Ethereum Keyed Nonces: Vitalik's Privacy Upgrade and State Scaling Blueprint

Ethereum Keyed Nonces: Vitalik's Privacy Upgrade and State Scaling Blueprint

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News Editor 01
2026-07-04 18:34:11
Vitalik Buterin proposes Keyed Nonces to enhance Ethereum privacy and state scalability. The plan uses dedicated storage for nullifiers, bloom filters, and sharding to handle billions of nullifiers, preserving dynamic state for DeFi while reducing storage costs.

以太坊联合创始人Vitalik Buterin近日在X平台发表了一篇重要帖子,详细阐述了Keyed Nonces提案。他指出,这一设计不仅能为以太坊带来隐私升级,更可能成为围绕专用存储构建全新状态扩展策略的第一步。该提案迅速引发加密社区广泛关注,被视为解决以太坊长期面临的状态膨胀和隐私交易效率瓶颈的关键尝试。

Keyed Nonces:从隐私交易到状态扩展

Buterin解释称,Keyed Nonces的核心在于为隐私解决方案提供更强的协议层支持。传统的单一发送者nonce将被一个包含nonce key和nonce sequence的结构取代。这种模型使账户能够进行更灵活的交易排序,同时支持需要独立nonce通道的使用案例,比如隐私交易。

尤为关键的是,Buterin将这一提案与协议内nullifier联系起来。隐私系统使用nullifier来防止同一个代币或票据被重复花费,每笔交易都会向不断膨胀的集合中添加一个新值。随着以太坊上隐私交易的增加,nullifier存储成为日益严峻的挑战。

Nullifier存储:500亿个条目带来的挑战

Buterin给出了一个极端但具有参考价值的例子:假设以太坊每秒处理2000笔隐私保护交易,持续8年。这将产生约500亿个nullifier上链,给以太坊带来巨大的存储压力。他明确指出,如果将这500亿个nullifier存放在一个专用的nullifier存储区中,以太坊将能保持更高的去中心化程度,效果远优于将它们塞进当前的通用状态中。

其背后的逻辑在于nullifier的使用模式:它们只需要有效性检查,交易可以显式提供nullifier ID,因此节点不需要像DeFi应用那样需要同样级别的动态访问权限。根据技术说明,默认的隐私支持可能需要为每笔交易在VOPS中存储32字节。若每秒1000笔隐私交易持续8年,将产生8 TB的nullifier集合,这无疑会拖垮节点运行。

布隆过滤器与分片:两种降本路径

为解决海量nullifier的存储问题,Buterin在提案中提出了两条技术路径。其一是布隆过滤器。技术说明指出,布隆过滤器可将每个nullifier的存储需求降至约1字节,在8年大规模运行后,集大小约为277 GiB,且假阳性率很低。但弊端也很明显:每个节点需要维护自己的私有过滤器,检查nullifier是否已被花费,并接受部分有效交易可能因假阳性而随机被拒绝。技术说明估计,单nullifier交易的假拒绝率约为3%,三nullifier交易则上升到约9%。不过,FOCIL和交易池中的冗余机制可以吸收这一取舍。

其二是分片。在分片结构下,每个节点只需持有全部nullifier的一小部分,并通过链接其他分片上的诚实节点来维护一致性。但分片实现复杂度较高,尚未纳入当前的核心计划。

专用存储:为DeFi保留动态空间

Buterin强调,一个完全动态的状态在数十或数百TB规模下将变得极其难以管理。他提出专用状态的概念:为受限的用例(如隐私交易、简单代币转账)设计专门的存储类型,保持gas费用低廉;同时将动态存储留给DeFi及其他需要完全灵活性的应用。

这一思路与Keyed Nonces相辅相成。通过为隐私交易建立独立的nonce通道和nullifier存储,以太坊可以在不牺牲去中心化的前提下,显著提升网络处理隐私交易的容量。市场分析人士认为,如果该提案落地,将直接利好零知识证明项目隐私层协议,并可能推动以太坊主网L1层承担更多隐私功能,而非完全依赖L2。

目前,该提案仍处于早期讨论阶段,但Buterin的罕见详细阐述表明,以太坊基金会已将状态扩展和隐私基础设施列为优先研究方向。社区将密切关注后续的技术评估和开发者反馈。

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