Ethereum đối mặt với cuộc khủng hoảng "bành trướng trạng thái"? Quỹ ba mũi tên cùng ra tay tìm giải pháp cho tình trạng lưu trữ nút mạng

Nhóm nghiên cứu và phát triển cốt lõi của Ethereum Foundation gần đây đã đưa ra một cảnh báo rõ ràng, chỉ ra rằng vấn đề cồng kềnh trạng thái mạng đang trở thành một nút thắt cổ chai tiềm ẩn đe dọa nền tảng phi tập trung của Ethereum. Khi dữ liệu tài khoản và hợp đồng tăng lên từng ngày, chi phí lưu trữ và đồng bộ hóa của việc chạy full node tiếp tục tăng, điều này có thể dẫn đến việc tập trung mạng cho một số nhà khai thác lớn. Để đạt được mục tiêu này, nhóm nghiên cứu đã đề xuất ba con đường kỹ thuật: “hết hạn trạng thái”, “lưu trữ trạng thái” và “không có quốc tịch một phần”, nhằm giảm gánh nặng cho các nút và đảm bảo khả năng chống kiểm duyệt lâu dài và khả năng phục hồi của mạng. Đây không chỉ là tối ưu hóa kỹ thuật mà còn là cuộc chiến bảo vệ cơ sở hạ tầng quan trọng liên quan đến tầm nhìn của Ethereum về “lớp thanh toán toàn cầu”.

State Bloat: “Gánh nặng ngọt ngào” đằng sau sự bùng nổ của Ethereum

Nếu mạng Ethereum được coi là một máy tính thế giới không bao giờ kết thúc, thì Trạng tháiĐó là tất cả bộ nhớ của máy tính vào lúc này — số dư chính xác của mọi tài khoản, dữ liệu lưu trữ bên trong của mọi hợp đồng thông minh và mã cơ bản cung cấp năng lượng cho hàng nghìn ứng dụng phi tập trung. Chính trạng thái tích lũy này đã củng cố các khoản thanh toán trị giá hàng tỷ đô la mỗi ngày. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại Ethereum Foundation chỉ ra rằng hệ thống này phải đối mặt với một thách thức cơ bản:Trạng thái chỉ tăng。

Khi các biện pháp như mở rộng quy mô lớp 2, EIP-4844 và tăng giới hạn gas đã thúc đẩy thành công hoạt động mạng, chúng cũng đã đẩy nhanh quá trình tích lũy dữ liệu trạng thái giống như vòi cho lưu lượng truy cập. Đối với các nhà khai thác node trên toàn thế giới, điều này có nghĩa là phần cứng lưu trữ cần được nâng cấp liên tục, thời gian và băng thông cần thiết để đồng bộ hóa các khối mới ngày càng tăng. Trong một blog đầy đủ, Quỹ cảnh báo rằng nếu xu hướng này không được kiểm soát, chỉ một số nhà khai thác được tài trợ tốt và có tay nghề cao cuối cùng có thể đủ khả năng chi trả chi phí vận hành một nút đầy đủ.

Rủi ro tập trung tiềm ẩn này đe dọa trực tiếp đề xuất giá trị cốt lõi của Ethereum:Khả năng chống kiểm duyệt, trung lập và khả năng phục hồi。 Tính bảo mật và phi tập trung của mạng cuối cùng phụ thuộc vào sự phân bố rộng rãi của các trình xác thực độc lập. Do đó, nhóm nghiên cứu đang tích cực tiến hành các bài kiểm tra căng thẳng để cố gắng tìm ra một số điểm bùng phát chính: Khi nào tăng trưởng trạng thái sẽ trở thành nút thắt cổ chai trong thông lượng? Khối lượng trạng thái lớn như thế nào khiến các node khó theo dõi khối mới nhất? Ở quy mô nào của trạng thái mà phần mềm máy khách bắt đầu bị lỗi? Nghiên cứu tiền cứu về những vấn đề này nhấn mạnh tính cấp bách của việc giải quyết lạm phát của tiểu bang.

Vấn đề cồng khơi trạng thái Ethereum và ba lõi giải pháp

Bản chất của vấn đề: Trạng thái toàn cầu của mạng (tài khoản, dữ liệu hợp đồng) tiếp tục phát triển tuyến tính theo thời gian và không bao giờ giảm, dẫn đến chi phí vận hành nút cao hơn.

Mâu thuẫn cốt lõi: Giới thiệu80%Dữ liệu trạng thái vượt quá1 năm không được truy cập, nhưng tất cả các nút đầy đủ vẫn cần được lưu trữ đầy đủ.

Ba đề xuất lộ trình kỹ thuật chính：

1. Trạng thái đã hết hạn: Di chuyển dữ liệu đã lâu không được sử dụng từ “trạng thái hoạt động” và người dùng có thể kích hoạt lại bằng bằng chứng mật mã. Nó được chia thành hai chế độ: “Đánh dấu-Hết hạn-Kích hoạt” và “Hết hạn nhiều thời đại”.
2. Lưu trữ nhà nước: Phân biệt giữa “dữ liệu nóng” (truy cập thường xuyên) và “dữ liệu lạnh” (lưu trữ lịch sử) để đảm bảo rằng hiệu suất của nút không bị giảm khi chuỗi già đi.
3. Không có quốc tịch một phần: Các nút chỉ lưu trữ một tập hợp con của trạng thái, ví và máy khách nhẹ lưu trữ dữ liệu yêu cầu tương ứng của chúng, giảm ngưỡng tham gia và giảm sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp dịch vụ RPC lớn.

Mục tiêu chung: Giảm các ràng buộc về hiệu suất, giảm chi phí lưu trữ và làm cho các dịch vụ dữ liệu dễ dàng hơn.

Nghịch lý của xác thực không trạng thái: Trách nhiệm lưu trữ dữ liệu sẽ chuyển sang đâu?

Là một phần quan trọng trong lộ trình dài hạn của Ethereum,**“Không quốc tịch”**Ý tưởng này cho phép trình xác thực xác thực các khối mới mà không cần giữ trạng thái đầy đủ, điều này làm giảm đáng kể gánh nặng cho trình xác thực và mở khóa thông lượng mạng cao hơn. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã đặt ra một câu hỏi sâu sắc:Nếu validator không còn lưu trữ tất cả trạng thái, ai sẽ chịu trách nhiệm giữ dữ liệu khổng lồ này?

Câu trả lời có thể chỉ ra một nhóm chuyên biệt và tập trung hơn: các nhà xây dựng khối, nhà cung cấp dịch vụ RPC, các nhà tìm kiếm MEV và các nhà khai thác trình khám phá khối. Điều này chuyển trách nhiệm lưu trữ và phục vụ dữ liệu lịch sử từ mạng lưới trình xác thực rộng lớn sang lớp dịch vụ nhỏ hơn, chuyên biệt hơn. Mặc dù sự thay đổi này đã cải thiện hiệu quả, nhưng nó cũng đưa ra những rủi ro mới. Nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rõ ràng rằng tiềm năng nàyTập trung hóaNó làm cho việc đồng bộ hóa trở nên khó khăn, làm suy yếu khả năng chống kiểm duyệt và làm cho mạng dễ bị tổn thương hơn trước sự cố của nhà cung cấp dịch vụ hoặc áp lực bên ngoài.

Do đó, trọng tâm nghiên cứu hiện tại không chỉ đơn giản là đạt được trạng thái không trạng thái, mà là cách thiết kế kiến trúc lưu trữ dữ liệu có thể duy trì hoặc thậm chí nâng cao tính phi tập trung và khả năng phục hồi của mạng trong quá trình hướng tới trạng thái không trạng thái. Điều này đòi hỏi các mô hình kinh tế phức tạp và thiết kế giao thức để đảm bảo rằng ngay cả khi lưu trữ dữ liệu được chuyên dụng, không có điểm thất bại duy nhất hoặc độc quyền quyền lực mới. Ba con đường do Ethereum Foundation đề xuất nhằm giải quyết nghịch lý này, cải thiện khả năng mở rộng đồng thời bảo vệ các thuộc tính cơ bản của mạng.

Giải thích chi tiết về ba con đường kỹ thuật chính: Cách “giảm gánh nặng” cho các node Ethereum

Đối mặt với thách thức về sự cồng kềnh của nhà nước, “nhóm đồng thuận không trạng thái” của Ethereum Foundation không đưa ra một giải pháp duy nhất, mà mô tả ba con đường khám phá có thể song song hoặc kết hợp, mỗi con đường nhằm giảm bớt áp lực lưu trữ từ các góc độ khác nhau.

Con đường đầu tiên “Trạng thái đã hết hạn” Đi thẳng vào trọng tâm của vấn đề - rất nhiều “dữ liệu zombie”. Dữ liệu cho thấy khoảng 80% tiểu bang chưa được truy cập trong năm qua, nhưng họ vẫn đang tiêu tốn tài nguyên. Kịch bản này có kế hoạch di chuyển dữ liệu không hoạt động dài hạn ra khỏi “tập trạng thái hoạt động”, tương tự như cơ chế dọn dẹp bộ nhớ máy tính. Khi người dùng cần sử dụng lại dữ liệu này, họ có thể được “đánh thức” bằng cách cung cấp các bằng chứng mật mã. Hai sơ đồ phụ hiện đang được xem xét, “thẻ-hết hạn-kích hoạt” và “hết hạn nhiều thời đại”, đang tìm kiếm sự cân bằng tốt nhất giữa việc dọn dẹp dữ liệu và đảm bảo khả năng truy cập.

Con đường thứ hai Lưu trữ trạng thái Nó dựa trên ý tưởng phân cấp nóng và lạnh truyền thống về quản lý dữ liệu. Nó giới hạn các “trạng thái nóng” được truy cập thường xuyên ở kích thước có thể quản lý được để đảm bảo phản hồi nhanh chóng; “Trạng thái lạnh” lịch sử được lưu trữ và lưu lại để kiểm tra và xác minh. Thiết kế này cho phép hiệu suất của node duy trì ổn định theo thời gian mà không bị suy giảm khi blockchain già đi và tổng lượng dữ liệu tăng lên. Điều này rất quan trọng để đảm bảo trải nghiệm đồng bộ hóa của các nút mới và sức khỏe lâu dài của toàn bộ mạng.

Con đường thứ ba “Một phần không quốc tịch” Đó là một chiến lược dần dần và linh hoạt hơn. Nó cho phép các node chỉ lưu trữ một tập hợp con của toàn bộ trạng thái trong khi dựa vào ví và ứng dụng khách nhẹ để lưu trữ dữ liệu mà mỗi người quan tâm. Cách tiếp cận này làm giảm đáng kể rào cản phần cứng để xác minh mạng, cho phép nhiều cá nhân và tổ chức nhỏ chạy các nút, do đó giảm sự phụ thuộc của toàn bộ hệ sinh thái vào một vài nhà cung cấp dịch vụ RPC lớn và thúc đẩy phi tập trung ở một chiều khác.

Triển vọng tương lai: Sự phát triển của các giao thức yêu cầu đồng quản trị cộng đồng

Ethereum Foundation đã nói rõ rằng giải quyết tình trạng phình to của nhà nước không phải là một “trận chiến tấn công” có thể được hoàn thành bởi một đội ngũ cốt lõi, mà là một “trận chiến kéo dài” đòi hỏi sự tham gia sâu sắc của toàn bộ cộng đồng. Chiến lược hiện tại của Quỹ là đi đôi với nhau: ưu tiên công việc thực tế sẽ mang lại lợi ích trước mắt, chẳng hạn như cải thiện các công cụ lưu trữ, tối ưu hóa cơ sở hạ tầng RPC và giảm khó khăn khi chạy một số nút không trạng thái; Mặt khác, đó là tiến hành nghiên cứu dài hạn và chuẩn bị cho những thay đổi lớp giao thức tiềm năng hơn trong tương lai.

Nhóm nghiên cứu đã gửi lời mời mở đến các nhà phát triển, nhà điều hành nút, nhóm cơ sở hạ tầng và tất cả những người tham gia quan tâm đến sức khỏe lâu dài của Ethereum để cung cấp phản hồi, tham gia vào các cuộc thảo luận trên diễn đàn và giúp thử nghiệm các giải pháp kỹ thuật mới. Thái độ cởi mở và hợp tác này là hiện thân của văn hóa quản trị của Ethereum. Điều đáng chú ý là Quỹ đã cố tình tuyên bố ở đầu bài viết rằng những đề xuất này chỉ đại diện cho ý tưởng của nhóm nghiên cứu và không phải là lập trường thống nhất của Quỹ, nhấn mạnh một môi trường mở trong Quỹ khuyến khích sự đa dạng về quan điểm.

Cuộc thảo luận tập trung về sự phình to của nhà nước này là một phần trong nỗ lực của Ethereum Foundation nhằm tăng cường truyền thông về phát triển giao thức dài hạn. Trước đó, quỹ đã công bố nghiên cứu về “lớp tương tác” nhằm làm cho hệ sinh thái Layer 2 “giống như một chuỗi”, đồng thời thực hiện tái cấu trúc R&D và điều chỉnh kho bạc, mở ra một nhịp điệu mới của hard fork hai lần một năm. Tất cả những hành động này đều hướng đến cùng một mục tiêu: giải quyết những thách thức tiến hóa của Ethereum từ “có thể mở rộng” đến “bền vững” một cách có hệ thống, hướng tới tương lai. Đối với các nhà đầu tư và nhà xây dựng hệ sinh thái, việc hiểu những nút thắt kỹ thuật cơ bản này và thảo luận về các giải pháp quan trọng hơn nhiều so với việc theo đuổi tâm lý thị trường ngắn hạn, vì cuối cùng chúng sẽ xác định liệu nền tảng của tòa nhà tài chính phi tập trung này có vững chắc hay không.