Aumento da Carga de Armazenamento do Nó Ethereum: Análise Abrangente do Inchaço de Estado, Riscos de Gargalo e Medidas Práticas de Otimização

Por que o Crescimento do Status do Ethereum Não Pode Ser Ignorado

Na arquitetura do Ethereum, "estado" não é apenas uma coleção de saldos de contas, mas também inclui todas as variáveis de armazenamento, código e dados relacionados a contratos inteligentes. Esses dados de estado formam a base da operação da rede e, após cada transação ser executada, o estado será atualizado.

O problema é que o estado quase só aumenta e nunca diminui. Com DeFi, NFTs, Layer 2 e várias aplicações de contratos inteligentes sendo continuamente lançadas, os dados do estado mostram uma tendência de acumulação a longo prazo. Mesmo que certos contratos ou contas não tenham sido usados por muitos anos, seus dados associados ainda precisam ser armazenados pelos nós e ser acessíveis a qualquer momento. Esse design estrutural lançou as bases para um potencial "inchaço do estado" no futuro.

A lógica subjacente aos custos de armazenamento de nós e à expansão do estado.

Executar um nó completo do Ethereum significa que você precisa sincronizar e manter continuamente os dados do estado completo. À medida que o tamanho do estado continua a crescer, os requisitos para capacidade do disco rígido, desempenho de IO e custos de manutenção a longo prazo para o nó também estão aumentando correspondentemente.

Para usuários individuais comuns, esse aumento de custo está gradualmente minando a viabilidade de executar um nó. Como resultado, cada vez mais usuários estão optando por depender de serviços RPC de terceiros em vez de manter seus próprios nós. Embora essa tendência aumente a conveniência de uso, ela também agrava o risco de centralização na camada de infraestrutura.

Como o inchaço do estado evolui para gargalos de nó

Pesquisadores da Ethereum Foundation apontam que o risco principal do crescimento do estado não é apenas "armazenar muito", mas sim a necessidade de que esteja "sempre disponível". Uma grande quantidade de dados inativos a longo prazo ainda ocupa recursos de armazenamento de alta velocidade, colocando uma pressão maior sobre os nós durante a sincronização, validação e resposta a solicitações.

Quando o tempo de sincronização dos nós é significativamente estendido e o limite para novos nós se juntarem continua a subir, a estrutura de participação de toda a rede pode mudar. Se apenas algumas instituições profissionais puderem arcar com os custos operacionais dos nós completos, então a resistência à censura e as características de descentralização da rede serão desafiadas, que é precisamente o risco potencial que os pesquisadores enfatizaram.

Os princípios, vantagens e desafios das três principais propostas técnicas

1. State Expiry (estado de expiração)

A ideia central do mecanismo de expiração de estado é que nem todos os estados precisam ser mantidos permanentemente no "conjunto de estados ativos". Para dados que não foram acessados por um longo período, eles podem ser marcados como expirados e removidos do estado principal.

Quando esses estados forem necessários novamente, eles podem ser restaurados por meio de provas adicionais ou mecanismos de reconstrução. Espera-se que este esquema comprima significativamente a escala de estados ativos, mas o desafio está em como introduzir complexidade adicional sem afetar a experiência do usuário e a segurança.

1. Arquivo de Estado (状态分层与归档)

O esquema de arquivamento de status propõe dividir os dados em status quente e status frio. O status quente é usado para acesso de alta frequência, enquanto o status frio é usado para armazenar informações históricas com requisitos de desempenho mais baixos.

Essa abordagem pode reduzir a dependência dos nós em armazenamento de alta velocidade sem sacrificar a integridade dos dados. No entanto, impõe requisitos mais elevados na arquitetura dos nós e na implementação do cliente, necessitando um equilíbrio entre desempenho e consistência.

1. Estatelessness Parcial (Nó Stateless Parcial)

Algumas arquiteturas sem estado tentam permitir que os nós não mantenham mais um estado completo, mas em vez disso salvem um subconjunto do estado com base em suas próprias necessidades, enquanto os dados restantes são obtidos através de provas externas ou solicitações de rede.

O esquema pode teoricamente reduzir significativamente o limiar para a execução de nós e expandir a escala de participantes. No entanto, também introduz novos modelos de confiança e comunicação, que precisam ser cuidadosamente projetados para evitar novas dependências centralizadas.

O impacto na descentralização, serviços RPC e estrutura ecológica

Se o problema de inchaço do estado não for aliviado, a importância dos provedores de serviços RPC e dos provedores de infraestrutura continuará a crescer. Essa tendência de centralização pode potencialmente afetar a neutralidade da rede em casos extremos.

Pelo contrário, se as soluções técnicas acima forem implementadas gradualmente, espera-se que o limiar para a operação de nós diminua, incentivando assim mais indivíduos e pequenas a médias equipes a participar da operação de nós. Isso não apenas beneficia a segurança da rede, mas também melhorará a resiliência geral da infraestrutura do Ethereum.

Perspectivas e Fatores de Preço da Rede ETH sob a Perspectiva da Governança Técnica

Do ponto de vista do mercado, o inchaço do estado não tem um impacto direto imediato no preço do ETH, mas está relacionado à escalabilidade a longo prazo da rede e à qualidade da descentralização. Os investidores geralmente consideram tais discussões técnicas como “fatores estruturais de médio a longo prazo.”

Contra o pano de fundo da atual flutuação do preço do ETH em torno de faixas-chave, a contínua otimização da camada de infraestrutura ajuda a aumentar a confiança do mercado. Embora essas propostas ainda estejam na fase de pesquisa, elas demonstram a abordagem proativa do Ethereum para abordar problemas de gargalo no nível de governança técnica, o que tem implicações positivas para o valor de longo prazo da rede.