以太坊的可能未來：The Purge

以太坊面臨的一個重要挑戰是如何在長期內降低復雜性和存儲需求,同時保持區塊鏈的持久性和去中心化。爲了實現這一目標,需要採取一系列措施,包括通過"歷史過期"和"狀態過期"減少客戶端存儲負擔,以及通過"特徵清理"簡化協議。

歷史過期

歷史過期旨在解決節點存儲需求不斷增加的問題。目前完全同步的以太坊節點需要約1.1 TB磁盤空間,且每年還會增加數百GB。歷史過期的關鍵在於利用區塊鏈的共識機制,允許網路中的節點只存儲部分歷史數據,而不是全部。

實現方式包括:

• 建立一個由以太坊節點組成的點對點網路,以分布式方式存儲舊數據
• 使用糾刪碼提高數據的魯棒性
• 引入EIP-4444,限制節點存儲歷史數據的時間

主要挑戰在於如何平衡數據可用性和去中心化,以及如何設計激勵機制確保足夠多的節點參與歷史數據存儲。

狀態過期

狀態過期旨在解決狀態持續增長的問題。即使消除了存儲歷史記錄的需求,客戶端的存儲需求仍會每年增長約50 GB。狀態過期的難點在於EVM的設計假設狀態對象一旦創建就永遠存在。

有兩種主要的狀態過期方案:

1. 部分狀態過期:將狀態分成塊,只有最近訪問過的數據才會被存儲。EIP-7736就是一個具體實現。

2. 基於地址週期的狀態過期:使用一個不斷增長的狀態樹列表,每個時期添加一個新的空狀態樹。這需要引入地址週期的概念,並可能需要擴展地址空間。

兩種方案各有利弊,需要權衡存儲效率、用戶友好性和開發者友好性。

特徵清理

特徵清理旨在通過刪除不必要的功能來降低協議復雜性。一些具體的清理機會包括:

• 將RLP編碼轉換爲SSZ
• 刪除舊的交易類型
• 改革日志機制
• 刪除信標鏈同步委員會機制
• 統一數據格式
• 簡化gas機制
• 刪除一些預編譯
• 改進EVM的靜態分析

實施這些清理時需要平衡簡化程度和向後兼容性。建議建立一個標準化流程來進行非緊急的向後兼容性破壞性更改。

一個更激進的簡化策略是將協議的大部分內容轉化爲合約代碼,讓以太坊L1只保留最小的虛擬機。

總的來說,The Purge旨在通過一系列措施降低以太坊的復雜性和存儲需求,以確保網路的長期可持續性和可擴展性。這需要在保持核心功能和向後兼容性的同時,勇於清理和簡化協議。