Masalah Peningkatan State Ethereum Telah Mencapai Tahap Kritikal

Ethereum secara senyap telah mengumpul masalah yang tidak muncul dalam carta yuran gas atau kelajuan transaksi tetapi mengancam kesihatan jangka panjang rangkaian. Ia dipanggil kembung keadaan (state bloat). Para penyelidik Konsensus Tanpa Keadaan (Stateless Consensus) Yayasan Ethereum kini memberikan amaran yang jelas: keadaan Ethereum yang sentiasa berkembang menjadi lebih sukar untuk disimpan, lebih sukar untuk dihidangkan, dan lebih sukar untuk didesentralisasi.

Dalam cadangan baru-baru ini, pasukan itu menjelaskan mengapa isu ini penting, bagaimana penambahbaikan penskalaan secara tidak sengaja memburukkannya, dan tiga laluan konkrit yang boleh menghalang operasi nod daripada bertukar menjadi aktiviti elit yang hanya dikhususkan untuk penyedia infrastruktur terbesar sahaja.

Apakah Maksud Sebenar "Keadaan (State)" Ethereum

Keadaan Ethereum adalah jumlah segala yang diketahui oleh rangkaian pada masa ini. Itu termasuk baki akaun, penyimpanan kontrak pintar, dan bytecode yang menjalankan aplikasi terdesentralisasi. Ia adalah ingatan langsung rantaian.

Keadaan ini menyokong ekosistem yang menyelesaikan berbilion dolar nilai dan menyelaras beribu-ribu aplikasi merentasi DeFi, NFT, permainan, dan kes penggunaan perusahaan. Masalahnya mudah tetapi teruk: keadaan hanya berkembang. Tiada apa yang pernah dibuang.

Apabila lebih banyak aplikasi menggunakan kontrak dan lebih ramai pengguna berinteraksi dengannya, keadaan berkembang secara kekal. Setiap nod penuh mesti menyimpan dan menghidangkan data ini, walaupun sebahagian besar daripadanya tidak pernah disentuh lagi.

Mengapa Kembung Keadaan Ethereum Mengancam Desentralisasi

Menjalankan nod penuh Ethereum sudah pun mahal. Keperluan penyimpanan terus meningkat, masa penyegerakan bertambah, dan menghidangkan data menjadi lebih rapuh apabila rantaian semakin tua. Menurut Yayasan, jika keadaan menjadi terlalu besar atau terlalu kompleks untuk dihidangkan, keseluruhan susunan menjadi lebih berpusat dan lebih rapuh.

Peningkatan penskalaan baru-baru ini secara tidak sengaja telah mempercepatkan trend ini. Pengembangan Layer 2, EIP-4844 proto-danksharding, dan had gas yang lebih tinggi semuanya membolehkan lebih banyak aktiviti di Ethereum. Lebih banyak aktiviti bermakna lebih banyak kontrak, lebih banyak penulisan penyimpanan, dan pertumbuhan keadaan yang lebih pantas.

Kebimbangan ini bukan teori semata-mata. Para penyelidik secara aktif menguji tekanan senario untuk memahami bila saiz keadaan menjadi halangan, bila nod bergelut untuk kekal disegerakkan dengan kepala rantaian, dan bila pelaksanaan klien mula gagal di bawah tekanan penyimpanan yang melampau.

Jika hanya sekumpulan kecil pengendali yang dibiayai dengan baik mampu menjalankan nod penuh, rintangan penapisan dan neutraliti Ethereum mula melemah.

Pengesahan Tanpa Keadaan Menyelesaikan Satu Masalah dan Mewujudkan Masalah Lain

Pelan hala tuju jangka panjang Ethereum termasuk ketanpaankeadaan (statelessness), di mana pengesah boleh mengesahkan blok tanpa menyimpan keadaan penuh. Ini dengan ketara mengurangkan beban pada pengesah dan membuka pintu kepada throughput yang lebih tinggi.

Tetapi ia menimbulkan persoalan baru: jika pengesah tidak menyimpan keadaan, siapa yang menyimpannya?

Dalam reka bentuk tanpa keadaan, kebanyakan keadaan bersejarah dan aktif mungkin akan dipegang oleh pengendali khusus seperti pembina blok, penyedia RPC, pencari MEV, dan penjelajah blok. Kepekatan itu memperkenalkan risiko baru seputar penapisan, ketersediaan semasa gangguan, dan daya tahan di bawah tekanan kawal selia atau luaran.

Pasukan Konsensus Tanpa Keadaan jelas tentang pertukaran tersebut. Pengesahan tanpa keadaan meningkatkan skalabiliti, tetapi tanpa reka bentuk yang teliti, ia boleh mendorong Ethereum ke arah pemusatan infrastruktur.

Tiga Laluan Cadangan untuk Menangani Kembung Keadaan

Untuk menangani masalah ini, para penyelidik Yayasan Ethereum menggariskan tiga pendekatan pelengkap, setiap satu menyerang pertumbuhan keadaan dari sudut yang berbeza.

Tamat Tempoh Keadaan (State Expiry)

Tamat Tempoh Keadaan memberi tumpuan kepada membuang data tidak aktif daripada keadaan aktif. Pasukan menganggarkan bahawa kira-kira 80 peratus keadaan Ethereum tidak disentuh dalam tempoh lebih setahun, namun setiap nod masih dikehendaki menyimpannya.

Di bawah model ini, data tidak aktif ditamatkan tempohnya daripada set aktif tetapi boleh dihidupkan semula kemudian menggunakan bukti kriptografi. Dua varian sedang diterokai. Satu menandakan dan menamatkan tempoh entri yang jarang digunakan dengan pilihan untuk menghidupkannya semula kemudian. Yang lain mengumpulkan keadaan ke dalam era, membekukan era yang lebih lama sambil mengekalkan data terkini aktif.

Matlamatnya mudah: hentikan memaksa setiap nod membawa data yang tidak digunakan oleh sesiapa pun.

Arkib Keadaan (State Archive)

Arkib Keadaan memisahkan keadaan panas daripada keadaan sejuk. Data yang kerap diakses kekal pantas dan terbatas, manakala data yang lebih lama dipelihara dalam penyimpanan arkib untuk pengesahan bersejarah.

Pendekatan ini membolehkan prestasi nod kekal relatif stabil dari semasa ke semasa dan bukannya merosot apabila rantaian semakin tua. Walaupun jumlah keadaan terus berkembang, beban operasi pada kebanyakan nod akan kekal terurus.

Ia juga mewujudkan peranan yang lebih jelas antara nod yang dioptimumkan untuk prestasi dan nod yang dioptimumkan untuk sejarah dan penyelidikan.

Ketanpaankeadaan Separa (Partial Statelessness)

Ketanpaankeadaan Separa membolehkan nod menyimpan hanya subset keadaan dan bukannya segala-galanya. Dompet dan klien ringan akan menyimpan cache data yang mereka bergantung, mengurangkan pergantungan kepada penyedia RPC berpusat.

Model ini menurunkan kos penyimpanan, meluaskan penyertaan, dan memudahkan individu dan pengendali yang lebih kecil menjalankan nod tanpa pelaburan perkakasan yang besar.

Merentas ketiga-tiga pendekatan, matlamat penyatuan adalah untuk mengurangkan keadaan sebagai halangan prestasi, menurunkan kos memegangnya, dan memudahkan untuk menghidangkannya.

Apa yang Yayasan Ethereum Lakukan Seterusnya

Yayasan memberi keutamaan kepada penyelesaian yang boleh memberikan faedah sebenar hari ini sambil kekal serasi dengan perubahan protokol yang lebih bercita-cita tinggi pada masa hadapan. Bidang tumpuan semasa termasuk menambah baik alatan nod arkib, mengukuhkan infrastruktur RPC, dan memudahkan nod tanpa keadaan separa untuk dijalankan.

Usaha ini sengaja praktikal. Pasukan menekankan bahawa ia dipilih kerana ia berguna serta-merta dan serasi ke hadapan dengan pelan hala tuju jangka panjang Ethereum.

Pembangun, pengendali nod, dan pasukan infrastruktur dijemput untuk mengambil bahagian dalam ujian dan perbincangan. Para penyelidik menjelaskan bahawa ini bukan sesuatu yang boleh diselesaikan oleh Yayasan sahaja.

Cadangan, Bukan Keputusan Muktamad

Yayasan berhati-hati menekankan bahawa kerja ini mewakili cadangan, bukan pendirian organisasi bersatu. Pembangunan protokol Ethereum merangkumi pelbagai pendapat, dan tiada laluan tunggal telah dikunci.

Keterbukaan itu konsisten dengan dorongan terbaru Yayasan untuk berkomunikasi dengan lebih jelas tentang hala tuju protokol jangka panjang. Bersama penyelidikan pengurusan keadaan, Ethereum juga sedang bekerja pada Lapisan Interop untuk membuat rangkaian Layer 2 terasa seperti rantaian tunggal, melancarkan perubahan kepimpinan dan R&D, menyesuaikan strategi perbendaharaan, dan beralih kepada jadual hard-fork dua kali setahun dengan Fusaka.

Mengapa Ini Penting dalam Jangka Panjang

Kembung Keadaan Ethereum bukanlah isu yang menarik tajuk utama, tetapi ia terletak di tengah-tengah janji desentralisasi Ethereum. Jika menjalankan nod menjadi terlalu mahal atau kompleks, rangkaian berisiko hanyut ke arah kepekatan infrastruktur, walaupun throughput dan kebolehgunaan bertambah baik.

Mesej Yayasan Ethereum adalah mudah. Menskalakan rantaian tanpa menskalakan keupayaannya untuk menyimpan dan menghidangkan data dengan selamat adalah tidak mencukupi. Bagaimana Ethereum menguruskan keadaannya dalam beberapa tahun akan datang akan membentuk siapa yang boleh mengambil bahagian, siapa yang mengawal infrastruktur, dan seberapa berdaya tahan rangkaian kekal di bawah tekanan.

Perdebatan baru sahaja bermula, dan pilihan yang dibuat di sini akan bergema jauh melampaui kitaran peningkatan seterusnya.