L'augmentation de la charge de stockage du nœud Ethereum : analyse complète de l'enflure de l'état, des risques de goulet d'étranglement et des mesures d'optimisation pratiques

Pourquoi la croissance du statut d'Ethereum ne peut pas être ignorée

Dans l'architecture Ethereum, « état » n'est pas seulement une collection de soldes de comptes, mais inclut également toutes les variables de stockage, le code et les données associées des contrats intelligents. Ces données d'état forment la base du fonctionnement du réseau, et après chaque transaction exécutée, l'état sera mis à jour.

Le problème est que l'état n'augmente presque que et ne diminue jamais. Avec DeFi, NFTs, Layer 2 et diverses applications de contrats intelligents qui se mettent continuellement en ligne, les données d'état montrent une tendance d'accumulation à long terme. Même si certains contrats ou comptes n'ont pas été utilisés depuis de nombreuses années, leurs données associées doivent toujours être stockées par les nœuds et être accessibles à tout moment. Ce design structurel a jeté les bases d'un potentiel "gonflement de l'état" à l'avenir.

La logique sous-jacente des coûts de stockage des nœuds et de l'expansion de l'état.

Faire fonctionner un nœud Ethereum complet signifie que vous devez synchroniser et maintenir en continu l'ensemble des données d'état. À mesure que la taille de l'état continue de croître, les exigences en matière de capacité de disque dur, de performance IO et de coûts de maintenance à long terme pour le nœud augmentent également en conséquence.

Pour les utilisateurs individuels ordinaires, cette augmentation des coûts mine progressivement la faisabilité de faire fonctionner un nœud. En conséquence, de plus en plus d'utilisateurs choisissent de s'appuyer sur des services RPC tiers au lieu de maintenir leurs propres nœuds. Bien que cette tendance augmente la commodité d'utilisation, elle exacerbe également le risque de centralisation au niveau de l'infrastructure.

Comment le gonflement d'état évolue en goulets d'étranglement de nœuds

Les chercheurs de la Fondation Ethereum soulignent que le risque principal de l'enflure d'état n'est pas seulement de "stocker beaucoup", mais plutôt le besoin qu'il soit "toujours disponible". Une grande quantité de données inactives à long terme occupe encore des ressources de stockage haute vitesse, mettant une pression accrue sur les nœuds lors de la synchronisation, de la validation et de la réponse aux demandes.

Lorsque le temps de synchronisation des nœuds est considérablement prolongé et que le seuil d'entrée pour de nouveaux nœuds continue d'augmenter, la structure de participation de l'ensemble du réseau peut changer. Si seules quelques institutions professionnelles peuvent se permettre les coûts opérationnels des nœuds complets, alors la résistance à la censure et les caractéristiques de décentralisation du réseau seront mises à l'épreuve, ce qui est précisément le risque potentiel que les chercheurs ont souligné.

Les principes, avantages et défis des trois principales propositions techniques

1. État d'expiration (状态过期机制)

L'idée principale du mécanisme d'expiration des états est que tous les états n'ont pas besoin d'être conservés de manière permanente dans le « jeu d'états actifs ». Pour les données qui n'ont pas été accédées depuis longtemps, elles peuvent être marquées comme expirées et supprimées de l'état principal.

Lorsque ces états sont à nouveau nécessaires, ils peuvent être restaurés par le biais de preuves supplémentaires ou de mécanismes de reconstruction. Ce schéma devrait permettre de comprimer de manière significative l'échelle des états actifs, mais le défi réside dans la manière d'introduire une complexité supplémentaire sans affecter l'expérience utilisateur et la sécurité.

1. État d'archive (状态分层与归档)

Le schéma d'archivage des statuts propose de diviser les données en statut chaud et statut froid. Le statut chaud est utilisé pour un accès à haute fréquence, tandis que le statut froid est utilisé pour stocker des informations historiques avec des exigences de performance inférieures.

Cette approche peut réduire la dépendance des nœuds à un stockage haute vitesse sans sacrifier l'intégrité des données. Cependant, elle impose des exigences plus élevées en matière d'architecture des nœuds et d'implémentation des clients, nécessitant un équilibre entre performance et cohérence.

1. Stateless partiel (Nœud stateless partiel)

Certaines architectures sans état tentent de permettre aux nœuds de ne plus maintenir un état complet, mais plutôt de sauvegarder un sous-ensemble de l'état en fonction de leurs propres besoins, tandis que les données restantes sont obtenues par le biais de preuves externes ou de requêtes réseau.

Le schéma peut théoriquement abaisser de manière significative le seuil pour faire fonctionner des nœuds et élargir l'échelle des participants. Cependant, il introduit également de nouveaux modèles de confiance et de communication, qui doivent être soigneusement conçus pour éviter de nouvelles dépendances centralisées.

L'impact sur la décentralisation, les services RPC et la structure écologique

Si le problème de l'enflure de l'état n'est pas atténué, l'importance des fournisseurs de services RPC et des fournisseurs d'infrastructure continuera d'augmenter. Cette tendance à la centralisation pourrait potentiellement affecter la neutralité du réseau dans des cas extrêmes.

Au contraire, si les solutions techniques mentionnées ci-dessus sont progressivement mises en œuvre, le seuil pour faire fonctionner des nœuds devrait diminuer, encourageant ainsi davantage d'individus et de petites à moyennes équipes à participer à l'exploitation des nœuds. Cela profite non seulement à la sécurité du réseau, mais améliorera également la résilience globale de l'infrastructure d'Ethereum.

Perspectives et facteurs de prix du réseau ETH du point de vue de la gouvernance technique

D'un point de vue du marché, le gonflement de l'état n'a pas immédiatement d'impact direct sur le prix de l'ETH, mais il est lié à la scalabilité à long terme et à la qualité de décentralisation du réseau. Les investisseurs considèrent généralement ces discussions techniques comme des "facteurs structurels à moyen et long terme."

Dans le contexte actuel où le prix de l'ETH fluctue autour de niveaux clés, l'optimisation continue de la couche d'infrastructure contribue à renforcer la confiance du marché. Bien que ces propositions soient encore à l'étape de recherche, elles démontrent l'approche proactive d'Ethereum pour s'attaquer aux problèmes de goulet d'étranglement au niveau de la gouvernance technique, ce qui a des implications positives pour la valeur à long terme du réseau.