一份新的无状态以太坊路线图

自上一版无状态以太坊的全面 “路线图” 发布以来已经过去了一段时间,现在很多东西都发生了改变。似乎又到了需要 “全都写下来” 的时候了。

自上一版无状态以太坊的全面 “路线图” 发布以来已经过去了一段时间,现在很多东西都发生了改变。似乎又到了需要 “全都写下来” 的时候了。

我们没有在做什么

我们没有在解决无状态挖矿的问题。

我们没有在解决 DSA(动态状态访问)问题,也不准备出于执行的目的为事务附加见证数据(witness)。

关键路径

很难确定我们的目标到底是什么。但是我认为,只要我们着眼于需求,自然会出现一个目标梯度。

通过区块见证实现无状态验证者

我们 希望/需要 验证者无需保存完整的状态就能验证区块。一种提议是在协议中要求为区块附加区块见证,以便客户端使用区块见证数据来验证执行区块得到的状态根。

为此,我们需要:

A:大大缩小见证(就当前的十六进制帕特里夏树而言,见证数据大小最高可达 100 MB)

B:让验证者可以连同区块一起获得可靠的见证

我们使用 Verkle Trie 来解决需求 A ,将证明开支降至恒定大小(从理论上来说,根据当前 1250 万的 gas 上限来估算,证明大小的上限约为 800k,平均约为 200k)。另请参见 "为以太坊状态应用 verkle trie 的提议"。还值得一提的是,统一 verkle trie 需要修改 SELFDESTRUCT 操作码的行为,或完全删除该操作码。

我们通过见证消息成为协议运行的一部分(很可能是将其作为区块头中的访问列表)来解决需求 B,以便收到该证明的人确认它是对应区块的正确证明。关于生成并通过 gossip 广播见证的责任归属尚未确定。

延伸阅读:为什么无状态性对于 ETH 2.0 来说如此重要?

通过状态保质期(State Expiry)来抑制状态增长

区块提议者(或矿工)依然需要生成区块。我们建议解决无状态区块挖矿的问题,因为这会将我们的目标变成减轻日益增长的状态维护负担。

我们的目标是对总体状态规模施以经济限制。我们计划通过“状态保质期”来实现该目标,详情请参阅:Resurrection-conflict-minimized state bounding, take 2 - #17 by vbuterin

大致上讲,所谓的状态保质期,就是让状态在一段时间(大约 12 个月)后“失去活性”。失活状态不再由协议管理。任何与失活状态的交互都需要附带一个证明,让失活状态重新恢复活性。该方案不会将任何复杂的 “租赁” 机制引入 EVM,但它实际上还是强制实现了“状态租赁”。其结果就是为总体状态规模设置了严格的上限。

次关键路径

通过“门户客户端”实现无状态客户端架构

延伸阅读:Complete revamp of the "Stateless Ethereum" roadmap - #2 by dankrad

当前的 DevP2P 以太坊协议不能很好地支持无状态客户端。即使为支持无状态客户端而修改协议,这也并非易事。也就是说,仅依靠“关键路径”,我们就可以构建出适用于 Eth1+Eth2 合并基础设施的客户端,但是这些客户端对于大多数为了使用 JSON-RPC API 而使用客户端人来说没什么用。

另一项正在开展的计划是构建支持广泛部署超轻量级 “门户客户端” 所必需的网络基础设施。所谓的 “门户” ,就是指客户端可以查看网络和相关数据,但是不必通过任何有意义的方式参与协议。

“门户客户端” 将参与专为满足以下需求而设计的专用型点对点网络:

1. 按需检索任意状态

2. 按需检索任意区块链历史

3. 参与交易 gossip 广播,但是无需访问状态。

4. 参与区块 gossip 广播,但是无需满足 DevP2P 以太坊协议的隐形要求。

任何想要吸引 JSON-RPC API 用户的 “无状态客户端” 都会参与这类网络。我们希望现有客户端会利用这类网络来让自己变得更加轻量级。

这不是实现 Eth1 + Eth2 合并这一主要目标的关键路径,但它有助于将无状态客户端扩展至除验证者以外的用例。

Regenesis(或许不会清理状态)

过去,“Regenesis” 有两个不同的涵义:

  1. 使用一个新的创世块来重新启动区块链,并就创世状态达成共识。
  2. 让状态“失去活性”,必须提供证明来让状态“恢复活性”。

活性/失活机制现已归类为 “状态有效期” 方案。

使用新的创世块来重启区块链有很多好处。其中,最主要的一点是,将所有客户端从历史分叉规则所带来的隐形需求中解放出来,让客户端变得更加简单。这也可以帮助节点缩短获得完整状态副本所需的同步时间。

被移出关键路径的内容

Binary Trie

原本是用来减少见证大小的主要机制,现已被 Verkle Trie 替代。

参考阅读:EIP-3102: Binary trie structure

代码默克尔化

原本是用来减少见证大小的次要机制,现已被 Verkle Trie 替代。

参考阅读:EIP-2926: Chunk-Based Code Merkleization

(完)


原文链接: https://ethresear.ch/t/an-updated-roadmap-for-stateless-ethereum/9046 作者: pipermerriam 翻译&校对: 闵敏 & 阿剑


原文:https://ethfans.org/posts/an-updated-roadmap-for-stateless-ethereum

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  • 发表于 2021-04-03 12:23
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  • 分类:以太坊

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