Masa Depan Ethereum yang Mungkin: The Purge

Salah satu tantangan yang dihadapi Ethereum adalah, secara default, pembengkakan dan kompleksitas protokol blockchain mana pun cenderung meningkat seiring berjalannya waktu. Ini terjadi di dua tempat:

Data historis: Setiap transaksi dan akun yang dibuat pada setiap saat dalam sejarah perlu disimpan secara permanen oleh semua klien, dan diunduh oleh klien baru mana pun, sehingga sepenuhnya disinkronkan dengan jaringan. Ini akan menyebabkan beban klien dan waktu sinkronisasi semakin meningkat seiring berjalannya waktu, bahkan jika kapasitas rantai tetap tidak berubah.

Fungsi Protokol: Menambahkan fitur baru jauh lebih mudah daripada menghapus fitur lama, yang mengakibatkan kompleksitas kode meningkat seiring berjalannya waktu.

Untuk memastikan bahwa Ethereum dapat bertahan dalam jangka panjang, kita perlu memberikan tekanan balik yang kuat terhadap kedua tren ini, mengurangi kompleksitas dan pembengkakan seiring berjalannya waktu. Namun, pada saat yang sama, kita perlu mempertahankan salah satu atribut kunci yang membuat blockchain menjadi hebat: ketahanan. Anda dapat menempatkan NFT, sepucuk surat cinta dalam data panggilan transaksi, atau kontrak pintar senilai 1 juta dolar di atas rantai, masuk ke dalam gua selama sepuluh tahun, dan saat keluar, menemukan bahwa itu masih ada menunggu Anda untuk dibaca dan berinteraksi. Agar DApp dapat sepenuhnya terdesentralisasi dengan tenang dan menghapus kunci upgrade, mereka perlu yakin bahwa ketergantungan mereka tidak akan diupgrade dengan cara yang merusak mereka - terutama L1 itu sendiri.

Jika kita bertekad untuk menyeimbangkan antara kedua kebutuhan ini, dan meminimalkan atau membalikkan pembengkakan, kompleksitas, dan kemunduran sambil mempertahankan kontinuitas, itu adalah sesuatu yang sangat mungkin. Organisme dapat melakukan ini: meskipun sebagian besar organisme menua seiring waktu, sejumlah kecil yang beruntung tidak. Bahkan sistem sosial pun dapat memiliki umur yang sangat panjang. Dalam beberapa kasus, Ethereum telah berhasil: bukti kerja telah menghilang, opcode SELFDESTRUCT sebagian besar telah hilang, dan node rantai beacon telah menyimpan data lama selama maksimal enam bulan. Menemukan jalan ini untuk Ethereum dengan cara yang lebih umum, dan menuju hasil akhir yang stabil dalam jangka panjang, adalah tantangan utama untuk skalabilitas jangka panjang Ethereum, keberlanjutan teknis, dan bahkan keamanannya.

The Purge: Tujuan utama.

Mengurangi kebutuhan penyimpanan klien dengan mengurangi atau menghilangkan kebutuhan setiap node untuk menyimpan semua riwayat secara permanen bahkan status akhir.

Mengurangi kompleksitas protokol dengan menghilangkan fungsi yang tidak diperlukan.

Daftar isi:

Sejarah kadaluarsa(catatan sejarah kadaluarsa)

Masa berlaku(status kadaluarsa)

Pembersihan fitur(特征清理)

Sejarah kedaluwarsa

Apa masalah yang diselesaikan?

Saat artikel ini ditulis, node Ethereum yang sepenuhnya disinkronkan memerlukan sekitar 1,1 TB ruang disk untuk menjalankan klien, ditambah lagi ratusan GB ruang disk untuk klien konsensus. Sebagian besar dari ini adalah sejarah: data tentang blok sejarah, transaksi, dan bukti, sebagian besar sudah berusia bertahun-tahun. Ini berarti bahwa bahkan jika batas Gas tidak meningkat sama sekali, ukuran node akan terus bertambah ratusan GB setiap tahun.

Apa itu, dan bagaimana cara kerjanya?

Salah satu fitur penyederhanaan kunci dari masalah penyimpanan sejarah adalah, karena setiap blok terhubung ke blok sebelumnya melalui hash ( dan struktur lainnya ), maka konsensus saat ini sudah cukup untuk mencapai konsensus sejarah. Selama jaringan mencapai konsensus pada blok terbaru, blok sejarah atau transaksi mana pun atau saldo akun (, angka acak, kode, penyimpanan ) dapat disediakan oleh peserta tunggal mana pun serta bukti Merkle, dan bukti tersebut memungkinkan orang lain untuk memverifikasi kebenarannya. Konsensus adalah model kepercayaan N/2-of-N, sedangkan sejarah adalah model kepercayaan N-of-N.

Ini memberi kita banyak pilihan tentang bagaimana menyimpan riwayat. Salah satu pilihan yang alami adalah jaringan di mana setiap node hanya menyimpan sebagian kecil data. Inilah cara kerja jaringan benih selama beberapa dekade: meskipun jaringan menyimpan dan mendistribusikan jutaan file, setiap peserta hanya menyimpan dan mendistribusikan beberapa file di antaranya. Mungkin bertentangan dengan intuisi, pendekatan ini bahkan mungkin tidak mengurangi ketahanan data. Jika dengan membuat node beroperasi lebih ekonomis, kita dapat membangun jaringan dengan 100.000 node, di mana setiap node menyimpan 10% riwayat secara acak, maka setiap data akan disalin 10.000 kali - sama persis dengan faktor duplikasi dari jaringan 10.000 node, di mana setiap node menyimpan semua konten.

Saat ini, Ethereum telah mulai melepaskan model penyimpanan permanen semua sejarah di semua node. Blok konsensus ( terkait dengan bagian konsensus bukti kepemilikan hanya menyimpan sekitar 6 bulan. Blob hanya menyimpan sekitar 18 hari. EIP-4444 bertujuan untuk memperkenalkan periode penyimpanan satu tahun untuk blok sejarah dan tanda terima. Tujuan jangka panjang adalah untuk membangun periode seragam ) yang mungkin sekitar 18 hari (, di mana setiap node bertanggung jawab untuk menyimpan semua konten, dan kemudian membangun jaringan peer-to-peer yang terdiri dari node Ethereum untuk menyimpan data lama dengan cara terdistribusi.

![Vitalik: Masa Depan Potensial Ethereum, The Purge])ian/2024/10/27/images/f62684c615eed31373c7711933176f43.jpg(

Kode penghapusan dapat digunakan untuk meningkatkan ketahanan, sambil mempertahankan faktor salinan yang sama. Faktanya, Blob telah menggunakan kode penghapusan untuk mendukung pengambilan data yang tersedia. Solusi yang paling sederhana kemungkinan adalah dengan menggunakan kembali kode penghapusan ini, dan juga memasukkan data blok eksekusi dan konsensus ke dalam blob.

) apa hubungan dengan penelitian yang ada?

EIP-4444;

Torrents dan EIP-4444;

Jaringan portal;

Jaringan portal dan EIP-4444;

Penyimpanan dan pengambilan terdistribusi objek SSZ di dalam Portal;

Bagaimana cara meningkatkan batas gas ### Paradigm (.

) Apa lagi yang perlu dilakukan, apa yang perlu dipertimbangkan?

Pekerjaan utama yang tersisa termasuk membangun dan mengintegrasikan solusi terdistribusi konkret untuk menyimpan riwayat------setidaknya riwayat eksekusi, tetapi pada akhirnya juga termasuk konsensus dan blob. Solusi paling sederhana adalah ###i( dengan sederhana memperkenalkan pustaka torrent yang sudah ada, serta )ii( yang disebut solusi asli Ethereum Portal Network. Setelah salah satu dari ini diperkenalkan, kita dapat membuka EIP-4444. EIP-4444 itu sendiri tidak memerlukan hard fork, tetapi memang memerlukan versi protokol jaringan baru. Oleh karena itu, mengaktifkannya untuk semua klien secara bersamaan adalah berharga, jika tidak ada risiko klien gagal karena terhubung ke node lain yang mengharapkan untuk mengunduh riwayat lengkap tetapi sebenarnya tidak diperoleh.

Timbangan utama melibatkan bagaimana kita berusaha untuk menyediakan data sejarah "kuno". Solusi termudah adalah menghentikan penyimpanan sejarah kuno besok dan mengandalkan node arsip yang ada serta berbagai penyedia terpusat untuk replikasi. Ini mudah, tetapi ini melemahkan posisi Ethereum sebagai tempat catatan permanen. Jalur yang lebih sulit tetapi lebih aman adalah terlebih dahulu membangun dan mengintegrasikan jaringan torrent untuk menyimpan catatan secara terdistribusi. Di sini, "seberapa keras kita berusaha" memiliki dua dimensi:

Bagaimana kami berusaha memastikan bahwa kumpulan node terbesar benar-benar menyimpan semua data?

Seberapa dalam integrasi penyimpanan sejarah ke dalam protokol?

Metode ekstrem yang paranoid untuk ) akan melibatkan bukti kustodian: pada dasarnya meminta setiap validator bukti kepemilikan untuk menyimpan proporsi tertentu dari riwayat, dan secara berkala memeriksa secara kriptografis apakah mereka melakukannya. Metode yang lebih lembut adalah menetapkan standar sukarela untuk persentase riwayat yang disimpan oleh setiap klien.

Untuk (2), implementasi dasar hanya melibatkan pekerjaan yang telah selesai hari ini: Portal telah menyimpan file ERA yang mencakup seluruh sejarah Ethereum. Implementasi yang lebih menyeluruh akan melibatkan menghubungkannya ke proses sinkronisasi, sehingga jika seseorang ingin menyinkronkan node penyimpanan sejarah lengkap atau node arsip, bahkan jika tidak ada node arsip lain yang online, mereka dapat mencapainya melalui sinkronisasi langsung dari jaringan portal.

( Bagaimana ia berinteraksi dengan bagian lain dari peta jalan?

Jika kita ingin membuat menjalankan atau memulai node menjadi sangat mudah, maka mengurangi kebutuhan penyimpanan sejarah bisa dibilang lebih penting daripada tanpa status: dari 1,1 TB yang diperlukan oleh node, sekitar 300 GB adalah status, dan sisanya sekitar 800 GB telah menjadi sejarah. Hanya dengan mencapai tanpa status dan EIP-4444, visi untuk menjalankan node Ethereum di jam tangan pintar dan hanya memerlukan beberapa menit untuk disiapkan dapat terwujud.

Pembatasan penyimpanan sejarah juga membuat node Ethereum yang lebih baru lebih dapat dilakukan, hanya mendukung versi terbaru dari protokol, yang membuatnya menjadi lebih sederhana. Misalnya, sekarang banyak baris kode yang dapat dihapus dengan aman, karena slot penyimpanan kosong yang dibuat selama serangan DoS tahun 2016 telah sepenuhnya dihapus. Sekarang setelah beralih ke bukti kepemilikan menjadi sejarah, klien dapat dengan aman menghapus semua kode yang terkait dengan bukti kerja.

![Vitalik: Masa Depan Potensial Ethereum, The Purge])ian/2024/10/27/images/b3e2c5d4e7e1d40234643b84b51b43c1.jpg###

Kedaluwarsa status

( Apa masalah yang diselesaikan?

Meskipun kami telah menghilangkan kebutuhan untuk menyimpan riwayat di klien, kebutuhan penyimpanan klien akan terus meningkat, sekitar 50 GB setiap tahun, karena status terus bertambah: saldo akun dan nomor acak, kode kontrak dan penyimpanan kontrak. Pengguna dapat membayar biaya satu kali, sehingga membebankan biaya tersebut kepada klien Ethereum sekarang dan di masa depan.

Status lebih sulit untuk "kedaluwarsa" daripada sejarah, karena EVM pada dasarnya dirancang berdasarkan asumsi bahwa: setelah objek status dibuat, itu akan selalu ada dan dapat dibaca oleh transaksi kapan saja. Jika kita memperkenalkan tanpa status, beberapa orang berpendapat bahwa masalah ini mungkin tidak terlalu buruk: hanya kelas pembangun blok khusus yang perlu menyimpan status secara nyata, sementara semua node lainnya ) bahkan termasuk daftar yang dihasilkan! ### dapat berjalan tanpa status. Namun, ada pandangan bahwa kita tidak ingin terlalu bergantung pada tanpa status, pada akhirnya kita mungkin ingin membuat status kedaluwarsa untuk menjaga desentralisasi Ethereum.

( Apa itu, bagaimana cara kerjanya

Hari ini, ketika Anda membuat objek status baru, ) dapat terjadi dengan salah satu dari tiga cara berikut: ### i ( mengirim ETH ke akun baru, ( ii ) membuat akun baru menggunakan kode, ( iii ) mengatur slot penyimpanan yang belum pernah diakses sebelumnya (, objek status tersebut akan selalu berada dalam status itu. Sebaliknya, yang kita inginkan adalah objek yang secara otomatis kedaluwarsa seiring waktu. Tantangan utama adalah melakukannya dengan cara yang memenuhi tiga tujuan.

Efisiensi: Tidak memerlukan banyak perhitungan tambahan untuk menjalankan proses kedaluwarsa.

Keterpaduan pengguna: Jika seseorang masuk ke dalam gua selama lima tahun dan kembali, mereka seharusnya tidak kehilangan akses ke posisi ETH, ERC20, NFT, CDP...

Keterpahaman bagi pengembang: Pengembang tidak perlu beralih ke model berpikir yang sepenuhnya tidak familiar. Selain itu, aplikasi yang saat ini sudah kaku dan tidak diperbarui seharusnya dapat terus berfungsi dengan baik.

Tidak memenuhi tujuan ini akan membuatnya lebih mudah untuk menyelesaikan masalah. Misalnya, Anda dapat membuat setiap objek status juga menyimpan penghitung tanggal kedaluwarsa ) yang dapat diperpanjang dengan membakar ETH, yang mungkin secara otomatis terjadi kapan saja saat dibaca atau ditulis ), dan memiliki proses yang mengiterasi status untuk menghapus objek status tanggal kedaluwarsa. Namun, ini memperkenalkan kebutuhan komputasi tambahan ( bahkan kebutuhan penyimpanan ), dan itu pasti tidak dapat memenuhi persyaratan ramah pengguna. Pengembang juga kesulitan untuk menyimpulkan kasus tepi yang melibatkan nilai penyimpanan yang kadang-kadang direset menjadi nol. Jika Anda mengatur penghitung kedaluwarsa dalam lingkup kontrak, ini secara teknis akan memudahkan hidup pengembang, tetapi akan membuat ekonomi menjadi lebih sulit: pengembang harus mempertimbangkan bagaimana "membebankan" biaya penyimpanan yang berkelanjutan kepada pengguna.

Semua ini adalah masalah yang telah diupayakan oleh komunitas pengembang inti Ethereum selama bertahun-tahun, termasuk proposal seperti "sewa blockchain" dan "regenerasi". Akhirnya, kami menggabungkan bagian terbaik dari proposal dan fokus pada dua kategori "solusi yang paling tidak buruk yang diketahui":

• Solusi status sebagian kedaluwarsa
• Saran status kadaluarsa berbasis siklus alamat.

( Kadaluarsa sebagian status

Beberapa proposal yang statusnya kadaluarsa mengikuti prinsip yang sama. Kami membagi status menjadi blok. Setiap orang menyimpan "peta tertinggi" secara permanen, di mana blok bisa kosong atau tidak kosong. Data dalam setiap blok hanya akan disimpan jika data tersebut baru-baru ini diakses. Ada mekanisme "kebangkitan", jika tidak lagi disimpan.

![Vitalik: Masa Depan Potensial Ethereum, The Purge])