Aumento da Carga de Armazenamento do Nó Ethereum: Análise Abrangente do Inchaço do 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, o "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 do funcionamento da rede, e após a execução de cada transação, 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 a serem constantemente lançadas, os dados de estado mostram uma tendência de acumulação a longo prazo. Mesmo que certos contratos ou contas não tenham sido utilizados durante muitos anos, os dados associados ainda precisam ser armazenados pelos nós e ser acessíveis a qualquer momento. Este design estrutural lançou as bases para um potencial "inchaço de estado" no futuro.

A lógica subjacente dos custos de armazenamento de nós e da expansão de estado.

Executar um nó Ethereum completo 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 a capacidade do disco rígido, desempenho de I/O 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 operar um nó. Como resultado, cada vez mais usuários estão optando por confiar em 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 a expansão do estado evolui para gargalos nos nós

Pesquisadores da Fundação Ethereum apontam que o risco principal do inchaço de estado não é meramente "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 prolongado e o limite para a entrada de novos nós continua a aumentar, 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 (Mecanismo de Expiração de Estado)

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 tempo, eles podem ser marcados como expirados e removidos do estado principal.

Quando esses estados forem necessários novamente, eles podem ser restaurados através de provas adicionais ou mecanismos de reconstrução. Este esquema deve comprimir significativamente a escala dos estados ativos, mas o desafio reside em como introduzir complexidade adicional sem afetar a experiência do usuário e a segurança.

1. Arquivo do Estado (Estado da camada e arquivamento)

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.

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

1. Estateless 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 nas suas próprias necessidades, enquanto os dados restantes são obtidos através de provas externas ou solicitações de rede.

O esquema pode teoricamente reduzir significativamente o limite 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 mitigado, a importância dos provedores de serviços RPC e dos provedores de infraestrutura continuará a crescer. Esta tendência de centralização pode potencialmente afetar a neutralidade da rede em casos extremos.

Pelo contrário, se as soluções técnicas acima forem gradualmente implementadas, espera-se que o limiar para operar nós diminua, encorajando assim mais indivíduos e pequenas a médias equipes a participar na operação de nós. Isso não só 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 Governação Técnica

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

No contexto 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 estas propostas ainda estejam na fase de pesquisa, elas demonstram a abordagem proativa do Ethereum para abordar questões de gargalo a nível de governança técnica, o que tem implicações positivas para o valor a longo prazo da rede.