一文了解無狀態 Rollup_TER

注：原文作者是AlexBeckett，目前就職于Celestia。

全節點驗證區塊的方式，是通過下載所有交易并重新執行它們來檢查其有效性，毫不奇怪的是，更大的區塊會給全節點帶來更大的負擔，因為處理和驗證每個區塊需要更多的硬件。而欺詐和有效性證明等技術使得節點能夠檢查有效性，而無需重新執行每筆交易。數據可用性采樣技術使得節點能夠驗證數據可用性，同時只下載每個區塊的一小部分。

剩下的最后負擔之一就是狀態。要驗證區塊，全節點還必須存儲整個狀態的副本。隨著狀態的增長，對全節點的存儲需求也會增加。幸運的是，狀態增長在一定程度上也是可以解決的。

所謂無狀態是一種特性，是指全節點可以在不存儲狀態的情況下驗證區塊。而無狀態主要有兩種：

法院批準Core Scientific從現有債權人處獲得3750萬美元破產貸款:12月23日消息，美國比特幣礦企Core Scientific周四獲得法院批準，從一組現有債權人那里獲得3750萬美元貸款，為其第11章破產案提供資金。

美國破產法官David Jones在德克薩斯州休斯頓舉行的法庭聽證會上批準了Core Scientific的臨時破產貸款。該公司將尋求貸款的最終批準，并獲準在明年1月再借入3750萬美元，不過該公司的律師說，它愿意接受其他貸款機構提供的更好的融資方案。（路透社）[2022/12/23 22:02:48]

強無狀態：不需要節點來存儲狀態。

Kraken擬任CEO：從未就收購FTX進行討論:11月18日消息，此前傳言稱FTX正在接觸Kraken尋求救援，即將上任的加密貨幣交易所新首席執行官David Ripley進行了澄清。他表示從未涉及過救援FTX這件事，并補充說，我們不斷收到關于收購FTX的詢問，但其實從來沒有任何關于收購FTX的討論，這對Kraken來說沒有意義。

David Ripley還強調，Kraken沒有任何涉及FTX、DCG或任何與SBF相關實體的風險，甚至直言FTX和SBF完全是欺詐——不僅是欺詐，還是小偷。（Fortune）[2022/11/18 13:21:02]

弱無狀態：只需要區塊生產者來存儲狀態。

谷歌云已成為Ronin Network驗證節點:9月9日消息，Axie Infinity開發商Sky Mavis宣布谷歌云已成為Ronin Network第十八個驗證節點。Sky Mavis表示，Google Cloud為其內容交付網絡提供負載平衡和緩存服務，使其可以為任何地方使用任何設備的用戶提供流暢的體驗。[2022/9/9 13:19:31]

強無狀態引入了一個數量級的復雜性和權衡，所以我們現在只關注弱無狀態。

一個無狀態rollup是一種至少需要定序器來存儲狀態的rollup，但全節點是無狀態的。一個optimisticrollup可能還需要觀察器存儲狀態以生成欺詐證明，這取決于是否允許為定序器節點生成欺詐證明。

Jupiter Exchange完成500萬美元種子輪融資，White Hilt Capital領投:5月27日消息，另類資產交易平臺Jupiter Exchange宣布完成500萬美元種子輪融資，本輪融資由White Hilt Capital領投。Jupiter Exchange建立了一個簡單的交易流程，能幫助藝術品、汽車、運動鞋和其他流行文化紀念品等另類資產鑄造“所有權”NFT，這些NFT可以被細分為個人所有權Token，一旦在Jupiter Marketplace上售罄，便可在Jupiter Exchange上市進行二級交易。[2022/5/27 3:45:00]

為了驗證一個區塊的有效性，全節點從一個pre-stateroot開始，它是在將前一個區塊附加到鏈上之后的狀態樹的根。然后重新執行交易，生成一個新的狀態根。然后，根據提議的區塊頭中的poststateroot來驗證計算的poststateroot。如果匹配，則該區塊有效，如果不匹配，則該區塊無效并被拒絕。但是，無狀態節點一開始沒有pre-stateroot，因為它們不存儲狀態。

在無狀態rollup當中，定序器將為每個區塊分配一個pre-stateroot和poststateroot，以驗證該區塊。還有許多其他細微差別，但這是無狀態驗證的基本思想。

如果無狀態rollup具有一個p2p網絡，則定序器只需將區塊和相應的狀態根發送到初始對等組，然后它們可以在整個網絡中傳播它們。但如果無狀態rollup沒有p2p網絡，那么單個定序器將需要將區塊和狀態根單獨分發到網絡中的每個節點。在沒有p2p網絡情況下的rollup中實現無狀態，將給定序器帶來不切實際的巨大負擔。因此，p2p網絡是一個先決條件。

注意事項

1、狀態請求

除了驗證區塊，全節點還服務于狀態請求。無狀態節點與全節點一樣完全驗證狀態轉換，但依賴于全節點來訪問狀態。因此，仍然需要最少數量的全節點來向網絡的其余部分提供狀態請求。

實際上，由于硬件要求較低，用戶可能會傾向于使用無狀態節點，因此，能夠依賴的全節點會越來越少。如果沒有足夠的全節點來服務于狀態請求，那么無狀態rollup將遇到瓶頸，因為狀態無法在整個網絡中以足夠快的速度傳播以滿足需求。

2、交易驗證

全節點在將傳入交易轉發到mempool之前驗證它們，以防止mempool和區塊生產者收到無效的垃圾交易。然而，交易驗證需要訪問狀態以獲取發送者的帳戶余額和nonce等數據，無狀態節點在沒有向全節點發出狀態請求的情況下無法執行這些數據。此過程會給無狀態節點帶來DoS攻擊的問題，它們可能會收到垃圾交易，但不能拒絕交易，直到它們發出所需的狀態請求以檢查交易是否有資格轉發到mempool，此外，由于無狀態節點在轉發交易之前必須采取的額外步驟，因此交易傳播速度會變慢。

無狀態rollup的好處

1、狀態增長

取消全節點存儲狀態的要求會降低硬件門檻，從而降低更多用戶運行全節點的障礙。減輕狀態增長的負面影響對于rollup以及任何其他鏈一樣重要，因為它們也很脆弱。由于弱無狀態并不能免除定序器存儲狀態的責任，因此使用最多的rollup會發現狀態增長可能會成為一種障礙。我們可以實施進一步的措施來減少定序器的狀態增長，例如，在狀態到期時，在給定的時間段內未被訪問的狀態將從狀態中刪除。

順便說一句，無狀態還移除了磁盤IO的DoS攻擊向量，因為無狀態節點不再需要執行狀態訪問，如果rollup具有較大的狀態，這將特別有用。

2、欺詐證明

無狀態和欺詐證明是同一枚硬幣的兩面，只要實現了其中一個，就能免費獲得另一個。節點需要pre-stateroot和poststateroot來驗證欺詐證明，這與無狀態區塊驗證的的要求類似。誠然，關于欺詐證明還有其他考慮因素，例如單輪與多輪、bonding以及一般審查阻力細節。

如果防欺詐實現允許它們在rollup的p2p網絡中分布，則輕客戶端在此過程中的信任度會最小化。

來源：金色財經

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