Das Netzwerk von Ethereum könnte 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.
Wie STARKs Wiegen als Alternative zu Verkle Trees?
Ethereum-Mitbegründer Vitalik Buterin hat freigegeben ein weiterer Blog, um die mögliche Zukunft des Netzwerks zu erklären. Buterin hat sich auf die zustandslose Validierung konzentriert in diesem Blogbei dem Knoten Blöcke überprüfen können, ohne den vollständigen Ethereum-Status zu speichern. Als er The Verge anspricht, erklärt er, dass dies der Fall sei früher Ziel ist es, das Ethereum-Protokoll effizient zu gestalten Herstellung die rechnerischen Anforderungen zur Verifizierung niedrig. Allerdings fügt er hinzu, dass das Ziel Jetzt besteht darin, die Kette mit SNARKs zu überprüfen.
Verkle-Bäume und STARKsbeide Wege wollen machen die rechnerischen Anforderungen für die Blockverifizierung untere. Mittlerweile sind auch SNARKs – prägnante, nicht interaktive Wissensargumente – Teil der Zukunft von Ethereum.
Verkle-Bäume würden es Knoten ermöglichen, Ethereum-Blöcke durch die Generierung kompakter Beweise zu verifizieren, wodurch die Notwendigkeit verringert wird, dass Knoten den gesamten Zustand speichern müssen. 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 von 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, dem Wachstum entgegenzuwirken Größe der Daten. Buterin erklärte: „Die Rohzustandsdaten nehmen pro Jahr um etwa 30 GB zu, und einzelne Kunden müssen einige zusätzliche Daten zusätzlich speichern, um den Trie effizient aktualisieren zu können.“
Wie der Einsatz der Stateless Verification die Knoteneinrichtung vereinfachen könnte
Vor allem, Anbau Die Größe der Daten von Ethereum hat es für Staker schwierig gemacht, ihre Knoten einzurichten und zu aktualisieren. Wegen Aus diesem Grund plädiert Buterin für Die zustandslose Validierung löst dieses Problem, 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 ersetzt werden, da sie nicht ideal für die Erstellung kompakter, leicht zu überprüfender Beweise ist.
Aber welche Route wäre für Ethereum besser, da die zustandslose Verifizierung Verkle Trees oder STARKs einbezieht? 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. Mit 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 potenziell schnellere Proofzeiten. Sie erfordern jedoch mehr Rechenleistung und müssen dies auch noch tun vollständig integriert sein 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.
In der Zwischenzeit muss die Ethereum-Community dies tun Auch Navigieren Sie durch die verbleibende Arbeit. Laut Buterin umfasst es eine Gaskostenanalyse mit EIP-4762. Es wird darauf hingewiesen, wie sich eine Änderung der Gasgebühren für staatenlose Kunden auf Ethereum auswirken würde. Und da Der Übergang zur Staatenlosigkeit ist komplex, der Übergangsprozess muss ebenfalls getestet werden. Es gibt auch angeblich Es besteht die Notwendigkeit, die Sicherheit neuer STARK-freundlicher Hash-Funktionen wie Poseidon zu analysieren Sind weniger getestet. Auch die Durchführung von Sicherheitsanalysen neuer Hash-Funktionen und Beweissysteme wie SHA256 ist ein entscheidender Schritt.
Ethereum muss auf Quantensicherheit achten Kryptographie
Laut Buterin sind die drei Algorithmen Verkle, STARK mit konservativ Hash-Funktionen und mit Neue Hash-Funktionen haben Kompromisse. 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, die Technologie erfordert jedoch noch mehr Entwicklung und Sicherheitsanalyse. Verkle-Bäume ermöglichen auch einfache Aktualisierungen (nützlich für mempools und Einschlusslisten), sind aber für bestimmte fortgeschrittene kryptografische Beweise (SNARKs) schwieriger zu handhaben.
Um diese Kompromisse zu bewältigen, schlägt Buterin gitterbasierte Merkle-Bäume vor to become eine quantensichere Alternative. Allerdings integrierend Es in die aktuelle Ethereum-Struktur wäre komplex. Eine andere Möglichkeit ist vorstellen mehrdimensionales Gas, um die Effizienzlücke zwischen Durchschnitts- und Worst-Case-Szenarien zu trennen. Dies bedeutet, dass mehrdimensionales Gas es Ethereum ermöglichen könnte, im Extremfall die Anzahl der benötigten Hashes zu reduzieren. Damit könnte Ethereum die Berechnung der Zustandswurzel auf den nächsten Block verzögern und die Zeit verlängern verfügbar Beweise zu erstellen.
Die Skalierbarkeit von Route to Ethereum wird sich mit dem Speicher befassen Last
Buterins Blog betont auch, dass Gültigkeitsnachweise für die EVM derzeit vor Herausforderungen in Bezug auf Sicherheit und Sicherheit stehen Proben Zeit. Die Herausforderung der Skalierbarkeit und Dezentralisierung von Ethereum besteht auch darin, das Problem anzugehen Herausforderungen der Beweisgenerierung. EIP-4444 schlägt die Implementierung einer zustandslosen Validierung und eines Verlaufsablaufs vor, um die Datenspeicherlast für Clients zu verringern. Zusätzlich dazuDie aktuellen Gültigkeitsnachweise müssen optimiert werden, um Geschwindigkeit und Effizienz zu verbessern. Buterin schlägt Strategien wie Parallelisierung und vor die Verwendung von fortschrittliche Hardware, um diesen Prozess zu beschleunigen.
The Verge wird es tun sei eine Transformation für Ethereum konzentriert sich auf Staatenlosigkeit und effiziente Verifizierung. Berichten zufolge wird die STARK-Freundlichkeit für mehrere andere Upgrades des PoS-Netzwerks wichtig sein, damit es skaliert werden kann. Mit was auch immer Obwohl es nach wie vor Herausforderungen gibt, sind mit der Implementierung dieser Technologien auch Kompromisse verbunden.
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