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隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和驗(yàn)證需求的增長(zhǎng)，以太坊的網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)朝著無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證的方向發(fā)展。聯(lián)合創(chuàng)始人V它alik Buterin為這一轉(zhuǎn)變提出了兩種解決方案——Verkle樹(shù)和星星。
雖然這兩種方法都提高了塊驗(yàn)證的效率和可訪問(wèn)性，但在安全性、效率和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性方面存在權(quán)衡。
怎么STARKs作為Verkle Trees的替代品？
聯(lián)合創(chuàng)始人Vitalik Buterin另一個(gè)博客解釋了該網(wǎng)絡(luò)可能的未來(lái)。Buterin專注于無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證在這個(gè)博客，節(jié)點(diǎn)可以在不存儲(chǔ)完整以太坊狀態(tài)的情況下驗(yàn)證塊。 在談到The Verge時(shí)，他解釋說(shuō)早期的旨在通過(guò)以下方式使以太坊協(xié)議高效制作驗(yàn)證的計(jì)算要求low.然而，他補(bǔ)充說(shuō)，目標(biāo)現(xiàn)在是用SNARKs驗(yàn)證鏈。
Verkle樹(shù)和星星，兩種方式都想讓塊驗(yàn)證的計(jì)算要求降低與此同時(shí)，SNARKs——簡(jiǎn)潔的非交互式知識(shí)論證——也是以太坊未來(lái)的一部分。
Verkle樹(shù)將允許節(jié)點(diǎn)通過(guò)生成緊湊的證明來(lái)驗(yàn)證以太坊塊，這將減少節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)整個(gè)狀態(tài)的需要。然而，Verkle樹(shù)在未來(lái)可能會(huì)面臨量子計(jì)算的潛在限制。他認(rèn)為，這項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)現(xiàn)在更可行，可以完全跳過(guò)Verkle樹(shù)。
與此同時(shí)，The Verge有兩個(gè)主要目標(biāo)。第一個(gè)是減少節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證以太坊交易所需存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量。第二是將驗(yàn)證的計(jì)算要求降低到即使是移動(dòng)設(shè)備和智能手表也可以參與網(wǎng)絡(luò)。
因此，無(wú)論以太坊采用哪種途徑進(jìn)行無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證——Verkle還是STARK——目標(biāo)都是解決不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)大小Buterin表示：“原始狀態(tài)數(shù)據(jù)每年增加約30GB，個(gè)人客戶必須在其上存儲(chǔ)一些額外的數(shù)據(jù)，以便能夠有效地更新trie?！?/span>
部署無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證如何簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)設(shè)置
尤其是，增長(zhǎng)的以太坊數(shù)據(jù)的規(guī)模使得利益相關(guān)者難以設(shè)置和升級(jí)他們的節(jié)點(diǎn)。由于Buterin主張，這就是原因對(duì)于無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證通過(guò)讓節(jié)點(diǎn)在不存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)的情況下驗(yàn)證塊來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。該過(guò)程允許節(jié)點(diǎn)使用包括狀態(tài)值和加密證明的見(jiàn)證來(lái)驗(yàn)證塊。然而，為了使無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證高效工作，以太坊目前的Merkle Patricia樹(shù)結(jié)構(gòu)需要被替換，因?yàn)樗贿m合創(chuàng)建緊湊、易于驗(yàn)證的證明。
但是，由于無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證結(jié)合了Verkle樹(shù)或STARK，哪種路由對(duì)以太坊更好？這兩種方法都有優(yōu)缺點(diǎn)。Verkle樹(shù)使用基于橢圓曲線的向量承諾，這可以創(chuàng)建緊湊的證明，但可能仍然容易受到未來(lái)量子攻擊的影響。它們也更容易用以太坊當(dāng)前的架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一方面，STARK提供更小的證明大?。ㄅcVerkle的2.6 MB相比約為100-300 kB），并且可能更快的證明時(shí)間。然而，它們需要更多的計(jì)算能力，而且還沒(méi)有完全整合進(jìn)入以太坊的系統(tǒng)。
以太坊不僅在驗(yàn)證區(qū)塊方面，而且在其他應(yīng)用程序方面都需要變得更快、更高效。它包括Mempools、收錄列表和輕量級(jí)客戶端。據(jù)報(bào)道，所有這些用例都需要大量的證明來(lái)驗(yàn)證賬戶余額和交易有效性等項(xiàng)目。因此，可以在STARK證明上使用更簡(jiǎn)單的Merkle分支。Buterin規(guī)定：；Merkle分支是可更新的，可能會(huì)提供優(yōu)勢(shì)。
與此同時(shí)，以太坊社區(qū)需要也根據(jù)Buterin的說(shuō)法，它包括使用EIP-4762進(jìn)行天然氣成本分析。它將注意到無(wú)狀態(tài)客戶端的天然氣費(fèi)用變化將如何影響以太坊。自從切換到無(wú)狀態(tài)狀態(tài)是復(fù)雜的，轉(zhuǎn)換過(guò)程也需要測(cè)試。 還有據(jù)報(bào)道需要分析新的STARK友好哈希函數(shù)（如Poseidon）的安全性是 測(cè)試較少.對(duì)新的哈希函數(shù)和SHA256等證明系統(tǒng)進(jìn)行安全分析也是至關(guān)重要的一步。
以太坊將不得不考慮量子安全cryptography
根據(jù)Buterin的說(shuō)法，STARK保守派哈希函數(shù)和with新的哈希函數(shù)需要權(quán)衡。他解釋說(shuō)，Verkle樹(shù)是最適合部署的，但不是量子抗性的，在SNARKs等先進(jìn)系統(tǒng)中更難證明。
基于哈希的方法（STARKs）可以為節(jié)點(diǎn)提供更快的同步時(shí)間，但該技術(shù)仍需要更多的開(kāi)發(fā)和安全分析。Verkle樹(shù)還允許輕松更新（對(duì)內(nèi)存池和包含列表），但對(duì)于某些高級(jí)加密證明（SNARK）來(lái)說(shuō)更難使用。
為了應(yīng)對(duì)這些權(quán)衡，Buterin提出了基于格子的Merkle樹(shù)成為量子安全的替代方案。然而，整合it進(jìn)入當(dāng)前的以太坊結(jié)構(gòu)將是復(fù)雜的。另一種選擇是介紹多維氣體，以分離平均情況和最壞情況之間的效率差距。這意味著多維gas可以讓以太坊在極端情況下減少所需的哈希數(shù)。這樣，以太坊可以將狀態(tài)根計(jì)算延遲到下一個(gè)塊，并增加時(shí)間可獲得的生成證明。
通往以太坊可擴(kuò)展性的途徑將解決存儲(chǔ)問(wèn)題burden
Buterin的博客還強(qiáng)調(diào)，EVM的有效性證明目前在安全和證明人時(shí)間。以太坊的可擴(kuò)展性和去中心化挑戰(zhàn)也伴隨著解決挑戰(zhàn)證據(jù)生成。EIP-4444建議實(shí)施無(wú)狀態(tài)驗(yàn)證和歷史過(guò)期，以減輕客戶端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)。此外對(duì)于這個(gè)當(dāng)前的有效性證明需要優(yōu)化以提高速度和效率。Buterin提出了并行化和使用先進(jìn)的硬件有助于加速這一過(guò)程。
The Verge將成為一種轉(zhuǎn)變以太坊，專注于無(wú)狀態(tài)和高效驗(yàn)證。據(jù)報(bào)道，STARK友好性對(duì)于PoS網(wǎng)絡(luò)的其他幾次升級(jí)至關(guān)重要，以實(shí)現(xiàn)其擴(kuò)展。無(wú)論什么挑戰(zhàn)依然存在，與實(shí)施這些技術(shù)相關(guān)的權(quán)衡也存在。
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