Eth1.x: Nueva idea de Ethereum sin estado "reGenesis"

Esta semana actualizaremos el árbol tecnológico para agregar algunos nuevos hitos importantes para el desarrollo de Ethereum 1.x, estos hitos no son una implementación completa de Ethereum sin estado, sino lo que podemos lograr razonablemente en el objetivo a mediano plazo.

Una de las actualizaciones más significativas es la propuesta reGenesis de Alexey. Aunque esto está lejos de ser una actualización estandarizada, desde una perspectiva de investigación y desarrollo, reGenesis proporciona un camino más conservador y factible hacia el objetivo final de "completamente sin estado". Complementario a reGenesis de otras maneras es Static State Network, que ayuda a propagar instantáneas de estado y datos de cadena de historial a través de redes basadas en DHT de estilo bittorrent.

Al mismo tiempo, algunos objetivos que están relativamente cerca de nosotros ya se están preparando para EIP, como la fragmentación de código (merkleización de código) y el árbol binario de estado. En este artículo, ilustraré el progreso que se ha logrado y adjuntaré enlaces para que los lectores puedan profundizar en las áreas de interés.

Actualmente, Ethereum usa un árbol Patricia Merkle hexadecimal para codificar el estado, pero la conversión a un formato binario traerá mejoras significativas en la eficiencia, especialmente en términos de tamaño de testigo. Una recodificación completa del estado de Ethereum requiere el desarrollo de nuevos paradigmas, así como una estrategia de transición clara. Finalmente, se debe tomar la decisión de fragmentar el código del contrato inteligente e incorporar este proceso en la transición del árbol binario o como una actualización independiente.

El concepto de árbol binario es un poco más simple que la estructura de árbol hexadecimal actual. Un árbol hexadecimal tiene dieciséis caminos posibles para atravesar desde la raíz hasta un nodo secundario, mientras que un árbol binario tiene solo dos. Con la renormalización del árbol estatal, tenemos la oportunidad de abordar ineficiencias significativas en los cinco años de funcionamiento de Ethereum. Además, también tenemos la oportunidad de hacer que el estado sea más adaptable a los desafíos de rendimiento de la codificación de bases de datos del mundo real (mencionado en el artículo anterior sobre el crecimiento del estado).

People's Post and Telegraph: La integración de blockchain e Internet industrial producirá un efecto multiplicador superpuesto: el 16 de diciembre, People's Post and Telegraph publicó un artículo "¿Qué está cambiando Industrial Blockchain?" ". El artículo señaló que el concepto de cadena de bloques industrial está surgiendo y las aplicaciones relacionadas se están acelerando. En general, la industria cree que, como piedra angular de la confianza en la nueva infraestructura, la cadena de bloques puede ayudar a resolver muchos problemas que se enfrentan en el desarrollo actual de Internet industrial, como la realización de la interconexión confiable entre máquinas, talleres, empresas y personas, lo cual tiene un gran impacto en la eficiencia de la producción industrial, las actualizaciones y optimizaciones se llevan a cabo en varios niveles, como el intercambio de datos confiables, las actualizaciones de fabricación de servicios y la seguridad de la información industrial. Como una nueva generación de tecnología de la información y la comunicación, tanto la cadena de bloques como la Internet industrial están desempeñando un papel activo en la promoción de la transformación de todos los ámbitos de la vida, y una vez que la integración de la cadena de bloques y la Internet industrial sin duda tendrá un efecto multiplicador superpuesto. , proporcionando más tradicional La transformación digital de industrias y fábricas tradicionales trae nuevas soluciones e inyecta un nuevo y fuerte impulso. [2020/12/16 15:20:35]

Se puede encontrar una discusión sobre la especificación formal del árbol binario y las reglas de fragmentación en ethresearch.

No es solo el destino del paradigma del árbol binario lo que importa, ¡el viaje en sí también es valioso! En una transición ideal, no habría interrupciones en el procesamiento de transacciones de la red, lo que significa que los clientes tendrían que construir nuevos árboles binarios mientras procesan nuevos bloques que aparecen cada quince segundos.

La estrategia de transición que actualmente parece más prometedora se llama enfoque de "superposición", que se basa en parte en el nuevo protocolo de sincronización de instantáneas de geth. En general, se agregan nuevos cambios de estado a los hexadecimales existentes en el paradigma binario, lo que significa que habrá una combinación de binario y hexadecimal durante la transición. Los estados no afectados pasan al procesamiento en segundo plano. Una vez convertidas, las dos capas se fusionan en un solo árbol binario.

Es importante tener en cuenta que la diversidad de clientes también juega un papel muy importante en el proceso de traducción binaria. Cada cliente deberá implementar su propia versión de la transición, o confiar en otros clientes para realizar la transición y luego esperar el nuevo árbol en el otro lado.

Esto nos obliga a "pensar dos veces" y todos los clientes deben trabajar juntos para probar y coordinar la transición. Por razones de seguridad, es posible que la red deba estar temporalmente fuera de servicio durante la transición (por ejemplo, para extraer algunos bloques vacíos), pero es demasiado pronto para acordar planes concretos.

Una gran parte del árbol de estado de Ethereum consiste en un código de contrato inteligente, que representa alrededor de 1 GB del estado de 50 GB. Todos los testigos de las interacciones de contratos inteligentes deben proporcionar el código de su interacción para calcular el codeHash, que puede generar una gran cantidad de datos adicionales.

Code Merkleization tiene como objetivo dividir el código del contrato en bloques más pequeños y luego reemplazar el codeHash con otra raíz de Merkle. Este enfoque nos permite reemplazar potencialmente la mayor parte del código de contrato inteligente en el testigo con el hash de referencia, ahorrando miles de bytes de datos de testigo.

Hay muchas formas de dividir el código en fragmentos. Según la complejidad, la forma más sencilla es la fragmentación general (por ejemplo, el tamaño de cada fragmento es de 64 bytes), mientras que la forma más complicada es el análisis estático basado en Solidity functionId o instrucción JUMPDEST. . La estrategia óptima de fragmentación de código depende en última instancia de si es aplicable a los datos reales recopilados de la red principal.

El mejor lugar para leer sobre la propuesta de reGenesis es la explicación dada por @mandrigin y la propuesta completa enviada por @realLedgerwatch. En resumen, reGenesis básicamente se puede describir como "limpieza de cadena de bloques". El estado completo se dividirá conceptualmente en estados "activo" e "inactivo". Periódicamente, el estado "activo" general se desactiva, y luego las nuevas transacciones crean un nuevo estado activo casi desde cero nuevamente (de ahí el nombre "reGenesis").

Si una transacción requiere un estado anterior, se proporciona un testigo, al igual que las pruebas requeridas en Ethereum sin estado: una prueba de Merkle de que un cambio de estado es consistente con algún estado inactivo. Si una transacción requiere la parte "inactiva" del estado, automáticamente se convertirá en el estado "activo" (ya sea que la transacción sea exitosa o no), y esta parte se dejará hasta que ocurra el próximo reGenesis.

Una ventaja de esto es que crea algunas restricciones económicas sobre el uso del estado sin eliminar realmente ningún estado. En segundo lugar, si el remitente de la transacción está tratando ciegamente de realizar transacciones repetidamente, no se puede generar un testigo.

En cuanto a la importancia de reGenesis, hace que Ethereum dé un gran paso hacia el objetivo final sin estado y evita el mayor desafío para lograr la ausencia de estado, es decir, cómo calcular el gas testigo durante la ejecución de EVM. Al mismo tiempo, también permite que una determinada versión del testigo de transacción se propague en la red, lo que permite que los clientes más ligeros y los desarrolladores de dapp tengan más oportunidades de familiarizarse con el paradigma sin estado y la generación de testigos.

La apatridia "verdadera" después de reGenesis es una cuestión de grado: Stateless Ethereum es realmente solo reGenesis después de cada bloque.

Desde el principio, la optimización del protocolo de red fue solo una "tarea secundaria" en el árbol tecnológico, pero cuando reGenesis ingresó al territorio de Ethereum sin estado, se convirtió en una tarea importante para explorar primitivas de red alternativas para compartir datos de la cadena Ethereum (incluido el estado). ) misión principal. El protocolo de red actual de Ethereum es un todo, pero de hecho hay múltiples tipos de datos que se pueden compartir a través de diferentes "subredes", y estas "subredes" pueden satisfacer diferentes necesidades.

Cuando discutimos este tema en la conferencia sin estado anterior, lo llamamos las "tres redes", y la red basada en DHT puede servir de manera más eficiente tipos de datos que no cambian con frecuencia. Con la introducción de reGenesis, el estado "inactivo" se puede incluir en este tipo de datos que cambian con poca frecuencia y, en teoría, también se puede aplicar a la red de enjambre de flujo de bits, en lugar de la transmisión uno por uno actual por el nodo completo.

Desde el último reGenesis, una red que propaga un estado constante a través de la red es una red de estado estático, que se puede ampliar en función de la nueva especificación Discovery v5.1 en la biblioteca devp2p (protocolo de red Ethereum).

Similar a la sincronización Merry-go-Round y al protocolo SNAP más maduro, se puede usar para sincronizar el estado activo, lo cual es un paso importante hacia una red de estado dinámico completamente distribuida, lo que permite al cliente sincronizar rápidamente el estado completo.

Tags：

Binance Download