Verkle Trees Vs STARKs: ¿Cuál de las 2 rutas finales para la validación sin estado Ethereum es mejor?
Los árboles Verkle y STARK , en ambos casos, quieren reducir los requisitos computacionales para la verificación de bloques . Mientras tanto, los SNARK (argumentos de conocimiento sucintos y no interactivos) también son parte del futuro de Ethereum .
Los árboles Verkle permitirían a los nodos verificar los bloques Ethereum generando pruebas compactas, lo que reducirá la necesidad de que los nodos almacenen todo el estado. Sin embargo, los árboles de Verkle podrían enfrentarse a posibles limitaciones de la computación cuántica en el futuro. Él cree que la compleja tecnología es ahora más viable y podría evitar por completo los árboles Verkle.
Mientras tanto, The Verge tiene 2 objetivos principales. El primero es reducir la cantidad de datos que un nodo necesita almacenar para verificar las transacciones Ethereum . El segundo es hacer que los requisitos computacionales para la verificación sean tan bajos que incluso los dispositivos móviles y relojes inteligentes puedan participar en la red.
Entonces, no importa qué ruta tome Ethereum para la verificación sin estado (Verkle o STARK), el objetivo es abordar el tamaño cada vez mayor de los datos . Buterin afirmó: "Los datos en estado bruto aumentan ~30 GB por año, y los clientes individuales tienen que almacenar algunos datos adicionales encima para poder actualizar el trie de manera eficiente".
Pero como la verificación sin estado incorpora Verkle Trees o STARK, ¿qué ruta sería mejor para Ethereum ? Ambos métodos tienen fortalezas y debilidades. Los árboles de Verkle utilizan compromisos de vectores basados en curvas elípticas, que crean pruebas compactas pero aún pueden ser vulnerables a futuros ataques cuánticos. También son más fáciles de implementar con la arquitectura actual de Ethereum . Los STARK, por otro lado, ofrecen tamaños de prueba más pequeños (entre 100 y 300 kB en comparación con los 2,6 MB de Verkle) y tiempos de prueba potencialmente más rápidos. Sin embargo, requieren más potencia computacional y aún no se han integrado completamente en el sistema de Ethereum .
Ethereum necesita volverse más rápido y eficiente no sólo para verificar bloques sino también para otras aplicaciones. Incluye Mempools, listas de inclusión y clientes ligeros. Según se informa, todos estos casos de uso requieren una gran cantidad de pruebas para verificar elementos como los saldos de cuentas y la validez de las transacciones. Por lo tanto, se podrían utilizar ramas Merkle más simples sobre las pruebas STARK. Buterin especifica que las ramas de Merkle se pueden actualizar y podrían ofrecer una ventaja.
Mientras tanto, la comunidad Ethereum también Ethereum abordar el trabajo restante. Según Buterin, incluye análisis de costes de gas con EIP-4762. Observará cómo el cambio de las tarifas del gas para clientes apátridas afectaría Ethereum . Y dado que el paso a la apatridia es complejo, el proceso de transición también necesita ser puesto a prueba. Según se informa, también es necesario analizar la seguridad de las nuevas funciones hash compatibles con STARK, como Poseidon, que están menos probadas . Realizar análisis de seguridad de nuevas funciones hash y sistemas de prueba como SHA256 también es un paso crucial.
Ethereum tendrá que considerar la criptografía cuántica segura
Según Buterin, los 3 algoritmos Verkle, STARK con funciones hash conservadoras y con funciones hash nuevas tienen compensaciones. Explica que los árboles Verkle son los más preparados para su despliegue, pero no son resistentes a los cuánticos y son más difíciles de probar en sistemas avanzados como los SNARK.
Los enfoques basados en hash (STARK) pueden ofrecer tiempos de sincronización más rápidos para los nodos, pero la tecnología aún necesita más desarrollo y análisis de seguridad. Los árboles Verkle también permiten actualizaciones sencillas (útiles para mempools y listas de inclusión), pero es más difícil trabajar con ellos para ciertas pruebas criptográficas avanzadas (SNARK).
Para abordar estas compensaciones, Buterin propone árboles Merkle basados en celosías para que se conviertan en una alternativa cuántica segura. Sin embargo, integrarlo en la estructura actual Ethereum sería complejo. Otra opción es introducir gas multidimensional para separar la brecha de eficiencia entre el escenario promedio y el peor. Esto significa que el gas multidimensional podría permitir Ethereum reducir la cantidad de hashes necesarios en casos extremos. Con eso, Ethereum podría retrasar el cálculo de la raíz del estado al siguiente bloque y aumentar el tiempo disponible para generar pruebas.
La ruta hacia la escalabilidad Ethereum abordará la carga de almacenamiento
El blog de Buterin también subraya que las pruebas de validez para el EVM enfrentan actualmente desafíos en cuanto a seguridad y tiempo de prueba . El desafío de la escalabilidad y la descentralización de Ethereum también implica abordar los desafíos de la generación de pruebas. EIP-4444 sugiere implementar validación sin estado y caducidad del historial para reducir la carga de almacenamiento de datos de los clientes. Además de eso , las pruebas de validez actuales necesitan optimización para mejorar la velocidad y la eficiencia. Buterin sugiere estrategias como la paralelización y el uso de hardware avanzado para ayudar a acelerar este proceso.
The Verge será una transformación para Ethereum , centrándose en la apatridia y la verificación eficiente. Según se informa, la compatibilidad con STARK será importante para otras actualizaciones de la red PoS para que pueda escalar. Independientemente de los desafíos que persistan, también existen compensaciones asociadas con la implementación de estas tecnologías.
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