Der Schöpfer von Ethereum, Vitalik Buterin, kündigte den nächsten Schritt des Netzwerks an, der darin besteht, das zusätzliche Gewicht zu reduzieren. Er nennt es „Die Säuberung“.
Im fünften Blogbeitrag seiner Serie stellte Vitalik einen rücksichtslosen Plan vor, um das Aufblähen der Blockchain zu beseitigen, redundante Funktionen zu eliminieren und das Protokoll zu rationalisieren. Das Netzwerk von Ethereum ist mit veralteten Transaktionen und komplizierten Legacy-Funktionen verstopft.
Die Lösung? Vitalik möchte, dass Verlaufs- und Statusdaten ausgesondert, Protokollfunktionen vereinfacht und Knoten einfacher ausgeführt werden. Diese aggressive Entscheidung ist eine Reaktion auf das schnelle Datenwachstum von Ethereum.
Derzeit benötigt ein vollständiger Ethereum-Knoten allein für den Ausführungsclient über 1,1 Terabyte Speicherplatz, mehr noch für Konsensdaten.
Wenn sich Transaktionen und Konten häufen, muss der Speicher vergrößert werden, was zu Engpässen führt. Ohne Änderungen besteht die Gefahr, dass Ethereum träge wird und neue Kunden mit quälend langen Synchronisierungszeiten konfrontiert werden, nur um sich mit der Kette auf den neuesten Stand zu bringen.
Verlaufsablauf: Schrumpfende Speicherlast von Ethereum
Anstatt dass jeder Knoten jede jemals aufgezeichnete Transaktion speichert, schlägt Vitalik vor, dass Knoten nur aktuelle Daten speichern. Historische Blöcke, ältere Transaktionen und Belege werden in kleinen Portionen auf die Knoten verteilt.
Für Vitalik sollten Verlaufsdaten wie ein Torrent-Netzwerk funktionieren – Knoten speichern Datenbits und stellen so die Datenverfügbarkeit sicher, ohne dass ein Knoten alles speichert. „Wir sprechen hier von Hunderten Gigabyte alter Blöcke, die sich jedes Jahr anhäufen“, sagte er.
Das aktuelle Modell, bei dem Knoten alle Daten enthalten, wurde bereits angepasst. Konsensblöcke, die für den Proof-of-Stake von entscheidender Bedeutung sind, werden sechs Monate lang gespeichert, während Blobs – größere Transaktionsdatenblöcke – nach 18 Tagen verschwinden.
Vitaliks neuer Vorschlag, EIP-4444, drängt auf eine einjährige Lagerobergrenze für historische Blöcke und Quittungen. Sein Endziel? Ein verteiltes Netzwerk, in dem jeder Knoten nur einen Bruchteil des Verlaufs speichert und Merkle-Proofs und Erasure-Coding verwendet, um die Genauigkeit zu gewährleisten.
Dieser verteilte Verlaufsspeicher wird die Datenzuverlässigkeit von Ethereum nicht beeinträchtigen. Vitalik behauptet, dass durch die Erhöhung der Knotenzahl die Datenkopien im gesamten Netzwerk vervielfacht werden, wodurch jedes Fragment der Geschichte gut gesichert wird.
Erasure Coding erhöht die Ausfallsicherheit, ähnlich wie die Technologie, die dafür sorgt, dass Blobs für die Datenerfassung verfügbar bleiben. Vitalik verweist auch auf das Portalnetzwerk und Peer-to-Peer-Methoden als mögliche Lösungen, die es Ethereum ermöglichen, seine Datenverteilung zu verwalten, ohne auf eine zentrale Speicherung angewiesen zu sein.
Statusablauf: Beschränkung der Datenpermanenz
Jenseits der Geschichte beinhaltet Vitaliks Säuberung ein noch komplizierteres Problem: „Staatsablauf“. Im Gegensatz zur Historie verfallen Statusdaten (z. B. Kontostände, Nonces und die Speicherung intelligenter Verträge) schwerer. Einmal erstellt, bleibt ein Statusobjekt (z. B. ein Konto bei der ETH oder der Speicherplatz eines Vertrags) für jede Transaktion zugänglich.
Und mit jedem Objekt wachsen die Daten von Ethereum. Um dies einzudämmen, schlägt Vitalik einen automatischen Ablauf vor und kürzt Daten, die in letzter Zeit nicht berührt wurden. Der Trick besteht darin, den Ablauf des Zustands mit der Beständigkeit von Ethereum in Einklang zu bringen.
Er glaubt, dass Benutzer die Möglichkeit haben sollten, „fünf Jahre lang zu verschwinden, zurückzukommen und trotzdem auf ihre Gelder zuzugreifen“. Dieses System erfordert Effizienz – keine zusätzlichen Berechnungen oder komplexen Modelle für Entwickler.
Ethereum hat verschiedene Ideen ausprobiert, wie zum Beispiel „Blockchain-Miete“, bei der Benutzer verpflichtet wurden, ihre Daten am Leben zu halten, und „Regenese“, bei der versucht wurde, die Blockchain zurückzusetzen, um Daten zu reduzieren. Keiner von beiden startete.
Zwei neue Vorschläge zielen auf die Aufblähung des Staates ab. Erstens gibt es einen „teilweisen Ablauf des Zustands“. Das Netzwerk würde die Daten in Blöcke aufteilen und nur aktuelle Blöcke speichern, während „Stubs“ (kleine Teile inaktiver Daten) zum Nachweis der Existenz aufbewahrt würden.
Wenn ein Block gelöscht wird, können Benutzer ihn mit einem Nachweis früherer Daten wiederherstellen. Vitaliks Designvorschlag EIP-7736 verwendet Verkle-Bäume und ein „Stamm-Blatt“-Modell zum Gruppieren von Daten. Alle Daten, die sechs Monate lang unberührt geblieben sind, werden entfernt, sodass nur ein Stub übrig bleibt, der bei Bedarf wiederhergestellt werden kann.
Die zweite Idee ist der adresszeitraumbasierte Ablauf, der Zustandsobjekte nach Zeit unterteilt. Jedes Konto hat einen „Adresszeitraum“ und es werden nur Daten aus den beiden letzten Zeiträumen gespeichert.
Wenn jemand alte Daten möchte, wird er einen Merkle-Beweis einreichen, um sie wiederherzustellen. Diese zeitraumbasierte Einrichtung erfordert eine Änderung der Adressformate und eine Erweiterung des aktuellen 20-Byte-Formats um Versionsnummern und Punkte.
Vitalik schlägt außerdem eine Verkürzung des Adressraums vor, um die Kompatibilität aufrechtzuerhalten. Die Herausforderung wird dann darin bestehen, sicherzustellen, dass Benutzer dieses System verstehen und ihm vertrauen, ohne das Kernversprechen von Ethereum der Verfügbarkeit zu opfern.
Funktionsbereinigung: Reduzierung der Codekomplexität von Ethereum
Die letzte Phase der Bereinigung betrifft die Komplexität des Protokolls. Vitalik sagt: „Jede neue Funktion macht die Nutzung von Ethereum schwieriger, aber etwas zu entfernen ist ein Albtraum.“ Das berüchtigtste Beispiel ist SELFDESTRUCT, ein Opcode, der es Benutzern ermöglicht, Vertragsspeicher zu löschen.
Ursprünglich ermöglichte es eine freiwillige staatliche Freigabe, wird jedoch größtenteils nicht genutzt und birgt das Risiko von Denial-of-Service-Angriffen. Der Dencun-Hard Fork von Ethereum hat den Opcode geschwächt, und Vitalik plant, ihn bald vollständig zu entfernen.
Zu den weiteren aufgeblähten Funktionen gehören alte Transaktionstypen, redundante Datenformate und ein Mixed-Endianness-Protokoll-Setup. Diese Macken machen die Entwicklung verwirrend und machen es schwieriger, Ethereum zu aktualisieren.
Zu Vitaliks Bereinigungsliste gehören auch die Umstellung von Datenformaten von RLP auf SSZ, die Vereinfachung von Gasregeln zur besseren Verwaltung von Blockressourcen und die Entfernung ungenutzter Vorkompilierungen wie RIPEMD160, MODEXP und BLAKE. Er unterstützt auch die Umstellung von Ethereum auf ein zustandsloses Client-Modell, wodurch die Speicherbelastung für die meisten Knoten beseitigt würde.
Einige dieser Änderungen erfordern eine Kontoabstraktion, sodass Benutzer ältere Transaktionstypen über den „Standardkonto-EVM-Code“ verarbeiten können. Dies, sagt Vitalik, wird die Ethereum Virtual Machine (EVM) vereinfachen und gleichzeitig die Codegröße reduzieren. Langfristig könnte das EVM selbst ein Upgrade erhalten.
Er erklärt, dass Ethereum-Entwickler über ein neues Ausführungsmodell wie RISC-V oder Cairo nachdenken oder möglicherweise ein EVM Object Format (EOF) verwenden, um Coderegeln zu standardisieren.
EOF ändert die Gasregeln und verbietet bestimmte Anweisungen, um modulare Upgrades zu ermöglichen, was die Skalierbarkeit von Ethereum erhöht. Berichten zufolge wird dieses Format es Entwicklern ermöglichen, schrittweise Verbesserungen vorzunehmen, was letztendlich dazu beiträgt, dass Ethereum schlank bleibt.
Aber Vitalik gab eine andere Option. Er sagt: „Eine radikalere Vereinfachungsstrategie für Ethereum besteht darin, das Protokoll so zu belassen, wie es ist, aber große Teile davon von Protokollfunktionen in Vertragscodes umzuwandeln.“
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