Pesquisadores da Ethereum Foundation alertam sobre o peso de armazenamento causado pelo 'state bloat' e propõem caminhos para aliviar o gargalo dos nós

A equipe de Stateless Consensus da Ethereum Foundation delineou uma série de ideias para conter o “state bloat”, alertando que o registro cada vez maior de contas, armazenamento de contratos e bytecode da rede está se tornando cada vez mais difícil para os operadores de nós armazenarem, servirem e sincronizarem.

O “state” da Ethereum abrange tudo o que a rede atualmente conhece, incluindo saldos de contas, armazenamento de contratos e o código que alimenta as aplicações. A Fundação afirmou que o sistema se tornou uma peça crítica da infraestrutura global que “liquida bilhões de dólares em valor” e coordena milhares de aplicações.

No entanto, os pesquisadores da EF dizem que sua importância agora apresenta um problema sério: o state só cresce; nunca diminui.

À medida que mais dados se acumulam, operar um nó completo se torna mais caro e frágil. Uma postagem no blog da EF observou que “se o state se tornar grande demais, centralizado demais ou difícil demais de servir, todas essas camadas se tornam mais frágeis, mais caras e mais difíceis de descentralizar.”

Melhorias de escalabilidade como a expansão de Layer 2, EIP-4844 (proto-danksharding) e aumentos do gas limit permitiram mais atividade, mas também aceleram o crescimento do state.

Os pesquisadores alertaram que, se apenas um pequeno grupo de operadores sofisticados puder arcar com o armazenamento e o fornecimento do state completo, a resistência à censura, neutralidade e resiliência da Ethereum podem enfraquecer. A equipe afirmou que está realizando testes de estresse ativamente para determinar quando “o crescimento do state se torna um gargalo de escalabilidade”, quando “o tamanho do state dificulta que os nós acompanhem a cabeça da cadeia” e quando “as implementações dos clientes começam a falhar sob um tamanho extremo do state.”

A validação sem state levanta uma nova questão: quem armazena os dados?

O roadmap de longo prazo da Ethereum inclui a statelessness, que foca em permitir que validadores verifiquem blocos sem manter o state completo.

Embora isso reduza o fardo sobre os validadores e desbloqueie uma maior capacidade de processamento, também transfere a responsabilidade de armazenar o state histórico para um grupo menor e mais especializado. Os pesquisadores escreveram que, em um design stateless, “a maior parte do state provavelmente será armazenada apenas por: block builders, provedores de RPC [e] outros operadores especializados como MEV searchers e block explorers.”

Essa centralização, segundo a equipe, introduz desafios em relação à sincronização, resistência à censura e resiliência a quedas ou pressões externas.

Três caminhos propostos

A equipe de Stateless Consensus propôs três abordagens potenciais para tornar o armazenamento e o fornecimento do state mais gerenciáveis.

A primeira, State Expiry, remove dados inativos do conjunto ativo enquanto permite que os usuários os revivam com provas. A equipe afirmou que aproximadamente “80% do state não foi tocado por mais de 1 ano”, mas todos os nós ainda precisam armazená-lo atualmente. Duas variantes estão em consideração: “mark, expire, revive”, que sinaliza e remove entradas raramente usadas, e “multi-era expiry”, que agrupa dados em eras e congela as mais antigas.

O segundo caminho, State Archive, separa o hot state do cold state. Os dados quentes permanecem limitados e rápidos de acessar, enquanto os dados frios são preservados para fins históricos e de verificabilidade. Isso permitiria que o desempenho dos nós “permanecesse aproximadamente estável ao longo do tempo, em vez de degradar à medida que a cadeia envelhece”, mesmo com o crescimento do state total.

A opção final, Partial Statelessness, permite que os nós armazenem apenas subconjuntos do state, enquanto wallets e light clients armazenam em cache os dados dos quais dependem. Isso pode ampliar a participação ao reduzir os custos de armazenamento e a dependência de grandes provedores de RPC.

Em todas as três abordagens, o objetivo é “reduzir o state como gargalo de desempenho, diminuir o custo de mantê-lo e facilitar o seu fornecimento.”

O que vem a seguir?

A EF afirmou que está priorizando esforços práticos que possam trazer benefícios hoje, enquanto se prepara para mudanças de protocolo mais ambiciosas no futuro.

De acordo com a postagem, isso inclui o desenvolvimento de arquivos, melhorias na infraestrutura de RPC e a facilitação da execução de nós parcialmente stateless. A equipe também enfatizou que essas iniciativas foram escolhidas porque “são imediatamente úteis e compatíveis com o futuro.”

Seguindo em frente, a fundação convidou desenvolvedores, operadores de nós e equipes de infraestrutura a participarem.

“À medida que iteramos, continuaremos compartilhando nosso progresso e nossas questões em aberto. Mas não podemos resolver isso isoladamente,” escreveram os pesquisadores. “Se você é um desenvolvedor de cliente, opera um nó, gerencia infraestrutura, constrói em Layer 2s ou simplesmente se importa com a saúde de longo prazo da Ethereum, convidamos você a se envolver: compartilhe feedback sobre nossas propostas, participe das discussões em fóruns e chamadas, e ajude a testar novas abordagens na prática.”

A atualização chega enquanto a Ethereum Foundation intensificou a comunicação sobre o desenvolvimento de protocolo de longo prazo.