Ugrás a fő tartalomra

Oldal legutoljára frissítve: 2024. augusztus 12.

Verkle-fák

A Verkle-fák (a vektor elköteleződés és a „Merkel-fák” összevonásából) olyan adatstruktúrát alkotnak, amely az Ethereum-csomópontokat fejleszti, hogy ne kelljen nagy mennyiségű státuszadat tárolniuk, de mégis validálni tudják a blokkokat.

Hontalanság

A Verkle-fák kritikus lépést jelentenek a státusztalan Ethereum-kliensekhez vezető úton. A státusztalan kliensek úgy tudják validálni a bejövő blokkokat, hogy ahhoz nem kell tárolniuk a teljes státuszadatbázist. Ahelyett, hogy az Ethereum státuszának saját lokális másolatát használnák, a státusztalan kliensek egy „tanút” használnak a státuszadatokhoz, amely a blokkal együtt érkezik. A tanú a státuszadat egyéni darabjainak halmaza, amely ahhoz szükséges, hogy a tranzakciók egy adott kötegét le lehessen futtatni, illetve egy kriptográfiai bizonyíték arra, hogy a tanú valóban a teljes adat része. Ezt a tanút használják a státuszadatbázis helyett. Ehhez arra van szükség, hogy a tanúk nagyon kis méretűek legyenek, így biztosan időben el lehet juttatni őket a hálózaton keresztül a validátorokhoz, hogy azt egy 12 másodperces slotban feldolgozzák. A jelenlegi státuszadatstruktúra nem megfelelő, mert a tanúk túl nagy méretűek. A Verkle-fák megoldják ezt a problémát, mert kis méretű tanúkat tudnak készíteni, így a státusztalan kliensek egyik fő akadályát ki tudják küszöbölni.

Mi az a tanú és miért van rá szükség?

A blokk ellenőrzése azt jelenti, hogy a benne lévő tranzakciókat újra végrehajtják, megváltoztatják az Ethereum státuszfát, és kiszámolják az új gyökérhasht. Az érvényes blokk az lesz, amelynek a kiszámolt státuszgyökér-hashe ugyanazt, mint amit a blokkal együtt adtak (mert ekkor a blokkot javasló valóban végrehajtotta a számításokat úgy, ahogy mondja). A jelenlegi Ethereum-kliensekben a státusz frissítéséhez hozzá kell férni a teljes státuszfához, ami egy nagyméretű adatstruktúra, és lokálisan kell azt tárolni. A tanú a státuszadatnak csak töredékeit tartalmazza, ami a blokkban lévő tranzakciók lefuttatásához szükségesek. A validátornak tehát csak ezeket a töredékeket kell használnia arra, hogy leellenőrizze, a javaslattevő végrehajtotta-e a blokk tranzakcióit és megfelelő módon frissítette-e a státuszt. Ugyanakkor ez azt is jelenti, hogy a tanút az Ethereum hálózatán olyan gyorsan kell eljuttatni a peereknek, hogy azt biztosan megkapja és feldolgozza minden egyes csomópont a 12 másodperces slotban. Ha a tanú túl nagy méretű, akkor néhány csomópont számára sokáig tart a letöltése, így nehéz lépést tartani a lánccal. Ez egy centralizáló erő, mert csak gyors internetkapcsolattal bíró csomópontok vehetnek részt a blokkvalidálásban. A Verkle-fák révén nem kell a státuszt a merevlemezen tárolni; a blokk validálásához mindent maga a blokk tartalmaz. Sajnos a Merkle-fákból előállítható tanúk túl nagy méretűek ahhoz, hogy lehetővé tegyék a státusztalan klienseket.

Hogyan állítható elő a Verkle-fákkal kisebb méretű tanúk?

A Merkle-fa struktúrája nagy méretű tanúkat ad – ezeket nem lehet biztonsággal szétküldeni a peerek között a 12 másodperces slotban. Ennek az az oka, hogy a tanú egy olyan útvonal, amely összeköti az adatokat (amelyeket a levelek tartalmaznak) a gyökérhash-sel. Az adatok ellenőrzéséhez nem elég az összes köztes hash, ami összeköti a leveleket és a gyökeret, hanem szükség van testvérpontokra is. A bizonyítékban minden csomópontnak van egy testvére, amivel hashelődik, hogy létrehozza a fa következő hashét. Ez rengeteg adat. A Verkle-fák úgy csökkentik a tanú méretét, hogy megrövidítik a falevelek és a gyökér közötti távolságot, és nem kell a testvérpontokat is megadni ahhoz, hogy a gyökér-hash validálható legyen. Még ennél is több hely nyerhető azzal, hogy egy erőteljes polinomiális elköteleződési sémát használnak a hash-stílusú vektorelköteleződés helyett. A polinomiális elköteleződés lehetővé teszi, hogy a tanú adott méretű legyen, függetlenül az általa bizonyított levelek számától.

A polinomiális elköteleződési séma alapján a tanú kezelhető méretű lesz, és könnyedén átadható a peer-to-peer hálózaton keresztül. Ez alapján a kliensek minimális adatmennyiséggel képesek minden blokkban ellenőrizni a státuszváltozást.

Mi a Verkle-fák struktúrája?

A Verkle-fák key, value (kulcs, érték) párokból állnak, ahol a kulcsok 32 bájtos elemek, amelyek egy 31 bájtos tőből és egy egyetlen bájtos toldalékból tevődnek össze. Ezek a kulcsok kiterjesztő pontokba és belső pontokba rendeződnek. A kiterjesztőpontok egyetlen tövet képviselnek 256 gyermek számára különböző toldalékokkal. A belső pontoknak is 256 gyermekük van, de ezek lehetnek más kiterjesztőpontok is. A Verkle- és a Merkle-fastruktúra közötti fő különbség az, hogy a Verkle-fa sokkal laposabb, kevesebb köztes pont kapcsolja a levelet a gyökérhez, ezért kevesebb adat kell a bizonyíték legyártásához.

Tudjon meg többet a Verkle-fák struktúrájáról(opens in a new tab)

Jelenlegi helyzet

A Verkle-fa teszthálózatai már működnek, de jelentős mértékű kliensfrissítésre van még szükség ahhoz, hogy támogatni tudják ezt az adatstruktúrát. Ön is segíthet a fejlesztés meggyorsításában, ha szerződéseket hoz létre a teszthálózaton és klienseket működtet a teszthez.

Fedezze fel a Verkle Gen Devnet 2 teszthálózatot(opens in a new tab)

Tekintse meg, ahogy Guillaume Ballet bemutatja a Condrieu Verkle-teszthálózatot(opens in a new tab) (a Condrieu teszthálózat még a proof-of-work mechanizmus szerint működött, és mára már Verkle Gen Devnet 2 teszthálózat váltotta fel).

További olvasnivaló

Hasznosnak találta a cikket?