HTT:V神发布以太坊状态到期和无状态路线图，同步实施以解决状态暴增问题

原作者：VitalikButerin，《状态到期和无状态路线图》

以太坊的状态规模正在迅速增长。目前仅状态大小大约有35GB，如果包括所有Merkle证明在内，则超过100GB，并且每年大约增加一半。状态存储也是以太坊经济学的一个弱点：它也是唯一一种机制，使得参与者支付一次就可变成节点永远的负担。为了保持以太坊的可扩展性和可持续性，我们需要一些解决方案。

有两种途径的解决方案，并且已经存在很长时间：弱无状态和状态到期：

状态到期：从状态中移除最近没有被访问过的状态，并需要见证人才能恢复过期状态。这会将每个人需要存储的状态减少到大约20-50GB。弱无状态：只需要区块提议者存储状态，并允许所有其他节点无状态地验证区块。在实践中实现这一点需要切换到Verkle树以减少见证人的规模。本文档描述了同时实施这两个想法的多阶段提案。事实证明，这比先后连续执行这两个解决方案要容易得多。没有Verkle树的状态到期需要非常大的见证大小来证明旧状态，而切换到没有状态到期的Verkle树需要就地转换程序，这几乎与仅实现状态到期一样复杂。然而，如果同时进行，这两项改革解决了彼此面对的挑战：状态到期涉及每年创建一个新的状态树，允许Verkle树随着时间的推移逐步引入而无需就地转换，而Verkle树解决了见证人规模的问题。

V神发文探讨CEX的安全性：希望技术上使交易所接近非托管:11月19日消息，针对FTX事件，V神发文”安全的CEX：偿付能力证明“，探讨使交易所更接近去信任化的尝试历史、这些技术的局限性，以及一些新的、更强大的想法，这些想法依赖于ZK SNARK和其他先进技术。

V神表示，使用ZK-SNARKs可改善隐私和稳健性，将所有用户的存款放入一棵Merkle树中，并使用 ZK-SNARK 来证明树中的所有余额都是非负的，加起来为一些声称的价值。如果我们为隐私添加一层哈希，则提供给每个用户的Merkle分支将不会透露任何其他用户的余额。

对于更进一步，不想仅仅证明交易所有资金来偿还用户，更要防止交易所完全窃取用户的资金。V甚表示，理想的长期解决方案是依靠自我托管，并辅以多重签名和社交恢复钱包等技术，以帮助用户应对紧急情况。在短期内，有两种明确的替代方案：Coinbase等托管交易所、Uniswap等非托管交易所。

最后，V神表示，短期内，交易所分为两个明确的“类别”：托管交易所和非托管交易所。今天，后一类只是DEXes，例如Uniswap，未来我们可能还会看到加密“受限”的CEXes，其中用户资金保存在类似于validium智能合约的东西中。我们也可能会看到半托管交易所，我们用法定货币而不是加密货币来信任它们。

两种类型的交易所都将继续存在，而提高托管交易所安全性的最简单的向后兼容方式是添加储备证明。这包括资产证明和负债证明的组合。为两者制定良好的协议存在技术挑战，但我们可以而且应该尽可能地在两者上取得进展，并尽可能开源软件和流程，以便所有交易所都能受益。

从长远来看，V神希望我们越来越接近于所有交易所都是非托管的，至少在加密方面是这样。钱包恢复将存在，并且可能需要为处理小额交易的新用户以及出于法律原因需要此类安排的机构提供高度中心化的恢复选项，但这可以在钱包层而不是在交易所本身内完成。[2022/11/19 22:06:43]

相关链接：状态到期和无状态思想的发展历史

V神发布新版以太坊发展路线图:11月5日消息，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在社交媒体发布新版以太坊发展路线图，其中主要变化包括：1、合并已经完成，不仅仅是关于“verkle trees”，也关于“验证”，结论是“完全SNARK”的以太坊；2、新增“The Scourge”，确保可以和公平可信的中立交易、解决MEV问题；3、作为第2阶段合并程碑的单时隙确定性（single-slot finality）。[2022/11/5 12:19:55]

无状态客户端概念，最初的ethresear.ch帖子：https://ethresear.ch/t/the-stateless-client-concept/172?状态租金，2015年原始提案：https://github.com/ethereum/EIPs/issues/35?ReGenesis：https://medium.com/@mandrigin/regenesis-explained-97540f457807?Verkle树：https://notes.ethereum.org/_N1mutVERDKtqGIEYc-Flw?关于边界见证大小的演示：https://www.youtube.com/watch?v=qQpvkxKso2E?状态大小管理理论：https://hackmd.io/@vbuterin/state_size_management?复活冲突最小化状态边界：https://ethresear.ch/t/resurrection-conflict-minimized-state-bounding-take-2/8739?无状态和状态到期的一些路径：https://hackmd.io/@vbuterin/state_expiry_paths

V神发文：使用calldata扩展和分片扩展Rollups的分步路线图:11月26日消息，V神发布了关于“使用calldata扩展和分片扩展Rollups的分步路线图”。在此文中，V神表示L1上的交易费用一直非常高，因此采取任何必要措施来帮助促进整个生态系统向Rollups的转变变得更加紧迫。Rollup已经显着降低了许多以太坊用户的费用：l2fees.info显示Optimism和Arbitrum提供的费用比以太坊基础层本身低约3-8倍，然而，即使是这些费用对许多用户来说也太贵了。V神提出了4步，第一步：txcalldata扩展，第二步：一些分片，第三步：N个分片并且受委员会保护，第四步：数据可用性抽样。但是这留下了一个问题：如果以太坊核心协议不存储这些数据，谁来存储？V神提出了几个可能：个人和机构；区块浏览器；RollupDAO,客户端；门户网络；像TheGraph一样的协议。其中一些解决方案（个人和机构志愿者、区块浏览器）已经可用。[2021/11/26 7:11:58]

回顾：状态到期是如何工作的？

V神发文探讨代币投票治理利弊，并提出替代解决方案:V神发文称，去中心化治理是必要的，但目前形式的代币投票治理存在许多公认和未公认的危险，因此扩大或超越代币投票是解决方案的关键部分。关于代币投票，V神称主要担心两种类型的问题：1.不平等和激励失调（即使在没有攻击者的情况下）；2.通过各种形式的（通常是模糊的）买票形成直接攻击。第一种问题具体包括：

- 小群体的富有参与者（鲸鱼）比大群体的小型持有者更善于成功地执行决策；

- 代币投票治理以牺牲社区的其他部分为代价，赋予持有者和权力和利益；

- 利益冲突问题。

V神就此给出以下解决方案：

解决方案1：有限治理

- 仅对应用程序使用链上治理，而不是基础层；

- 将治理限制为固定的参数选择；

- 添加时间延迟；

- 对于分叉更加友好。

解决方案2：非代币驱动的治理

- 人格证明系统：该系统可验证帐户对应于唯一个人，因此治理可以分配给每人一票。可以还可查看正在开发的一些技术，ProofOfHumanity和BrightID是实现这一功能的两种尝试。

- 参与证明系统：该系统可证明帐户对应于参与过某事件、通过了某些教育培训或在生态系统中执行过一些有用工作的人。

解决方案3：风险共担

通过改变投票规则来打破公地悲剧。代币投票失败的原因是，虽然选民需要对他们的决定承担集体责任，但每个选民并不需要单独承担责任。所以V神提议创造一种投票系统来改变这种动态，让选民们独立而不是集体地为他们的决定负责。

其他方案：各种混合形式的futarchy治理、时间延迟加上选举专家治理、松耦合（咨询）代币投票等。

V神总结道，目前的代币投票形式是“safe defaults”，在更大的经济压力、更成熟的生态系统和金融市场条件下，它们的功能仍有很多有待观察的地方，现在是开始同时试验替代方案的时候了。[2021/8/16 22:17:20]

这是对此处提议的机制以及本文档中提议的内容的描述。核心思想是每个时期都会有一个状态树，当新时期开始时，会为该时期初始化一个空状态树，任何状态更新都会进入该树。在一段时间内发生的所有写入都进入最新的树。

动态 | V神发起DAI贷款年利率超国债的投票 半数用户认为DAI随时可能面临崩盘:以太坊创始人V 神今日在推特发起关于“DAI 的贷款年利率与美国 10 年国债收益率差距”的投票，V 神指出，DAI 贷款可以提供 11.5% 的年利率。而美国 10 年期国债收益率仅为 1.5%。为什么会出现这种差距呢?，同时给出了四个选项，1. 临时现象，受市场影响；2. DAI 有随时崩盘的风险；3. Compound 倒闭的风险；4. 其他，请回复在评论中。截至目前，结果显示超半数用户认为DAI随时可能崩盘的风险导致了它的高年利率。V神在评论中表示，这就是为什么我认为“贷款”是整个defi的错误隐喻的部分原因。大多数在发展中国家发放的贷款并不是由其他高流动性加密资产(或一般的高流动性或数字资产)担保的150%。[2019/8/24]

请注意，这些大约一年的状态到期时间在历史上有时被称为“时期”，但我正在切换到“周期”一词以避免与信标链时期混淆。

保持两个关键原则：

只能修改最近的树。所有旧树都不再可修改；旧树中的对象只能通过在新树中创建它们的副本来修改，并且这些副本取代了旧副本。全节点预计只持有最新的两个树，因此只有最新的两个树中的对象才能在没有见证人的情况下被读取。阅读较旧的树则需要提供见证人。“见证”是一个简短的证明，它证明一个值或一组值位于树中的某个位置，可以由只有树根的人进行验证。例如，可以做一个见证，证明账户0x124f...89ab的存储槽123在某个状态下包含值50，任何拥有该状态树根的人都可以验证该证明。

状态到期建立了一种混合状态机制：共识节点需要存储最近访问或修改的状态，但可以使用基于见证的无状态客户端方法来验证较旧的状态。也就是说，可以维护一个“归档节点”，它甚至可以存储历史状态树，或者是一个完全无状态的节点，它使用见证人来验证甚至最近的状态。然而，gas成本结构和默认网络格式是围绕节点存储最新的两个状态树的假设构建的。

路线图

这种转换路线图分阶段实施。这些阶段包括：

周期1硬分叉：我们从周期1开始实施一个硬分叉。在此分叉之后，将有两个状态树：十六进制Patricia树和一个新的Verkle树原始EIP：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/verkle_tree_eip

地址周期扩展：地址从20字节扩展到32字节，新的地址格式包括“地址周期”的概念。这允许新合约在不需要提供见证人的情况下填充新的存储槽。这可以在最终状态到期转换之前、周期1硬分叉之前或之后的任何时候完成。VB的提议：https://ethereum-magicians.org/t/increasing-address-size-from-20-to-32-bytes/5485

Ipsilon团队提案：https://notes.ethereum.org/@ipsilon/address-space-extension-exploration

周期2硬分叉：我们实施了开始周期2的硬分叉，并安排了未来阶段的开始。周期0十六进制Patricia树被替换为Verkle树，并且客户端只存储根，因此周期0树中的状态现在需要见证人来证明。在此之后，状态到期计划已全面实施。原始EIP：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/state_expiry_eip

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