又一家投资机构1confirmation表示看好Nervos！为什么？

  到目前为止，围绕第一层链的讨论主要是关于设计新的一致算法以获得更好的可伸缩性。与此同时，关于第1层区块链所面临的状态增长问题却鲜有报道。处理状态增长是第1层链长期成功的一个尚未开发的关键因素。

  区块链是存储状态数据(如事务)的分布式分类账。状态增长是指区块链的大小增长的速度，如果不能尽快解决，则可能威胁到区块链本身，原因我们很快就会看到。

  幸运的是，已经有很多研究和开发正在解决这个问题。在这篇文章中，我们详细阐述了状态增长问题，以及它与经济学中公地悲剧的关系。然后，我们将解释为什么状态增长问题如此重要，并概述核心开发人员目前正在努力解决状态增长问题的各种解决方案。

1.公地悲剧

  “公地悲剧”是指没有限制的个人用户将耗尽系统的共享资源。这个术语起源于1833年，由英国经济学家威廉·福斯特·劳埃德(William Forster Lloyd)提出，用来描述公共土地的过度使用。在他的例子中，牧民们共享一块土地，每个人都有权让他们的牛吃草。如果牧民在共享土地上放的牛超过了分配的数量，牧民将获得额外的收益，但整个群体将分担共享土地的损失。如果所有的牧民都做出这个自私的决定，过度放牧将导致共享土地被破坏，对所有人都不利。

  在加密世界中，区块链节点共享它们的磁盘空间(一种公共资源)来存储事务和状态。被占用的磁盘空间不能被其他人使用，除非该空间的所有者释放该空间。节点将持续存储已占用的磁盘空间，但占用空间的用户不必支付租金。(请记住，当用户向区块链写入数据时，交易费用只是一次性支付。)之后，用户对存储系统拥有永久的使用权，其可用性比Amazon S3高。这种无限和永久的存储开销由区块链网络中的所有完整节点共享。

  由于许多不同的应用程序都是建立在以太坊之上的，因此“公地悲剧”现象在以太坊上引起了人们的关注。例如，在5700001的区块高度，按存储使用量排序的前5个智能合约是:

  EtherDelta, 5.09%

  IDEX，4.17％

  CryptoKitties, 3.05%

  ENS,1.92%

  EOS代币出售,1.73%

  有趣的是EOS代币销售。尽管EOS销售已经结束，EOS代币已经跑到EOS链上，但EOS销售使用的磁盘空间已经成为Ethereum节点的永久部分，因此节点的部分磁盘空间不断被浪费。这个代价不仅与占用的磁盘空间大小成正比，而且与占用的时间长度成正比。

  “一次付费，永远占用”的状态存储模式没有给用户足够的动力去自动清除状态，没有管理区块链的磁盘空间将会被滥用。在一个设计良好的经济系统中，用户应该承担存储成本。

2.状态爆炸

  状态增长最近已经成为一个严重的问题，特别是在以太坊。比特币区块链在10年内增长到229 GB，而以太坊区块链在4年内增长到262 GB。今天，任何试图在不解决状态增长问题的情况下扩展以太坊的尝试只会加剧这个问题。

  目前，在AWS上运行Ethereum全节点的费用约为每月50-70美元，如果在本地运行且有良好的互联网连接，费用还会更低。如果运行一个节点的成本继续超过普通硬件改进的速度(也称为摩尔定律)，Ethereum将崩溃为一个较小的、相对集中的核心节点，由Infura和Etherscan等具有经济动机的参与者运行。

  这种下降有多种原因，但目前运行全节点的成本和难度无疑是一个重要原因。

  节点计数很重要，因为它是加密网络去中心化的一种度量。如果只有几个节点在运行Ethereum，它们就很容易串通和审查事务。如果这种情况发生，以太坊就会失去对审查制度的抵制，而审查抵制可以说是对开发者最有吸引力的特性。

  理想情况下，运行全节点的成本完全在非专业参与者的范围内，以使网络尽可能去中心化。保持这一屏障较低允许去中心化网络的参与者独立地验证事务，而不必信任第三方。这就是为什么公共区块链是有价值的根本原因。

  在未来，当区块链技术被广泛采用的时候，当有一个杀手级的应用程序每天都有数亿用户向区块链写入数据时，状态增长将以什么样的速度持续下去?如果没有一个解决方案来解决状态增长的问题，那么具有讽刺意味的是，只有一个集中式的区块链和几个资源充足的验证器才能支持一个杀手级应用程序，这就违背了Web 3的全部目的。

3.状态租金（State rent）

  但对以太坊来说，也不全是厄运和沮丧。为了解决基层链的状态增长问题，目前正在进行大量的研究。最值得注意的解决方案是state rent，它计划包含在Ethereum 2.0路线图的第二阶段，也可能包含在Ethereum 1.x中。

  State rent，也称为storage rent或State fees，要求用户在区块链上存储数据时预付租金。所支付的租金与数据的大小和数据在链上存储的时间成正比;人们已经提出了许多不同的租金收费模式，但没有明确的赢家。通过让用户而不是整个节点为状态开销买单，可以确保未使用的信息随着时间的推移而脱离状态，从而防止状态膨胀。

  在State rent提案中，它们在用户友好性和实现复杂性方面有所不同。最简单的实现是一个租金机制，它只是简单地收回不支付租金的合约，并且不向用户提供任何重新启用合约的方法。(具有讽刺意味的是，区块链应该是一个不可变的分类帐。)相比之下，租金机制对用户更友好，但实现起来更复杂，用户可以在以后重新启用不支付租金的合约。

  当用户无法支付租金时，驱逐不会自动发生;实际上，必须有人创建一个以某种方式与合约交互的事务来触发驱逐机制。为了复活被驱逐的合约，驱逐不会完全移除状态，而是留下一个“存根”，这是在被驱逐之前对合约状态的承诺，允许我们在稍后恢复状态。

  例如，如果您有一个带有很多代币的智能合约钱包，但忘记支付租金，则智能合约钱包已经消失了，但您仍然能够在另一个合约中重建合约的状态并使用特殊的操作码从存根中恢复智能合约钱包。

  需要注意的是，分片并不能解决状态增长问题。分片只是将整条链分成N条更小的链，但是每条链的增长率仍然超过了摩尔定律。一开始，在每个分片链上运行一个完整的节点很容易，但很快它又会变得缓慢和资源密集。

4.状态修剪

  还有一个大问题是，在未来几年内发布Ethereum 2.0“Serenity”之前，状态的增长正在失去控制，需要受制于现有的Ethereum 1.0链。一些核心开发者认为，目前的以太坊链最多只能再维持三年的状态增长。如果在此之前没有进行一些剧烈的更改来减少状态增长，那么Ethereum将无法在向2.0的过渡中存活下来。因此，Ethereum 1.x 中的一个升级建议，是通过状态租金或状态修剪或两者兼而有之来减少和限制存储空间需求。

  “状态租金”是以太坊内部最难也最具争议的改变，因为它将引入对现有以太坊网络的破坏性更改。它的实现在技术上也很复杂，特别是提供用户友好的体验。

  好消息是，状态修剪(删除过去的块和日志)是一种简单、没有争议的更改，可以立即采用它来减少所需的磁盘空间。目前，全节点下载的大多数数据都是过去的块和过去的日志。实际的帐户状态只是整个数据的一小部分。需要明确的是，过去的块和过去的日志将继续存储在某个地方，并广泛可用(例如在IPFS上)，但是它们不需要由控制网络的完整节点存储。完整节点将只存储一些最近的块和日志历史，可能一年左右的数据。

  状态修剪将破坏dapp，因为它期望一个完整的节点来索引和查询所有过去的事件。在本地运行这些dApps将需要用户运行一个占用更多空间的归档节点，或者查询过去块和过去日志的索引服务。不过，对于大多数用户来说，运行一个全节点会变得更快，更轻松，就像早期的Ethereum一样。

  但这只是暂时的解决办法。假设状态修剪只存储过去一年的数据。随着区块链采用的增加和越来越多的用户每天都向链添加新的状态，存储在链上的历史数据量需要逐渐减少，从一年减少到几个月，以支持存储利用率的增加。减少存储在链上的历史数据量会破坏越来越多的数据应用程序。

5.Nervos：“限额交易”状态存储

  解决状态增长问题的另一种方法是根据第一原则重新架构第1层链，以便用户承担存储成本。Nervos是由Ethereum和Blockstream的前研究人员开发的下一代可扩展区块链。这是我们所见过的最强大的团队，他们在以太坊外建造了第1层链。Nervos有一个非常聪明的通证经济设计，它解决了在Ethereum上实现状态租金的几个挑战。

  首先，对于像Ethereum这样的帐户模型区块链，实现状态租金是很棘手的。在帐户模型中，所有用户的资产都存储在单个合约中，例如ERC-20合约，它显示特定代币的每个所有者的余额。如果没有一种直接的方法来为每个用户划分状态，就很难协调所有用户以公平、有效的方式支付状态租金。

  比特币使用UTXO模型，Ethereum使用账户模型，而Nervos使用cell模型。在cell模型中，每个用户的数字资产分别存储在各自的单元中。如果用户不想继续持有资产，则可以释放单元中的数据，并将存储容量出售或借给其他用户。这种设计使得将“状态租金”归到每个用户身上变得很容易，而不是只能把它归到合约上，然后智能合约必须弄清楚如何将成本转嫁到每个用户身上。

  其次，区块链应该始终能够从存储状态的用户那里收集状态租金。对违规者实施惩罚，例如驱逐和复活，大大增加了系统的复杂性。加上智能合约的可组合性，使得驱逐和复活变得更加复杂。即使一个特定的合约是当前的租金支付，它仍然可能不能完全发挥作用，如果它的一些附属合约拖欠他们的付款。

  为了解决这一问题，Nervos的状态租赁机制的设计类似于限额与交易在限制碳排放的环境政策中的作用。

  “限量及交易”是一个自由市场解决方案，旨在限制公共场所的污染，Nervos使用类似的机制来限制存储公共空间中的状态膨胀。

  Nervos基层链的本地代币称为“CKb”。CKb以字节为单位表示单元容量，它们赋予代币持有者占用区块链总体存储空间的一部分的权利。例如，如果您拥有1000个CKb，您可以创建一个容量为1000字节的单元，或者多个单元，它们的容量加起来达到1000字节。然后可以使用1000字节来存储资产、应用程序状态或其他类型的数据。

  由于CKb的供应代表总体状态大小，代币的发布策略限制了状态增长。由于状态存储是有限的，成为稀缺资源(如比特币的带宽和以太坊的计算)，存储可以在市场上自由定价和交易。因此，当全局状态容量几乎为满时，添加存储的成本会更高，而当它几乎为空时，添加存储的成本会更低。

  Nervos不要求用户定期支付租金，而是通过通货膨胀来收取租金。发行新的CKb是对所有现有代币持有者的“通货膨胀税”。对于使用CKb存储状态的用户，这种重复的通货膨胀税是用户向矿工支付状态租金的方式。

  但是，等等，如果CKb没有被用来存储状态呢?他们不应该付状态租金！作为一种解决方案，Nervos允许用户在一个称为NervosDAO的特殊合约中锁定未使用的CKb，而这个DAO中的代币持有者将获得新代币发行的一部分，与他们所拥有的代币的数量成比例，以弥补这种不公平的稀释。对他们来说，这就好像通货膨胀不存在，他们持有像比特币这样的硬顶货币。

  这种通证经济机制的绝妙之处在于，对在Nervos上存储资产和状态的需求直接导致了对拥有本地代币的需求。因此，CKb有效地从它们保护的资产中捕获值。更高的代币价格使每个人的动机一致，并使加密网络更加健壮——用户在他们的资产上获得更多的安全性，开发人员在存储的更多资产上得到更多的采用，矿商获得更高的收入，而hodlers的代币价格上升。