Verkle Trees与STARKs：以太坊无状态验证的两条最终路线中，哪一条更好？

随着数据存储和验证需求的增长，以太坊的网络可能会朝着无状态验证的方向发展。联合创始人V它alik Buterin为这一转变提出了两种解决方案——Verkle树和星星。

虽然这两种方法都提高了块验证的效率和可访问性，但在安全性、效率和实现复杂性方面存在权衡。

怎么STARKs作为Verkle Trees的替代品？

以太坊联合创始人Vitalik Buterin释放另一个博客解释了该网络可能的未来。Buterin专注于无状态验证在这个博客，节点可以在不存储完整以太坊状态的情况下验证块。 在谈到The Verge时，他解释说早期的旨在通过以下方式使以太坊协议高效制作验证的计算要求low.然而，他补充说，目标现在是用SNARKs验证链。

Verkle树和星星，两种方式都想让块验证的计算要求降低与此同时，SNARKs——简洁的非交互式知识论证——也是以太坊未来的一部分。

Verkle树将允许节点通过生成紧凑的证明来验证以太坊块，这将减少节点存储整个状态的需要。然而，Verkle树在未来可能会面临量子计算的潜在限制。他认为，这项复杂的技术现在更可行，可以完全跳过Verkle树。

与此同时，The Verge有两个主要目标。第一个是减少节点验证以太坊交易所需存储的数据量。第二是将验证的计算要求降低到即使是移动设备和智能手表也可以参与网络。

因此，无论以太坊采用哪种途径进行无状态验证——Verkle还是STARK——目标都是解决不断增长的数据大小Buterin表示：“原始状态数据每年增加约30GB，个人客户必须在其上存储一些额外的数据，以便能够有效地更新trie。”

部署无状态验证如何简化节点设置

尤其是，增长的以太坊数据的规模使得利益相关者难以设置和升级他们的节点。由于Buterin主张，这就是原因对于无状态验证通过让节点在不存储所有数据的情况下验证块来解决这个问题。该过程允许节点使用包括状态值和加密证明的见证来验证块。然而，为了使无状态验证高效工作，以太坊目前的Merkle Patricia树结构需要被替换，因为它不适合创建紧凑、易于验证的证明。

但是，由于无状态验证结合了Verkle树或STARK，哪种路由对以太坊更好？这两种方法都有优缺点。Verkle树使用基于椭圆曲线的向量承诺，这可以创建紧凑的证明，但可能仍然容易受到未来量子攻击的影响。它们也更容易用以太坊当前的架构来实现。另一方面，STARK提供更小的证明大小（与Verkle的2.6 MB相比约为100-300 kB），并且可能更快的证明时间。然而，它们需要更多的计算能力，而且还没有完全整合进入以太坊的系统。

以太坊无状态验证的3种方法

以太坊不仅在验证区块方面，而且在其他应用程序方面都需要变得更快、更高效。它包括Mempools、收录列表和轻量级客户端。据报道，所有这些用例都需要大量的证明来验证账户余额和交易有效性等项目。因此，可以在STARK证明上使用更简单的Merkle分支。Buterin规定：；Merkle分支是可更新的，可能会提供优势。

与此同时，以太坊社区需要也根据Buterin的说法，它包括使用EIP-4762进行天然气成本分析。它将注意到无状态客户端的天然气费用变化将如何影响以太坊。自从切换到无状态状态是复杂的，转换过程也需要测试。 还有据报道需要分析新的STARK友好哈希函数（如Poseidon）的安全性是 测试较少.对新的哈希函数和SHA256等证明系统进行安全分析也是至关重要的一步。

以太坊将不得不考虑量子安全cryptography

根据Buterin的说法，STARK保守派哈希函数和with新的哈希函数需要权衡。他解释说，Verkle树是最适合部署的，但不是量子抗性的，在SNARKs等先进系统中更难证明。

基于哈希的方法（STARKs）可以为节点提供更快的同步时间，但该技术仍需要更多的开发和安全分析。Verkle树还允许轻松更新（对内存池和包含列表），但对于某些高级加密证明（SNARK）来说更难使用。

为了应对这些权衡，Buterin提出了基于格子的Merkle树成为量子安全的替代方案。然而，整合it进入当前的以太坊结构将是复杂的。另一种选择是介绍多维气体，以分离平均情况和最坏情况之间的效率差距。这意味着多维gas可以让以太坊在极端情况下减少所需的哈希数。这样，以太坊可以将状态根计算延迟到下一个块，并增加时间可获得的生成证明。

通往以太坊可扩展性的途径将解决存储问题burden

Buterin的博客还强调，EVM的有效性证明目前在安全和证明人时间。以太坊的可扩展性和去中心化挑战也伴随着解决挑战证据生成。EIP-4444建议实施无状态验证和历史过期，以减轻客户端的数据存储负担。此外对于这个当前的有效性证明需要优化以提高速度和效率。Buterin提出了并行化和使用先进的硬件有助于加速这一过程。

The Verge将成为一种转变以太坊，专注于无状态和高效验证。据报道，STARK友好性对于PoS网络的其他几次升级至关重要，以实现其扩展。无论什么挑战依然存在，与实施这些技术相关的权衡也存在。