In einem heute von a16zcrypto veröffentlichten Artikel beleuchten die Forscher Miranda Christ und Joseph Bonneau die komplexen Herausforderungen bei der Implementierung zustandsloser Blockchains. Ihre umfangreiche Forschung befasst sich tief mit der Komplexität des Themas und bietet eine neue Perspektive, die die künftigen Debatten über die Blockchain-Technologie prägen wird.
In diesem Artikel untersuchen wir ihre Forschung über das Wachstum von Blockchain-Staaten, die Herausforderungen zustandsloser Blockchains und neue Lösungen.
Ein tiefer Einblick in die zustandslose Blockchain-Technologie
Blockchains haben sich in einem beispiellosen Tempo weiterentwickelt. Mit dem Anstieg des Benutzervolumens und der Transaktionshäufigkeit steigt auch die Datenmenge bzw. der „Status“, den Validatoren zur Authentifizierung von Transaktionen speichern müssen.
Während der Zustand von Bitcoin auf beschränkt ist nicht ausgegebene Transaktionsausgaben (UTXOs)Der Status von Ethereum umfasst den Kontostand jedes Kontos sowie den Code und die Speicherung für jeden Smart Contract. Aber ist die wachsende Größe der Blockchain-Staaten nachhaltig und wo passt das Konzept der „staatenlosen Blockchains“ ins Bild?
Staatswachstum: Eine drohende Herausforderung
Die Forschung deutet darauf hin Bitcoin-Knoten speichern derzeit etwa 7 GB an Daten, und Ethereum-Knoten beherbergen etwa 650 GB. Mit zunehmendem Transaktionsdurchsatz (TPS) steigt jedoch auch der Statusspeicherbedarf.
Um alltägliche Transaktionen abzuwickeln, die Zehntausende bis Hunderttausende TPS betragen können, rechnen wir möglicherweise mit einem Speicherbedarf im Terabyte- oder sogar Petabyte-Bereich. Die Studie legt nahe, dass dieser enorme Speicherbedarf die Dezentralisierung gefährden könnte, indem er es Einzelpersonen erschwert, Validatoren zu werden.
Die Idee einer zustandslosen Blockchain ist verlockend. Den Untersuchungen zufolge müssten Validatoren unabhängig von der Anzahl der Transaktionen nur einen Zustand konstanter Größe speichern. Dies könnte den Prozess vereinfachen und es möglicherweise jedem ermöglichen, einen Knoten auf seinem Mobiltelefon zu betreiben. Theoretisch würde dies nicht nur das System dezentraler machen, sondern auch seine Sicherheit erhöhen.
Christ und Bonneau weisen jedoch darauf hin, dass eine praktische Umsetzung noch immer nicht möglich ist. Obwohl umfangreiche Untersuchungen zu zustandslosen Blockchains durchgeführt wurden, wurde bisher noch kein bekanntes Modell eingesetzt. Ein inhärentes Problem besteht darin, dass Benutzer „Zeugen“ speichern müssen, die Validatoren bei der Überprüfung kontobezogener Transaktionen unterstützen. Diese Zeugen ändern sich im Gegensatz zu privaten Schlüsseln häufig, was für die Benutzer eine übermäßige Belastung darstellt und das System weniger benutzerfreundlich macht.
Die Unmöglichkeit echter zustandsloser Blockchains
Die Forschung von Christ und Bonneau hat eine weitere bedeutende Herausforderung hervorgehoben: Der Kompromiss zwischen der Aufrechterhaltung eines prägnanten globalen Zustands und der häufigen Aktualisierung von Zeugen ist grundlegend und unvermeidlich. Die Analyse ergab, dass selbst wenn ein Benutzer keine Transaktionen durchführt, sein Zeuge möglicherweise basierend auf den Aktionen anderer Benutzer geändert werden muss.
In der Studie wurde auch ein informationstheoretisches Argument verwendet Prinzipien, die von Claude Shannon aufgestellt wurdenum zu zeigen, dass eine wirklich zustandslose Blockchain, in der Benutzer ihre Zeugen nie aktualisieren müssen, unerreichbar ist.
Der Weg nach vorn: Alternativen erkunden
Obwohl reine zustandslose Blockchains möglicherweise nicht realisierbar sind, ergab die Studie, dass es andere vielversprechende Lösungen gibt. Bei einem solchen Modell ist ein Dritter, der kein Benutzer oder Prüfer ist, für die Speicherung des vollständigen Zustands verantwortlich.
Diese Entität, die als Proof-Serving-Knoten bezeichnet wird, würde aktualisierte Zeugen für Benutzer generieren und ihnen ermöglichen, Transaktionen ähnlich wie in einer zustandslosen Blockchain durchzuführen. Die Anreize und Vergütungsmodelle für diese Knoten sind jedoch weiterhin Bereiche aktiver Forschung.
Die Forschungsergebnisse haben auch Auswirkungen auf Layer-2-Lösungen (L2). wie Rollup-Server. Trotz der optimistischen Ansicht, dass L2-Rollups die praktische Umsetzung zustandsloser Blockchains sein könnten, deuten die Untersuchungen darauf hin, dass weiterhin Herausforderungen bestehen.
Ihre Studie legt beispielsweise nahe, dass der Rollup-Entzugszeuge eines Benutzers häufig aktualisiert werden müsste oder fast der gesamte L2-Status auf Layer 1 verschoben werden müsste.
Im Streben nach Effizienzsteigerung haben sich zustandslose Blockchains zu einem wichtigen Interessengebiet entwickelt. Dank der Arbeit von Christ und Bonneau haben wir ein klareres Verständnis für die bevorstehenden Herausforderungen.
Auch wenn der Traum von einer reinen zustandslosen Blockchain nur ein Traum bleibt, werden die Forschung und Erkundung in diesem Bereich mit Sicherheit die Voraussetzungen für Lösungen schaffen, die Effizienz und Benutzerfreundlichkeit in Einklang bringen.