Ethereumの成長する状態問題が限界に達しつつある

ソース：CryptoTicker オリジナルタイトル：Ethereumの成長する状態問題は破綻点に近づいている オリジナルリンク：https://cryptoticker.io/en/ethereums-growing-state-problem-is-reaching-a-breaking-point/

Ethereumの「状態」が本当に意味するもの

Ethereumの状態は、ネットワークが現在知っているすべてのものの合計です。それにはアカウント残高、スマートコントラクトのストレージ、分散型アプリケーションを実行するバイトコードが含まれます。これはチェーンのライブメモリです。

この状態は、数十億ドルの価値を決済し、DeFi、NFT、ゲーム、エンタープライズユースケースにわたる何千ものアプリケーションを調整するエコシステムの基盤となっています。問題は単純ですが深刻です：状態は常に拡大し続けるだけです。何も削除されることはありません。

より多くのアプリケーションがコントラクトを展開し、より多くのユーザーがそれらとやり取りするにつれて、状態は恒久的に拡大します。すべてのフルノードはこのデータを保存し、提供し続けなければなりません。たとえ大部分が二度と触れられなくても。

Ethereumの状態膨張が分散化を脅かす理由

フルEthereumノードを運用するのはすでに高コストです。ストレージ要件は増え続け、同期時間は長くなり、チェーンの老朽化とともにデータの提供は脆弱になります。Foundationによると、状態があまりにも大きく複雑になりすぎて提供できなくなると、全体のスタックがより集中化し、壊れやすくなるとのことです。

最近のスケーリングアップグレードは、この傾向を意図せず加速させています。Layer 2の拡張、EIP-4844のプロトダンクシャーディング、高いガスリミットはすべて、Ethereum上の活動を増やしています。活動が増えると、コントラクトも増え、ストレージ書き込みも増え、状態の成長も加速します。

この懸念は理論的なものではありません。研究者たちは、状態サイズがボトルネックになるタイミング、ノードがチェーンのヘッドと同期し続けるのに苦労するタイミング、クライアント実装が極端なストレージ圧力下で失敗し始めるタイミングを理解するために、積極的にストレステストを行っています。

資金力のある少数の運営者だけがフルノードを運用できる場合、Ethereumの検閲耐性と中立性は弱まり始めます。

ステートレス検証は一つの問題を解決し、もう一つの問題を生む

Ethereumの長期ロードマップには、検証者がフル状態を保存せずにブロックを検証できるステートレス性が含まれています。これにより、検証者の負担が大幅に軽減され、スループットの向上が可能になります。

しかし、新たな疑問も生まれます：もし検証者が状態を保存しない場合、誰が保存するのか？

ステートレス設計では、ほとんどの履歴およびアクティブな状態は、ブロックビルダー、RPCプロバイダー、MEVサーチャー、ブロックエクスプローラーなどの専門運営者によって保持される可能性が高いです。その集中は、検閲、障害時の可用性、規制や外部圧力下でのレジリエンスに関する新たなリスクをもたらします。

Stateless Consensusチームは、そのトレードオフについて明確です。ステートレス検証はスケーラビリティを向上させますが、慎重に設計しないとEthereumをインフラ集中化に向かわせる可能性があります。

状態膨張に対処するための3つの提案された道筋

この問題に対処するために、Ethereum Foundationの研究者たちは、異なる角度から状態の成長にアプローチする3つの補完的な方法を概説しました。

状態期限切れ

状態期限切れは、アクティブな状態から非アクティブなデータを削除することに焦点を当てています。チームは、Ethereumの状態の約80％が1年以上触れられていないと推定していますが、それでもすべてのノードはそれを保存し続ける必要があります。

このモデルでは、非アクティブなデータはアクティブセットから期限切れとなりますが、暗号証明を用いて後で復活させることも可能です。2つのバリアントが検討されています。一つは、あまり使われないエントリをマークして期限切れにし、後で復活させるオプションを持たせるもの。もう一つは、状態を時代ごとにグループ化し、古い時代を凍結しつつ、最近のデータはアクティブに保つものです。

目的はシンプルです：誰も使っていないデータをすべてのノードに持たせ続けるのをやめること。

状態アーカイブ

状態アーカイブは、ホット状態とコールド状態を分離します。頻繁にアクセスされるデータは高速かつ制限されたまま維持され、古いデータは歴史的検証のためにアーカイブストレージに保存されます。

このアプローチにより、チェーンの老朽化に伴うパフォーマンスの低下を防ぎつつ、ノードのパフォーマンスを比較的安定させることが可能です。総状態が増え続けても、ほとんどのノードの運用負荷は管理可能な範囲にとどまります。

また、パフォーマンス最適化用のノードと、歴史や研究用のノードの役割をより明確に区別できます。

部分的ステートレス性

部分的ステートレス性は、ノードがすべての状態を保存するのではなく、一部だけを保存できるようにします。ウォレットやライトクライアントは、依存しているデータをキャッシュし、中央集権的RPCプロバイダーへの依存を減らします。

このモデルは、ストレージコストを削減し、参加を広げ、個人や小規模運営者が大規模なハードウェア投資なしでノードを運用しやすくします。

これら3つのアプローチの共通の目標は、状態をパフォーマンスのボトルネックとして削減し、その保持コストを下げ、提供を容易にすることです。

Ethereum Foundationの次の取り組み

Foundationは、今日実際に利益をもたらす解決策を優先しつつ、将来的により野心的なプロトコル変更と互換性のあるものを模索しています。現在の焦点は、アーカイブログツールの改善、RPCインフラの強化、部分的ステートレスノードの運用容易化です。

これらの取り組みは意図的に実用的です。チームは、これらが即効性があり、Ethereumの長期的なロードマップと将来的に互換性があると判断したため選ばれたと強調しています。

開発者、ノード運営者、インフラチームにテストや議論への参加を呼びかけています。研究者たちは、これはFoundationだけで解決できる問題ではないことを明確にしています。

長期的に重要な理由

Ethereumの状態膨張は見出しを飾る問題ではありませんが、Ethereumの分散化の約束の核心にあります。ノード運用があまりにもコスト高または複雑になると、ネットワークはインフラ集中化に向かうリスクがあります。スループットや使いやすさが向上してもです。

Ethereum Foundationのメッセージはシンプルです。安全にデータを保存し提供できる能力を拡張せずにチェーンをスケールさせるだけでは不十分です。今後数年間でEthereumが状態をどう管理するかが、誰が参加できるか、誰がインフラを支配するか、そして圧力下でのネットワークの耐久性に影響を与えるでしょう。

議論は始まったばかりであり、ここでの選択は次のアップグレードサイクルをはるかに超えて影響を及ぼすことになります。