Vitalik Buterin delinea il piano per rendere Ethereum purgato

Il creatore di Ethereum, Vitalik Buterin, ha annunciato il prossimo passo della rete, che consiste nel tagliare il peso extra. Lo chiama "The Purge" (La Purga).

Nel quinto post del suo blog, Vitalik ha delineato un piano spietato per eliminare il gonfiore della blockchain, eliminare le funzionalità ridondanti e semplificare il protocollo. La rete di Ethereum è intasata da transazioni obsolete e funzionalità legacy complicate.

La soluzione? Vitalik vuole che vengano eliminati i dati di cronologia e stato, semplificate le funzionalità del protocollo e resi più facili da gestire i nodi. Questa decisione aggressiva è una risposta alla rapida crescita dei dati di Ethereum.

Attualmente, un nodo completo di Ethereum richiede oltre 1,1 terabyte di archiviazione solo per il client di esecuzione, con altro spazio per i dati di consenso.

Man mano che le transazioni e gli account si accumulano, le esigenze di archiviazione devono crescere, creando colli di bottiglia. Senza cambiamenti, Ethereum rischia di diventare lenta, con nuovi client che affrontano tempi di sincronizzazione dolorosamente lunghi solo per aggiornarsi alla catena.

Scadenza della cronologia: riduzione del carico di memoria di Ethereum

Invece di far sì che ogni nodo tenga ogni transazione registrata, Vitalik suggerisce che i nodi conservino solo i dati recenti. I blocchi storici, le transazioni più vecchie e le ricevute vengono distribuiti tra i nodi in piccole porzioni.

Per Vitalik, i dati di cronologia dovrebbero funzionare come una rete torrent: i nodi memorizzano frammenti di dati, garantendo la disponibilità dei dati senza che un nodo tenga tutto. "Stiamo parlando di centinaia di gigabyte di vecchi blocchi che si accumulano ogni anno", ha detto.

Il modello attuale, con i nodi che tengono tutti i dati, è già stato modificato. I blocchi di consenso, vitali per la proof-of-stake, sono memorizzati per sei mesi, mentre i blob (blocchi di dati di transazione più grandi) scompaiono dopo 18 giorni.

La nuova proposta di Vitalik, EIP-4444, spinge per un limite di archiviazione di un anno per i blocchi storici e le ricevute. Il suo obiettivo finale? Una rete distribuita in cui ogni nodo memorizza solo una frazione della cronologia, utilizzando prove Merkle e codifica di cancellazione per garantire l'accuratezza.

Questa archiviazione distribuita della cronologia non ridurrà l'affidabilità dei dati di Ethereum. Vitalik afferma che aumentando il numero di nodi, le copie dei dati si moltiplicheranno nella rete, rendendo ogni frammento di cronologia ben supportato. 

La codifica di cancellazione aggiungerà resilienza, simile alla tecnologia che aiuta i blob a rimanere disponibili per il campionamento dei dati. Vitalik punta anche alla Portal Network e ai metodi peer-to-peer come possibili soluzioni, permettendo a Ethereum di gestire la distribuzione dei dati senza fare affidamento su archiviazioni centralizzate.

Scadenza dello stato: limitazione della permanenza dei dati

Oltre alla cronologia, la purga di Vitalik include una bestia più complicata: la "scadenza dello stato". A differenza della cronologia, i dati di stato (come saldi degli account, nonce e archiviazione di smart contract) sono più difficili da far scadere. Una volta creato, un oggetto di stato (come un account con ETH o uno slot di archiviazione di un contratto) rimane accessibile a qualsiasi transazione.

E con ogni oggetto, i dati di Ethereum crescono. Per contenere questo, Vitalik propone una scadenza automatica, tagliando i dati che non sono stati toccati di recente. Il trucco è bilanciare la scadenza dello stato con la permanenza di Ethereum. 

Crede che gli utenti dovrebbero essere in grado di "scomparire per cinque anni, tornare e ancora accedere ai propri fondi". Questo sistema ha bisogno di efficienza: nessun calcolo extra o modelli complessi per gli sviluppatori.

Ethereum ha provato varie idee come il "canone blockchain", che chiedeva agli utenti di pagare per mantenere vivi i loro dati, e il "regenesis", che cercava di resettare la blockchain per ridurre i dati. Nessuna di queste ha decollato.

Due nuove proposte mirano al gonfiore dello stato. Prima c'è la "scadenza parziale dello stato". La rete dividerebbe i dati in chunk, memorizzando solo i chunk recenti mentre preserva gli "stub" (piccole porzioni di dati inattivi) per provare l'esistenza. 

Se un chunk viene eliminato, gli utenti possono rivitalizzarlo con una prova dei dati passati. La proposta di design di Vitalik, EIP-7736, utilizza alberi Verkle e un modello "stelo e foglia" per raggruppare i dati. Qualsiasi dato non toccato per sei mesi viene rimosso, lasciando dietro di sé solo uno stub da ripristinare quando necessario.

La seconda idea è la scadenza basata sul periodo degli indirizzi, che divide gli oggetti di stato per tempo. Ogni account ha un "periodo dell'indirizzo" e vengono memorizzati solo i dati dei due periodi più recenti.

Se qualcuno vuole i dati vecchi, dovrà presentare una prova Merkle per reinstaurarli. Questa configurazione basata sui periodi richiederà modifiche ai formati degli indirizzi, espandendo l'attuale formato a 20 byte per includere numeri di versione e periodi.

Vitalik suggerisce anche la contrazione dello spazio degli indirizzi per mantenere la compatibilità. La sfida diventerà quindi assicurarsi che gli utenti comprendano e si fidino di questo sistema di periodi senza sacrificare la promessa fondamentale di disponibilità di Ethereum.

Pulizia delle funzionalità: riduzione della complessità del codice di Ethereum

L'ultima fase della purga colpisce la complessità del protocollo. Vitalik dice: "Ogni nuova funzionalità rende Ethereum più difficile da usare, ma rimuovere qualsiasi cosa è un incubo." L'esempio più infame è SELFDESTRUCT, un opcode che permette agli utenti di eliminare l'archiviazione dei contratti. 

Originariamente, permetteva la cancellazione volontaria dello stato, ma è per lo più inutilizzato e rischia attacchi di negazione del servizio. Il hard fork Dencun di Ethereum ha indebolito l'opcode, e Vitalik prevede di rimuoverlo completamente presto.

Altre funzionalità gonfie includono vecchi tipi di transazioni, formati di dati ridondanti e una configurazione del protocollo con endianness mista. Queste peculiarità rendono lo sviluppo confuso e l'aggiornamento di Ethereum più difficile.

La lista di pulizia di Vitalik include anche la transizione dei formati di dati da RLP a SSZ, la semplificazione delle regole del gas per gestire meglio le risorse dei blocchi e la rimozione di precompilati inutilizzati come RIPEMD160, MODEXP e BLAKE. Supporta anche il passaggio di Ethereum a un modello di client senza stato, che eliminerebbe i carichi di archiviazione per la maggior parte dei nodi.

Alcuni di questi cambiamenti richiederanno l'astrazione degli account, permettendo agli utenti di gestire i tipi di transazione legacy attraverso il "codice EVM dell'account predefinito". Questo, dice Vitalik, semplificherà la Macchina Virtuale di Ethereum (EVM) riducendo le dimensioni del codice. A lungo termine, la stessa EVM potrebbe ricevere un aggiornamento.

Spiega che gli sviluppatori di Ethereum stanno considerando un nuovo modello di esecuzione come RISC-V o Cairo, o forse l'uso di un Formato Oggetto EVM (EOF) per standardizzare le regole del codice. 

L'EOF cambia le regole del gas e vieta determinate istruzioni per consentire aggiornamenti modulari, aumentando la scalabilità di Ethereum. Si dice che questo formato permetterà agli sviluppatori di apportare miglioramenti incrementali, aiutando infine Ethereum a rimanere snello.

Ma Vitalik ha dato un'altra opzione. Lui dice, "Una strategia di semplificazione più radicale per Ethereum è mantenere il protocollo così com'è, ma spostare grandi parti di esso dalle funzionalità del protocollo al codice dei contratti."