以太坊: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。

V神發文探討以低于市場出清價格銷售以實現公平的替代方案:金色財經報道，8月22日，以太坊創始人V神發布關于《以低于市場出清價格出售以實現公平（或社區情緒或樂趣）的替代方案》的文章，V神表示，區塊鏈為我們提供了一個獨特的機會來重置社會規范。幾十年來經濟學家大喊“效率”失敗的情況下，優步將激增定價合法化；當然，區塊鏈也可以成為使機制設計的新用途合法化的機會，與其擺弄以市場價格與低于市場價格出售的粗粒度一維策略空間（也許還有拍賣與固定價格出售的第二個維度），我們可以使用更先進的工具來創建一種更直接地解決問題、副作用更少的方法，在所有這些情況下，解決方案的核心很簡單：如果你想對人可靠公平，那么你的機制應該有一些明確衡量人的輸入。人格證明協議可以做到這一點（如果需要，可以結合零知識證明來確保隱私）。因此，我們應該將市場定價和拍賣定價的效率收益，以及人格機制證明的平等收益，結合起來。[2021/8/22 22:29:12]

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神發布針對信標鏈的終結性模型替代設計構想:金色財經報道，以太坊聯合創始人V神在Ethresearch論壇中發表針對信標鏈的替代設計方案《一個基于累積委員會的終局性模型》，他認為信標鏈從長期來看可以切換到這個方案，以取代此前計劃切換的CasperCBC方案。他表示該方案的核心屬性包括：可以在通常情況下提供單時隙（slot）的經濟終局性；即使發生了單時隙（slot）的重組（reorg），對于串通的多數人來說，執行也要昂貴的多，從而減少共識可提取價值CEV（consensus-extractablevalue）；擺脫對LMDGHOST分叉選擇的嚴重依賴，避免已知的缺陷，并引入復雜的混合分叉選擇規則來修復這些缺陷；有可能允許較低的存款規模和較高的驗證人數量；保留了經濟終局性可以接近一個非常大的數字（數百萬ETH）。[2021/8/5 1:36:30]

相關鏈接：狀態到期和無狀態思想的發展歷史

V神發推稱贊EIP 1559 用戶質疑該提案將會損害礦工利益:10月20日消息，今日上午V神發推稱，EIP 1559正是當今世界所需要的。對此，有用戶表示反對，稱應該否決該提議，他表示雖然EIP 1559確實很有趣，但是似乎它會對礦工造成很大的傷害。并認為如果該提議獲批將會影響大型礦工和礦業集團繼續參與以太坊網絡挖礦。目前V神尚未回復。

據悉，EIP 1559由V神于2018年首次提出，預計使以太坊區塊鏈的收費市場更加可預測并緩解擁堵。[2020/10/20]

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?

V神發布Gitcoin資助報告 以太坊項目共籌集超72萬美元:剛剛，V神發推公布《Gitcoin資助第7輪回顧》報告。報告顯示，以太坊項目在Gitcoin資助第7輪籌集的資金出現大幅增長，籌集到捐款資金274,830美元，以及分配給857個項目的配對資金450,000美元。[2020/10/19]

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?

動態 | V神發5篇博文談以太坊2.0未來將遇到的難題:據Coindesk文章報道，在以太坊Devcon大會期間，V神筆耕不輟，連發5篇博客文章，談論以太坊2.0未來將遇到的難題。現整理如下：

1.在短期內（指如果ETH2.0發布），將ETH從以太坊2.0轉移到以太坊1.0仍然存在這個可能。以太坊2.0開發人員Preston Van Loon表示，在ETH 2.0和 ETH 1.0之間創建雙向橋的復雜性給兩個鏈帶來了“安全風險”。Buterin提出了兩種可能的方法來在兩個區塊鏈之間建立“橋梁”。他承認，“如果以太坊2.0遭到破壞，這兩項建議都需要在以太坊1.0方面采取緊急補救措施。”為了降低此類風險，Buterin建議在投票期間啟用“人為干預”，以逆轉從以太坊1.0網絡進行的遷移。目前這仍然是項建議，研究人員還沒在 ETH 2.0中設計遷移“橋梁”。

2.在ETH2.0和ETH1.0完全合并之前，以太坊2.0可能會與ETH1.0并行使用多年。區塊鏈研究員Mihailo Bjelic表示，在開發人員確定其可靠性之前，以太坊2.0這樣的復雜系統不應取代當前的以太坊主網。V神在博客文章中稱，希望這種過渡是平穩的。

3.調用有關以太坊2.0區塊鏈的數據將比以前更加昂貴。V神針對這些問題，在博客文章中建議開發人員可以在編寫驗證器時控制其規模等。

4.以太坊將失去原子交易的能力。ETH 2.0將破壞以太坊上原子交易能力，即一次完成所有交易（交易拆會在不同分片間完成）。V神認為，不同應用之間可以具備更強交互能力，但也會使一些活動受阻，使得更難吸引加密貨幣交易者。

5.V神在博客文章中提出ETH 2.0 在發布時分片數量會降低，先前為1024個分片，現在提出的為64個分片，主要好處是以太坊2.0的分片之間可以通信更快，更簡單。[2019/10/25]

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

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。

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。

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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