State Bloat는 무엇입니까?

블록 체인의 상태 개념을 이해합니다

블록 체인 기술에서 State는 계정 잔액, 스마트 계약 저장 및 기타 중요한 정보를 나타내는 네트워크에 저장된 현재 데이터를 나타냅니다. 각 거래 또는 스마트 계약 실행은이 상태를 수정합니다. 기존 데이터베이스와 달리 블록 체인은 모든 변화의 완전한 기록을 유지합니다. 즉, 상태의 크기는 시간이 지남에 따라 자랍니다. 더 많은 사용자가 분산 응용 프로그램 (DAPP)과 상호 작용함에 따라 상태 데이터의 양이 기하 급수적으로 증가합니다. 이 성장은 사용자 계정에만 국한된 것이 아니라 계약 코드 및 내부 스토리지 변수도 포함됩니다.

이 누적 된 상태 데이터가 지나치게 커져서 성능 저하와 노드의 리소스 요구 사항이 증가 할 때 상태 부풀어 오릅니다. 전체 노드는 거래를 검증하기 위해 전체 주를 저장하고 처리해야하며, 이는 상태가 확장 될 때 계산 비용이 발생할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 동기화 시간이 느리고 하드웨어 비용이 높아지고 참가자가 전체 노드를 실행할 수 있기 때문에 분권화가 줄어 듭니다.

블록 체인 네트워크에서 상태 팽창의 원인

상태 팽창 의 주요 원인 중 하나는 특정 블록 체인 프로토콜에서 가지 치기 메커니즘이 없기 때문입니다. 일부 네트워크는 이전 트랜잭션 데이터를 가지 치기를 허용하지만 계정 잔액 및 계약 저장소와 같은 상태 데이터는 유효성 검사에 액세스 할 수 있습니다. 또한, 최적의 최적화 된 스마트 계약은 불필요한 데이터를 영구적으로 체인 하여이 문제에 크게 기여할 수 있습니다.

• 최적화되지 않은 스마트 계약 : 개발자는 실수로 과도한 데이터를 저장하는 계약을 생성하여 전체 상태 규모를 증가시킬 수 있습니다.
• 가비지 수집 부족 : 일부 블록 체인에는 쓸모 없거나 사용하지 않은 상태 항목을 제거하기위한 내장 메커니즘이 없어서 무기한으로 축적됩니다.
• 높은 트랜잭션 처리량 : 높은 사용량이 많은 네트워크는 더 많은 상태 수정을 생성하여 상태가 성장하는 비율을 가속화합니다.

네트워크 성능에 대한 State Bloat의 영향

상태가 커지면 노드 연산자에 추가 부담이 생기고 네트워크 효율에 영향을 미칩니다. 노드는 상태를 저장하고 액세스하기 위해 더 많은 메모리와 디스크 공간이 필요하므로 동기화 시간이 길어집니다. 이를 통해 새로운 참가자가 네트워크에 가입하여 탈 중앙화를 줄이고 잠재적으로 보안을 손상시키는 것을 막을 수 있습니다.

• 하드웨어 요구 사항 증가 : 확장 상태를 처리하기 위해 더 많은 RAM 및 SSD 스토리지가 필요함에 따라 전체 노드를 실행하는 것이 비용이 많이 듭니다.
• 트랜잭션 유효성 검사가 느려집니다. 더 큰 상태는 블록 당 더 많은 데이터를 처리해야하며 합의와 최종성이 느려집니다.
• 중앙 집중화 위험 : 잘 자와는 자원이 잘 된 엔티티만이 전체 노드를 작동시켜 네트워크의 분산 된 특성을 약화시킬 수 있습니다.

상태 팽창을위한 완화 전략

주 임대 모델, 쓰레기 수거 프로토콜 및 오프 체인 스토리지 솔루션을 포함하여 주 팽창과 싸우기 위해 몇 가지 접근법이 제안되고 구현되었습니다. 예를 들어, 이더 리움은 사용자가 주기적으로 데이터를 체인으로 유지하기 위해 주기적으로 지불 해야하는 주 만료 및 임대 체계 구현을 조사했습니다.

• 주 임대료 : 사용자는 반복적 인 수수료를 지불하여 사슬에 데이터를 유지하고 사용하지 않거나 쓸모없는 상태 항목의 제거를 인센티브링합니다.
• 주 만료 : 미사용 계정 또는 계약은 정의 된 기간 후에 새로 고치지 않는 한 활성 상태에서 자동으로 제거됩니다.
• 오프 체인 스토리지 : IPF 또는 롤업과 같은 외부 스토리지 레이어로 데이터를 덜 자주 이동하면 체인 부담이 줄어 듭니다.

국가 부풀림 문제의 실제 사례

이더 리움은 특히 네트워크 정체가 높은 기간 동안 주 팽창과 관련된 주목할만한 과제에 직면 해 있습니다. EVM (Ethereum Virtual Machine)은 상태를 트리 구조로 저장하여 더 많은 노드가 추가됨에 따라 점점 더 복잡해집니다. EOS 및 Tezos와 같은 다른 블록 체인도 비슷한 문제를 경험하여 확장 가능한 국가 관리 기술에 대한 지속적인 연구를 촉구했습니다.

• 이더 리움의 트리 구조 : 상태 저장에 사용되는 메르클 패트리샤 트리는 노드 수가 증가함에 따라 비효율적이어서 성능에 영향을 미칩니다.
• EOS State Growth : EOS의 고주파 DAPP는 빠른 상태 확장으로 이어져 맞춤형 치기 솔루션이 필요했습니다.
• Tezos의 온쇄 매개 변수 : 유용성을 손상시키지 않고 성장하는 상태 크기를 관리하기 위해 가스 한계 및 저장 비용 조정이 도입되었습니다.

자주 묻는 질문

상태 팽창은 블록 체인 팽창과 어떻게 다릅니 까? 블록 체인 Bloat는 일반적으로 거래 기록을 포함하여 전체 블록 체인 원장의 성장을 나타냅니다. 대조적으로, 상태 Bloat는 구체적으로 노드가 유효성 검사 목적으로 유지 해야하는 활성 상태 데이터의 확장에 관한 것입니다.

가벼운 고객이 상태 부풀게의 영향을 피할 수 있습니까? 가벼운 클라이언트는 전체 상태를 저장하지 않고 검증을 위해 신뢰할 수있는 노드에 의존합니다. 그러나 여전히 정확하고 최신 상태 데이터를 유지하는 전체 노드에 의존하므로 상태 부풀림은 네트워크 신뢰성에 영향을 미침으로써 간접적으로 가벼운 클라이언트 기능에 영향을 미칩니다 .

상태 팽창이 발생하면 State Bloat가 가역적입니까? State Bloat를 역전하려면 쓰레기 수집, 상태 만료 또는 대체 아키텍처로의 마이그레이션과 같은 특정 메커니즘을 구현해야합니다. 자체 수정이 아니며 일반적으로 프로토콜 수준 업그레이드가 필요합니다.

모든 블록 체인이 상태 팽창으로 고통 받습니까? 아니요, 블록 체인은 상태를 관리하는 방식이 다양합니다. Bitcoin과 같은 일부는 주로 UTXOS (Unspent Transaction Outputs)를 추적하기 때문에 상태 요구 사항이 최소화됩니다. 다른 사람들, 특히 이더 리움과 같은 복잡한 스마트 계약을 지원하는 사람들은 더 풍부한 데이터 구조와 지속적인 스토리지 요구로 인해 주 팽창 의 위험이 더 커집니다.