通往更簡潔、高效的以太坊之路

以太坊面臨的一大挑戰是如何在長期內降低復雜性和存儲需求,同時保持區塊鏈的持久性和去中心化特性。這需要我們在幾個關鍵領域採取措施:

歷史記錄過期

目前,完整同步的以太坊節點需要大約1.1TB的存儲空間,其中大部分用於存儲歷史數據。即便gas限制保持不變,節點大小每年仍會增加數百GB。

解決方案是建立一個由以太坊節點組成的點對點網路,以分布式方式存儲舊數據。每個節點只需存儲最近18天左右的數據,更早的數據可以通過網路獲取。這樣可以大大減少單個節點的存儲負擔。

實現歷史記錄過期的主要工作包括:

1. 構建和集成具體的分布式存儲解決方案,如引入現有的torrent庫或以太坊原生的Portal網路。

2. 啓用EIP-4444,限制節點存儲歷史數據的時間。

3. 決定如何處理"古老"的歷史數據,是完全依賴現有的存檔節點,還是構建更健壯的分布式存儲網路。

狀態過期

即使消除了存儲歷史記錄的需求,客戶端的存儲需求仍將每年增長約50GB,因爲狀態(帳戶餘額、合約代碼等)在持續增長。

有兩類主要的解決方案:

1. 部分狀態過期:將狀態分塊,只存儲最近訪問過的數據塊,其他數據只保存32字節的承諾。

2. 基於地址週期的狀態過期:定期添加新的空狀態樹,舊樹被凍結。完整節點只存儲最近的兩棵樹。

這兩種方案各有利弊,需要在復雜性、用戶友好性和開發者友好性之間權衡。無論採用哪種方案,都需要解決地址空間擴展或收縮的問題,這本身就是一個巨大的挑戰。

功能清理

爲了降低協議復雜性,我們需要刪除一些不必要或很少使用的功能:

1. 將RLP編碼全面替換爲SSZ
2. 刪除舊的交易類型
3. 簡化日志機制
4. 刪除信標鏈同步委員會機制
5. 統一數據格式
6. 簡化gas機制
7. 刪除一些預編譯
8. 取消gas可觀察性
9. 改進靜態分析能力

進行這些簡化時,需要在簡化程度/速度與向後兼容性之間權衡。應建立一個標準化流程來處理非緊急的向後不兼容更改。

更激進的簡化方法是將協議的大部分內容轉化爲合約代碼。比如將以太坊L1簡化爲只包含信標鏈,引入一個最小的虛擬機,然後在其上重建EVM作爲第一個匯總。這種方法可以大幅簡化協議,但實施難度較大。

總的來說,通過這些措施,我們可以在保持以太坊核心價值的同時,顯著降低其復雜性和存儲需求,爲長期的可持續發展奠定基礎。這需要社區共同努力,在技術創新和向後兼容之間找到平衡點。