Peneliti Ethereum Foundation memperingatkan beban penyimpanan akibat 'state bloat', mengusulkan solusi untuk mengurangi hambatan node

Tim Stateless Consensus dari Ethereum Foundation telah menguraikan serangkaian ide untuk mengekang “state bloat,” memperingatkan bahwa catatan akun, penyimpanan kontrak, dan bytecode jaringan yang terus berkembang menjadi semakin sulit untuk disimpan, dilayani, dan disinkronkan oleh operator node.

“State” Ethereum mencakup segala hal yang saat ini diketahui oleh jaringan, termasuk saldo akun, penyimpanan kontrak, dan kode yang menjalankan aplikasi. Foundation mengatakan bahwa sistem ini telah menjadi bagian penting dari infrastruktur global yang “menyelesaikan transaksi bernilai miliaran dolar” dan mengoordinasikan ribuan aplikasi.

Namun, para peneliti EF mengatakan bahwa pentingnya sistem ini kini menghadirkan masalah serius: state hanya bertambah; tidak pernah berkurang.

Seiring bertambahnya data, menjalankan full node menjadi lebih mahal dan rapuh. Sebuah postingan blog EF mencatat bahwa “jika state menjadi terlalu besar, terlalu terpusat, atau terlalu sulit untuk dilayani, semua lapisan ini menjadi lebih rapuh, lebih mahal, dan lebih sulit untuk didesentralisasi.”

Peningkatan skalabilitas seperti ekspansi Layer 2, EIP-4844 (proto-danksharding), dan peningkatan batas gas telah memungkinkan lebih banyak aktivitas, namun juga mempercepat pertumbuhan state.

Para peneliti memperingatkan bahwa jika hanya sekelompok kecil operator canggih yang mampu menyimpan dan melayani seluruh state, ketahanan terhadap sensor, netralitas, dan ketahanan Ethereum dapat melemah. Tim mengatakan mereka secara aktif melakukan stress-testing untuk menentukan kapan “pertumbuhan state menjadi hambatan skalabilitas,” kapan “ukuran state membuat node sulit mengikuti head of the chain,” dan kapan “implementasi client mulai gagal di bawah ukuran state yang ekstrem.”

Validasi tanpa state menimbulkan pertanyaan baru: siapa yang menyimpan data?

Peta jalan jangka panjang Ethereum mencakup statelessness, yang berfokus pada memungkinkan validator memverifikasi blok tanpa harus menyimpan seluruh state.

Walaupun ini mengurangi beban pada validator dan membuka throughput yang lebih tinggi, hal ini juga mengalihkan tanggung jawab penyimpanan state historis ke kelompok yang lebih kecil dan lebih khusus. Para peneliti menulis bahwa dalam desain stateless, “sebagian besar state kemungkinan hanya akan disimpan oleh: block builders, penyedia RPC, dan operator spesialis lain seperti MEV searchers dan block explorers.”

Sentralisasi tersebut, kata tim, menimbulkan tantangan terkait sinkronisasi, ketahanan terhadap sensor, dan ketahanan terhadap gangguan atau tekanan eksternal.

Tiga jalur yang diusulkan

Tim Stateless Consensus mengusulkan tiga pendekatan potensial untuk membuat penyimpanan dan pelayanan state menjadi lebih mudah dikelola.

Pertama, State Expiry, menghapus data tidak aktif dari set aktif sambil memungkinkan pengguna menghidupkannya kembali dengan bukti. Tim mengatakan sekitar “80% dari state tidak tersentuh selama lebih dari 1 tahun,” namun semua node masih harus menyimpannya hingga hari ini. Dua varian sedang dipertimbangkan: “mark, expire, revive,” yang menandai dan menghapus entri yang jarang digunakan, dan “multi-era expiry,” yang menggulirkan data ke dalam era dan membekukan yang lebih lama.

Jalur kedua, State Archive, memisahkan hot state dari cold state. Data hot tetap terbatas dan cepat diakses, sementara data cold dipertahankan untuk sejarah dan verifikasi. Ini akan memungkinkan performa node “tetap relatif stabil seiring waktu, alih-alih menurun seiring bertambahnya usia chain,” bahkan ketika total state tumbuh.

Pilihan terakhir, Partial Statelessness, memungkinkan node hanya menyimpan subset dari state, sementara wallet dan light client menyimpan cache data yang mereka andalkan. Ini dapat memperluas partisipasi dengan menurunkan biaya penyimpanan dan mengurangi ketergantungan pada penyedia RPC besar.

Di ketiga pendekatan tersebut, tujuannya adalah untuk “mengurangi state sebagai hambatan performa, menurunkan biaya penyimpanannya, dan mempermudah pelayanannya.”

Apa selanjutnya?

EF mengatakan mereka memprioritaskan upaya praktis yang dapat memberikan manfaat hari ini sambil mempersiapkan perubahan protokol yang lebih ambisius di masa depan.

Menurut postingan tersebut, ini termasuk pengembangan archive, peningkatan infrastruktur RPC, dan mempermudah menjalankan partial stateless node. Tim juga menekankan bahwa inisiatif ini dipilih karena “langsung berguna dan kompatibel ke depan.”

Ke depan, foundation telah mengundang para pengembang, operator node, dan tim infrastruktur untuk berpartisipasi.

“Saat kami terus berinovasi, kami akan terus membagikan kemajuan dan pertanyaan terbuka kami. Namun kami tidak bisa menyelesaikan ini sendirian,” tulis para peneliti. “Jika Anda adalah pengembang client, menjalankan node, mengoperasikan infrastruktur, membangun di Layer 2, atau sekadar peduli dengan kesehatan jangka panjang Ethereum, kami mengundang Anda untuk terlibat: bagikan masukan atas proposal kami, bergabung dalam diskusi di forum dan panggilan, serta bantu uji pendekatan baru secara praktik.”

Pembaruan ini hadir saat Ethereum Foundation meningkatkan komunikasi terkait pengembangan protokol jangka panjang.