Авторы оригинала: Сторм Сливкофф, Георгиос Константопулос

Оригинальная подборка: Луффи, Foresight News

Исторический рост роста в настоящее время является самым узким местом в расширении Ethereum. Удивительно, но исторический рост стал большей проблемой, чем рост государства. В течение нескольких лет исторические данные превысят лонг Ethereum Узел емкость хранилища.

Хорошая новость:

• Исторический рост - гораздо более легкая для решения проблема, чем рост государства.
• Решение уже находится в активной разработке.
• Обращение к историческому росту облегчит проблемы роста государства.

В этом посте мы продолжим рассматривать Ethereum проблема масштабирования в Части 1, а теперь обратим наше внимание с государственных рост на историческую рост. Используя детализированные наборы данных, наши цели заключаются в том, чтобы: 1) технически понять узкие места масштабирования Ethereum и 2) помочь начать дискуссию об оптимальном решении ограничений Ethereum на газ.

Что такое исторический рост?

История — это совокупность всех блоков и транзакций, выполненных Ethereum на протяжении всего времени его существования, и это все данные от блока генезиса до текущего блока. Исторический рост — это рост новых блоков и новых транзакций с течением времени.

На рисунке 1 показана взаимосвязь между историческими рост и различными метриками Протокол и Ethereum Узел аппаратными ограничениями. По сравнению с ростом штата, исторический рост ограничен другим набором аппаратных ограничений. Исторический рост оказывает давление на ввод-вывод сети, так как новые блоки и транзакции должны передаваться по всей сети. Исторические рост также могут оказывать давление на шорт Узел хранения, поскольку каждый Ethereum Узел хранит полную копию истории. Если историческая скорость рост достаточно высока, чтобы превысить эти аппаратные ограничения, Узел не сможет лонгующий достичь стабильного Соглашение со своим Узел. Общие сведения о росте состояния и других узких местах масштабирования см. в части 1 этой серии.

Рисунок 1: Узкое место масштабирования Ethereum

До недавнего времени большая часть пропускной способности сети на узел использовалась для передачи истории (например, новых блоков и транзакций). Это изменилось с введением больших двоичных объектов в хардфорке Dencun. Большие двоичные объекты теперь счет для значительной части сетевой активности Узел. Однако большие двоичные объекты не считаются частью истории, потому что: 1) они хранятся узлами только в течение 2 недель, а затем отбрасываются, и 2) им не нужно повторять данные с момента создания Ethereum. Из-за (1) большие двоичные объекты существенно не увеличивают нагрузку на хранилище в расчете на Ethereum Узел. Мы поговорим о больших двоичных объектах далее в этой статье.

В этой статье мы сосредоточимся на историческом росте и обсудим взаимосвязь между историей и государством. Поскольку рост состояния и исторический рост имеют некоторые перекрывающиеся аппаратные ограничения, они являются взаимосвязанными проблемами, и решение одной проблемы может помочь решить другую.

Как быстро рост лонг история?

На рисунке 2 показана историческая скорость роста с момента создания Ethereum. Каждая вертикальная линия представляет собой месячный рост. Ось Y представляет собой количество k эксабайт исторического роста в этом месяце. Транзакции классифицируются по их «адресам назначения» и используют байты RLP() для указания размера. Контракты, которые не могут быть легко идентифицированы, классифицируются как «неизвестные». Категория «Другое» включает в себя ряд подкатегорий, таких как инфраструктура и игры.

Рисунок 2: Исторический рост Ethereum с течением времени

Несколько ключевых выводов из приведенной выше таблицы:

• Историческая скорость рост в 6–8 раз выше, чем в штате рост: историческая скорость рост недавно достигла пика в 36,0 ГиБ в месяц и в настоящее время составляет 19,3 ГиБ в месяц. Темп роста штата достиг пика примерно в 6,0 ГиБ в месяц и в настоящее время составляет 2,5 ГиБ в месяц. Сравнение истории и государства с точки зрения роста и кумулятивного размера будет описано далее в этой статье.

• До Декана исторический рост ускорялся: в то время как штат был примерно линейным рост в течение лонг лет (см. часть 1), история была рост суперлинейной. Учитывая, что скорость роста линейного роста приводит к квадратичному росту общей шкалы, скорость роста суперлинейного роста приводит к общему размеру, превышающему квадратичный рост. Это ускорение резко прекращается после Денкуна. Это первый случай, когда Ethereum пережил значительное падение исторического курса роста.
• Большая часть недавнего исторического роста приходится на роллапы: каждый L2 публикует копию своей транзакции обратно в основную сеть. Это привело к большому историческому росту и привело к тому, что Rollup внес наиболее значительный вклад в исторический рост за последний год. Однако Dencun позволяет L2 публиковать данные о транзакциях, используя большие двоичные объекты вместо журнала, поэтому накопительные пакеты не лонгующий генерировать большую часть Ethereum истории. Мы рассмотрим накопительные пакеты более подробно далее в этой статье.

Кто внес наибольший вклад в исторический рост Ethereum?

Историческое количество сгенерированных различных классов контрактов показывает, как модели использования Ethereum развивались с течением времени. На рисунке 3 показан относительный вклад различных категорий контрактов. Это нормализовано к тем же данным, что и на рисунке 2.

Рисунок 3: Вклад различных классов контрактов в исторический рост

Эти данные показывают четыре различных периода использования Ethereum:

• Ранний (фиолетовый): В первые несколько лет существования Ethereum было мало активности в блокчейне. Большие лонги этих ранних контрактов теперь трудно идентифицировать, и они помечены на графике как «неизвестные».
• Эра ERC-20 (зеленый): Стандарт ERC-20 был завершен в конце 2015 года, но не получил значительного развития до 2017 и 2018 годов. Контракты ERC-20 стали крупнейшим источником исторического роста в 2019 году.
• Эра DEX / децентрализованных финансов (Brown): контракты DEX и децентрализованных финансов появились в блокчейне еще в 2016 году и начали набирать обороты в 2017 году. Но только летом децентрализованного финансирования 2020 года они стали самой большой категорией роста за все время. На контракты децентрализованного финансирования и DEX пришлось более 50% исторического роста за часть 2021 и 2022 годов.
• Rollup Era (серый): в начале 2023 года L2-роллапы начали выполнять лонгующий транзакций, чем Основная сеть. В месяцы, ведущие до Dencun, они сгенерировали около 2/3 истории Ethereum.

Каждая эпоха представляет собой более сложную модель использования Ethereum, чем когда-либо прежде. Со временем сложность можно рассматривать как форму масштабирования Ethereum, которую нельзя измерить простыми метриками, такими как количество транзакций в секунду.

В последнем месяце данных (апрель 2024 г.) накопительные пакеты не лонгующий создают большую часть истории. Неясно, будет ли будущая история связана с DEX и децентрализованным финансированием, или появятся какие-то новые модели использования.

А как насчет больших двоичных объектов?

Хардфорк Dencun резко изменил историческую динамику роста, введя большие двоичные объекты, позволив роллапам публиковать данные, используя дешевые большие двоичные объекты вместо истории. На рисунке 4 показан исторический рост до и после обновления Dencun. Диаграмма похожа на рисунок 2, за исключением того, что каждая вертикальная линия представляет день, а не месяц.

Рисунок 4 Влияние :D encun на историческую рост

Из этого графика можно сделать несколько ключевых выводов:

• Историческая рост роллапы снизилась примерно на 2/3 со времен Dencun: большие лонг роллапы были преобразованы из данных вызовов в большие двоичные объекты, что значительно уменьшило объем истории, которую они создают. Однако по состоянию на апрель 2024 г. все еще существуют некоторые роллапы, которые еще не преобразованы из данных вызовов в большие двоичные объекты.

• Общее количество рост за все время снизилось примерно на 1/3 со времен Dencun: Dencun Падение только за все время рост роллапы. Наблюдалось небольшое увеличение исторического роста по другим категориям контрактов. Даже после Денкуна исторический рост по-прежнему в 8 раз превышает рост штата (подробности см. в следующем разделе).

Несмотря на то, что большие двоичные объекты имеют историческую скорость роста падения, они по-прежнему являются новой функцией Ethereum. Неясно, на каком уровне историческая скорость роста стабилизируется в присутствии сгустков.

Допустим ли быстрый исторический рост лонга?

Увеличение ограничения газа увеличит историческую скорость роста. Таким образом, предложения по увеличению лимита Газ, такие как Pump the Gas, должны учитывать счет взаимосвязь между историческими рост и узкими местами оборудования каждого Узел.

Чтобы определить приемлемый исторический коэффициент рост, необходимо сначала понять, как лонг текущее оборудование Узел может поддерживать лонг с точки зрения сети и хранилища. Сетевое оборудование может сохранять статус-кво бесконечно, поскольку исторические темпы роста вряд ли вернутся рост к пикам, существовавшим до Dencun, до тех пор, пока не будут увеличены Газ пределы. Однако бремя хранения истории со временем увеличивается. В соответствии с текущей стратегией хранения данных, неизбежно, что диск хранения каждого Узел в конечном итоге будет заполнен историей.

На рисунке 5 показана Ethereum Узел нагрузка на хранилище с течением времени и прогноз рост нагрузки на хранилище в течение следующих 3 лет. Прогноз основан на темпах роста в апреле 2024 года. Этот показатель рост может рост или уменьшаться по мере изменения будущих моделей использования или ограничений Газ.

Рисунок 5: Размер хранилища истории, состояния и полного узла

Из этого графика можно сделать несколько ключевых выводов:

• История занимает примерно в 3 раза больше времени хранения, чем государство. Эта разница также увеличивается со временем, так как исторический рост примерно в 8 раз быстрее, чем у государства.
• 1,8 ТиБ — критический порог, при котором Xu лонг Узел будут вынуждены обновить свои накопители. 2 ТБ — это обычный размер жесткого диска, обеспечивающий всего 1,8 ТиБ полезного короткого напряжения. Обратите внимание, что ТБ (1 триллион байт) — это другая единица, чем ТиБ (= 1024^4 байта). Для операторов Xu лонг Узел «истинный» критический порог еще ниже, так как валидатор после слияния должен работать вместе Соглашение клиентом выполнения.
• Критический порог будет достигнут через 2-3 года. Увеличение лимита газа на любую величину соответственно ускорит время. Достижение этого порога создаст значительную нагрузку на Узел операторов и потребует приобретения дополнительного оборудования (например, накопителей NVME стоимостью 300 долларов США).

В отличие от данных о состоянии, исторические данные доступны только для добавления, и доступ к ним осуществляется реже. Поэтому теоретически возможно хранить исторические данные отдельно от государственных данных на более дешевом носителе информации. Это может быть достигнуто с помощью некоторых клиентов, таких как Geth.

В дополнение к емкости хранилища, сетевые операции ввода-вывода являются еще одним серьезным ограничением исторического роста. В отличие от емкости хранилища, ограничения ввода-вывода сети не вызовут проблем для узлов в краткосрочной перспективе, но эти ограничения станут важными для увеличения лимитов газа в будущем.

Чтобы понять, как пропускная способность сети типичного Ethereum Узел может поддержка лонг несколько исторических рост, важно знать взаимосвязь между историческими рост и различными показателями работоспособности сети, такими как коэффициент реорганизации, промахи слотов, окончательные промахи, промахи проверки, промахи комитета синхронизации и задержка Блок фиксации. Анализ этих показателей выходит за рамки данной статьи, но более подробную информацию о лонгах можно найти в предыдущих обзорах состояния уровней Соглашения. Кроме того, проект Xatu фонда Ethereum создает общедоступные наборы данных для ускорения такого анализа.

Как решить проблему исторического роста?

Исторический подъем – это гораздо более легкая проблема, чем подъем государства. Она может быть почти полностью решена с помощью предложения кандидата EIP-4444. Этот EIP изменяет каждый узел с хранения всех исторических данных Ethereum на исторические данные только за один год. После внедрения EIP-4444 хранение данных не лонгующий будет узким местом для масштабирования Ethereum, а в лонг перспективе увеличение Лимит газа не будет ограничено. EIP-4444 необходим для лонг долгосрочной устойчивости сети, в противном случае историческая скорость рост будет быстрой, а аппаратное обеспечение сети Узел необходимо регулярно обновлять.

На рисунке 6 показано влияние EIP-4444 на нагрузку на хранение каждого Узел в течение следующих 3 лет. Это то же самое, что и на рисунке 4, но с добавлением более мелкой линии, указывающей нагрузку на хранилище после внедрения EIP-4444.

Рисунок 6: Влияние EIP-4444 на нагрузку на хранение Ethereum Узел

Из этого графика можно сделать несколько ключевых выводов:

• EIP-4444 будет Халвинг текущую нагрузку на хранилище. Нагрузка на хранилище будет снижена с 1,2 ТиБ до 633 ГиБ.
• EIP-4444 стабилизирует историческую нагрузку на хранилище. Предполагая, что историческая скорость роста остается постоянной, исторические данные отбрасываются с той скоростью, с которой они созданы. • После EIP-4444 потребовались бы самые долгие годы, чтобы Узел нагрузка на хранилища достигла того уровня, на котором она находится сегодня. Это связано с тем, что рост штата будет единственным фактором, увеличивающим бремя хранения, а рост штата будет медленнее, чем исторический рост.

После внедрения EIP-4444 исторический рост по-прежнему будет представлять некоторый уровень нагрузки на хранилище, поскольку узел будет хранить историческую историю за год. Однако, даже если Ethereum достигнет глобального масштаба, это бремя не составит труда решить. Как только метод хранения истории окажется надежным, годичный срок действия EIP-4444 может быть сокращен до месяцев, недель или даже меньше.

Как сохранить историю Ethereum?

EIP-4444 поднимает вопрос: если историю не спасает сама Ethereum Узел, то как ее спасать? История играет центральную роль в проверке, учете и анализе Ethereum, поэтому крайне важно сохранить историю. К счастью, ведение истории — это простое дело, которое требует только 1/n честных поставщиков данных. Это контрастирует с вопросами государственных соглашений, которые требуют, чтобы от 1/3 до 2/3 участников были честными. Узел операторы могут проверить подлинность исторических наборов данных, 1) воспроизведя все транзакции с момента Блок генезиса и 2) проверив, воспроизводят ли эти транзакции тот же корень состояния, что и текущая сторона Блокчейн.

Существуют самые длительные способы сохранения истории.

• Торренты/P2P: Торренты — самый простой и надежный метод. Ethereum Узел можете регулярно упаковывать часть истории и делиться ею в виде публичного торрент-файла. Например, узел может создавать новый исторический торрент-файл каждые 100 000 блоков. Узел клиенты, такие как Erigons, уже выполняют этот процесс несколько нестандартизированным образом. Чтобы стандартизировать этот процесс, все Узел клиенты должны использовать один и тот же формат данных, одни и те же параметры и одну и ту же P2P-сеть. Узлы смогут выбирать, участвовать в этой сети или нет, в зависимости от своих возможностей хранения и пропускной способности. Преимуществом торрентов является использование высоких открытых стандартов lindy, которые уже поддерживаются большим количеством инструментов для работы с данными.
• Сеть порталов: Сеть порталов — это новая сеть, разработанная специально для размещения данных Ethereum. Это подход, похожий на Torrent, но также предлагающий некоторые дополнительные функции, которые упрощают проверку данных. Преимущество Portal Network заключается в том, что эти дополнительные уровни проверки предоставляют легким клиентам утилиты для эффективной проверки и запроса общих наборов данных.
• Облачный хостинг: сервисы облачного хранения, такие как AWS S 3 или Cloudflare R 2, предлагают недорогой и высокопроизводительный вариант хранения истории. Однако такой подход сопряжен с дополнительными юридическими и операционными рисками лонга, поскольку нет гарантии, что эти облачные сервисы всегда будут готовы и смогут размещать данные криптоактивов.

Остальные трудности реализации носят лонгующий социальный, а технический характер. Сообществу Ethereum необходимо согласовать конкретные детали реализации в ордер интегрировать их непосредственно в каждый Узел клиент. В частности, выполнение полной синхронизации с Блок генезиса (вместо Снимок синхронизации) потребует получения истории от поставщика истории, а не от Ethereum Узел. Технически эти изменения не требуют жесткого форк, поэтому они могут быть реализованы раньше, чем следующий сложный форк Ethereum, Pectra.

Все эти методы ведения истории также могут использоваться L2s для хранения данных BLOB-объектов, которые они публикуют в основной сеть. По сравнению с сохранением исторических данных, сохранение BLOB-объектов 1) сложнее, так как общий объем данных составляет лонгующий; 2) Менее важно, потому что большие двоичные объекты не нужны для воспроизведения истории основной сети. Тем не менее, сохранение BLOB-объектов по-прежнему необходимо для каждого L2 для воспроизведения собственной истории. Таким образом, некоторая форма сохранения BLOB-объектов важна для всей экосистемы Ethereum. Кроме того, если L2 разработает надежную инфраструктуру хранилища BLOB-объектов, они также смогут легко хранить исторические данные L1.

Может быть полезно напрямую сравнить наборы данных, хранящиеся в различных конфигурациях Узел до и после EIP-4444. На рисунке 7 показана нагрузка на хранилище для различных типов Ethereum Узел. Данные о состоянии — это счета и контракты, исторические данные — это блоки и транзакции, а архивные данные — это необязательный набор индексов данных. Количество байтов в этой таблице основано на последнем Снимок reth, но цифры для других клиентов Узел должны быть примерно такими же.

Рисунок 7: Нагрузка на хранилище для различных типов Ethereum Узел

Другими словами

• Архивный узел хранит данные о состоянии и истории, а также архивные данные. Архивные Узел можно использовать, когда кто-то хочет иметь возможность легко запрашивать состояние исторической цепочки.
• Полный узел хранит только исторические данные и данные о состоянии. Большинство сегодняшних лонг Узел Полный узел. Нагрузка на полный узел примерно вдвое меньше, чем на архивный узел.
• Полные узлы после EIP-4444 хранят только данные о состоянии и исторические данные за последний год. Это снижает нагрузку на узел с 1,2 ТиБ до 633 ГиБ и приводит к стабильному значению нехватки данных для хранения исторических данных.
• Узлы без сохранения состояния, также известные как «легкие узлы», не хранят никаких наборов данных и могут быть проверены сразу в конце цепочки. Этот тип Узел становится возможным после того, как в Ethereum будут добавлены попытки Verkle или другие схемы государственных обязательств.

Наконец, существуют дополнительные EIP, которые могут ограничивать историческую скорость рост, а не только учитывать текущую ставку рост. Это помогает оставаться в рамках ограничений сетевого ввода-вывода в краткосрочной перспективе и ограничений хранилища в долгосрочной перспективе. Несмотря на то, что EIP-4444 по-прежнему необходим для обеспечения устойчивости сети в лонг году, эти другие EIP помогут Ethereum более эффективном масштабировании в будущем:

• EIP-7623: Переоценка данных о звонках, чтобы сделать некоторые транзакции с данными о звонках более дорогими. Удорожание этих шаблонов использования приведет к тому, что некоторые из них будут преобразованы из данных вызовов в BLOB-объекты. Это приведет к падению исторического темпа роста.
• EIP-4488: накладывает ограничение на общий объем данных о вызовах, которые могут быть включены в каждый блок. Это наложит более жесткие ограничения на скорость роста истории.

Эти EIP проще реализовать, чем EIP-4444, поэтому они могут служить вариантами шорт до того, как EIP-4444 будет запущен в производство.

Заключение

Цель этой статьи - использовать данные, чтобы понять: 1) как работает исторический рост и 2) способы решения этой проблемы. Большую часть данных о лонгах в этой статье трудно получить традиционными способами, поэтому мы хотели предоставить эти данные, чтобы дать некоторое новое представление об исторических проблемах роста.

Исторически сложилось так, что рост был узким местом для расширения Ethereum, ему не уделялось достаточного внимания. Даже без увеличения лимита Газ, Ethereum нынешние традиции сохранения истории вынудят Xu лонг Узел обновить свое оборудование в течение нескольких лет. К счастью, решить эту проблему несложно. В EIP-4444 уже есть четкое решение. Мы считаем, что внедрение этого EIP должно быть ускорено, чтобы обеспечить короткие позиции для будущего увеличения предельных газов.

Ссылка на оригинальную статью