitalik.ca消息，以太坊創始人V神（Vitalik Buterin ）近日在其個人網站上發布了名為“99%容錯共識”的新共識算法。該算法只要求1%的節點保持誠實，盡管另外99%的節點全部選擇作惡，區塊鏈網絡也能正常運行下去。[2018/8/10]

保持兩個關鍵原則：

只能修改最近的樹。所有舊樹都不再可修改；舊樹中的對象只能通過在新樹中創建它們的副本來修改，并且這些副本取代了舊副本。全節點預計只持有最新的兩個樹，因此只有最新的兩個樹中的對象才能在沒有見證人的情況下被讀取。閱讀較舊的樹則需要提供見證人。“見證”是一個簡短的證明，它證明一個值或一組值位于樹中的某個位置，可以由只有樹根的人進行驗證。例如，可以做一個見證，證明賬戶0x124f...89ab的存儲槽123在某個狀態下包含值50，任何擁有該狀態樹根的人都可以驗證該證明。

狀態到期建立了一種混合狀態機制：共識節點需要存儲最近訪問或修改的狀態，但可以使用基于見證的無狀態客戶端方法來驗證較舊的狀態。也就是說，可以維護一個“歸檔節點”，它甚至可以存儲歷史狀態樹，或者是一個完全無狀態的節點，它使用見證人來驗證甚至最近的狀態。然而，gas成本結構和默認網絡格式是圍繞節點存儲最新的兩個狀態樹的假設構建的。

路線圖

這種轉換路線圖分階段實施。這些階段包括：

周期1硬分叉：我們從周期1開始實施一個硬分叉。在此分叉之后，將有兩個狀態樹：十六進制Patricia樹和一個新的Verkle樹原始EIP：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_tree_eip

地址周期擴展：地址從20字節擴展到32字節，新的地址格式包括“地址周期”的概念。這允許新合約在不需要提供見證人的情況下填充新的存儲槽。這可以在最終狀態到期轉換之前、周期1硬分叉之前或之后的任何時候完成。VB的提議：https://ethereum-magicians.org/t/increasing-address-size-from-20-to-32-bytes/5485

Ipsilon團隊提案：https://notes.ethereum.org/@ipsilon/address-space-extension-exploration

周期2硬分叉：我們實施了開始周期2的硬分叉，并安排了未來階段的開始。周期0十六進制Patricia樹被替換為Verkle樹，并且客戶端只存儲根，因此周期0樹中的狀態現在需要見證人來證明。在此之后，狀態到期計劃已全面實施。原始EIP：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/state_expiry_eip

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