2024-02-22 大飞
在区块链技术领域，网络使用的可扩展性是一个关键挑战，它取决于三个主要组成部分：执行、数据和状态。执行方面涉及同步、验证和创建未来块所需的计算工作。更高效的虚拟机（例如 FuelVM、Stylus、SVM、MoveVM）和事务并行执行等创新已显着缓解了这些瓶颈。数据组件包含对于整个区块链网络的状态转换和同步至关重要的交易数据，促进欺诈或汇总的有效性证明。该领域的解决方案包括 EIP-4844、分片设计和外部数据可用性层（如 Celestia、EigenDA 和 Avail）。然而，状态组件——涉及本地数据库中主动存储的信息，对于链验证和状态转换至关重要——仍然是一个巨大的挑战。区块链技术的这一方面，尤其是其增长，对可扩展性和网络效率提出了重大障碍。
状态增长是指区块链网络内的节点必须存储和管理的数据的累积增加。这种增长通常被认为是一个遥远的问题，但随着它的升级，它成为一个关键瓶颈，阻碍节点操作，进而阻碍区块链的可扩展性和创新。状态规模的增加导致区块链臃肿，其特点是交易时间变慢和存储成本升高，这限制了网络的可扩展性和可访问性。这个问题至关重要，因为区块链社区寻求在引发 Rollup 革命的吞吐量改进的基础上增强 Rollup 经济性。Rollups 通过解决执行层问题以及在某种程度上解决数据可用性问题，代表了以太坊可扩展性的重大进步。
比特币和以太坊之间的状态管理显着不同。比特币采用 UTXO（未使用交易输出）模型，由于其简单性，传统上更易于管理，但可编程性有限。该模型通过将交易输出描述为已花费或未花费来保持状态的可管理性，从而保持清晰且受控的状态增长。相比之下，以太坊的状态管理包含一个由账户余额、智能合约代码和合约状态组成的复杂生态系统。这种复杂性促进了多功能和动态平台的发展，但也带来了可扩展性挑战，因为状态随着每笔交易和智能合约的执行而扩展，从而导致存储需求增加和处理时间变慢。
区块链状态的管理提出了状态管理的效率和简单性与链上操作的复杂性和实用性之间的基本权衡。人们提出了各种策略来解决国家增长问题，每种策略都有其优点和缺点。这些策略的范围包括接受状态增长作为增加带宽使用的权衡，这可能会损害网络去中心化，到实施状态租金，这带来了潜在的数据丢失（“树腐”）等挑战。另一种方法是无状态，其中完整节点不需要存储状态，而是依赖于交易中包含的状态证明。这种方法符合以太坊的方向，但引发了对其效率和可持续性的质疑。
总之，管理区块链网络中状态增长的挑战是一个需要创新解决方案的关键问题。随着区块链生态系统的不断发展，解决这一挑战对于提高区块链技术的可扩展性、效率和整体效用至关重要。制定和采用有效的管理国家增长战略将在区块链创新的未来及其更广泛采用的潜力中发挥关键作用。
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