HTT:V神发布以太坊状态到期和无状态路线图，同步实施以解决状态暴增问题_ERK

原作者：VitalikButerin，《状态到期和无状态路线图》

以太坊的状态规模正在迅速增长。目前仅状态大小大约有35GB，如果包括所有Merkle证明在内，则超过100GB，并且每年大约增加一半。状态存储也是以太坊经济学的一个弱点：它也是唯一一种机制，使得参与者支付一次就可变成节点永远的负担。为了保持以太坊的可扩展性和可持续性，我们需要一些解决方案。

有两种途径的解决方案，并且已经存在很长时间：弱无状态和状态到期：

状态到期：从状态中移除最近没有被访问过的状态，并需要见证人才能恢复过期状态。这会将每个人需要存储的状态减少到大约20-50GB。

弱无状态：只需要区块提议者存储状态，并允许所有其他节点无状态地验证区块。在实践中实现这一点需要切换到Verkle树以减少见证人的规模。

V神发文：使用calldata扩展和分片扩展Rollups的分步路线图:11月26日消息，V神发布了关于“使用calldata扩展和分片扩展Rollups的分步路线图”。在此文中，V神表示L1上的交易费用一直非常高，因此采取任何必要措施来帮助促进整个生态系统向Rollups的转变变得更加紧迫。Rollup已经显着降低了许多以太坊用户的费用：l2fees.info显示Optimism和Arbitrum提供的费用比以太坊基础层本身低约3-8倍，然而，即使是这些费用对许多用户来说也太贵了。V神提出了4步，第一步：txcalldata扩展，第二步：一些分片，第三步：N个分片并且受委员会保护，第四步：数据可用性抽样。但是这留下了一个问题：如果以太坊核心协议不存储这些数据，谁来存储？V神提出了几个可能：个人和机构；区块浏览器；RollupDAO,客户端；门户网络；像TheGraph一样的协议。其中一些解决方案（个人和机构志愿者、区块浏览器）已经可用。[2021/11/26 7:11:58]

本文档描述了同时实施这两个想法的多阶段提案。事实证明，这比先后连续执行这两个解决方案要容易得多。没有Verkle树的状态到期需要非常大的见证大小来证明旧状态，而切换到没有状态到期的Verkle树需要就地转换程序，这几乎与仅实现状态到期一样复杂。然而，如果同时进行，这两项改革解决了彼此面对的挑战：状态到期涉及每年创建一个新的状态树，允许Verkle树随着时间的推移逐步引入而无需就地转换，而Verkle树解决了见证人规模的问题。

V神发布“Verkle树和状态到期”详细计划，状态到期用状态树列表替换单个状态树:V神（Vitalik Buterin）表示，为Verkle树和状态到期写了一些更详细的计划（包括原始EIPs）。Verkle树：在现有的hexary Patricia树旁引入一个新的Verkle状态树。在硬分叉之后，Verkle树存储对状态的所有编辑以及所有访问状态的副本，并且hexary Patricia树不能再修改。这是向以太坊完全依赖Verkle树来存储执行状态多阶段过渡的第一步。状态到期：用状态树列表替换单个状态树，大约每一年一棵树。状态编辑存储在与当前期间相对应的树中，并且客户端不再存储超过最近两个期间的树。使用旧状态的交易，在最近两个期间没有修改，需要提供见证人。[2021/6/18 23:46:59]

相关链接：状态到期和无状态思想的发展历史

V神发布Gitcoin资助报告 以太坊项目共筹集超72万美元:刚刚，V神发推公布《Gitcoin资助第7轮回顾》报告。报告显示，以太坊项目在Gitcoin资助第7轮筹集的资金出现大幅增长，筹集到捐款资金274,830美元，以及分配给857个项目的配对资金450,000美元。[2020/10/19]

无状态客户端概念，最初的ethresear.ch帖子：https://ethresear.ch/t/the-stateless-client-concept/172?

状态租金，2015年原始提案：https://github.com/ethereum/EIPs/issues/35?

ReGenesis：https://medium.com/@mandrigin/regenesis-explained-97540f457807?

动态 | V神发起DAI贷款年利率超国债的投票 半数用户认为DAI随时可能面临崩盘:以太坊创始人V 神今日在推特发起关于“DAI 的贷款年利率与美国 10 年国债收益率差距”的投票，V 神指出，DAI 贷款可以提供 11.5% 的年利率。而美国 10 年期国债收益率仅为 1.5%。为什么会出现这种差距呢?，同时给出了四个选项，1. 临时现象，受市场影响；2. DAI 有随时崩盘的风险；3. Compound 倒闭的风险；4. 其他，请回复在评论中。截至目前，结果显示超半数用户认为DAI随时可能崩盘的风险导致了它的高年利率。V神在评论中表示，这就是为什么我认为“贷款”是整个defi的错误隐喻的部分原因。大多数在发展中国家发放的贷款并不是由其他高流动性加密资产(或一般的高流动性或数字资产)担保的150%。[2019/8/24]

Verkle树：https://notes.ethereum.org/_N1mutVERDKtqGIEYc-Flw?

动态 | V神发布新算法 仅需1%节点不作恶:据vitalik.ca消息，以太坊创始人V神（Vitalik Buterin ）近日在其个人网站上发布了名为“99%容错共识”的新共识算法。该算法只要求1%的节点保持诚实，尽管另外99%的节点全部选择作恶，区块链网络也能正常运行下去。[2018/8/10]

关于边界见证大小的演示：https://www.youtube.com/watch?v=qQpvkxKso2E?

状态大小管理理论：https://hackmd.io/@vbuterin/state_size_management?

复活冲突最小化状态边界：https://ethresear.ch/t/resurrection-conflict-minimized-state-bounding-take-2/8739?

无状态和状态到期的一些路径：https://hackmd.io/@vbuterin/state_expiry_paths

回顾：状态到期是如何工作的？

这是对此处提议的机制以及本文档中提议的内容的描述。核心思想是每个时期都会有一个状态树，当新时期开始时，会为该时期初始化一个空状态树，任何状态更新都会进入该树。在一段时间内发生的所有写入都进入最新的树。

请注意，这些大约一年的状态到期时间在历史上有时被称为“时期”，但我正在切换到“周期”一词以避免与信标链时期混淆。

保持两个关键原则：

只能修改最近的树。所有旧树都不再可修改；旧树中的对象只能通过在新树中创建它们的副本来修改，并且这些副本取代了旧副本。

全节点预计只持有最新的两个树，因此只有最新的两个树中的对象才能在没有见证人的情况下被读取。阅读较旧的树则需要提供见证人。

“见证”是一个简短的证明，它证明一个值或一组值位于树中的某个位置，可以由只有树根的人进行验证。例如，可以做一个见证，证明账户0x124f...89ab的存储槽123在某个状态下包含值50，任何拥有该状态树根的人都可以验证该证明。

状态到期建立了一种混合状态机制：共识节点需要存储最近访问或修改的状态，但可以使用基于见证的无状态客户端方法来验证较旧的状态。也就是说，可以维护一个“归档节点”，它甚至可以存储历史状态树，或者是一个完全无状态的节点，它使用见证人来验证甚至最近的状态。然而，gas成本结构和默认网络格式是围绕节点存储最新的两个状态树的假设构建的。

路线图

这种转换路线图分阶段实施。这些阶段包括：

周期1硬分叉：我们从周期1开始实施一个硬分叉。在此分叉之后，将有两个状态树：十六进制Patricia树和一个新的Verkle树

原始EIP：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_tree_eip

地址周期扩展：地址从20字节扩展到32字节，新的地址格式包括“地址周期”的概念。这允许新合约在不需要提供见证人的情况下填充新的存储槽。这可以在最终状态到期转换之前、周期1硬分叉之前或之后的任何时候完成。

VB的提议：https://ethereum-magicians.org/t/increasing-address-size-from-20-to-32-bytes/5485

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

周期2硬分叉：我们实施了开始周期2的硬分叉，并安排了未来阶段的开始。周期0十六进制Patricia树被替换为Verkle树，并且客户端只存储根，因此周期0树中的状态现在需要见证人来证明。在此之后，状态到期计划已全面实施。

原始EIP：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/state_expiry_eip

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