Проблема зростаючого стану Ethereum досягає критичної точки

Ethereum непомітно накопичив проблему, яка не відображається в комісіях за газ або графіках швидкості транзакцій, але загрожує довгостроковому здоров'ю мережі. Це називається роздуття стану. Дослідники Stateless Consensus Ethereum Foundation зараз бють на сполох: стан Ethereum, який постійно зростає, стає складнішим для зберігання, складнішим для обслуговування та складнішим для децентралізації.

У нещодавній пропозиції команда пояснила, чому це питання важливе, як покращення масштабування ненавмисно погіршили ситуацію, і три конкретні шляхи, які можуть запобігти перетворенню роботи вузла на елітну діяльність, зарезервовану лише для найбільших постачальників інфраструктури.

Що насправді означає "стан" Ethereum

Стан Ethereum — це сума всього, що мережа наразі знає. Це включає баланси рахунків, сховище смарт-контрактів та байткод, який запускає децентралізовані застосунки (dApps). Це оперативна пам'ять блокчейну.

Цей стан підтримує екосистему, яка обробляє мільярди доларів вартості та координує тисячі застосунків у сферах DeFi (Децентралізовані фінанси), NFT, ігор та корпоративних випадків використання. Проблема проста, але серйозна: стан лише зростає. Ніщо ніколи не видаляється.

У міру того, як більше застосунків розгортають контракти і більше користувачів взаємодіють з ними, стан розширюється назавжди. Кожен повний вузол повинен зберігати та обслуговувати ці дані, навіть якщо великі їхні частини більше ніколи не використовуються.

Чому роздуття стану Ethereum загрожує децентралізації

Запуск повного вузла Ethereum вже є дорогим. Вимоги до сховища постійно зростають, час синхронізації збільшується, а обслуговування даних стає більш крихким у міру старіння блокчейну. Згідно з Foundation, якщо стан стане надто великим або надто складним для обслуговування, весь стек стане більш централізованим і крихким.

Нещодавні оновлення масштабування ненавмисно прискорили цю тенденцію. Розширення Layer 2, EIP-4844 протоданкшардинг та вищі ліміти газу — все це дозволяє більше активності на Ethereum. Більше активності означає більше контрактів, більше записів у сховище та швидше зростання стану.

Занепокоєння не є теоретичним. Дослідники активно проводять стрес-тестування сценаріїв, щоб зрозуміти, коли розмір стану стає вузьким місцем, коли вузли намагаються залишатися синхронізованими з головою блокчейну і коли реалізації клієнтів починають давати збої під екстремальним тиском сховища.

Якщо лише невелика група добре фінансованих операторів зможе дозволити собі запускати повні вузли, стійкість Ethereum до цензури та нейтральність почнуть слабшати.

Stateless validation вирішує одну проблему і створює іншу

Довгостроковий план Ethereum включає statelessness, де валідатори можуть перевіряти блоки без збереження повного стану. Це суттєво знижує навантаження на валідаторів і відкриває двері для вищої пропускної здатності.

Але це викликає нове питання: якщо валідатори не зберігають стан, хто це робить?

У stateless дизайні більшість історичного та активного стану, ймовірно, буде зберігатися спеціалізованими операторами, такими як block builders, RPC провайдери, MEV searchers та block explorers. Така концентрація створює нові ризики щодо цензури, доступності під час збоїв та стійкості під регуляторним або зовнішнім тиском.

Команда Stateless Consensus чітко розуміє компроміс. Stateless validation покращує масштабування, але без ретельного дизайну це може підштовхнути Ethereum до централізації інфраструктури.

Три запропоновані шляхи для вирішення роздуття стану

Щоб вирішити проблему, дослідники Ethereum Foundation окреслили три взаємодоповнюючі підходи, кожен з яких атакує зростання стану з різного кута.

State expiry

State expiry зосереджується на видаленні неактивних даних з активного стану. Команда оцінює, що приблизно 80 відсотків стану Ethereum не використовувалося понад рік, але кожен вузол все ще зобов'язаний зберігати його.

За цією моделлю неактивні дані видаляються з активного набору, але можуть бути відновлені пізніше за допомогою криптографічних доказів. Досліджуються два варіанти. Один позначає та видаляє рідко використовувані записи з можливістю відновити їх пізніше. Інший групує стан на ери, заморожуючи старіші ери, зберігаючи активними недавні дані.

Мета проста: перестати змушувати кожен вузол зберігати дані, які ніхто не використовує.

State archive

State archive відокремлює гарячий стан від холодного стану. Дані, до яких часто звертаються, залишаються швидкими та обмеженими, тоді як старіші дані зберігаються в архівному сховищі для історичної верифікації.

Цей підхід дозволяє продуктивності вузла залишатися відносно стабільною з часом замість погіршення у міру старіння блокчейну. Навіть якщо загальний стан продовжує зростати, операційне навантаження на більшість вузлів залишиться керованим.

Це також створює чіткіші ролі між вузлами, оптимізованими для продуктивності, та вузлами, оптимізованими для історії та досліджень.

Partial statelessness

Partial statelessness дозволяє вузлам зберігати лише підмножини стану замість усього. Гаманці та легкі клієнти кешують дані, на які вони покладаються, зменшуючи залежність від централізованих RPC провайдерів.

Ця модель знижує витрати на сховище, розширює участь і полегшує окремим особам та меншим операторам запуск вузлів без масових інвестицій в обладнання.

У всіх трьох підходах єдина мета — зменшити стан як вузьке місце продуктивності, знизити вартість його утримання та полегшити обслуговування.

Що Ethereum Foundation робить далі

Foundation надає пріоритет рішенням, які можуть принести реальні переваги сьогодні, залишаючись сумісними з більш амбітними змінами протоколу в майбутньому. Поточні сфери фокусування включають покращення інструментів архівних вузлів, зміцнення інфраструктури RPC та полегшення запуску часткових stateless вузлів.

Ці зусилля навмисно практичні. Команда підкреслила, що вони були обрані, тому що є негайно корисними та сумісними з довгостроковим планом Ethereum.

Розробників, операторів вузлів та команди інфраструктури запрошують взяти участь у тестуванні та обговоренні. Дослідники чітко заявили, що це не те, що Foundation може вирішити самостійно.

Пропозиція, а не остаточне рішення

Foundation обережно підкреслила, що ця робота представляє пропозицію, а не єдину організаційну позицію. Розробка протоколу Ethereum включає широкий спектр думок, і жоден шлях не був затверджений.

Ця відкритість узгоджується з недавніми зусиллями Foundation комунікувати чіткіше про довгостроковий напрямок протоколу. Поряд з дослідженнями управління станом, Ethereum також працює над Interop Layer, щоб зробити Layer 2 мережі схожими на єдиний блокчейн, впроваджуючи зміни в керівництві та R&D, коригуючи свою казначейську стратегію та переходячи до графіка hard-fork двічі на рік з Fusaka.

Чому це важливо на довгострокову перспективу

Роздуття стану Ethereum не є питанням, що привертає заголовки, але воно знаходиться в серці обіцянки децентралізації Ethereum. Якщо запуск вузла стане надто дорогим або складним, мережа ризикує дрейфувати до концентрації інфраструктури, навіть якщо пропускна здатність та зручність використання покращуються.

Повідомлення Ethereum Foundation є прямолінійним. Масштабування блокчейну без масштабування його здатності безпечно зберігати та обслуговувати дані недостатньо. Те, як Ethereum управлятиме своїм станом протягом наступних кількох років, визначить, хто може брати участь, хто контролює інфраструктуру та наскільки стійкою залишається мережа під тиском.

Дебати тільки починаються, і вибори, зроблені тут, відлунюватимуть набагато далі наступного циклу оновлень.