以太坊面臨“狀態膨脹”危機?基金會三箭齊發求解節點存儲困境

以太坊基金會核心研發團隊近日發出明確警告,指出網路狀態膨脹問題正成為威脅以太坊去中心化根基的潛在瓶頸。隨著帳戶、合約資料與日俱增,運行全節點的存儲與同步成本持續攀升,可能導致網路向少數大型運營商集中。為此,研究團隊提出了 “狀態過期”、“狀態歸檔”和“部分無狀態” 三大技術路徑,旨在為節點減負,確保網路的長期抗審查性與韌性。這不僅是技術優化,更是一場關乎以太坊能否承載“全球結算層”願景的關鍵基礎設施保衛戰。

狀態膨脹:以太坊繁榮背後的“甜蜜負擔”

如果把以太坊網路想像成一台永不停歇的世界計算機,那麼它的 “狀態” 就是這台計算機此刻的全部記憶——每一個帳戶的精確餘額、每一個智能合約的內部存儲資料,以及驅動數千個去中心化應用的底層程式碼。正是這個不斷累積的狀態,支撐著每天數十億美元價值的結算。然而,以太坊基金會的研究人員指出,這個系統面臨一個根本性挑戰:狀態只增不減

隨著 Layer 2 擴容、EIP-4844 以及 Gas 上限提升等措施成功推動了網路活動成長,它們也像打開了流量的水龍頭,加速了狀態資料的積累。對於全球各地的節點運營商而言,這意味著存儲硬體需要不斷升級,同步新區塊所需的時間和頻寬成本也與日俱增。基金會在一篇詳盡的部落格中警告,如果這種趨勢不加遏制,最終可能只有少數資金雄厚、技術精湛的運營商能夠負擔運行全節點的成本。

這種潛在的中心化風險直接威脅到以太坊的核心價值主張:抗審查性、中立性和韌性。網路的安全與去中心化程度,最終取決於獨立驗證者的廣泛分布。因此,研究團隊正在積極進行壓力測試,試圖找到幾個關鍵臨界點:狀態增長何時會成為吞吐量的瓶頸?狀態體積多大時會令節點難以跟進最新區塊?客戶端軟體又會在多大的狀態規模下開始出現運行故障?對這些問題的前瞻性研究,凸顯了解決狀態膨脹的緊迫性。

以太坊狀態膨脹問題與三大解決方案核心

問題本質:網路全域狀態(帳戶、合約資料)隨時間持續線性成長,永不減少,導致節點運營成本攀升。

核心矛盾:約 80% 的狀態資料在超過 1 年 內未被存取,但所有全節點仍需完整存儲。

三大技術路徑提案

  1. 狀態過期:將長期未使用的資料移出“活躍狀態”,用戶可憑密碼學證明重新激活。分為“標記-過期-激活”和“多時代過期”兩種模式。
  2. 狀態歸檔:將狀態區分為“熱資料”(頻繁存取)和“冷資料”(歷史存檔),確保節點性能不隨鏈齡增長而退化。
  3. 部分無狀態:節點僅存儲部分狀態子集,錢包和輕客戶端快取各自所需資料,降低參與門檻,減少對大型 RPC 服務商的依賴。

共同目標:降低狀態對性能的制約,削減存儲成本,使資料服務更容易。

無狀態驗證的悖論:資料存儲責任將移向何處?

作為以太坊長期路線圖的重要組成部分,“無狀態性” 構想允許驗證者在不持有完整狀態的情況下驗證新區塊,這能顯著減輕驗證者負擔並釋放更高的網路吞吐量。然而,研究團隊提出了一個深刻的問題:如果驗證者不再存儲全部狀態,那麼這些海量資料究竟由誰來負責保管?

答案可能指向一個更加專業化和集中的群體:區塊構建者、 RPC 服務提供商、MEV 搜索者以及區塊瀏覽器運營商。這實際上是將存儲和提供歷史資料的責任,從廣泛的驗證者網路轉移到了一個規模更小、更專業的服務層。這種轉變雖然提升了效率,但也引入了新的風險。研究團隊明確指出,這種潛在的中心化會帶來同步困難、削弱抗審查能力,並使網路在面對特定服務商故障或外部壓力時更為脆弱。

因此,當前的研究重點並非簡單地實現無狀態,而是如何在邁向無狀態的過程中,設計出能夠維持甚至增強網路去中心化和韌性的資料存儲架構。這需要精巧的經濟模型和協議設計,以確保即使資料存儲專業化,也不會形成單點故障或產生新的權力壟斷。以太坊基金會提出的三大路徑,正是為了破解這一悖論,在提升可擴展性的同時,守護網路的根本屬性。

三大技術路徑詳解:如何為以太坊節點“減負”

面對狀態膨脹的挑戰,以太坊基金會的“無狀態共識團隊”並未給出單一的解決方案,而是描繪了三條可能並行或結合的探索路徑,每一條都旨在從不同角度緩解存儲壓力。

第一條路徑 “狀態過期” 直擊問題核心——大量“僵屍資料”。資料顯示,約有 80% 的狀態在過去一年中未被存取,但它們仍在消耗資源。該方案計畫將長期不活躍的資料移出“活躍狀態集”,類似於計算機記憶體的清理機制。當用戶需要再次使用這些資料時,可以透過提供密碼學證明來“喚醒”它們。目前考慮的“標記-過期-激活”和“多時代過期”兩種子方案,都是在尋找清理資料與保障可存取性之間的最佳平衡點。

第二條路徑 “狀態歸檔” 借鑑了傳統資料管理的熱冷分層思想。它將頻繁存取的“熱狀態”限制在一個可管理的大小內,以確保快速回應;而將歷史“冷狀態”進行歸檔保存,用於審計和驗證。這種設計能讓節點性能隨時間保持穩定,而不會因為區塊鏈年齡增長、資料總量變大而持續下降。這對保障新節點的同步體驗和全網的長期健康至關重要。

第三條路徑 “部分無狀態” 則是一種更為漸進和彈性的策略。它允許節點只存儲整個狀態的一部分子集,同時依靠錢包和輕客戶端來快取它們各自關心的資料。這種方法能顯著降低參與網路驗證的硬體門檻,讓更多個人和小型組織能夠運行節點,從而減少整個生態系統對少數幾個大型 RPC 服務商的依賴,從另一個層面促進去中心化。

未來展望:一場需要社群共治的協議進化

以太坊基金會明確表示,解決狀態膨脹不是一場能由核心團隊獨自完成的“突擊戰”,而是一場需要整個社群深度參與的“持久戰”。基金會目前的策略是雙線並行:一方面優先推進那些能立即帶來好處的務實工作,例如改進歸檔工具、優化 RPC 基礎建設、降低運行部分無狀態節點的難度;另一方面則為未來更有潛力的協議層變更做長期研究和準備。

研究團隊已經向開發者、節點運營商、基礎設施團隊以及所有關心以太坊長期健康的參與者發出公開邀請,希望大家能提供反饋、參與論壇討論、並協助測試新的技術方案。這種開放協作的姿態,正是以太坊治理文化的體現。值得注意的是,基金會特意在文章開頭聲明,這些提案僅代表研究團隊的思路,並非基金會的統一立場,強調了其內部鼓勵觀點多樣性的開放環境。

此次針對狀態膨脹的集中討論,是以太坊基金會加強長期協議發展溝通的一部分。此前,基金會已公布了旨在讓 Layer 2 生態“感覺像一條鏈”的“互操作層”研究,並進行了研發重組、財庫調整,開啟了每年兩次的硬分叉新節奏。所有這些動作都指向同一個目標:以系統化、前瞻性的方式,應對以太坊從“可擴展”到“可持續”的進化挑戰。對於投資者和生態建設者而言,理解這些底層技術瓶頸與解決方案的討論,遠比追逐短期市場情緒更為重要,因為它們最終將決定這座去中心化金融大廈的根基是否牢固。

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