以太坊狀態爆炸時代 輕量區塊鏈協議Mina為何值得關注

DeFi火了，NFT也火了，這帶動了以太坊、波卡等一批新老公鏈，但當成千上萬的用戶帶着資金湧入這些網絡的時候，一些潛在的問題卻變得更為突出了……

近期，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin在其撰寫的《以太坊狀態規模管理諸提議》一文中，再次強調了狀態數據爆炸問題的嚴峻形勢：

“以太坊協議所面臨的一個最為長久且尚未解決的挑战，就是由於狀態數據規模不斷增長而帶來的問題。以太坊區塊鏈上的許多操作（創建账戶、寫入一個合約存儲槽、發送 ETH 到一個新的账戶……）都會給以太坊添加狀態內容（也即是給狀態數據增加數據對象），而所有全節點都必須存儲全量的狀態數據，這樣才能驗證新區塊以及制造新區塊。”

根據etherscan.io統計的數據顯示，當前最流行的以太坊全節點GETH的存儲數據大小已達到了671.29 GB，而在去年同期，一個GETH全節點還僅有270.59 GB，如果沒有技術改進，1年後一個以太坊全節點的存儲數據就能輕松超過1 TB，而存儲全部數據的歸檔節點則可能會超過10 TB的數據規模。

我們再來回顧一下以太坊全節點數量的歷史數據，這可以讓我們更加直觀地感受到問題的緊迫感，盡管截止目前，以太坊全網的全節點數已回升到11715個，較去年年初時有所增長，但考慮到目前市場是處於牛市階段，因此狀態數據的爆炸，確實對以太坊網絡的去中心化屬性及整體安全性產生了不利的影響。

對此，Vitalik提到的解決方案有無狀態客戶端、狀態過期（狀態租金）、Rollup等，但這些方案只能減慢數據增長的速度，卻無法實現減重的目標。

那有什么辦法可以永遠保持恆定的體重（數據大小），使得區塊鏈隨時間的推移不會對用戶造成指數級增長的負擔呢？

輕量區塊鏈協議Mina是什么

由舊金山區塊鏈創業公司O(1) Labs开發的Mina協議（原名為Coda協議），是一個旨在實現恆定大小（約22 KB）的新型Layer 1區塊鏈（約為幾條推文的大小），並且它可做到快速驗證區塊鏈狀態，這意味着用戶通過手機就能夠運行一個Mina全節點，而這些看似非常神奇的特性，正是利用了先進的密碼學和遞歸零知識證明zk-SNARKs來實現的。

據悉，O(1) Labs公司的首席執行官Evan Shapiro畢業於卡內基梅隆大學，他曾在卡內基梅隆大學機器人實驗室對HERB機器人平臺進行研究，而該公司的首席技術官Izaak Meckler則是一位數學家和計算機科學家，他畢業於加州大學伯克利分校，並獲得密碼學博士學位，在此之前，他曾在Jane Street對衝基金任職軟件工程師，並為Elm編譯器等衆多开源項目貢獻源碼。

憑借Mina協議先進的理念以及優秀的團隊，O(1) Labs先後斬獲了3輪融資，共計達到2940萬美元。

其中，2018年5月份的種子輪金額達到350萬美金，參投方包括MetaStable、Polychain Capital、Electric Capital、Naval Ravikant、Elad Gil、Linda Xie、Fred Ehrsam、Kindred Ventures以及SciFi VC等。

2019年4月，O(1) Labs完成的1500萬美元融資，投資者包括Coinbase Ventures、Accomplice、Paradigm 以及General Catalyst等。

2020年10月，O(1) Labs又完成了一輪1090萬美元亞洲战略輪融資，投資者包括Three Arrows Capital、Bixin Ventures、SNZ、HashKey Capital、Signum Capital、NGC Ventures、Fenbushi Capital以及IOSG Ventures等。

熟悉三箭資本的朋友會發現，在該機構的投資組合當中，Mina是僅有的四個公鏈項目之一，其余幾個便是比特幣、以太坊和波卡。

用Mina官方的話說，這或許會开啓區塊鏈可訪問性的新時代，憑借一個強大的去中心化網絡和开放可編程貨幣，Mina有望推動更高效、更公平的Web 3.0，讓任何人都可以輕松參與、構建、交易和發展。

Mina協議的簡潔區塊鏈設計

總的來說，Mina協議的核心就是zk-SNARK的使用，其可充當不可僞造的證書，用於證明計算是正確執行的，而不需要證明整個計算，這有效地將區塊的大小減小到單個SNARK（大約1kB），然後為多個SNARK壓縮創建一個SNARK，便用到了SNARK可用於驗證任何計算的特性，我們將這種方式稱為遞歸SNARK。

我們可以將這些SNARK證書以遞歸結構鏈接在一起，並允許區塊鏈保持約22 KB（SNARK +尾部Merkle路徑）的恆定大小。

很顯然，這種操作是非常非常昂貴的，為了解決這一問題，Mina協議又採用了多種優化技術方案，比如“橢圓曲线循環”（cycle of elliptic curves）技術、“並行掃描狀態”、“激勵SNARK證明者”等，目的便是為了降低相關的成本。

2月2日，Mina協議官方宣布其Testworld測試網的參與者超過了3500名，參與者來自100多個國家，這證明了Mina協議的設計確實具有一定的吸引力。

很多人還會關心一個問題，既然Mina的設計這么神奇，那以太坊是不是有可能採用這種方案？

對此，Evan Shapiro的答案是：

“我覺得以太坊不大可能使用 Mina 類似的解決方案，因為這是兩種完全不同的協議，其運作原理完全不一樣，以及還有旨在有效實現零知識證明的衆多加密原語、哈希函數、公鑰加密學等不同的選擇。
此外，我們的技術協議也是基於零知識工作原理的，這些東西如果要改，變動會非常大。因此，我覺得以太坊並不會採用我們這種以一種輕節點的下載方式實現零知識證明擴容解決方案，如果要採用零知識證明，我覺得以太坊倒有可能在頂層採用它。”

據悉，Mina的主網候選版本（RC）將於本月16日發布，如果一切順利，這一候選版本（RC）將成為Mina的主網。而這要求所有區塊生產者、snark生產者以及節點運營商在這一天准備好啓動網絡。如果RC成功成為主網，則該網絡上發生的所有區塊獎勵、SNARK費用、账戶余額、交易等都將成為主網的一部分。

Mina協議的經濟模型

而對於投資者而言，項目的經濟模型無疑是最值得關注的，根據Mina協議官方公布的介紹顯示，Mina協議原生代幣的供應是無上限的，所有代幣持有者都可以抵押或委托以接收其對應比例的通貨膨脹，以下便是該項目具體涉及的一些重要參數：

1. 主網啓動最多將分配10億個MINA代幣（不包括未來的區塊獎勵），這些代幣將在8年內完全解鎖；

2. 在主網的第一年，具有鎖定功能的帳戶將獲得區塊獎勵，目標是將年度通貨膨脹率定為12％。通貨膨脹率將隨着時間的流逝而降低，最終在穩定狀態下達到7％；

3. 在主網的前15個月中，未鎖定的帳戶將獲得鎖定帳戶所獲得的區塊獎勵的兩倍。這激勵了剛接觸網絡的參與者和解鎖代幣持有者以忠於生態系統；

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