ในขณะที่เครือข่าย Ethereum ยังคงพัฒนาและเติบโตอย่างต่อเนื่องแนวคิดของโหนดประเภทต่างๆจึงมีความสําคัญมากขึ้นในการทําความเข้าใจ อย่างไรก็ตามความจริงก็คือผู้ใช้ส่วนใหญ่ไม่เต็มใจที่จะพยายามเรียกใช้โหนดแม้ว่าข้อกําหนดของฮาร์ดแวร์จะสามารถทําได้สําหรับหลาย ๆ คน ใน "endgame" ของการพัฒนาของ Ethereum เป็นสิ่งสําคัญที่ผู้ใช้สามารถตรวจสอบความสมบูรณ์ของสถานะและความพร้อมใช้งานของข้อมูลโดยไม่ต้องมีความรู้ด้านเทคนิคหรือทรัพยากรที่กว้างขวาง บล็อกเชนที่ไม่มีการตรวจสอบความถูกต้องเป็นเพียงฐานข้อมูลที่ไม่มีประสิทธิภาพ

ในบทความนี้เราจะพาผู้อ่านไปรู้จักกับ 3 ประเภทหลักของโหนดที่จะสร้างรูปแบบของเครือข่าย Ethereum ในอนาคต ได้แก่ โหนด Stateless, โหนด Stateful และโหนด Full/Archive เราจะดูว่าโหนด Stateless สามารถให้การยืนยันบล็อกใหม่โดยไม่ต้องเชื่อมั่นด้วยพิสูจน์ศูนย์รู้จักได้อย่างไร โหนด Stateful สามารถให้การเข้าถึงสถานะปัจจุบันของ Ethereum ได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัย และโหนด Full/Archive สามารถเก็บข้อมูลทั้งประวัติศาสตร์ของโซ่จนถึงจุดกำเนิดได้ เมื่อเข้าใจบทบาทและการค้า-off ของแต่ละประเภทของโหนด เราสามารถทำงานสู่ระบบ Ethereum ที่มีการกระจาย ปลอดภัย และมีขนาดของระบบที่ใหญ่ขึ้นได้

Endgame โหนดที่ไม่มีสถานะ

เมื่อวันนี้เราได้เห็นว่าส่วนใหญ่ของผู้ใช้ไม่สนใจที่จะใช้ความพยายามมากในการเริ่มต้นให้เกิดการทำงานของโหนดใด ๆ แม้ว่าสำหรับทั้ง Bitcoin และ Ethereum ความต้องการด้านฮาร์ดแวร์สามารถที่จะประสบความสำเร็จสำหรับส่วนใหญ่ของผู้ใช้ที่มีการใช้งานอย่างหนักของทั้งสองโซนนั้น คำว่า "ผู้ใช้ที่ใช้งานอย่างหนัก" ที่นี่ถูกกำหนดว่าเป็นบุคคลที่มีขนาดทรัพย์สินที่ดีในโซน คิดเกี่ยวกับมันเป็นผู้ใช้ใดๆ ที่ต้นทุนในการทำงานของโหนดไม่ใช่สิ่งกีดขวาง

เหตุผลหลักอาจเป็นสมมติฐานที่ผสมผสานระหว่างความจริงที่ว่าส่วนใหญ่ของผู้ใช้ไม่สนใจที่จะทำเช่นนั้น ไม่เต็มใจที่จะใช้เงินไม่กี่ร้อยเหรียญสำหรับฮาร์ดแวร์หรือไม่มีความรู้ทางเทคนิคเกี่ยวกับวิธีการใช้งาน แม้ว่าทั้ง Bitcoin และ Ethereum จะได้เดินทางไกลในการทำให้ง่ายขึ้น แต่ก็ยังเป็นงานที่ซับซ้อนสำหรับผู้ใช้ที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญทางเทคนิค

วิสัยทัศน์สำหรับ Ethereum ที่ไม่มีสถานะ

ฉันเชื่อว่าใน "Endgame" ของบล็อกเชนทุกชั้นผู้ใช้จะต้องยืนยันความสมบูรณ์ของสถานะและความพร้อมใช้ข้อมูลโดยที่พวกเขาไม่จำเป็นต้องรู้ว่าสิ่งเหล่านี้คืออะไร ข่าวดีคือวิสัยทัศน์นี้สามารถทำได้เป็นอย่างแน่นอนด้วยเทคโนโลยีศูนย์ความรู้และเล็กน้อยการสุ่มความพร้อมใช้ข้อมูล)

ในการจบเกมนี้โดยพื้นฐานแล้วกระเป๋าสตางค์ที่คุ้มค่าที่สุดจะมีโหนดที่ไม่มีสถานะที่สามารถสอบถามโหนดเต็มบล็อกใด ๆ บนชั้น p2p เพื่อหาเส้นหัวบล็อกล่าสุดและ zk-proof ที่เปลี่ยนแปลงสถานะจากเส้นหัวบล็อกก่อนหน้านี้ถูกดำเนินการได้อย่างถูกต้อง ขอข้อมูลตัวอย่างบางส่วนจากเพื่อนบางคนเพื่อให้ได้ความมั่นใจในร้อยละเกือบ 100 ว่าข้อมูลทั้งหมด (ข้อมูลบล็อกและการดำเนินการบล็อก) ได้รับการเผยแพร่และยังมี zk-proof ที่พิสูจน์ว่าเครือข่ายได้รับความเห็นชอบและจบลง

การใช้แบนด์วิดท์/การคำนวณเพื่อทำสิ่งนี้เล็กน้อยและสามารถทำได้บนโทรศัพท์ (หรือแม้กระทั่งสมาร์ทวอทช์เช่น@drakefjustin""> @drakefjustin ชอบพูดถึง) โหนดประเภทนี้ที่กล่าวถึงข้างต้นจะถูกจัดประเภทเป็นประเภทของโหนด "ไร้สถานะ" เนื่องจากโหนดสามารถตรวจสอบบล็อกใหม่ได้โดยไม่จําเป็นต้องมีสถานะปัจจุบันในเครื่องและอาศัยหลักฐานประเภทต่างๆเพื่อตรวจสอบบล็อกใหม่

พิสูจน์เหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเป็นพิสูจน์ zk-proofs เราจะมีการตรวจสอบสถานะที่ไม่มี stateless ของวิธีการดำเนินการก่อนที่เราจะสามารถทำสิ่งที่ฉันได้พูดถึงด้านบนด้วย zk-proofs สำหรับการดำเนินการ ในความเป็นจริงแล้วการดำเนินการที่ไม่มีสถานะสามารถทำได้ในวันนี้ แต่มีประสิทธิภาพที่มากเกินไปด้วยโครงสร้าง Merkle-Patricia-Tree ปัญหาพิสูจน์พยานเป็นอย่างมากที่จะเป็นไปได้ (ดู @peter_szilagyi's tweet).

ดูขนาด "พยาน" ที่นี่ นี่คือปัญหาหลักที่การดำเนินการแบบ Stateless พบกับกับ Merkle-Patricia-tree ปัจจุบัน หลายบล็อกในภาพหน้าจอนี้มีขนาดน้อยกว่า 100kb และพิสูจน์ที่จำเป็นสำหรับการทำให้เป็นไปได้ที่จะทำการตรวจสอบแบบ Stateless มักมีขนาดมากกว่าบล็อกเองถึง 50 เท่า

โครงสร้าง MPT ของ Ethereum m

อย่างไรก็ตาม Ethereum จะอัพเกรดโครงสร้างต้นไม้ของรัฐเป็นอย่างอื่นนอกเหนือจากโครงสร้าง Merkle-Patricia-Tree ในปัจจุบันในอนาคต หลายท่านอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับต้นไม้ Verkle ซึ่งอยู่ในแผนงานมานานหลายปี (ถ้าไม่เช่นนั้นอ่านบทความของเรา -Verkle Trees สำหรับทุกคน: ส่วนที่ 1). พวกเขาจะอนุญาตให้สร้างไคลเอ็นต์ที่ไม่มีสถานะที่เป็นไปได้เนื่องจากลักษณะของโครงสร้างต้นไม้ Verkle ทำให้เป็นไปได้สำหรับพยายามให้พยายามหลักฐานขนาดเล็กมากๆ

Merkle tree vs. Verkle trees

หนึ่งในปัญหาหลักของ Verkle-trees คือพวกเขาไม่ปลอดภัยจากคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลักเชิงโควันนา เหมือนกับการที่พวกเขาจะเป็นแนวทางชั่วคราวเท่านั้นจนกว่าโครงสร้างต้นไม้ของสถานะจะเป็นแก้ไขที่ถาวรและ/หรือมีประสิทธิภาพเพียงพอ โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างทางสุดท้ายจะเป็นต้นไม้แฮชที่ได้รับการสร้างพิสูจน์ STARK และมีความเป็นไปได้มากที่ว่า Verkle-trees จะถูกข้ามไปในขณะที่เลือกใช้สำหรับบางรสของต้นไม้แฮชที่ได้รับการสร้างพิสูจน์ STARK@VitalikButerin)

หนึ่งในตัวเลือกที่น่าสนใจมากที่สุดของโหนดที่ไม่มีสถานะคือตัวเลือกที่สามารถไม่ต้องเป็นโหนดที่ไม่มีสถานะทั้งหมด เป็นตัวอย่างเช่น จะเป็นไปได้ที่จะเก็บรักษาสถานะที่คุณพบว่าเกี่ยวข้องกับกรณีการใช้งานของคุณได้ท้องถิ่น (ในกรณีที่ไคลเอ็นต์ของคุณสนับสนุนคุณสมบัติดังกล่าว)

สมมติว่าคุณมีสินทรัพย์ของคุณกระจายอยู่ในหลายที่อย่างที่อยู่ในที่อยู่ที่ใช้งานมากับ DeFi protocols คุณสามารถมีสถานะของทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานของคุณเขียนลงบนดิสก์ในเครื่องมือที่ต่อเนื่องในขณะที่ใช้พื้นที่ดิสก์ขนาดเล็กอย่างง่ายดาย แม้แต่การติดตามสถานะทั้งหมดของโปรโตคอล DeFi ขนาดใหญ่หลายรายการ จะใช้พื้นที่เพียงไม่กี่กิกะไบต์เท่านั้นและพิจารณาว่าพื้นที่จัดเก็บแฟลชของโทรศัพท์มือถือขนาดใหญ่ทั้งหมดเท่านั้น ไม่เพียงแต่เป็นไปได้ แต่ยังเป็นไปได้จริงสำหรับผู้ใช้ที่เก็บรักษาสถานะทั้งหมดที่พวกเขาพบว่ามีประโยชน์เขียนลงบนพื้นที่จัดเก็บแฟลชของโทรศัพท์มือถือของพวกเขา

(บันทึกอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับไคลเอ็นต์แสง: ในโลกที่ไคลเอ็นต์แบบ stateless สามารถตรวจสอบการเปลี่ยนสถานะและความเห็นร่วมกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ ฉันรู้สึกเหมือนจะไม่มีกรณีใช้งานสำหรับไคลเอ็นต์แบบเบาๆที่เป็นแบบดั้งเดิมที่พึ่งพอใจในสมาชิกที่ซื่อสัตย์.)

Endgame Stateful Nodes

โหนดที่มีสถานะเก็บข้อมูลสถานะปัจจุบันและสถานะที่เกิดขึ้นเร็ว ๆ นี้เท่านั้น พวกเขาตัดสินใจที่จะลบทุกอย่างที่เก่ากว่าอายุบางอย่าง (ดูeip-4444 proposal). สถานะปัจจุบันต้องสร้างบล็อกในท้องถิ่นและการสร้างบล็อกในท้องถิ่นคือสิ่งที่โหนกระแสสถานะไม่สามารถทำ

Stateful nodes ไม่ควรสับสนกับโหนด “เต็ม” เนื่องจากโหนด stateful จะไม่เก็บประวัติของโซ่ทั้งหมดเนื่องจากจะเป็นการใช้ข้อมูลมากมายในอนาคต โหนด stateful มีประโยชน์สำหรับผู้ใช้ทั่วไปที่ต้องการเข้าถึงสถานะปัจจุบันของ Ethereum ได้อย่างรวดเร็วและที่น่าเชื่อถือ ไม่ว่าจะเป็นสำหรับการค้นข้อมูลจากสถานะ การสร้างบล็อก หรือการใช้ประเภทของโหนดนี้สำหรับ staking

การรักษาความเป็นไปได้ในการเรียกใช้โหนดที่มีสถานะได้บนฮาร์ดแวร์ของผู้บริโภคเป็นเป้าหมายที่สำคัญมากที่ฉันคิดว่าเราในชุมชน Ethereum ต้องรักษาไว้ แม้โหนดที่ไม่มีสถานะจะเบาและเจริญเติบโตอย่างมาก หนึ่งในเหตุผลหลักที่สำคัญที่ทำให้เราต้องรักษาคุณค่านี้คือโหนดที่ไม่มีสถานะทั้งหมดจะพึ่งพาโหนดที่มีสถานะในการสร้างพยานที่จำเป็นสำหรับการตรวจสอบโหนดที่ไม่มีสถานะของบล็อกใหม่

การเข้าถึงสถานะปัจจุบันเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อทราบว่าธุรกรรมที่อยู่ใน mempool ถูกต้องหรือไม่ ดังนั้นมันเป็นสิ่งที่สำคัญมากที่จะมีเซ็ตโหนดที่มีสถานะแบบกระจายอย่างมากบนเครือข่ายซึ่งสามารถรับประกันการต้านการเซ็นเซอร์ชิพอย่างแข็งขันด้วยการออกแบบรายชื่อผู้ร่วมกิจการบางรูปแบบ

ข่าวดีคือด้วยการหมดอายุของสถานะ เราสามารถทำให้การทำงานของโหนดที่มีสถานะเป็นอยู่มีความสะดวกมากขึ้น โดยที่สถานะที่ไม่มีใครได้มีการโต้ตอบเป็นเวลานานสามารถถูกตัดออกจากดิสก์ของโหนด ผู้ใดที่ต้องการจะโต้ตอบกับสถานะที่หมดอายุจะต้องนำพยาธิ (โดยพื้นฐานคือพิสูจน์ Merkle) เพื่อนำสถานะที่หมดอายุกลับมาสู่สถานะปัจจุบัน ใครก็ตามที่สามารถเข้าถึงประวัติของโซ่สามารถสร้างพิสูจน์เหล่านี้ได้ในทางที่ไม่มีความเชื่อถือเพื่อนำสถานะที่หมดอายุกลับมา เมื่อเขียนข้อความนี้อยู่ สถานะ Ethereum กำลังจะถึง 300gb และจนกว่าการหมดอายุของสถานะจะถูกนำมาใช้แล้ว ขนาดของสถานะจะยังคงเติบโตต่อไปในแนวโน้มที่เป็นไปได้เท่านั้น

(ที่นี่เป็นบทความที่ดีมากจาก @paradigmที่ลึกซึ้งเกี่ยวกับเรื่องการเจริญเติบโตของรัฐและการหมดอายุของรัฐ

Full/archive nodes

สําหรับวัตถุประสงค์ของบทความนี้ฉันจะแบทช์เต็มและเก็บโหนดเข้าด้วยกันเนื่องจากโหนดเต็มปกติสามารถมีข้อมูลที่เขียนลงในดิสก์คํานวณข้อมูลทั้งหมดที่โหนดเก็บถาวรเขียนลงในดิสก์ ความแตกต่างคือสถานะลูกพรุนโหนดแบบเต็มที่ไม่ใช่สถานะล่าสุด / ล่าสุดอีกต่อไป คุณไม่สามารถสืบค้นตัวอย่างเช่น "ยอดคงเหลือ ETH ของบัญชี X บนบล็อก Y เมื่อประมาณ 5 ปีที่แล้ว" จากโหนดเต็มปกติในขณะที่โหนดเก็บถาวรจะตอบคําถามนั้นในเสี้ยววินาที

คู่มือง่ายๆเกี่ยวกับโหนด Ethereum แบบเต็ม กับโหนดสำรอง @0xZeeve

นับว่ามีโอกาสทางทฤษฎีที่จะคำนวณคำตอบของคุณสมบัตินี้จากข้อมูลที่โหนดเต็มเขียนลงในดิสก์ (ประวัติเชื่อมโยงทั้งหมด) แต่ไม่มีลูกค้าการประมวลผลมากมายที่สนับสนุนคุณสมบัตินี้ ฉันคิดว่ามันไม่สมเหตุสมผลที่จะคิดว่าผู้ใช้ที่มีความชำนาญแม้กระทั้งจะเป็นโหนดเต็ม/ถาวรในอีก 10 ปี สำหรับที่จะเป็นทางเลือกที่สมเหตุสมผลเราจะต้องจำกัดการถ่ายโอนของ L1 ให้มีระดับที่ไม่สมเหตุสมผลเมื่อเราสามารถได้รับการถ่ายโอนที่มากมายกว่าบน L1 โดยที่มีการของส่วนที่ต่ำที่สุด เมื่อผู้ใช้ส่วนใหญ่สามารถทำการตรวจสอบบล็อกใหม่ได้อย่างง่ายด้วย zk-proof ฉันคิดว่ามันเป็นการตัดสินใจที่คุ้มค่าเมื่อประโยชน์มีขนาดใหญ่

บางทีเราอาจจะได้รับ Execution-clients ที่สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพบน HDD และทำให้สะดวกต่อการเก็บรักษาสถานะที่เก็บถาวรได้มากถึง 100s TB โดยราคาถูก นั่นอาจช่วยให้ผู้ใช้ที่ต้องการเก็บถาวรทั้งหมดของ Ethereum ทำได้ ฉันรู้ว่าหนึ่งในเป้าหมายของ Erigon คือให้สามารถเรียกใช้ Full-archival node บน HDD ได้

ยุคใหม่สำหรับ Ethereum

ในที่สุดอนาคตของ Ethereum จะถูกเป็นรูปแบบโดยโหนดที่ประกอบด้วยในเครือข่าย โดยการยอมรับโหนดที่ไม่มีสถานะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับผู้ใช้ส่วนใหญ่ แต่ยังคงเป็นความเหมาะสมและรู้รอบคุณค่าของโหนดที่มีสถานะและโหนดเต็ม/เก็บถาวรบนเครือข่าย เราสามารถสร้างสมดุลที่เหมาะสมระหว่างความยกระดับแบบกระจาย ความปลอดภัย และความยืดหยุ่นที่เป็นประโยชน์ต่อผู้ใช้ทั้งหมดได้

ข้อความปฏิเสธความรับผิดชอบ：

1. บทความนี้ถูกคัดลอกมาจาก[2077 การวิจัย)]. สิทธิ์ในการคัดลอกทั้งหมดเป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [ @centauridoteth]. If there are objections to this reprint, please contact the Gate Learnทีม และพวกเขาจะดำเนินการด้วยรวดเร็ว
2. คำประกาศความรับผิดชอบ: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงเพียงแค่ของผู้เขียนเท่านั้นและไม่ใช่คำแนะนำในการลงทุนใด ๆ
3. ทีมงาน Gate Learn แปลบทความเป็นภาษาอื่น ๆ การคัดลอก การกระจายหรือการลอกเลียนแบบบทความที่ถูกแปลนั้นห้าม ยกเว้นที่ได้ระบุไว้