Verkle Trees 與 STARKs：Ethereum無狀態驗證的 2 種終極途徑哪一種更好？
Verkle樹和STARKs ，這兩種方式都希望降低區塊驗證的計算要求。與此同時，SNARK——簡潔的非交互式知識論證——也是Ethereum坊未來的一部分。
Verkle 樹將允許節點通過生成緊湊證明來驗證Ethereum區塊，這將減少節點存儲整個狀態的需要。然而，Verkle 樹未來可能面臨量子計算的潛在限制。他認爲複雜的技術現在更加可行，並且可以完全跳過 Verkle 樹。
與此同時，The Verge 有兩個主要目標。首先是減少節點驗證Ethereum交易所需存儲的數據量。第二是降低驗證的計算要求，甚至移動設備和智能手錶也可以參與網絡。
因此，無論Ethereum採用哪種方式進行無狀態驗證（Verkle 或 STARK），其目標都是解決不斷增長的數據量問題。 Buterin 表示，“原始狀態數據每年增加約 30 GB，個人客戶端必須在上面存儲一些額外的數據，以便能夠有效地更新 trie。”
但由於無狀態驗證結合了 Verkle Trees 或 STARKs，哪條路線對Ethereum來說更好？兩種方法都有優點和缺點。 Verkle 樹使用基於橢圓曲線的向量承諾，這可以創建緊湊的證明，但仍然可能容易受到未來的量子攻擊。它們也更容易使用Ethereum當前的架構來實現。另一方面，STARK 提供更小的證明大小（與 Verkle 的 2.6 MB 相比大約 100-300 kB），並且證明時間可能更快。然而，它們需要更多的計算能力，並且尚未完全集成到Ethereum的系統中。
Ethereum需要變得更快、更高效，不僅是爲了驗證區塊，還爲了其他應用程序。它包括內存池、包含列表和輕客戶端。據報道，所有這些用例都需要大量證據來驗證帳戶餘額和交易有效性等項目。因此，可以在 STARK 證明上使用更簡單的 Merkle 分支。 Buterin 指定 Merkle 分支是可更新的，並且可能會提供優勢。
與此同時，以太坊社區還Ethereum處理剩餘的工作。據 Buterin 稱，它包括使用 EIP-4762 進行 Gas 成本分析。它將指出改變無狀態客戶的汽油費將如何影響Ethereum。而且由於向無狀態的切換很複雜，因此過渡過程也需要進行測試。據報道，還需要分析 Poseidon 等新的 STARK 友好哈希函數的安全性，這些函數經過的測試較少。對新的哈希函數和 SHA256 等證明系統進行安全分析也是至關重要的一步。
Ethereum將不得不考慮量子安全密碼學
根據 Buterin 的說法，Verkle、 STARK和保守哈希函數以及新哈希函數這 3 種算法之間存在權衡。他解釋說，Verkle 樹最適合部署，但不具備量子抗性，並且更難在 SNARK 等先進系統中得到證明。
基於哈希的方法（STARK）可以爲節點提供更快的同步時間，但該技術仍然需要更多的開發和安全分析。 Verkle 樹還允許輕鬆更新（對於內存池和包含列表有用），但對於某些高級加密證明（SNARK）來說更難使用。
爲了應對這些權衡，Buterin 提出基於格的 Merkle 樹成爲量子安全的替代方案。然而，將其集成到當前的Ethereum結構中將會很複雜。另一種選擇是引入多維氣體來區分平均情況和最壞情況之間的效率差距。這意味着多維氣體可以讓Ethereum減少極端情況下所需的哈希數量。這樣，Ethereum就可以將狀態根計算延遲到下一個區塊，並增加可用於生成證明的時間。
通往Ethereum可擴展性的路線將解決存儲負擔
Buterin 的博客還強調，EVM 的有效性證明目前面臨安全性和證明時間方面的挑戰。Ethereum的可擴展性和去中心化挑戰還伴隨着解決證明生成的挑戰。 EIP-4444 建議實施無狀態驗證和歷史過期，以減輕客戶端的數據存儲負擔。除此之外，當前的有效性證明需要優化以提高速度和效率。 Buterin 建議採取並行化和使用先進硬件等策略來幫助加速這一過程。
The Verge 將是以太坊的一次轉型Ethereum專注於無狀態和高效驗證。據報道，STARK 友好性對於 PoS 網絡的其他幾個升級及其擴展非常重要。無論仍然存在什麼挑戰，與實施這些技術相關的權衡也都存在。
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