以太坊状态爆炸时代，轻量区块链协议Mina为何值得关注

巴比特 view 62244 2021-3-16 15:08

DeFi火了，NFT也火了，这带动了以太坊、波卡等一批新老公链，但当成千上万的用户带着资金涌入这些网络的时候，一些潜在的问题却变得更为突出了……

近期，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在其撰写的《以太坊状态规模管理诸提议》一文中，再次强调了状态数据爆炸问题的严峻形势：

“以太坊协议所面临的一个最为长久且尚未解决的挑战，就是由于状态数据规模不断增长而带来的问题。以太坊区块链上的许多操作（创建账户、写入一个合约存储槽、发送 ETH 到一个新的账户……）都会给以太坊添加状态内容（也即是给状态数据增加数据对象），而所有全节点都必须存储全量的状态数据，这样才能验证新区块以及制造新区块。”

根据etherscan.io统计的数据显示，当前最流行的以太坊全节点GETH的存储数据大小已达到了671.29 GB，而在去年同期，一个GETH全节点还仅有270.59 GB，如果没有技术改进，1年后一个以太坊全节点的存储数据就能轻松超过1 TB，而存储全部数据的归档节点则可能会超过10 TB的数据规模。

以太坊状态爆炸时代，轻量区块链协议Mina为何值得关注

我们再来回顾一下以太坊全节点数量的历史数据，这可以让我们更加直观地感受到问题的紧迫感，尽管截止目前，以太坊全网的全节点数已回升到11715个，较去年年初时有所增长，但考虑到目前市场是处于牛市阶段，因此状态数据的爆炸，确实对以太坊网络的去中心化属性及整体安全性产生了不利的影响。

对此，Vitalik提到的解决方案有无状态客户端、状态过期（状态租金）、Rollup等，但这些方案只能减慢数据增长的速度，却无法实现减重的目标。

那有什么办法可以永远保持恒定的体重（数据大小），使得区块链随时间的推移不会对用户造成指数级增长的负担呢？

轻量区块链协议Mina是什么

由旧金山区块链创业公司O(1) Labs开发的Mina协议（原名为Coda协议），是一个旨在实现恒定大小（约22 KB）的新型Layer 1区块链（约为几条推文的大小），并且它可做到快速验证区块链状态，这意味着用户通过手机就能够运行一个Mina全节点，而这些看似非常神奇的特性，正是利用了先进的密码学和递归零知识证明zk-SNARKs来实现的。

据悉，O(1) Labs公司的首席执行官Evan Shapiro毕业于卡内基梅隆大学，他曾在卡内基梅隆大学机器人实验室对HERB机器人平台进行研究，而该公司的首席技术官Izaak Meckler则是一位数学家和计算机科学家，他毕业于加州大学伯克利分校，并获得密码学博士学位，在此之前，他曾在Jane Street对冲基金任职软件工程师，并为Elm编译器等众多开源项目贡献源码。

以太坊状态爆炸时代，轻量区块链协议Mina为何值得关注

凭借Mina协议先进的理念以及优秀的团队，O(1) Labs先后斩获了3轮融资，共计达到2940万美元。

其中，2018年5月份的种子轮金额达到350万美金，参投方包括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1500万美元融资，投资者包括Coinbase Ventures、Accomplice、Paradigm 以及General Catalyst等。

2020年10月，O(1) Labs又完成了一轮1090万美元亚洲战略轮融资，投资者包括Three Arrows Capital、Bixin Ventures、SNZ、HashKey Capital、Signum Capital、NGC Ventures、Fenbushi Capital以及IOSG Ventures等。

熟悉三箭资本的朋友会发现，在该机构的投资组合当中，Mina是仅有的四个公链项目之一，其余几个便是比特币、以太坊和波卡。

用Mina官方的话说，这或许会开启区块链可访问性的新时代，凭借一个强大的去中心化网络和开放可编程货币，Mina有望推动更高效、更公平的Web 3.0，让任何人都可以轻松参与、构建、交易和发展。

Mina协议的简洁区块链设计

总的来说，Mina协议的核心就是zk-SNARK的使用，其可充当不可伪造的证书，用于证明计算是正确执行的，而不需要证明整个计算，这有效地将区块的大小减小到单个SNARK（大约1kB），然后为多个SNARK压缩创建一个SNARK，便用到了SNARK可用于验证任何计算的特性，我们将这种方式称为递归SNARK。

我们可以将这些SNARK证书以递归结构链接在一起，并允许区块链保持约22 KB（SNARK +尾部Merkle路径）的恒定大小。

很显然，这种操作是非常非常昂贵的，为了解决这一问题，Mina协议又采用了多种优化技术方案，比如“椭圆曲线循环”（cycle of elliptic curves）技术、“并行扫描状态”、“激励SNARK证明者”等，目的便是为了降低相关的成本。

2月2日，Mina协议官方宣布其Testworld测试网的参与者超过了3500名，参与者来自100多个国家，这证明了Mina协议的设计确实具有一定的吸引力。

很多人还会关心一个问题，既然Mina的设计这么神奇，那以太坊是不是有可能采用这种方案？

对此，Evan Shapiro的答案是：

“我觉得以太坊不大可能使用 Mina 类似的解决方案，因为这是两种完全不同的协议，其运作原理完全不一样，以及还有旨在有效实现零知识证明的众多加密原语、哈希函数、公钥加密学等不同的选择。

此外，我们的技术协议也是基于零知识工作原理的，这些东西如果要改，变动会非常大。因此，我觉得以太坊并不会采用我们这种以一种轻节点的下载方式实现零知识证明扩容解决方案，如果要采用零知识证明，我觉得以太坊倒有可能在顶层采用它。”

据悉，Mina的主网候选版本（RC）将于本月16日发布，如果一切顺利，这一候选版本（RC）将成为Mina的主网。而这要求所有区块生产者、snark生产者以及节点运营商在这一天准备好启动网络。如果RC成功成为主网，则该网络上发生的所有区块奖励、SNARK费用、账户余额、交易等都将成为主网的一部分。