Eth 1.x：無狀態以太坊新思路“reGenesis”_ETH:以太坊

來源|?EthereumBlog

作者|GriffinIchibaHotchkiss

Eth1.x：無狀態以太坊新思路“reGenesis”

這周我們將對技術樹(techtree)?進行更新，為以太坊1.x研發添加一些新的主要里程碑，這些里程碑并不算是無狀態以太坊的完整實現，而是我們在中期能夠合理實現的目標。

其中最重要的更新是Alexey的reGenesis提案。雖然這是遠未規范化的更新，但是從研發的角度來看，reGenesis為“完全無狀態”的終極目標提供了一種更保守更切實可行的路徑。在其他方面與reGenesis互補的技術是靜態狀態網絡，能夠幫助在比特流(bittorrent)式的基于DHT的網絡中傳播狀態快照和歷史鏈數據。

同時，一些距離我們比較近的目標已經在為EIP化做準備，例如代碼分塊(codemerkleization)和狀態二進制樹。在本文中，我會為大家闡明已經實現的進展，并且附上鏈接，以便讀者深入了解感興趣的領域。

巨鯨從Aave和Compound提取1140枚WBTC和1.5萬枚ETH并轉入CEX:6月21日消息，據lookonchain數據顯示，0xd275開頭巨鯨地址于2小時前從Aave和Compound提取1140枚WBTC（約合3280萬美元）、1.5萬枚ETH（約合2588萬美元）后，將其分別轉移至包括Bitfinex、Binance、Kraken和Coinbase。[2023/6/21 21:52:17]

二進制樹

目前以太坊使用十六叉

Patricia默克爾樹來編碼狀態，但如果

轉變為二進制式會帶來顯著的效率提升，尤其是在見證大小這個方面。對以太坊狀態進行完全重新編碼需要制定新范式，以及清晰的過渡策略。最后，還需要決定是否將智能合約代碼分塊，并且將該過程合并到二進制樹過渡中還是作為獨立更新。

Web 3支持者、a16z合伙人Chris Dixon將Twitter名稱換成cdixon.eth:金色財經報道，Web 3支持者、a16z合伙人Chris Dixon將Twitter名稱換成cdixon.eth，此前他與前Twitter首席執行官Jack Dorsey就Web 3問題發生了激烈爭論，但他并未取關和屏蔽Jack Dorsey。[2021/12/24 8:01:59]

二進制樹范式

與當前的十六叉樹結構相比，二進制樹的概念要簡單一些。十六叉樹從樹根遍歷到子節點有十六條可能路徑，二進制樹只有兩條。

隨著狀態樹的重新規范，我們有機會解決以太坊運行五年以來顯著的低效問題。此外，我們也有機會使狀態更適應現實世界中數據庫編碼的性能挑戰(在

上一篇有關狀態增長的文章中有提到)。

有關正式二進制樹規范和分塊規則的討論可以參見ethresearch.

Tether：期待與世界各地的立法者就穩定幣安全問題進行合作:11月25日，據官方消息，美國參議院銀行、住房和城市委員會主席Sherrod Brown致信穩定幣發行商和交易平臺，詢問相關公司如何避免總統工作組最近關于金融市場報告中強調的風險以保護消費者和投資者。他表示，我非常擔心適用于特定穩定幣贖回的非標準化條款，這些條款與傳統資產有哪些不同，以及這些條款在數字資產交易平臺之間可能不一致的原因。

Tether予以回應稱，我們感謝立法者對整個加密貨幣生態系統中所有穩定幣的功能、目的和安全性的興趣。我們一直很高興期待與世界各地的立法者就這些重要問題進行合作。作為區塊鏈技術的先驅和透明度和創新的領導者，Tether 一直致力于確保我們的客戶得到適當的保護，并擁有他們成功所需的工具。期待著與利益相關者共同開發合規框架。[2021/11/25 7:10:57]

過渡到二進制樹

重要的不僅僅是二進制樹范式這個目的地，旅途本身也非常有價值！在理想的過渡過程中，不會對網絡的交易處理產生干擾，也就是說客戶端將需要在處理每十五秒出現的新區塊的同時構建新的二進制樹。

Tether在Solana區塊鏈上發行USDT:Tether在Solana區塊鏈上發行了USDT。Solana的開發者聲稱該區塊鏈比以太坊更快更便宜，Tether表示，Solana可以幫助用戶以每秒超過50000筆交易的速度交換USDT，通常每筆交易的價格不到0.00001美元。Tether首席技術官PaoloArdoino表示，USDT將在不久的將來與另外三個區塊鏈集成。Solana也是繼ETH、EOS、LiquidNetwork、Omni、Algorand、OMG，以及波場后，第八條支持USDT的公鏈。（TheBlock）[2020/9/9]

目前看起來最有希望的過渡策略被稱為“覆蓋”法，該方法部分基于geth的新快照同步協議。總的來說，新的狀態改變會以二進制范式被添加到現有的十六叉樹中，也就是說在過渡過程中會存在二進制和十六進制混合體。不受影響的狀態會被轉換為后臺處理。一旦完成轉換，這兩層會被合并到一個二進制樹中。

公告 | Bithumb將于4月17日16:00恢復BTC和ETH存取款業務:據官方消息，Bithumb將通過增強安全和監控系統，于4月17日16:00恢復BTC和ETH存取款業務。此前3月29日消息，Bithumb發生內部人員作案的的安全事故，為協助調查，Bithumb于4月2日暫停用戶加密貨幣匯款服務。[2019/4/15]

請務必注意，客戶端多樣性在二進制轉換過程中也起到了非常重要的作用。每個客戶端將需要實現自己的過渡版本，或是依靠其他客戶端進行轉換，然后在另一端等待新的樹。

這需要我們“三思而后行”，所有客戶端需要協同工作來進行測試并協調轉換。出于安全性的考量，在過渡過程中網絡有可能需要短暫停止服務(例如挖出一些空塊)，但是目前就任何具體計劃達成共識還為時尚早。

代碼分塊

以太坊狀態樹的很大一部分由智能合約代碼組成，約占50GB狀態的1GB左右。所有用于智能合約交互的見證(witness)都必須提供其交互的代碼，以計算codeHash,而這可能產生大量額外數據。

代碼分塊(CodeMerkleization)旨在將合約代碼切分為較小的塊，然后將codeHash替換為另一個默克爾樹根。這種方式使得我們可以使用參考哈希來替代見證中潛在的大部分智能合約代碼，從而省去數千字節的見證數據。

進行代碼分塊有多種方式，按復雜度來看，比較簡單的就是通用分塊(例如每塊大小64字節)，而較為復雜的方式就是基于SolidityfunctionId或JUMPDEST指令的靜態分析。最優的代碼分塊策略最終還是取決于是否適用于從主網收集到的真實數據。

reGenesis

要了解reGenesis提案的最佳去處是@mandrigin給出的解釋，以及@realLedgerwatch提交的完整提案，概括來說reGenesis基本可以說是“區塊鏈的大掃除”。完整的狀態將從概念上分為“活躍”和“非活躍”狀態。整體“活躍”狀態會按一定周期被停用，然后新的交易會再次幾乎從零開始建立新的活躍狀態(因此被稱作“reGenesis”)。

如果交易需要之前的狀態，將會提供一個見證，這非常類似于無狀態以太坊所需的證明：證明狀態更改與某個非活躍狀態相一致的默克爾證明。如果一筆交易需要狀態的“非活躍”部分，它將自動將其轉變為為“活躍”狀態(無論交易是否成功)，這該部分將會留至下一次reGenesis發生。

這樣做的一個好處在于，在使用狀態時創建一些經濟限制，而實際上不會刪除任何狀態。其次，如果交易發送方盲目地反復試圖交易，則無法生成見證。

關于reGenesis的意義，它使得以太坊朝著終極的無狀態目標跨進了一大步，并且避開了要實現無狀態面臨的最大挑戰，即EVM執行時如何計算見證的gas。同時它還使得某個版本的交易見證能夠在網絡中傳播，讓更輕量級的客戶端和dapp開發者能夠有更多機會熟悉無狀態范式和見證生成。

reGenesis之后“真正的”無狀態性就只是程度上的問題了：無狀態以太坊其實只是每個區塊之后的reGenesis。

狀態網絡

從一開始，網絡協議的優化只是技術樹中的一個“支線任務”，但隨著reGenesis進入無狀態以太坊的版圖，為分享以太坊鏈數據(包括狀態)探索替代的網絡原語也成為了主線任務。以太坊當前的網絡協議是一個整體，但事實上有多種類型的數據能夠通過不同的“子網絡”來進行共享，而這些“子網絡”能夠滿足不同的需求。

之前在無狀態會議中討論到這個話題時，我們稱其為“三個網絡”，基于DHT的網絡能夠更高效地服務于不常改變的數據類型。隨著reGenesis的引入，“非活躍”狀態能夠被納入這類不常變化的數據，從理論上來說也就能夠適用于比特流式的swarm網絡，而不是當前由全節點進行逐條廣播。

自上一次reGenesis之后，在網絡中傳播不變狀態的網絡就是靜態狀態網絡(staticstatenetwork)，可以基于devp2p庫(以太坊網絡協議)中新的Discoveryv5.1規范進行延展。

之前類似Merry-go-Roundsync和更為成熟的SNAPprotocol，可用于同步活躍狀態，是邁向完全分布式動態狀態網絡的重要步驟，使得客戶端能夠快速同步完整狀態。

結語

關于無狀態以太坊技術樹每個分支更為細致和技術化的說明，讀者可以參閱

無狀態以太坊規范庫，也能在Eth1x/2R&DDiscord中對所有這些話題進行討論，如果想加入可以在ethresear.ch上要取邀請。如果有任何反饋和建議，請在推特聯系@gichiba或@JHancock。

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