作者：Wei Han Ng，Carlos Pérez，無狀態共識研究團隊；翻譯：@喜來順財經xiaozou
以太坊已從一個實驗性的小型網絡成長為全球基礎設施的關鍵組成部分。它每日結算價值達數十億美元，協調成千上萬的應用程序，并支撐著整個二層網絡（L2）生態。
這一切最終都依賴于一個核心底層組件：狀態（state）。
用戶的余額并非存儲在其錢包中，而是存在于以太坊的狀態里。狀態可以粗略理解為“以太坊當前所知的一切”：賬戶、合約存儲（合約寫入的所有數據）、字節碼（使用智能合約時運行的邏輯）。
狀態幾乎是所有功能的基礎：
錢包依賴它來顯示余額和過往操作記錄；
去中心化應用（Dapps）通過查詢它來了解現有的持倉、訂單或消息；
基礎設施（區塊瀏覽器、跨鏈橋、索引器等）持續讀取狀態，以在其之上提供服務。
如果狀態變得過于龐大、過于中心化，或難以提供服務，所有上述層級都會變得更加脆弱、成本更高，且更難以去中心化。
以太坊多年來持續致力于網絡擴展：通過二層網絡、EIP-4844、提高Gas上限、Gas費重定價，以及內置的提議者-構建者分離機制。每一步都提升了網絡處理能力，但也帶來了新的挑戰。
挑戰一：狀態持續膨脹
以太坊的狀態規模只增不減。每個新增賬戶、存儲操作和字節碼寫入都會永久增加網絡必須保存的數據。
這產生了具體成本：
驗證者和全節點必須存儲更多數據。隨著狀態規模擴大，數據庫需要處理額外工作負荷，效率隨之降低。
RPC服務提供商需保持完整狀態可訪問，確保任意賬戶或存儲數據可隨時查詢。
狀態增長導致節點同步速度變慢、穩定性下降。
提高Gas上限會加劇狀態膨脹，因為每個區塊可容納更多寫入操作。其他公鏈已出現此問題。隨著狀態規模擴大，普通用戶難以運行全節點，導致狀態數據集中于少數大型服務商手中。
在以太坊，多數區塊已由專業構建者生產。核心關切在于關鍵時刻仍有多少獨立主體能完成端到端的區塊構建。如果只有極少數參與者能存儲并提供完整狀態，抗審查能力和可信中立性將受損——因為能構建包含被審查交易的區塊的主體將更少。
部分積極因素是，FOCIL和VOPS等機制旨在保障專業化構建者生態下的抗審查性。但其有效性仍依賴于健康的節點生態，這些節點需能以可承受成本訪問、存儲和提供狀態數據。因此控制狀態增長是必要前提，而非可選優化。
為確定問題臨界點，我們正積極進行壓力測試：
狀態增長何時成為擴展瓶頸；
狀態規模何時使節點難以跟隨鏈頭；
客戶端實現何時在極端狀態規模下失效。
挑戰二：在無狀態架構中，誰負責存儲并提供狀態？
即使以太坊永久維持當前的Gas上限，我們最終仍會遭遇狀態膨脹問題。與此同時，社區顯然期待更高的吞吐量。
無狀態方案消除了一個重大限制：驗證者無需持有完整狀態即可驗證區塊，僅需驗證證明。這是重要的可擴展性突破，既能滿足社區對更高吞吐量的需求，也揭示了一個曾經隱含的事實——狀態存儲可演變為獨立且更專業化的職能，而非與每個驗證者綁定。
屆時，大部分狀態可能僅由以下主體存儲：
區塊構建者；
RPC服務提供商；
其他專業運營商（如MEV搜索者和區塊瀏覽器）。
換言之，狀態將變得更加中心化。
這會引發多重后果：
同步難度增加：中心化服務商可能開始限制對狀態的訪問，導致新服務商難以啟動；
抗審查性削弱：若被審查的狀態數據無法獲取，FOCIL等抗審查機制可能失效；
系統韌性風險：若僅少數主體存儲并提供完整狀態，其服務中斷或遭受外部壓力將迅速切斷生態大部分組件的訪問。
即使許多實體存儲狀態，也缺乏有效方式驗證其實際提供服務，且現有激勵不足。快照同步默認被廣泛支持，但RPC服務則不然。若不降低狀態服務成本并提升其普遍吸引力，網絡訪問自身狀態的能力將受制于少數服務商。
這一問題同樣波及第二層網絡。用戶強制打包交易的能力依賴于對L1上Rollup合約狀態的可靠訪問。若L1狀態訪問變得脆弱或高度中心化，這些安全閥機制在實際應用中將難以運作。
（1）狀態有效期
并非所有狀態數據都具有同等的永久重要性。我們近期的分析表明，約80%的狀態數據超過一年未被訪問。然而，節點仍需永久承擔存儲這些狀態的成本。
狀態有效期機制的核心思想，是將非活躍狀態從"活躍集合"中暫時移除，待需要時再通過某種形式的證明恢復。概括而言，可將其分為兩大類：
第一類：標記、失效、復活
協議不再將所有狀態視為永久活躍，而是將極少使用的狀態標記為非活躍狀態，使其不再存留于每個節點維護的活躍集合中，同時允許通過歷史存在證明在未來將其恢復。其實際效果是：常用合約和余額保持活躍狀態且訪問成本低廉，而被長期遺忘的狀態則無需每個節點持續承載，當有人再次需要時仍可被召回。
第二類：多周期失效機制
在多周期設計中，我們不對單個條目設置失效，而是周期性地將狀態按周期劃分（例如，一個周期=一年）。當前周期規模較小且完全活躍，舊周期從實時執行的角度看已被凍結，而新狀態會寫入當前周期。舊狀態僅能通過證明其在先前周期中存在的方式恢復。
標記-失效-復活機制通常更精細，復活流程更直接，但標記過程需存儲額外元數據。多周期失效在概念上更簡單，更自然地與歸檔機制結合，但復活證明往往更復雜、體量更大。
歸根結底，這兩類方案目標一致——通過暫時移除非活躍部分保持活躍狀態精簡，同時提供復活途徑——但它們在復雜性、用戶體驗以及對客戶端和基礎設施的工作分配上做出了不同取舍。
（2）狀態歸檔
狀態歸檔將狀態區分為冷、熱狀態。
熱狀態是網絡需要頻繁訪問的部分；
冷狀態是對歷史記錄和可驗證性仍然重要但極少被觸動的部分。
在狀態歸檔設計中，節點會明確將近期頻繁使用的熱狀態與歷史數據分開存儲。即使整體狀態持續增長，需要快速訪問的部分（熱數據集）仍可保持有限規模。實際上這意味著節點的執行性能——特別是訪問狀態的I/O成本——可隨時間保持基本穩定，而不會隨鏈齡增長而下降。
（3）降低狀態存儲與服務的門檻
一個明顯的問題是：我們能否在持有更少數據的情況下實現目標？換言之，能否設計無需永久存儲完整狀態、仍能作為有效參與者的節點和錢包？
一個前景廣闊的方向是部分無狀態方案：
節點僅存儲并提供部分狀態（例如與特定用戶或應用相關的數據）；
錢包和輕客戶端在存儲與緩存所需狀態片段方面承擔更主動的角色，而非完全依賴少數大型RPC服務商。若能安全地將存儲分散至錢包和"利基"節點，單個運營者的負擔將減輕，狀態持有者群體也將更趨多元。
另一方向是降低運行有用基礎設施的門檻：
簡化部署僅服務部分狀態的RPC節點的流程；
設計協議與工具，使錢包和應用能發現并整合多個局部數據源，而非依賴單一完整RPC端點。
以太坊的狀態正悄然成為該協議未來若干核心問題的關鍵：
狀態規模增長到何種程度會成為參與壁壘？
當驗證者無需狀態即可安全驗證區塊時，誰來存儲狀態？
誰將向用戶提供狀態服務？其激勵何在？
部分問題尚無定論，但方向已明確：降低狀態對性能的制約、減少存儲成本、提升服務可及性。
我們當前的重點是推進低風險、高回報的工作：
歸檔方案
我們正嘗試協議外解決方案，在依賴歸檔方案存儲歷史數據的同時控制活躍狀態規模。這將提供關于性能、用戶體驗和運維復雜性的真實數據。若驗證有效，必要時可將其推進為協議內升級。
部分無狀態節點與RPC增強
大多數用戶和應用通過中心化的RPC服務商與以太坊交互。我們正在推進以下改進：
降低運行節點的難度與成本，即使節點不存儲全部狀態；
允許多個節點協同提供完整狀態服務；
增加RPC服務商的多樣性，避免單點瓶頸。
這些項目經過審慎選擇，因其兼具即時實用性與前瞻兼容性：它們既能提升以太坊當前的健康度，也為未來更深入的協議升級奠定基礎。
喜來順財經
