以太坊存储路线图面临哪些挑战？未来将依赖哪些扩容技术？-黄庭博客

以太坊的存储路线图面临诸多挑战，包括状态存储压力、Layer 2的依赖风险以及技术协同难题。尽管如此，未来的扩容策略将以Layer 2方案为主导，同时结合Layer 1的存储优化和跨技术的融合，力图突破目前的瓶颈。这篇文章将深入探讨以太坊的核心挑战与未来扩容技术，着重分析如何通过优化措施实现高效且去中心化的网络架构。

核心挑战分析

以太坊网络的状态存储问题已成为持续发展的主要障碍之一。截至2025年8月，整个网络的全节点存储数据已达到1.2TB，这不仅增加了普通用户运行节点所需的硬件成本，也使去中心化的基础面临威胁。随着链上交互量的不断上升，存储需求以每季度约8%的速度不断扩大，逐渐将小型验证者排挤出网络，导致节点分布集中化的趋势明显。

状态过期争议使得协议设计变得越发复杂。为了减轻存储压力，社区提出了“状态租金”的机制，其初衷是在长期未访问的智能合约数据上收取存储费用，或通过定期修剪历史状态来释放存储空间。然而，这种方案可能破坏现有DApp的兼容性，用户也会对资产所有权的稳定性感到担忧。因此，如何在数据精简与生态安全之间找到一个平衡点，仍然是一个亟待解决的难题。

Layer 2的依赖风险

现在，Layer 2网络已处理了超过70%的以太坊交易量，导致了“主网边缘化”的生态格局。然而，这种高度依赖性也带来了系统性风险：Layer 2的安全性基本上是基于Layer 1的透明度和抗审查能力。如果底层主网络遭遇共识攻击或出现协议漏洞，那么在其基础上部署的所有Rollup项目都会面临安全威胁。此外，Layer 2生态的碎片化问题也日益显现，不同Rollup方案之间的资产跨链成本极高，用户的体验极为割裂，这在一定程度上降低了以太坊作为统一价值网络的协同效果。

技术协同的困难

早期的分片链设计开始转向“数据可用性分片”，但这一过程尚未完成技术闭环。为了确保Rollup提交的交易数据能被分片网络快速验证并达成共识，还需克服如何维持低Gas成本的困难。此外，EIP-4844（Blob Transactions）与Verkle树的部署节奏需要精准匹配，若其中一方出现延迟，可能会导致存储优化与Layer扩容之间的失衡：若Blob交易降低了数据上链的成本，但未能受到Verkle树的存储压缩支持，可能会将节点的运行压力从计算负载转移为存储负载，从而产生新的性能瓶颈。

未来扩容技术探索

Layer 2的主导方案中，ZK-Rollups成为了高性能交易场景中的核心选择。通过零知识证明技术，成百上千笔交易能够压缩为单个证明，上链所实现的即时终局性，使得理论TPS可达2万以上。2025年第二季度，StarkNet推出的“去中心化证明者网络”标志着一项重要进展：通过分布式节点共同生成证明，验证成本降低了30%，并解决了过往中心化证明者所带来的数据篡改风险问题。与此同时，zkSync Era则通过“递归证明”技术有效提升证明生成速度，满足高频交易场景的需求。

在市场份额的竞争中，Optimistic Rollups凭借其EVM兼容性先占据了市场，Arbitrum One与Optimism Mainnet目前合计处理了以太坊生态中60%的Layer 2交易量。其核心创新在于“争议窗口优化”，大幅将提款等待期从7天缩短至48小时，显著提升用户的资金流动性。同时，Optimism提出的“超级链”架构试图通过标准化消息传递协议将各条Rollup链连接，从而逐步消除生态碎片化问题，目前已有Base、Zora等20余条Rollup链加入测试网。

Layer 1存储优化与新兴技术结合

EIP-4844（Blob Transactions）作为“Danksharding”阶段性成果，计划于2025年第四季度正式部署。这一升级引入了新型数据单元Blob，用于专门存储Layer 2交易数据，其Gas成本仅为传统Calldata的1/10。Blob数据的链上保留时间设定为30天，期满后将自动删除，旨在满足Rollup的数据可用性需求，同时避免主网的永久存储膨胀。根据测试网的数据，EIP-4844的实施可以使单个区块的数据容量从128KB提升至1MB，从而为Rollup TPS释放8倍的扩容空间。

此外，Verkle树结构将彻底重构以太坊的状态存储模型，相较于当前的Merkle树，Verkle树通过多项式承诺技术将节点状态证明的大小从1KB压缩至约100字节，全节点的存储需求可控制在100GB以下。更为重要的是，轻节点将可通过Verkle树进行“部分状态验证”，这意味着它们无需下载完整区块链数据便可验证特定账户或合约状态，这一能力将为移动端轻钱包的普及扫除技术障碍，预计在2026年第一季度能够实现主网集成。

Validiums则开创了“链下存储+链上证明”的混合扩容路径。与传统Rollups将所有交易数据上链的方式不同，Validiums仅将零知识证明提交至Layer 1，而实际交易数据将存储在去中心化的存储网络（如IPFS或Arweave）上，理论TPS有望突破5万。ImmutableX作为NFT领域的Validiums代表，现已实现了单链3万TPS的交易处理能力，其Gas费趋近于零，但其安全性却依赖于数据存储网络的去中心化程度，存在一定信任假设。

跨链桥接技术则从“资产转移工具”演变为“多链协同枢纽”。例如，StarkNet与Cosmos生态的跨链协议IBC实现了通过ZK证明的无需信任的跨链消息传递，以太坊上的DeFi协议可以直接调用Cosmos链上的预言机数据。此外，Polkadot的XCMP协议与Optimistic Rollups的跨链桥“Hop Protocol”整合，使平行链资产能够以Rollup形式进入以太坊生态，形成了“Layer 2+跨链”的复合型扩容网络。