状态膨胀:以太坊不断增长的数据如何威胁网络去中心化

以太坊的状态问题不像价格崩盘或网络中断那样登上头条,但研究人员表示,它对去中心化构成了根本威胁。网络不断扩展的状态——账户余额、智能合约代码和存储数据——持续增长,从未缩减,给全球节点运营商带来了日益增加的压力。

运行节点的成本日益增加

每一笔交易、每一个新合约、每一项存储的值都在增加以太坊的永久状态。这些数据按设计永不删除。节点运营商必须保留并提供所有这些数据,使硬件要求变得更高,运营成本随着时间推移不断攀升。

以太坊基金会的研究人员强调,这形成了一个恶性循环。更多的扩容活动意味着更多的交易,也意味着每个节点需要管理更多的状态数据。近期的升级,如Layer 2扩展、Gas限制增加和EIP-4844,成功提升了网络吞吐量,但同时也加快了状态的增长。那些使以太坊更有用的改进,也让独立运行变得更加困难。

随着存储需求的增加,入门门槛也在提高。较小的运营商和单独验证者逐渐退出。只有资金充裕的基础设施提供商——拥有庞大数据中心的集中实体——才能负担得起维护完整节点。这种集中现象与以太坊的核心承诺相悖:任何人都可以在没有许可或过高资本要求的情况下参与网络验证。

为什么这威胁到去中心化

当控制完整状态的实体变少,独立验证点也变少,网络的抗审查和抗操控的冗余性就会降低。区块生产可能集中在少数几家建设者和RPC提供商手中。同步新节点变得更慢、更昂贵,甚至在潜在参与者还未开始时就被排除在外。

研究人员提到现有的保护机制,如FOCIL和VOPS,旨在在特殊区块生产条件下保持抗审查能力。但这些机制只有在状态存储对广泛运营商保持可访问的情况下才能发挥作用。没有这个基础,系统的韧性就会减弱。

基金会警告称,过大的状态会使以太坊变得脆弱。它会指数级增加运营成本,并提高独立节点运营商的门槛。随着时间推移,这一趋势可能会将以太坊从一个真正的去中心化网络转变为由大型基础设施提供商控制的系统。

三条前进路径

为应对状态膨胀,研究人员提出了三种互补的方法:

状态到期(State Expiry) 将自动修剪很少使用的数据,从活跃状态中删除。节点默认不存储休眠信息。过期数据仍可通过密码学证明恢复,减少网络中的常规存储需求,同时不影响访问。

状态存档(State Archive) 引入分离模型。专用的存档节点将维护完整的历史状态,而普通节点则使用较小、更易管理的数据集。这将存储负担分散到专业基础设施,而不是让每个节点都必须携带全部数据。

部分无状态(Partial Statelessness) 采取不同的方法:验证者可以使用密码学证明验证区块,而无需存储本地状态副本。然而,这转移了责任而非消除责任。区块构建者、RPC提供商和MEV搜索者仍将保留大部分状态,可能形成新的集中点,削弱去中心化目标。

仍处于研究阶段

以太坊基金会强调,这三项提案仍在积极研究中。任何协议变更都必须经过全面测试和社区反馈。目标明确:在支持以太坊持续增长的同时,保持去中心化。挑战在于找到既不牺牲网络基础原则(如可访问性和抗审查性),又能解决技术难题的方案。

如果不立即解决状态增长问题,未来的以太坊可能变成一个“理论上去中心化、实际上不去中心化”的系统——一个对所有人开放的网络,但实际上只有富裕少数人能够轻松访问。

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