以太坊“狀態(tài)”規(guī)?？焖倥蛎洠_發(fā)人員考慮向用戶收取“狀態(tài)租金區(qū)塊鏈
以太坊開發(fā)者社區(qū)正面臨一些決定以太坊網(wǎng)絡(luò)可用性的艱難決定。
以太坊開發(fā)者社區(qū)正面臨一些決定以太坊網(wǎng)絡(luò)可用性的艱難決定，一些核心開發(fā)人員預(yù)測，如果以太坊的狀態(tài)大?。╯tate siz）繼續(xù)以目前的速度增長，以太坊網(wǎng)絡(luò)將在三年內(nèi)崩潰。
減緩其增長的首要解決方案是征收“狀態(tài)租金（state rent）”，即向服戶收取存儲數(shù)據(jù)的費用。（在有些情況下，這稱為“存儲租金(storage rent)”，但在本文中，我將使用“狀態(tài)租金”這個術(shù)語）。
但這可能會對用戶的體驗產(chǎn)生不愉快的影響，并且可能對現(xiàn)有應(yīng)用程序產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，并非所有人都同意狀態(tài)大小問題像有些人認(rèn)為的那樣緊迫。
雖然最終將由核心開發(fā)人員來編寫修復(fù)程序，但他們似乎并不急于代表以太坊社區(qū)做出決定并選擇適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案。這是因為盡管這個問題本質(zhì)上是技術(shù)性的，但是解決方案涉及到一些會影響可用性的價值權(quán)衡。因此，圍繞該問題進(jìn)行協(xié)調(diào)有些困難。本文試圖用相對容易理解的語言來描述這一問題和將收取存儲租金作為解決方案的主張。
龐大而冗余的數(shù)據(jù)量
存儲數(shù)據(jù)需要磁盤空間，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行同步需要時間，這兩者都是塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵考慮因素，其中至少有一些節(jié)點必須同步并存儲整條鏈的數(shù)據(jù)（或其中重要的數(shù)據(jù)塊)。
這不僅僅是一個效率的問題，而且是有關(guān)可持續(xù)性和可擴展性的問題。按照目前的情況，完全同步和下載一個歸檔節(jié)點已經(jīng)需要幾個星期的時間，說實話，這還是使用以太坊網(wǎng)絡(luò)頻率最低的時候。
如果你不是一個超級技術(shù)人員，或者不了解以太坊區(qū)塊鏈的詳細(xì)情況，你可能會認(rèn)為這是因為這條鏈太長了。但這只是部分原因。事實上，同步所有區(qū)塊(塊頭、塊哈希)只是這個過程的一部分。
問題在于，包括狀態(tài)樹(state trie)在內(nèi)的大量必要信息塊并不包含在區(qū)塊本身中。狀態(tài)樹是一個復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，包含當(dāng)前所有的賬戶和一組密碼證明。在節(jié)點能夠以加密方式證明任何賬戶的任何內(nèi)容之前，需要將這些信息提供給節(jié)點。同步這些信息所花的時間和同步區(qū)塊鏈本身所花的時間一樣長，甚至更長。
這并不是一個新問題。以太坊黃皮書中寫道，處理和存儲整個狀態(tài)樹非常笨重，并建議：“或許可以將區(qū)塊鏈壓縮：狀態(tài)樹中沒有發(fā)送/接收某個固定數(shù)量區(qū)塊中交易的節(jié)點可以丟棄掉，從而減少狀態(tài)數(shù)據(jù)庫的增長。”
今年3月，在討論構(gòu)建Ethereum 2.0的想法時，Vitalik Buterin在Ethresearch提出了一個通過收取租金來限制狀態(tài)增長的模型。
從不同的角度來處理這個問題
雖然有關(guān)狀態(tài)大小的問題很早以前就意識到了，但它最近已成為開發(fā)者社區(qū)討論的一個關(guān)鍵主題。以太坊魔術(shù)師團體（The Fellowship of Ethereum Magicians）有一個專門負(fù)責(zé)以太坊Casper/Sharding升級前的Ethereum 1.x開發(fā)的團隊。這個團隊包括兩個工作組，他們致力于解決以太坊日益增長的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲的問題，兩個工作組的角度都不一樣:一個工作組專注區(qū)塊鏈剪裁和狀態(tài)減少（刪除舊的和不必要的數(shù)據(jù)）,另一個是研究狀態(tài)租金的工作組，專注于管理以太坊狀態(tài)的增長。雖然對狀態(tài)縮減和區(qū)塊鏈剪裁的需求與管理狀態(tài)大小的需要密切相關(guān)，但是這些問題需要不同的解決方案，因此需要不同的權(quán)衡以及單獨的討論和文章。
簡單地說，關(guān)于區(qū)塊鏈剪裁和狀態(tài)減少的討論集中在效率和可擴展性之間的權(quán)衡，以及安全性和不可變性之間的權(quán)衡。圍繞通過征收狀態(tài)租金來減少狀態(tài)增長的討論需要面對這樣一個事實，即征收狀態(tài)租金將顯著損害已經(jīng)很棘手的用戶體驗，并對現(xiàn)有應(yīng)用程序造成不必要的負(fù)擔(dān)，這些應(yīng)用程序的開發(fā)人員無法將狀態(tài)租金納入他們的設(shè)計之中。雖然兩者都很重要，但本文的重點是討論如何通過狀態(tài)租金來限制狀態(tài)樹的增長。
為什么要收取狀態(tài)租金
征收狀態(tài)租金的解決方案是由Turbo Geth開發(fā)人員阿列克謝?阿赫諾夫(Alexey Akhunov) 提出，它適用于狀態(tài)租金提議者所說的“活躍狀態(tài)”， “活躍狀態(tài)”由“所有非空賬戶和所有已創(chuàng)建但未自毀的合約”組成。
狀態(tài)租金作為解決狀態(tài)膨脹問題的一種方法，其背后的理念包含兩個方面：其中一個好處是，通過未支付租金可以很容易識別出不活躍賬戶或無價值數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)從狀態(tài)中“驅(qū)逐”出去。如果在以太坊上做開發(fā)花費更多，人們會更加明智地對待他們在以太坊上所做的事，這說得過去。對賬戶活動消耗的磁盤空間收取租金，可以鼓勵開發(fā)者開發(fā)出更多存儲優(yōu)化型合約，并吸引更多對數(shù)據(jù)敏感的用戶。如果賬戶數(shù)量減少、活躍賬戶更少、而賬戶的效率提高，那么狀態(tài)樹的增長率必然會放緩。
征收狀態(tài)租金的意義
目前，那些認(rèn)為狀態(tài)租金是最可行的人正在討論誰應(yīng)該支付租金，以及如何計算租金等細(xì)節(jié)。這些問題具有重大意義。
誰來支付租金是一個特別有意義的問題，尤其是考慮到抗審查制度時。對于社區(qū)中的許多人來說，以太坊最吸引人的承諾在于，它使很多組織能夠在沒有太多或任何人為干預(yù)的情況下運行，從而使企業(yè)永遠(yuǎn)不會被監(jiān)管機構(gòu)或任何人關(guān)閉。要求組織定期支付費用以維護(hù)數(shù)據(jù)可用性會有違最初承諾，至少對于已經(jīng)部署的應(yīng)用程序來說是這樣，這些應(yīng)用程序的開發(fā)人員無法預(yù)料到這種需求
不過，在阿赫諾夫的提議中，他承認(rèn)即使提前通知，合約也可能難以向用戶收取租金。此外，用戶也有可能做出不負(fù)責(zé)任或惡意的行為，通過為合約灌輸大量數(shù)據(jù)，從而推高租金。由于這些原因，基于數(shù)據(jù)存儲對合約收取狀態(tài)租金會比較復(fù)雜。
即使與應(yīng)用程序交互的個人用戶出于存儲數(shù)據(jù)而支付費用，如果出于某種原因被阻止支付或無法跟上他們的費用，強制性狀態(tài)租金也可能對抗審查制度產(chǎn)生負(fù)面影響。
需要注意的是，如果合約沒有支付租金，合約或賬戶本身不會被刪除，而只會刪除活動狀態(tài)中的信息(如賬戶余額)。如果數(shù)據(jù)通過其他方式可用，則合約可以繼續(xù)執(zhí)行; 阿赫諾夫和其他人討論了個人或組織下載和存儲他們自己的數(shù)據(jù)、以及某些節(jié)點選擇這樣做的可能性。
阿赫諾夫試圖在他的提案草案中解決這些問題，但他承認(rèn)，征收狀態(tài)租金將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。他說道：
“不幸的是，在我看來，大多數(shù)合約都需要重新編寫、重新部署以及重新填充數(shù)據(jù)。對我來說，要么修改合約，要么平臺走向滅亡，兩者必選其一?！?
也許狀態(tài)租金可以緩一緩
凱西?德特里奧（Casey Detrio）是Ethereum 1.x的核心開發(fā)者，他撰寫了一篇名為《Ethereum 1.x：主網(wǎng)升級路線圖草案》（"Ethereum 1 dot X: a half-baked roadmap for mainnet improvements）的文章，概述了存儲空間有限的問題以及提出了一些解決狀態(tài)膨脹的方案。他在總結(jié)中指出，一些研究人員認(rèn)為只要Ethereum 2.0能相對快速地啟動，它將成為一種解決方案。當(dāng)然，這是基于Casper和分片將很快到來的假設(shè)，如果真的是這樣，將是一個相當(dāng)大的飛躍。此外，斷言狀態(tài)大小在Ethereum 2.0下不再有問題并不是一個公認(rèn)的事實，因為分片技術(shù)并不提供無限的可擴展性。
對此，德特里奧提到了這樣一個擔(dān)憂:“在Ethereum 1.0上引入租金機制可能會讓用戶感到困惑，因為它可能與在2.0上引入的租金機制不同?！?/p>
征收狀態(tài)租金的主要替代方法是創(chuàng)建無狀態(tài)客戶端和無狀態(tài)合約。不過，這種選擇的可行性仍有爭議。此外，它將迫使所有合約負(fù)責(zé)存儲和維護(hù)它們自己的數(shù)據(jù)，這可能有點壓力。
當(dāng)前工作
想要了解更多關(guān)于阿赫諾夫狀態(tài)州租金提案的細(xì)節(jié)，請查看GitHub，或者關(guān)注以太坊魔術(shù)師團體和Ethresearch論壇中的討論。
與此同時，社區(qū)還需要做更多的工作來發(fā)展提案和概念證明，以檢驗任何狀態(tài)租金機制所帶來的后果。一旦發(fā)生這種情況，將由客戶端和Dapp開發(fā)人員做出權(quán)衡，并決定愿意做出哪種選擇。
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