Зростання навантаження на зберігання нод Ethereum: всебічний аналіз розширення стану, ризиків вузького місця та практичних заходів з оптимізації

Чому зростання статусу Ethereum не можна ігнорувати

У архітектурі Ethereum "стан" — це не просто колекція залишків рахунків, а також включає всі змінні зберігання, код та супутні дані смарт-контрактів. Ці дані стану формують основу роботи мережі, і після виконання кожної транзакції стан буде оновлено.

Проблема в тому, що стан майже завжди збільшується і ніколи не зменшується. З DeFi, NFT, Layer 2 та різними додатками смарт-контрактів, які постійно запускаються, дані стану показують довгострокову тенденцію накопичення. Навіть якщо певні контракти або акаунти не використовувалися протягом багатьох років, їхні асоційовані дані все ще потрібно зберігати на нодах і мати доступними в будь-який момент. Ця структурна конструкція заклала основу для потенційного "роздування стану" в майбутньому.

Основна логіка вартості зберігання ноди та розширення стану.

Запуск повної ноди Ethereum означає, що вам потрібно синхронізувати та постійно підтримувати повні дані стану. Оскільки розмір стану продовжує зростати, вимоги до ємності жорсткого диска, продуктивності вводу/виводу та витрат на довгострокове обслуговування ноди також зростають відповідно.

Для звичайних індивідуальних користувачів ця зростаюча вартість поступово підриває доцільність запуску ноди. Внаслідок цього все більше користувачів обирають покладатися на сторонні RPC-сервіси замість того, щоб підтримувати свої власні ноди. Хоча ця тенденція підвищує зручність використання, вона також загострює ризик централізації на рівні інфраструктури.

Як розширення стану перетворюється на вузлові вузькі місця

Дослідники з Фонду Ethereum вказують на те, що основний ризик розширення стану полягає не лише в "зберіганні великої кількості", а швидше в необхідності, щоб вона була "завжди доступною". Велика кількість довгостроково неактивних даних все ще займає ресурси швидкісного зберігання, що створює додатковий тиск на ноди під час синхронізації, валідації та відповіді на запити.

Коли час синхронізації нод значно подовжується, а поріг для приєднання нових нод продовжує зростати, структура участі в усій мережі може змінитися. Якщо лише кілька професійних установ можуть дозволити собі операційні витрати на повні ноди, тоді характеристики цензуростійкості та децентралізації мережі будуть під загрозою, що є саме тією потенційною ризикою, на яку акцентували увагу дослідники.

Принципи, переваги та виклики трьох основних технічних пропозицій

1. Державна витрата (状态过期机制)

Основна ідея механізму термінації стану полягає в тому, що не всі стани повинні постійно зберігатися в "активному наборі станів". Для даних, до яких не зверталися протягом тривалого часу, їх можна позначити як прострочені та видалити з основного стану.

Коли ці стани будуть знову потрібні, їх можна відновити за допомогою додаткових доказів або механізмів реконструкції. Ця схема, як очікується, значно стисне масштаб активних станів, але виклик полягає в тому, як впровадити додаткову складність, не впливаючи на досвід користувача та безпеку.

1. Державний архів (станова архітектура та архівування)

Схема архівування статусу пропонує поділити дані на гарячий статус і холодний статус. Гарячий статус використовується для доступу з високою частотою, тоді як холодний статус використовується для зберігання історичної інформації з нижчими вимогами до продуктивності.

Цей підхід може зменшити залежність нод від високошвидкісного зберігання без жертвування цілісністю даних. Однак він накладає вищі вимоги до архітектури нод і реалізації клієнтів, що вимагає балансу між продуктивністю та узгодженістю.

1. Часткова бездержавність (Часткова бездержавна нода)

Деякі безстатеві архітектури намагаються дозволити нодам більше не підтримувати повний стан, а натомість зберігати підмножину стану відповідно до своїх потреб, тоді як залишкові дані отримуються через зовнішні докази або мережеві запити.

Схема теоретично може суттєво знизити поріг для запуску нод і розширити масштаб учасників. Однак вона також вводить нові моделі довіри та комунікації, які потрібно ретельно розробити, щоб уникнути нових централізованих залежностей.

Вплив на децентралізацію, RPC послуги та екологічну структуру

Якщо проблема розширення стану не буде зменшена, важливість постачальників послуг RPC та постачальників інфраструктури продовжить зростати. Ця тенденція до централізації може потенційно вплинути на нейтральність мережі в екстремальних випадках.

Навпаки, якщо вищезгадані технічні рішення будуть поступово впроваджуватися, очікується, що поріг для запуску нод знизиться, що, в свою чергу, спонукатиме більше осіб та невеликі та середні команди брати участь в операціях з нодами. Це не лише вигідно для безпеки мережі, але й покращить загальну стійкість інфраструктури Ethereum.

Перспективи та цінові фактори мережі ETH з точки зору технічного управління

З точки зору ринку, збільшення стану не має безпосереднього впливу на ціну ETH, але воно стосується довгострокової масштабованості мережі та якості децентралізації. Інвестори зазвичай вважають такі технічні обговорення "середньостроковими та довгостроковими структурними факторами."

На фоні поточної коливальної ціни ETH навколо ключових рівнів, безперервна оптимізація інфраструктурного шару допомагає підвищити довіру до ринку. Хоча ці пропозиції все ще знаходяться на стадії дослідження, вони демонструють проактивний підхід Ethereum до вирішення проблем вузьких місць на рівні технічного управління, що має позитивні наслідки для довгострокової вартості мережі.