Das Netzwerk von Ethereumkönnte in Richtung einer zustandslosen Validierung voranschreiten, da sein Bedarf an Datenspeicherung und -verifizierung wächst. Mitbegründer Vitalik Buterin schlägt zwei Lösungen für diesen Übergang vor: Verkle-Bäume und STARKs.
Während beide Ansätze die Blocküberprüfung effizienter und zugänglicher machen, gibt es Kompromisse hinsichtlich Sicherheit, Effizienz und Implementierungskomplexität.
Welches STARKs als Alternative zu Verkle Trees?
Ethereum -Mitbegründer Vitalik Buterin hat veröffentlicht , um die mögliche Zukunft des Netzwerks zu erklären. Buterin hat sich in diesem Blog , bei der Knoten Blöcke überprüfen können, ohne den vollständigen Ethereum Status zu speichern. In Bezug auf The Verge erklärt er, dass es früher darauf abzielte, das Ethereum -Protokoll effizienter zu machen, indem die Rechenanforderungen für die Verifizierung niedrig gehalten wurden . Er fügt jedoch hinzu, dass das Ziel nun darin bestehe, die Kette mit SNARKs zu verifizieren.
Verkle-Bäume und STARKs , beide Wege, wollen den Rechenaufwand für die Blockverifizierung senken . Mittlerweile sind auch SNARKs – prägnante, nicht interaktive Wissensargumente – Teil der Zukunft von Ethereum
Verkle-Bäume würden es Knoten ermöglichen, Ethereum Blöcke zu verifizieren, indem sie kompakte Beweise generieren, wodurch die Notwendigkeit für Knoten verringert wird, den gesamten Zustand zu speichern. Allerdings könnten Verkle-Bäume in Zukunft mit potenziellen Einschränkungen beim Quantencomputing konfrontiert werden. Er glaubt, dass die komplexe Technologie jetzt praktikabler ist und Verkle-Bäume ganz überspringen könnte.
Mittlerweile hat The Verge zwei Hauptziele. Die erste besteht darin, die Datenmenge zu reduzieren, die ein Knoten zur Überprüfung Ethereum Transaktionen speichern muss. Die zweite besteht darin, den Rechenaufwand für die Verifizierung so gering zu halten, dass auch mobile Geräte und Smartwatches am Netzwerk teilnehmen können.
Unabhängig davon, welchen Weg Ethereum zur zustandslosen Verifizierung einschlägt – Verkle oder STARKs – besteht das Ziel darin, der wachsenden Datenmenge . Buterin erklärte: „Die Rohzustandsdaten nehmen pro Jahr um etwa 30 GB zu, und einzelne Clients müssen einige zusätzliche Daten zusätzlich speichern, um den Trie effizient aktualisieren zu können.“
Wie die Bereitstellung einer zustandslosen Verifizierung die Knoteneinrichtung vereinfachen könnte
Insbesondere die wachsende Größe der Ethereum -Daten hat es den Stakern erschwert, ihre Knoten einzurichten und zu aktualisieren. Aus diesem Grund plädiert Buterin für eine zustandslose Validierung, um dieses Problem zu lösen, indem Knoten Blöcke überprüfen können, ohne alle Daten zu speichern. Der Prozess ermöglicht es Knoten, Blöcke mithilfe eines Zeugen zu überprüfen, der Zustandswerte und kryptografische Beweise enthält. Damit die zustandslose Validierung jedoch effizient funktioniert, müsste die aktuelle Merkle-Patricia-Baumstruktur von Ethereum
Aber welche Route wäre für Ethereum ? Beide Methoden haben Stärken und Schwächen. Verkle-Bäume nutzen elliptische Kurven-basierte Vektorverpflichtungen, die kompakte Beweise liefern, aber dennoch anfällig für zukünftige Quantenangriffe sein könnten. der aktuellen Architektur von Ethereum sind sie auch einfacher zu implementieren STARKs hingegen bieten kleinere Proofgrößen – etwa 100–300 kB im Vergleich zu Verkles 2,6 MB – und möglicherweise schnellere Proofzeiten. Sie erfordern jedoch mehr Rechenleistung und müssen noch vollständig in das System von Ethereum
Ethereum muss nicht nur bei der Verifizierung von Blöcken, sondern auch bei anderen Anwendungen schneller und effizienter werden. Es umfasst Mempools, Einschlusslisten und Light Clients. Alle diese Anwendungsfälle erfordern Berichten zufolge eine große Anzahl von Beweisen, um Elemente wie Kontostände und Transaktionsgültigkeit zu überprüfen. Daher könnten einfachere Merkle-Zweige anstelle von STARK-Beweisen verwendet werden. Buterin gibt an, dass Merkle-Filialen aktualisierbar sind und einen Vorteil bieten könnten.
muss die Ethereum auch die verbleibende Arbeit bewältigen. Laut Buterin umfasst es eine Gaskostenanalyse mit EIP-4762. Es wird darauf hingewiesen, wie sich eine Änderung der Gasgebühren für staatenlose Kunden Ethereum . Und da der Übergang zur Staatenlosigkeit komplex ist, muss auch der Übergangsprozess getestet werden. Berichten zufolge besteht auch Bedarf, die Sicherheit neuer STARK-freundlicher Hash-Funktionen wie Poseidon zu analysieren, die weniger getestet wurden . Auch die Durchführung von Sicherheitsanalysen neuer Hash-Funktionen und Beweissysteme wie SHA256 ist ein entscheidender Schritt.
Ethereum muss sich mit quantensicherer Kryptographie
Laut Buterin weisen die drei Algorithmen Verkle, STARK mit konservativen Hash-Funktionen und mit neuen Hash-Funktionen Kompromisse auf. Er erklärt, dass Verkle-Bäume am besten für den Einsatz geeignet sind, aber nicht quantenresistent sind und in fortgeschrittenen Systemen wie SNARKs schwieriger nachzuweisen sind.
Hash-basierte Ansätze (STARKs) können schnellere Synchronisierungszeiten für Knoten bieten, aber die Technologie erfordert noch mehr Entwicklung und Sicherheitsanalyse. Verkle-Bäume ermöglichen auch einfache Aktualisierungen (nützlich für Mempools und Einschlusslisten), sind jedoch für bestimmte erweiterte kryptografische Beweise (SNARKs) schwieriger zu verwenden.
Um diese Kompromisse zu bewältigen, schlägt Buterin gitterbasierte Merkle-Bäume als quantensichere Alternative vor. Die in die aktuelle Ethereum Struktur wäre jedoch Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einzuführen, um die Effizienzlücke zwischen Durchschnitts- und Worst-Case-Szenarien zu schließen. Ethereum ermöglichen könnte, im Extremfall die Anzahl der benötigten Hashes zu reduzieren. Damit Ethereum die Berechnung der Zustandswurzel auf den nächsten Block verzögern und die Zeit erhöhen, zur Verfügung steht .
von Route to Ethereum wird die Speicherlast verringern
Buterins Blog betont außerdem, dass Gültigkeitsnachweise für die EVM derzeit vor Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit und Prüfzeit . Die Herausforderung der Skalierbarkeit und Dezentralisierung von Ethereum Herausforderungen der Beweiserstellung einher. EIP-4444 schlägt die Implementierung einer zustandslosen Validierung und eines Verlaufsablaufs vor, um die Datenspeicherlast für Clients zu verringern. Darüber hinaus müssen die aktuellen Gültigkeitsnachweise optimiert werden, um Geschwindigkeit und Effizienz zu verbessern. Buterin schlägt Strategien wie Parallelisierung und den Einsatz fortschrittlicher Hardware vor, um diesen Prozess zu beschleunigen.
The Verge wird eine Transformation für Ethereum , die sich auf Staatenlosigkeit und effiziente Verifizierung konzentriert. Berichten zufolge wird die STARK-Freundlichkeit für mehrere andere Upgrades des PoS-Netzwerks wichtig sein, damit es skaliert werden kann. Trotz der verbleibenden Herausforderungen bestehen auch Kompromisse im Zusammenhang mit der Implementierung dieser Technologien.
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