以太坊探索UTXO式模型,应对节点存储需求增长
要点速览
- •以太坊上的完整执行节点目前需要约0.9至1.3 TB的存储空间,基准状态增长每年可达约100 GB。
- •Vitalik Buterin表示,以太坊的扩容提案正在探索与比特币Utreexo系统类似的思路。
- •Utreexo让节点存储一个小型累加器而非完整的UTXO集合,同时由交易提供证明以验证未花费的输出。
- •以太坊存储的数据中约80%至82%由新的永久记录构成,而账户记录和存储记录中各有不到4%会在30天内被访问。
- •文章指出,任何迈向更轻量存储的举措仍需经过以太坊的改进提案和硬分叉流程。

随着网络数据量的不断增长,运行全节点的负担日益加重,以太坊 [ $ETH ] 正在重新审视其扩容方式。随着账户和智能合约规模的扩大,完整执行节点目前需要大约0.9至1.3 TB的存储空间。与此同时,基准状态增长每年可接近100 GB,这意味着更高的吞吐量可能使节点运行变得愈发吃力。
这一挑战解释了为什么以太坊的Vitalik Buterin正将目光从单纯处理更多交易转向减少节点必须保留的数据。在X平台上的一篇帖子中,他赞扬比特币开发者开发了Utreexo——一个让节点存储远少于以往数据的系统,并表示以太坊的扩容提案目前正在探索类似的思路。Utreexo得名于比特币的UTXO(未花费交易输出)模型,在该模型中,余额以离散的可花费输出形式存在,而非账户条目。Utreexo节点无需在磁盘上保存完整的UTXO集合,而只需持有一个微小的基于哈希的累加器(以Merkle树森林的结构组织),同时每笔交易都携带证明,使节点能够验证输入确实未被花费。
简而言之,Buterin希望以太坊允许多种节点状态管理方式,因为这样可以减少节点必须持有的数据量。解决状态增长问题将使以太坊在扩展的同时不会增加去中心化的成本——网络的长远扩容路径正取决于这一平衡。这一平衡多年来一直影响着以太坊的研究方向:早期的“状态租金”(state rent)提案被搁置,转而推进无状态(statelessness)研究,而路线图则通过EIP-4444单独处理存储问题,该提案限制了执行客户端必须保留的历史区块数据量。
以太坊瞄准更轻量的数据存储
这一拟议变更之所以重要,是因为以太坊上约80%至82%的数据以新的永久记录形式产生,相比之下,账户数据占14%,合约代码占4%。每个全节点为了跟随网络运行,都需要存储更多信息。随着代币余额和其他类型记录的增长,UTXO式方法可以提供另一种处理支付的方式,而不会增加大量永久记录。
估算表明,如果以太坊针对特定支付采用UTXO式方法,节点的存储需求将下降近99.8%。简单来说,这意味着随着交易的进行,以太坊的交易活动量可能会增加,而存储不会随之成比例增长。此外,以太坊仍可保留目前存储永久性、复杂数据的方法,以满足有此需求的应用。
考虑到以太坊存储的信息中很少被定期使用,这种更轻量的存储模型可能更具实用性:账户记录和存储记录中各有不到4%会在30天内被访问。通常情况下,UTXO数据库占用约11–11.5 GB空间,而Utreexo可将本地存储的信息减少到1 KB以下。其代价则体现在验证过程中需要额外的证明数据。
对以太坊而言,类似的平衡可以让频繁使用的信息保持随时可用,同时将闲置记录移至别处——在不删除历史信息的情况下减轻节点存储负担。
结语
以太坊目前正在探索更轻量的存储方案,以便在保持去中心化的同时实现扩容,而Utreexo证明了该网络如何在不限制功能的前提下减少节点存储。任何此类转变都将经由以太坊的改进提案和硬分叉流程推进,因此这是一个值得关注的研发方向,而非即将落地的协议变更。
来源:AMBCrypto