Деревья Веркла против STARKs: какой из двух лучших способов обеспечения валидации без сохранения состояния Ethereum ?

По мере роста потребностей сети Ethereumв хранении и проверке данных, она может перейти к валидации без сохранения состояния. Соучредитель Виталик Бутерин предлагает два решения для этого перехода — деревья Веркла и STARK.

Хотя оба подхода делают проверку блоков более эффективной и доступной, существуют компромиссы в отношении безопасности, эффективности и сложности реализации.

Какой STARK в качестве альтернативы деревьям Verkle?

Ethereum Сооснователь опубликовал еще один пост в блоге, чтобы объяснить возможное будущее сети. Бутерин сосредоточился на валидации без сохранения состояния В этом постене храня полное Ethereum . В интервью The Verge он поясняет, что ранее целью было повышение Ethereum эффективности протокола снижения вычислительных требований для проверки ,. цель теперь состоит в проверке цепочки с помощью SNARK.

Деревья Веркла и STARK— оба подхода направлены на вычислительных затрат на проверку блоков снижение. Между тем, SNARK — лаконичные неинтерактивные аргументы знаний — также являются частью Ethereumбудущего Ethereum

Деревья Веркла позволили бы узлам проверять блоки Ethereum путем генерации компактных доказательств, что уменьшило бы необходимость хранения всего состояния узлами. Однако в будущем деревья Веркла могут столкнуться с потенциальными ограничениями в квантовых вычислениях. Он считает, что эта сложная технология сейчас более жизнеспособна и можно вообще отказаться от деревьев Веркла.

Между тем, у The Verge две основные цели. Первая — уменьшить объем данных, которые должен хранить узел для проверки транзакций Ethereum . Вторая — сделать вычислительные требования для проверки настолько низкими, чтобы даже мобильные устройства и умные часы могли участвовать в сети.

Таким образом, независимо от того, какой путь Ethereum для проверки состояния без сохранения состояния — Verkle или STARKs — цель состоит в том, чтобы справиться с растущим объемом данных. Бутерин заявил: «Объем исходных данных состояния увеличивается примерно на 30 ГБ в год, и отдельным клиентам приходится хранить дополнительные данные, чтобы эффективно обновлять дерево префиксов».

Как внедрение безсостоятельной верификации может упростить настройку узлов

Примечательно, что растущий объем Ethereumзатрудняет для стейкеров настройку и обновление своих узлов. По этой причине Бутерин выступает за валидацию без сохранения состояния, чтобы решить эту проблему, позволяя узлам проверять блоки без хранения всех данных. Этот процесс позволяет узлам проверять блоки, используя свидетель, который включает значения состояния и криптографические доказательства. Однако для эффективной работы валидации без сохранения состояния Ethereum, поскольку она не идеальна для создания компактных и легко проверяемых доказательств.

Но поскольку в верификации без сохранения состояния используются деревья Веркла или STARK, какой из этих методов лучше подойдет для EthereumEthereumEthereum EthereumEthereumEthereumEthereum EthereumEthereum. STARK, с другой стороны, предлагают меньшие размеры доказательств — около 100-300 КБ по сравнению с 2,6 МБ у деревьев Веркла — и потенциально более быстрое время доказательства. Однако они требуют большей вычислительной мощности и еще не полностью интегрированы в Ethereumсистему Ethereum

Ethereum необходимо ускорить и повысить эффективность не только в плане проверки блоков, но и в других областях применения. Это включает в себя пулы мемпулов, списки включения и облегченные клиенты. Сообщается, что все эти варианты использования требуют большого количества доказательств для проверки таких элементов, как баланс счетов и действительность транзакций. Поэтому вместо доказательств STARK можно использовать более простые ветви Меркла. Бутерин указывает, что ветви Меркла являются обновляемыми и могут обеспечить преимущество.

Тем временем Ethereum предстоит также выполнить оставшуюся работу. По словам Бутерина, она включает анализ стоимости газа в рамках EIP-4762. В нем будет отмечено, как изменение комиссий за газ для клиентов без сохранения состояния повлияет Ethereum. А поскольку переход к безсостоятельности сложен, процесс перехода также необходимо протестировать. также Сообщается о необходимости анализа безопасности новых хэш-функций, совместимых со STARK, таких как Poseidon, которые протестированы недостаточно. Проведение анализа безопасности новых хэш-функций и систем доказательств, таких как SHA256, также является важным шагом.

Ethereum придётся обратить внимание на криптографию,

По словам Бутерина, три алгоритма — Веркл, STARK с консервативными хеш-функциями и с новыми хеш-функциями — имеют свои компромиссы. Он объясняет, что деревья Веркла наиболее готовы к внедрению, но не устойчивы к квантовым атакам и их сложнее доказать в сложных системах, таких как SNARK.

Хэш-подходы (STARK) могут обеспечить более быструю синхронизацию узлов, но эта технология все еще нуждается в доработке и анализе безопасности. Деревья Веркла также позволяют легко обновлять данные (полезно для пулов памяти и списков включения), но с ними сложнее работать при использовании некоторых сложных криптографических доказательств (SNARK).

Для решения этих компромиссов Бутерин предлагает использовать деревья Меркла на основе решеток в качестве альтернативы, обеспечивающей квантовую безопасность. Однако интеграция их в существующую Ethereum будет сложной задачей. Другой вариант — введение многомерного газа для разделения разрыва в эффективности между средним и наихудшим сценариями. Это означает, что многомерный газ может позволить EthereumEthereumEthereum EthereumEthereumEthereumEthereum EthereumEthereum сможет отложить вычисление корня состояния до следующего блока и увеличить время, доступное для генерации доказательств.

Путь к Ethereum позволит решить проблему нехватки места

В блоге Бутерина также подчеркивается, что доказательства действительности для EVM в настоящее время сталкиваются с проблемами безопасности и затрачиваемым на проверку . EthereumПроблема масштабируемости и децентрализации Ethereum также связана с решением генерации доказательств. EIP-4444 предлагает внедрить проверку без сохранения состояния и истечение срока действия истории, чтобы уменьшить нагрузку на хранение данных для клиентов. Кроме того, существующие доказательства действительности нуждаются в оптимизации для повышения скорости и эффективности. Бутерин предлагает такие стратегии, как распараллеливание и использование передового оборудования, чтобы ускорить этот процесс.

The Verge станет трансформацией для Ethereum, сосредоточившись на отсутствии состояния и эффективной верификации. Сообщается, что совместимость со стандартом STARK будет важна для масштабируемости ряда других обновлений сети PoS. Помимо существующих проблем, существуют и компромиссы, связанные с внедрением этих технологий.