Ethereum -Speicherlösung Routenkarte: Herausforderung und Chancen koexistieren koexistieren

Quelle: Geek Web3

Zusammenfassung:

InSeit dem EIP-4844 haben sich der Datendurchsatz und der Speicherdruck des Ethereum-Netzwerks zugenommen, und die wachsende Speichernachfrage hat den Ethereum-Knoten große Herausforderungen mit sich gebracht.Um den Speicherdruck zu verringern, löscht einige Ethereum -Client die in der Region gespeicherten historischen Daten, und die Konsistenz verschiedener Knoten im Speicherverhalten wird allmählich aufgelöst.

InUm sicherzustellen, dass alle Ethereum -Kunden eine Einigung über das Verhalten erzielen können, könnenEIP-4444UndEIP-4844 durchgeführtes Verhalten des historischen Datenschneides durchgeführtStandardisierung, Wird in Zukunft zum Standard der Ethereum -Knoten.

InWenn historische Daten ersetzt werden sollen, um den neuesten Status der Layer1 oder Layer2 wiederherzustellen, hängt sie von dem zentralisierten Ethereum -Protokoll außerhalb des Ethereum -Abkommens ab, das die Menschen dazu veranlasst das Ethereum

· Ethereum Portal NetworkEs handelt sich um ein leichtes, dezentrales P2P -Netzwerk, das für alle Arten von Ethereum -Daten einschließlich historischer Daten geeignet ist.Es ist für begrenzte Ressourcen ausgelegt und bietet Ethereum JSON-RPC-Diensten.Das historische Netzwerk und das Briefkettennetzwerk sind fast fertig.

· EthStorage ist ein modulares Speichernetzwerk für modulare Speicher für EIP-4844-Blobs-DatenWesenUm Blob zu speichern, können Benutzer den Speichervertrag auf L1 anrufen, ETH als Speichergebühr verwenden und den Hash -Wert von Blob in der Kette aufzeichnen.Im Laufe der Zeit werden die Speicherkosten nach und nach an den vom BLOB -Speicherzertifikat unter der Kette bereitgestellten Speicherdienstleister verteilt.

InDerzeit läuft das EthStorage Test Network online online im Ethereum Sepolia -Test. Viele Community -Teilnehmer haben ihre lokalen Speicherbedingungen erfolgreich nachgewiesen.Zu den zukünftigen Plänen gehören die Entwicklung eines dezentralen Ethereum State -Netzwerks, das das Speicherzertifikat für dynamische Größendaten realisiert und direkt auf das Ethstorage -Netzwerk aus dem Browser auf dezentrale Weise zugreifen kann.

Vielen Dank: Vielen Dank an Piper Merriam von der Ethereum Foundation, Karthik Raju in Polychain und dem Feedback von Ethstorage Qiang Zhu zu diesem Artikel.

Hintergrund:

Am 22. Oktober 2023 drückte Péter Szilágyi, der Leiter der berühmten Entwicklung der Go-Ehereum (Geth), seine Bedenken hinsichtlich der Lösungen für Ethereum-Daten auf Twitter aus.Er wies darauf hin, dass der Geth -Kunde zwar alle historischen Daten beibehält, andere Arten von Ethereum -Clients wie Nethermind und Entu konfiguriert werden können, um einige historische Ethereum -Daten (z. B. historische Blöcke) zu löschen.Dies wird dazu führen, dass das Verhalten einiger Kundenknoten nicht mit anderen Kunden übereinstimmt, was dem Geth -Kundenbetreiber unfair ist.Das obige Thema löste sofort eine heftige Diskussion über das Speicherschema in der Roadmap von Ethereum aus.

Speicherherausforderung

Warum ermöglichen Nethermind und Besu Kundenbetreiber, lokale historische Daten zu kürzen?Was spiegelt das Problem in dieser Entscheidung wider?

Aus unserer Sicht gibt es zwei Hauptgründe:

Die Speicheranforderungen des Ethereum -Kunden werden immer höherWesen
Die Speicherung von Ethereum -historischen Daten enthält keine Anreize oder Bestrafung innerhalb einer VereinbarungWesen

Der erste Grund stammte aus den steigenden Speicherbedürfnissen des Ethereum -Kunden.Die folgende Kuchenkarte zeigt die Speicherverteilung eines neuen Geth -Knotens mit 18.779.761 zum 13. Dezember 2023.

Wie in der Abbildung gezeigt:

Gesamtspeichergröße: 925,39 GB
Historische Daten (Block/Transaktionsbeleg): ca. 628,69 GB
Statusdaten in Merkle Patricia Trie (MPT): ca. 269.74 GB

Der zweite Grund ist, dass der Ethereum -Knoten keine Anreize oder Strafen in der Vereinbarung, die historische Blöcke speichert.Obwohl die Vereinbarung alle historischen Daten von Knoten befürwortet, hat sie keinen Mechanismus zur Verfügung gestellt, um die Lagerung oder Bestrafung von Verstößen zu fördern.Knoten sind bereit, historische Berechtigungen für die Datenextraktion zu speichern und bereitzustellen, die mehr für Altruismus sind, nicht aufgrund von Anreizen.

Natürlich können Kundenbetreiber alle historischen Daten ohne Bestrafung frei löschen oder ändern.Im Gegensatz dazu muss der Validator -Knoten den vollständigen Status lokal verwalten und aktualisieren, um den Vorschlag/die Abstimmung zu verhindern, um ungültige Blöcke nach dem Schrägstrich zu unterstützen.

Wenn die Speicherkosten zu einer großen Belastung für Knoten werden, ist es nicht verwunderlich, dass einige Knotenbetreiber sich dafür entscheiden, historische Daten zu löschen.In Ermangelung historischer Daten kann der Knoten -Client die Speicherkosten erheblich senken und den besetzten Speicherplatz von etwa 1 TB auf etwa 300 GB reduzieren.

Abbildung: Die Konfiguration von Nethermine läuft Knoten ohne historische Blöcke -Sparen Sie derzeit etwa 460 GB Speicherkosten

Mit dem bevorstehenden Upgrade von Ethereum Data Usability (DA) wird die Speicherherausforderung zunehmen.Der Weg der umfassenden Expansion von Ethereum DA begann mit EIP-4844, das von Dencun aufgerüstet wird.Jeder Blob ist auf 128 KB eingestellt.Um den Datendurchsatz zu erweitern, plant Ethereum, den 1D-Löschcode von Reed-Solomon zu verwenden, der zunächst 32 Blob pro Block zulässt und die Größe von 256 Blobs pro Block während einer vollständigen Ausdehnung erreichte.

Wenn Ethereum DA in voller Kapazität (256 Blob pro Block) ausführt, wird das Ethereum DA -Netzwerk voraussichtlich in einem Jahr etwa 80 TB DA -Daten erhalten.Wesen

Ethereum Storage Roadmap und ihre Folgen

Der von Vitalik veröffentlichte Ethereum Route Push erwähnte, dass die Spülung hauptsächlich Speicherinhalte umfasst.

Die steigenden Lagerkosten erregten die Aufmerksamkeit der ökologischen Forscher von Ethereum.Um dieses Problem zu lösen und die Konsistenz aller Kunden sicherzustellen,Forscher entwickeln einige Vorschläge, um historische Daten des Ethereum -Kunden klar zu löschen.Die beiden Hauptvorschläge sind:

InEIP-4444: Beschränkung historischer Daten im Ausführungs Client: Mit diesem Vorschlag können Kunden mehr als ein Jahr vergangene Blöcke löschen.Unter der Annahme, dass die durchschnittliche Blockgröße 100K beträgt, beträgt die Obergrenze der historischen Blockdaten etwa 250 GB (3600 * 24 * 365) / 12 unter der Annahme der Blockzeit = 12 Sekunden).

InEIP-4844: Faber-Blob-Transaktion: BLOB-Daten für mehr als 18 Tage verwerfen.Im Vergleich zu EIP-4444 ist dies eine radikalere Methode, die die Größe des historischen Blob auf etwa 100 GB begrenzt ((18 * 3600 * 24) * 128K * 6/12 unter der Annahme der Blockzeit = 12 Sekunden).

Was sind die Folgen des Löschens der historischen Daten aller Kunden?Das Hauptproblem besteht darin, dass der neue Knoten nicht mit dem neuesten Status „Full Sync“ -Modus „vollständige Synchronisierung“ synchronisiert wird.Entsprechend müssen wir den neuesten Status von „Snap SNC“ oder „Status Sync“ übernehmen, um den Ethereum -Knoten direkt zu synchronisieren.Diese Methode wurde in Geth implementiert und als Standardsynchronisation verwendet.

Die historischen Daten des Hauptnetzwerks Ethereum aus dem Knoten werden auch Probleme mit Ethereum L2 verursachenDas heißt, der neu hinzugefügte Layer2 -Knoten kann nicht mit dem aktuellen neuesten Zustand synchronisiert werden, indem alle historischen Daten von Layer2 neu geladen werden.Da der L1 -Knoten den L2 -Status nicht beibehält, kann die „Snap -Sync“ -Methode von L2 nicht direkt den neuesten Layer2 -Status gemäß dem Layer1 -Block erzeugen, der die wichtigen Annahmen von Layer2 -Vererbung der Ethereum -Sicherheit verletzt.

Die erwartete Lösung wird auf den dritten Teil des Infura / Ethercan / L2 -Projekts angewiesen, um die historischen Daten oder die Statuskopie von Layer2 zu speichern.

Die Kernfrage, die wir untersuchen möchten, ist:

Können wir bessere dezentrale Lösungen im Speicher und Zugriff finden?
Ist es möglich, eine Lösung zu finden, die Knoten einen direkten Anreiz gibt und das Ethereum -Netzwerk selbst erhalten (z. B. auf den L1 -Vertrag angewiesen)?
Können wir bei all dem eine vollständig dezentrale und direkte Anreizlösung für die Ethereum -Speicherroute anbieten?

Lösung

Lösung 1: Ethereum Portal Network

Das Ethereum -Portal -Netzwerk ist ein leichtes, dezentrales Netzwerk zur Verbindung zum Ethereum -Protokoll.Es bietet ETH_CALL, ETH_GETBLOCKBYNUMBER und andere Ethereum-JSON-RPC-Schnittstellen.Im Gegensatz zu IPFs, die Datentypen ermöglichen und leicht von Junk -Daten beeinflusst werden, spezialisiert das Portal P2P -Netzwerk auf Ethereum -Daten wie historische Blockköpfe und Transaktionsdaten, die über die Light Client -Verifizierungstechnologie erreicht werden, die auf dem Portalnetzwerk basiert.

Ein wichtiges Merkmal des Portalnetzes ist.Das leichte Betriebsdesign und die Kompatibilität mit begrenzten Geräten.Es kann auf Knoten mit mehreren MB -Speicherplatz und geringem Speicher ausgeführt werden, wodurch die Dezentralisierung fördert.Sogar Mobiltelefone oder Raspberry PI -Geräte können sich dem Netzwerk anschließen, um zum Problem der Ethereum DA beizutragen.

Die Entwicklung des Portalnetzes steht im Einklang mit dem Konzept der Ethereum -Client -Vielfalt.Das Benchmark -Netzwerk und das historische Netzwerk sind verfügbar, und das Statusnetzwerk entwickelt sich aktiv.Es ist erwähnenswert, dass das Portalnetzwerk keine direkten Anreize für die Datenspeicherung bietet.

Abbildung: Portal Network Rust Client (TRIN) mit 100 -MB -Speicherbeschränkungen (TRIN) wird ausgeführt

Lösung 2: Ethstorage -Netzwerk

EthStorage Network ist ein dezentrales Incentive-Speicher-Netzwerk, das speziell zum Speichern des EIP-4844-Blob verwendet und finanzielle Mittel vom ESP-Projekt erhalten.

InKleines Vertrauen:Im Gegensatz zu den vorhandenen Lösungen, die zentrale Datenbrücken erfordern, beruht EthStorage auf das 1/M -Vertrauensmodell von Ethstorage -Knoten, die nicht von Ethereum lizenziert werden müssen.Der Prozess des Speicherns von Blob ist: Benutzer unterschreiben eine Transaktion mit Blob und rufen die Methode PUT (Schlüssel, Blob_idx) von Speicherverträgen auf.Anschließend erfasst der Speichervertrag den Blob -Hash in der Kette.Danach lädt der Speicheranbieter Blob direkt vom Ethereum DA -Netzwerk herunter und speichert sie, um die Datenbrücke zu umgehen.

InLagerkosten stimmen mit Anreizen überein:Wenn die Put () -Methode aufgerufen wird, muss die Transaktion eine Speichergebühr (über MSG.Value) in den Vertrag senden.Nachdem der Speicherknoten eingereicht wurde und das Speicherzertifikat unter der erfolgreichen Kette überprüft wurde, wurde die Speichergebühr im Laufe der Zeit allmählich an den Speicherknoten verteilt.Im Vergleich zum vorhandenen Antragser (Antragsteller) Ethereum -Speichergebührenmodell, das eine Ein -Zeit -Speichergebühr enthält, folgt die Speichergebühr im Laufe der Zeit dem Speichergebühr, der dem Rabatt -Cashflow -Modell entspricht -der im Laufe der Zeit ist der Speicherspeicher der Speicher vorhanden , Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Speicher, Lagerung.Diese von EthStorage eingeführte wichtige Innovation ist im Einklang mit dem Beitrag der Speicherknoten in Speicherknoten überein.

InSpeichernachweis:Der Speichernachweis ist von der Datenverfügbarkeitsabtastung inspiriert, und die Stichprobe in EthStorage ist ein für einen bestimmten Zeitraum gespeicherter Blob.Um die Proben der Kette effektiv zu überprüfen, nutzt EthStorage intelligente Verträge und die neueste Entwicklung der Snark -Technologie.

InKeine Operation:Jeder Speicherknoten in EthStorage kann gezahlt werden, solange die Speicherdaten gespeichert sind und das Speicherzertifikat regelmäßig in der Kette eingereicht wird.

Aus der Sicht der modularen Blockchain fungiert EthStorage als Ethereum Storage L2, berechnet jedoch die Speichergebühr und nicht als Transaktionsgebühr.Durch die Indizierung des Blob -Hash in der Kette ist EthStorage eine modulare Speicherschicht von Ethereum, um die Speicherskalierbarkeit zu verbessern und die Kosten zu senken (das Ziel beträgt etwa 1000 -mal).

In Bezug auf die Entwicklung hat EthStorage EIP-4844 in das Ethereum Sepolia Testing Network integriert.Wir haben einen Drucktest für EthStorage- und Ethereum Sepolia Test Network durchgeführt, einschließlich des Schreibens über Hunderte von GB Blob in EthStorage.Mehr als 100 Teilnehmer der Community traten dem Internet bei und haben ihren lokalen Speicher erfolgreich bewiesen.

Der Hauptvorteil des EthStorage -Netzwerks besteht darin, dezentrale direkte Anreize über Ethereum zu bieten, da dies in unserem derzeitigen Wissen ein Pioniermerkmal ist.Die Einschränkungen des Netzwerks sind jedoch für den Blob der festen Größe ausgelegt.

EthStorage über das Ethereum Sepolia Testing Network

Ich freue mich auf die Zukunft

Obwohl die Ethereum -Speicherung nicht die Hauptaufmerksamkeit erhalten hat, ist sie im Ethereum -Ökosystem von großer Bedeutung.Mit dem schnellen Wachstum des Ethereum -Netzwerks sind die Speicherung und Zugriffbarkeit von Ethereum -Daten zu einer zentralen Herausforderung geworden.Das Portalnetzwerk und das EthStorage -Netzwerk befinden sich noch im frühen Stadium, und es gibt viele wichtige Langzeitanweisungen zur Aufmerksamkeit:

Decalalisierte Data Network des Ethereum -Status mit niedriger Verzögerungszugriff:Der Zugriff auf den Ethereum -Status in dezentraler und überprüfbarer Weise ist eine zentrale, aber herausfordernde Aufgabe.Unter Verwendung des herkömmlichen DHT -Netzwerkmodells erfordert Abfragenkontoinformationen in der Regel mehrere Abfragen interner Trieknoten, die in verschiedenen P2P -Knoten gespeichert sind.Dies führt oft zu einer langen Zeit der Verzögerung.Wie man die Struktur des Staatsbaums verwendet, um den Zugang zu beschleunigen, ist der Schlüssel.Das staatliche Netzwerk, das das Portalnetzwerk bald gestartet hat, ist genau der Zweck, dieses Problem zu lösen.

Integration des Portalnetzwerks und des Ethstorage -Netzwerks:Das Portal -Netzwerk kann nahtlos erweitert werden, um BLOB -Daten zu unterstützen.Das EthStorage -Team hat diese Funktion teilweise implementiert.Der nächste Fortschritt besteht darin, diese Netzwerke zu vereinen und ein dezentrales JSON-RPC-Netzwerk bereitzustellen, das durch Verträge programmiert werden kann.Durch die Kombination der Anwendungslogik im Vertrag mit dem von EthStorage bereitgestellten großen Blobspeicher können wir neue Dapps auf Ethereum ermöglichen, z.

Der dezentrale Besuch des Browsers:Ähnlich wie beim IPFS: // -Protokoll der Daten im IPFS -Netzwerk benötigt die Web3 -Branche ein natives Besuchsprotokoll für Ethereum, um den Browser direkt zugänglich zu machen, um das enorme Potenzial von Ethereum -Rich -Daten freizugeben.Diese Daten deckt eine breite Palette von Bereichen ab, von Token und Kontoausgleich bis hin zu NFT -Bildern und dynamischen dezentralen Websites.In diesem Bereich entwickelt sich das von ERC-4804/6860 definierte Web3: //-Protokoll derzeit aktiv und fördert, um dieses Ziel zu erreichen.

Erweitertes Speicherzertifikat dynamischer Größendaten:Zusätzlich zum festen Blob ist die Erkundung erweiterter Speicherzertifikate für die Lösung dynamischer Datendaten (z. B. historische Blöcke und sogar Statusobjekte usw.) unerlässlich.Die Entwicklung komplexer Algorithmen kann die Anpassungsfähigkeit der Speicherlösung verbessern.

Wir hoffen, dass wir durch diese Bemühungen zum Ethereum -Routendiagramm beitragen und die Grundlage für die dezentrale Speicherlösung des Ethereum -Ökosystems in Zukunft legen werden.