以太坊: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神发布ChatGPT编码试验文章，表示AI不能替代程序员:12月6日，以太坊创始人Vitalik Buterin发布使用ChatGPT进行编码试验的文章。根据其试验结果表示，ChatGPT在编码过程中会出现错误，但也介绍了一些新的编码模式，并且会加快编码速度。V神表示：人工智能正在迅速改进，我希望它能继续进一步优化，并随着时间的推移消除此类错误。然而，人工智能远不能替代人类程序员。[2022/12/6 21:26:23]

相关链接：状态到期和无状态思想的发展历史

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神发布旨在解决“大区块链”中心化和信任问题的路线图:12月6日，以太坊创始人V神（Vitalik Buterin）发布文章《Endgame（最后阶段）》。考虑到一般的“大区块链”，即非常高的区块频率、非常大的区块规模、每秒数千笔交易，但也高度中心化的区块链，V神称，至少按照其标准，如何才能使这样的链可接受的无需信任和抗审查？文章提出了一个合理的路线图：1.添加第二层质押，以进行分布式区块验证；2.引入欺诈证明或ZK-SNARK，让用户直接（且低成本地）检查区块有效性；3.引入数据可用性采样，让用户检查区块可用性；4.添加二级交易渠道以防止审查。对于以太坊Rollup的未来，V神表示，没有任何一个Rollup能成功地与大多数以太坊活动保持一致。相反，它们都以每秒几百笔交易的速度达到极限。我们得到一个以太坊的多Rollup的未来，即Cosmos的多链愿景，但是在一个提供数据可用性和共享安全性的基础层之上，用户可以依靠跨Rollup桥接在不同Rollup之间切换，而不需要支付主链上的高额费用。这一切可能需要数年时间才能实现。人们需要数年的改进和审计才能完全放心地将其资产存储在运行完整EVM的ZK-Rollup中，跨域MEV研究也仍处于起步阶段。但是，可扩展区块链的现实而光明的未来可能会出现，这一点看起来越来越清晰。[2021/12/7 12:55:20]

回顾：状态到期是如何工作的？

V神发布针对信标链的终结性模型替代设计构想:金色财经报道，以太坊联合创始人V神在Ethresearch论坛中发表针对信标链的替代设计方案《一个基于累积委员会的终局性模型》，他认为信标链从长期来看可以切换到这个方案，以取代此前计划切换的CasperCBC方案。他表示该方案的核心属性包括：可以在通常情况下提供单时隙（slot）的经济终局性；即使发生了单时隙（slot）的重组（reorg），对于串通的多数人来说，执行也要昂贵的多，从而减少共识可提取价值CEV（consensus-extractablevalue）；摆脱对LMDGHOST分叉选择的严重依赖，避免已知的缺陷，并引入复杂的混合分叉选择规则来修复这些缺陷；有可能允许较低的存款规模和较高的验证人数量；保留了经济终局性可以接近一个非常大的数字（数百万ETH）。[2021/8/5 1:36:30]

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。

V神发推称赞EIP 1559 用户质疑该提案将会损害矿工利益:10月20日消息，今日上午V神发推称，EIP 1559正是当今世界所需要的。对此，有用户表示反对，称应该否决该提议，他表示虽然EIP 1559确实很有趣，但是似乎它会对矿工造成很大的伤害。并认为如果该提议获批将会影响大型矿工和矿业集团继续参与以太坊网络挖矿。目前V神尚未回复。

据悉，EIP 1559由V神于2018年首次提出，预计使以太坊区块链的收费市场更加可预测并缓解拥堵。[2020/10/20]

V神发布Gitcoin资助报告 以太坊项目共筹集超72万美元:刚刚，V神发推公布《Gitcoin资助第7轮回顾》报告。报告显示，以太坊项目在Gitcoin资助第7轮筹集的资金出现大幅增长，筹集到捐款资金274,830美元，以及分配给857个项目的配对资金450,000美元。[2020/10/19]

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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