Opinión: Propuestas para la gestión de escala estatal en Ethereum (Parte 1)

Uno de los desafíos más persistentes y sin resolver que enfrenta el protocolo Ethereum es el problema causado por el tamaño creciente de los datos estatales. Muchas operaciones en la cadena de bloques de Ethereum (crear una cuenta, escribir en una ranura de almacenamiento de contrato, enviar ETH a una nueva cuenta...) agregarán contenido de estado a Ethereum (es decir, agregarán objetos de datos a datos de estado) y todos los nodos completos. debe almacenar una cantidad completa de datos de estado para verificar nuevos bloques y crear nuevos bloques. Estas operaciones solo requieren que el remitente de la transacción pague una tarifa de manejo única medida por la cantidad de gas utilizada, pero causará costos permanentes y continuos a toda la red, porque los nodos necesitan almacenar estos nuevos datos (y los nodos que lo harán). unirse en el futuro también necesita ser sincronizado Descargue estos datos durante el proceso). Este es un desequilibrio significativo en el diseño del sistema que podría hacer que el sistema Ethereum sea cada vez más difícil de usar, ya que el estado está lleno de "datos basura" que ya no son útiles. El propósito de este artículo es explicar en detalle el origen del problema y algunas formas de resolverlo. Si podemos lograr una solución determinada, esto allanará el camino para aumentar de manera segura y sustancial el límite de gas del bloque. El campo de investigación discutido en este artículo aún está avanzando, y es probable que surjan en cualquier momento nuevas, mejores ideas y compensaciones más elegantes. "Estado" se refiere a la información que debe tener un nodo para procesar bloques y transacciones recién generados. El estado es distinto del "historial", que es información sobre el tiempo pasado que los nodos pueden guardar para retransmitir o archivar en una fecha posterior, pero no se requiere para procesar la cadena de bloques. Punto de vista: Bitcoin se encuentra actualmente al final de la tercera ola de las cinco olas del mercado alcista: Zhai Zhenlin, socio fundador de Shuimu Weiming Fund, analizó en una entrevista que esta ronda del mercado alcista de Bitcoin tiene cuatro características principales. En primer lugar, la inundación mundial que siguió al estallido de la nueva epidemia de neumonía corona ha proporcionado suficiente apoyo financiero para el mercado alcista de Bitcoin; en segundo lugar, Grayscale Capital ha abierto un canal de inversión compatible entre los inversores bursátiles de EE. UU. y el mercado de cifrado, proporcionando varios Proporciona comodidad para que los inversores inviertan en criptomonedas de forma legal y conforme, lo que aporta una gran cantidad de nuevos fondos al mercado de la encriptación; una vez más, los gigantes tecnológicos como Tesla y Twitter y una gran cantidad de empresas que cotizan en bolsa también han comenzado a invertir directamente en Bitcoin. , Musk y otros inversionistas globales. Las órdenes de los líderes de opinión han acelerado la velocidad de la salida de Bitcoin; además, el gigante de los pagos PayPal anunció que apoya a los usuarios para comprar y vender Bitcoin directamente a través de PayPal, lo que proporciona una forma conveniente para los pequeños y medianos inversionistas. para invertir en el mercado de cifrado, y se espera que se expanda en gran medida en el contexto del mercado alcista La base de inversores del mercado de cifrado. Zhai Zhenlin cree que, desde el punto de vista del análisis técnico, Bitcoin se encuentra actualmente al final de la tercera ola de las cinco olas del mercado alcista, y puede alcanzar su punto máximo y caer en el corto plazo. Después del ajuste, se espera que continúe aumentando. en la segunda mitad del año. Desde la perspectiva del análisis de valor, el índice MVRV que representa la preferencia de los inversores a largo plazo (MVRV es un indicador directamente desde la perspectiva de la oferta y la demanda en el mercado secundario, y es un indicador proxy del múltiplo de beneficio medio del mercado) ya está en un nivel relativamente alto Está en la etapa especulativa, pero todavía hay una cierta distancia desde el pico del mercado alcista en 2013 y 2017, y la señal del pico del mercado alcista aún no ha aparecido. (Cliente chino-singapurense de Jingwei) [2021/2/19 17:31:01] En el protocolo Ethereum, la información de estado incluye: En el sitio | Opinión: Blockchain tiene el potencial de resolver el problema de confianza de la Internet industrial: Golden Informe en vivo de Finanzas, el 28 de octubre, se inauguró en Shanghái el Foro Temático de Internet Industrial Cognitivo Distribuido de la 6.ª Cumbre Global de Blockchain.Durante la mesa redonda del foro, SAP China Chen Zeping compartió que Internet Industrial necesita resolver la brecha entre las empresas y Las empresas El problema de la confianza se resolverá después de que se obtenga el efecto de la reducción de costos y el aumento de la eficiencia. Blockchain promete resolver el problema de la confianza. Por ejemplo, las empresas tienen una gran demanda de datos en la colaboración de las cadenas de suministro ascendentes y descendentes. Xu Jiechun, presidente de Babi Technology, compartió que el papel más importante de blockchain es resolver los datos creíbles y rastreables. Ahora, muchas empresas se enfrentan a un mayor uso de blockchain para mejorar la eficiencia, lo que requiere una gran familiaridad con los procesos comerciales. Ba Feng de China Unicom Shanghai Branch compartió que, en función de los atributos públicos, los operadores necesitan el soporte técnico de blockchain en términos de construcción de nodos. Debido a la madurez de la tecnología blockchain, se ha logrado el progreso del intercambio de datos empresariales. [2020/10/28] El saldo ETH y el nonce (número de serie) de la cuenta, el código del contrato inteligente, el elemento de almacenamiento (almacenamiento) del contrato inteligente y los datos relacionados con el mecanismo de consenso (valor hash de bloque reciente , tío bloque; Los datos de consenso también incluyen las claves públicas de los validadores y su actividad registrada en la cadena de balizas, etc.) Opinión: PayPal finalmente les dará a los usuarios el control sobre sus criptomonedas: el fundador de la aplicación de compra de bitcoin con sede en California, Swan Bitcoin, Cory Klippsten dijo a través de Telegram, "PayPal parece estar adoptando un enfoque de gatear, caminar, correr, y es mucho menos costoso y arriesgado ejecutar un libro mayor interno de clientes contra el inventario de Bitcoin de la empresa". Tan fácil como podría ser "poseer sus propios bitcoins, Él espera que PayPal eventualmente agregue funciones adicionales que permitirán a las personas controlar sus propios bitcoins y criptomonedas. Danny Scott, CEO de la plataforma de comercio de Bitcoin CoinCorner, dijo en un correo electrónico: "Para PayPal, este es solo el primer paso, y ver a los competidores generar ingresos a través de la exposición parece ser su enfoque. Desde fuera de la industria, lo cual es bueno para el credibilidad de Bitcoin, pero dentro de la industria, esta es solo otra compañía que brinda exposición y no permite enviar, recibir y retirar. Por supuesto, esto va en contra de la creencia común de que Bitcoin "se convierte en su propio banco", pero es un paso potencial en la dirección correcta, siempre que su estrategia a largo plazo sea abrir el sistema de envío y recepción, lo que le permite transferir bitcoin fuera de su sistema". (Forbes) [2020/10/23] La información del historial consiste en bloques antiguos y ingresos. No hay códigos de operación en el EVM que le den acceso a bloques antiguos, transacciones antiguas y contenido y salidas de recibos, por lo que los nodos que descartan estos datos aún pueden validar nuevos bloques, por lo que se trata de información histórica. Opinión: La moneda digital es una de las estrategias importantes para que China expanda su influencia económica y política: Reference News Network publicó hoy "Wang Wan: Oportunidades y desafíos que enfrenta la moneda digital RMB". El autor del artículo señaló que en el contexto de la actual caída en el crédito del dólar estadounidense, si la moneda digital RMB se populariza primero, ayudará a China a establecer el dominio comercial y financiero regional; en términos de estrategia, es aún más poderoso. Esto, a su vez, ayuda a mejorar el estado global del renminbi, lo que lleva al futuro renminbi digital a ganar cuota de mercado. La moneda digital es un área clave de la internacionalización del RMB y una de las estrategias importantes de China para expandir su influencia económica y política. [2020/8/10] El último elemento de la lista anterior de información estatal (datos relacionados con el mecanismo de consenso) se ha diseñado cuidadosamente para limitar su tamaño, por lo que no tenemos que preocuparnos por eso. Pero los tres primeros elementos son un gran problema. La escala de estos tres tipos de información estatal seguirá aumentando con el tiempo, porque nuevos usuarios seguirán uniéndose a la red, crearán nuevas cuentas, nuevos contratos, se unirán a contratos, recibirán tokens, etc. Lo complicado es que una gran cantidad de estado simplemente se queda allí después de ser utilizado (no tocado nuevamente); una vez que un usuario desactiva una aplicación, se generará un "estado basura"; ya no es útil, pero siempre estará allí. Voz | Opinión: el cifrado es parte de la libertad de expresión y la libertad de expresión lo es todo: según Bitcoin.com, el fiscal general de los EE. UU., William Barr, pronunció recientemente un discurso en el que exigió a las grandes empresas de la industria tecnológica que cooperen con las agencias gubernamentales para proporcionar acceso de puerta trasera. a dispositivos cifrados y punto de software. Según su razonamiento, ciertos dispositivos y servicios de mensajería representan una amenaza para la seguridad al proporcionar una zona de terceros segura e inaccesible dentro de la cual el crimen puede proliferar rápidamente. Pero casi olvida que este "cifrado sin garantía" también protege a periodistas, investigadores e individuos que viven en regiones políticamente turbulentas. El cifrado seguro también protege y autentica los activos financieros y las transacciones de los titulares de criptomonedas en todas partes. El artículo argumenta que si estos, esencialmente cadenas de código de pensamiento, ahora están fuera de la ley, parece que acaba de comenzar una nueva batalla por la libertad de expresión humana. [2019/7/29] En teoría, los usuarios pueden lograr que "la basura no caiga al suelo". Los usuarios solo pueden publicar contratos con condiciones de AUTODESTRUCCIÓN, y cuando ya no necesiten el contrato, llamar a este código de operación para eliminar el contrato y borrar su saldo de token; también pueden usar billeteras de contrato inteligente para pasar una cuenta de retención externa (EOA) existente para enviar transacciones sin generar un nuevo EOA (el estado de EOA no se puede eliminar). Pero en la práctica, existen muy pocos incentivos de este tipo, y la complejidad técnica de una limpieza estatal adecuada es demasiado grande. Darle a alguien permiso para llamar a SELFDESTRUCT de esta manera es inapropiado en muchos contratos (¡la gente quiere aplicaciones "interminables"!) y agrega mucha complejidad a la experiencia del usuario y al código. De hecho, dado que SELFDESTRUCT tiene una utilidad extremadamente limitada y tiene muchos efectos secundarios, preferiría eliminar este código de operación para siempre. Si realmente queremos controlar el tamaño de los datos de estado, lo que necesito es una forma de que los nodos de la red descarten el "estado basura" que ya no se usa de manera predeterminada. Una clase de soluciones a este problema se basa en el concepto de "clientes apátridas" (este artículo es la fuente de este concepto, y aquí está el video de la conferencia). La razón es hacer que la verificación de bloques ya no se base en mantener el estado global. En cambio, los bloques llevan evidencia (o "testigo") que demuestra el valor del estado al que acceden. Al igual que el diseño actual, el bloque contendrá una "raíz de estado", y el valor al que se accede se puede probar que corresponde a la raíz de estado (Nota del traductor: la prueba de Merkle es una técnica de prueba común). El esquema de árbol de estado actual de Ethereum (árbol de Merkel Patricia) admite tales técnicas de prueba, al igual que esquemas más eficientes como árboles binarios o Verkle Tries. Los datos de testigos también dan fe de la corrección de la nueva raíz de estado después de que se haya procesado el bloque. Hay dos formas de apatridia: Apatridia débil: el productor del bloque aún necesita un estado completo para generar datos testigo para el bloque (hecho a sí mismo); pero la etapa de verificación del bloque puede ser apátrida; apatridia fuerte: ningún nodo requiere un estado completo placa giratoria. A su vez, es el remitente de la transacción quien debe proporcionar datos testigo, y el productor de bloques puede agregar estos datos. Los propios remitentes de transacciones son responsables de almacenar la parte del árbol de estado necesaria para generar datos testigo para la cuenta de interés. La apatridia fuerte es una solución muy "elegante" porque transfiere completamente la responsabilidad al usuario, aunque para garantizar una buena experiencia de usuario en la práctica, necesitamos crear algún tipo de acuerdo para ayudar a los usuarios que no ejecutan nodos personales a mantener el estado. y manejar situaciones en las que el usuario necesita interactuar con una cuenta inesperada. Forjar tal acuerdo es muy difícil. Además, todos los tipos de apatridia aumentan el ancho de banda de datos requerido por la red; la apatridia fuerte también requiere transacciones para declarar las claves de las cuentas y los elementos de almacenamiento con los que interactúan (conceptualmente llamados "listas de acceso"). Una solución más suave se reduce a una forma diferente de esquema de "caducidad estatal". Un estado al que se debe seguir accediendo puede permanecer "activo"; un estado que no se ha visitado durante mucho tiempo se volverá "inactivo" (o "caducado"). Hay muchas opciones sobre qué mecanismo usar exactamente para actualizar el estado (p. ej., pagar el "alquiler" por adelantado o simplemente tener acceso a ese estado), pero el principio general es que, a menos que un objeto de estado se actualice explícitamente, es en cierto modo forma de falla estado vivo. Por lo tanto, cualquier actividad de creación de nuevos objetos de estado (y actualización de objetos de estado existentes) solo puede convertirse en una carga para el nodo durante un período de tiempo, en lugar de convertirse en una carga permanente como lo es ahora. El estado muerto, como sugiere el nombre, no es parte del "estado"; un nodo que quiere procesar un bloque o crear un bloque no necesita almacenar el estado muerto. Sin embargo, ¡el estado inactivo no se elimina por completo! En todo tipo de propuestas de caducidad de estados se presupone alguna forma de “resucitar” un estado desactivado. El principio general es que el uso del estado activo es el mismo que el estado actual, mientras que el estado inactivo debe usarse a través del mecanismo del cliente sin estado mencionado anteriormente. Una transacción que revive un objeto en un estado caducado debe proporcionar una prueba (datos de testigos) de que el objeto formaba parte del estado desactivado. Para poder generar dichas pruebas, los propios usuarios deben almacenar y mantener al menos una parte del estado de inactivación (correspondiente a la parte del objeto de estado de inactivación que les interesa). También hay muchos diseños para determinar las condiciones de caducidad. Los tipos más comunes son: renta directa: la "renta" se cobra bloque por bloque y se paga directamente con el saldo de cada cuenta (u otro objeto estatal); el saldo del objeto estatal cae a cero y la cuenta vence. Valor de tiempo de vida restante: cada objeto de estado almacena un valor de "tiempo de vida restante", que se puede aumentar mediante el pago de una tarifa Actualizar al tocar: cada objeto de estado almacena un valor de "tiempo de vida restante" cuenta aumentará este valor. Todos los objetos de estado caducan periódicamente (por ejemplo, una vez cada 6 meses): es decir, la propuesta ReGenesis (traducción al chino). Yo mismo prefiero el esquema "actualizar al tocar" cada vez más porque (1) evita la necesidad de aplicaciones para crear modelos económicos complejos que permitan a los usuarios soportar la renta estatal; y (2) garantiza que el tamaño del estado activo tenga un límite superior claro (bloque Límite superior de gas/Consumo de gas de alcanzar objetos de estado × estado duración de la supervivencia). Un esquema que vence una gran cantidad de estados a intervalos regulares (también conocido como ReGenesis) tiene los mismos beneficios, pero tiene algunas compensaciones interesantes: el beneficio clave es que el esquema de vencimiento es más simple (no es necesario recorrer todo el árbol de estados para desactivar estados uno por uno), pero el problema clave es que cuando activa su propio objeto de estado después de pasar un punto de vencimiento, la cantidad de datos testigo que necesita estará relacionada con el punto de tiempo cuando alcance el objeto de estado. La lógica de caducidad del estado se puede operar a nivel de cuenta o a nivel de una única ranura de almacenamiento. Actualmente, estoy totalmente a favor de implementar un esquema de vencimiento estatal a nivel de tragamonedas. Debido a que la cantidad de espacios de almacenamiento en muchas cuentas de contrato es ilimitada, cualquier usuario puede unirse al contrato y aumentar la cantidad de espacios de almacenamiento bajo el nombre del contrato (por ejemplo, los lanzamientos aéreos son un caso que ya ocurrió). Independientemente del esquema de vencimiento a nivel de cuenta que se utilice, para limitar realmente el tamaño del estado, el monto del alquiler debe ser proporcional al número de espacios de almacenamiento en el contrato (o el tiempo de supervivencia es inversamente proporcional).

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