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隨著數(shù)據存儲和驗證需求的增長，以太坊的網絡可能會朝著無狀態(tài)驗證的方向發(fā)展。聯(lián)合創(chuàng)始人V它alik Buterin為這一轉變提出了兩種解決方案——Verkle樹和星星。
雖然這兩種方法都提高了塊驗證的效率和可訪問性，但在安全性、效率和實現(xiàn)復雜性方面存在權衡。
怎么STARKs作為Verkle Trees的替代品？
聯(lián)合創(chuàng)始人Vitalik Buterin另一個博客解釋了該網絡可能的未來。Buterin專注于無狀態(tài)驗證在這個博客，節(jié)點可以在不存儲完整以太坊狀態(tài)的情況下驗證塊。 在談到The Verge時，他解釋說早期的旨在通過以下方式使以太坊協(xié)議高效制作驗證的計算要求low.然而，他補充說，目標現(xiàn)在是用SNARKs驗證鏈。
Verkle樹和星星，兩種方式都想讓塊驗證的計算要求降低與此同時，SNARKs——簡潔的非交互式知識論證——也是以太坊未來的一部分。
Verkle樹將允許節(jié)點通過生成緊湊的證明來驗證以太坊塊，這將減少節(jié)點存儲整個狀態(tài)的需要。然而，Verkle樹在未來可能會面臨量子計算的潛在限制。他認為，這項復雜的技術現(xiàn)在更可行，可以完全跳過Verkle樹。
與此同時，The Verge有兩個主要目標。第一個是減少節(jié)點驗證以太坊交易所需存儲的數(shù)據量。第二是將驗證的計算要求降低到即使是移動設備和智能手表也可以參與網絡。
因此，無論以太坊采用哪種途徑進行無狀態(tài)驗證——Verkle還是STARK——目標都是解決不斷增長的數(shù)據大小Buterin表示：“原始狀態(tài)數(shù)據每年增加約30GB，個人客戶必須在其上存儲一些額外的數(shù)據，以便能夠有效地更新trie?！?/span>
部署無狀態(tài)驗證如何簡化節(jié)點設置
尤其是，增長的以太坊數(shù)據的規(guī)模使得利益相關者難以設置和升級他們的節(jié)點。由于Buterin主張，這就是原因對于無狀態(tài)驗證通過讓節(jié)點在不存儲所有數(shù)據的情況下驗證塊來解決這個問題。該過程允許節(jié)點使用包括狀態(tài)值和加密證明的見證來驗證塊。然而，為了使無狀態(tài)驗證高效工作，以太坊目前的Merkle Patricia樹結構需要被替換，因為它不適合創(chuàng)建緊湊、易于驗證的證明。
但是，由于無狀態(tài)驗證結合了Verkle樹或STARK，哪種路由對以太坊更好？這兩種方法都有優(yōu)缺點。Verkle樹使用基于橢圓曲線的向量承諾，這可以創(chuàng)建緊湊的證明，但可能仍然容易受到未來量子攻擊的影響。它們也更容易用以太坊當前的架構來實現(xiàn)。另一方面，STARK提供更小的證明大?。ㄅcVerkle的2.6 MB相比約為100-300 kB），并且可能更快的證明時間。然而，它們需要更多的計算能力，而且還沒有完全整合進入以太坊的系統(tǒng)。
以太坊不僅在驗證區(qū)塊方面，而且在其他應用程序方面都需要變得更快、更高效。它包括Mempools、收錄列表和輕量級客戶端。據報道，所有這些用例都需要大量的證明來驗證賬戶余額和交易有效性等項目。因此，可以在STARK證明上使用更簡單的Merkle分支。Buterin規(guī)定：；Merkle分支是可更新的，可能會提供優(yōu)勢。
與此同時，以太坊社區(qū)需要也根據Buterin的說法，它包括使用EIP-4762進行天然氣成本分析。它將注意到無狀態(tài)客戶端的天然氣費用變化將如何影響以太坊。自從切換到無狀態(tài)狀態(tài)是復雜的，轉換過程也需要測試。 還有據報道需要分析新的STARK友好哈希函數(shù)（如Poseidon）的安全性是 測試較少.對新的哈希函數(shù)和SHA256等證明系統(tǒng)進行安全分析也是至關重要的一步。
以太坊將不得不考慮量子安全cryptography
根據Buterin的說法，STARK保守派哈希函數(shù)和with新的哈希函數(shù)需要權衡。他解釋說，Verkle樹是最適合部署的，但不是量子抗性的，在SNARKs等先進系統(tǒng)中更難證明。
基于哈希的方法（STARKs）可以為節(jié)點提供更快的同步時間，但該技術仍需要更多的開發(fā)和安全分析。Verkle樹還允許輕松更新（對內存池和包含列表），但對于某些高級加密證明（SNARK）來說更難使用。
為了應對這些權衡，Buterin提出了基于格子的Merkle樹成為量子安全的替代方案。然而，整合it進入當前的以太坊結構將是復雜的。另一種選擇是介紹多維氣體，以分離平均情況和最壞情況之間的效率差距。這意味著多維gas可以讓以太坊在極端情況下減少所需的哈希數(shù)。這樣，以太坊可以將狀態(tài)根計算延遲到下一個塊，并增加時間可獲得的生成證明。
通往以太坊可擴展性的途徑將解決存儲問題burden
Buterin的博客還強調，EVM的有效性證明目前在安全和證明人時間。以太坊的可擴展性和去中心化挑戰(zhàn)也伴隨著解決挑戰(zhàn)證據生成。EIP-4444建議實施無狀態(tài)驗證和歷史過期，以減輕客戶端的數(shù)據存儲負擔。此外對于這個當前的有效性證明需要優(yōu)化以提高速度和效率。Buterin提出了并行化和使用先進的硬件有助于加速這一過程。
The Verge將成為一種轉變以太坊，專注于無狀態(tài)和高效驗證。據報道，STARK友好性對于PoS網絡的其他幾次升級至關重要，以實現(xiàn)其擴展。無論什么挑戰(zhàn)依然存在，與實施這些技術相關的權衡也存在。
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