維塔利克·布特林的記憶體存取研究旨在提高區塊鏈效率

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以太坊聯合創始人維塔利克·布特林發表了一篇題為《記憶體存取複雜度為O(N^(1/3))》的新研究，深入探討了數據結構和演算法中記憶體存取的基本複雜性。該論文提出，在某些架構模型下，存取記憶體的成本可能有一個由O(N^(1/3))複雜性描述的上限。這種技術探索直接影響處理大數據集系統的效率分析，特別強調了與記憶體存取相關的潛在瓶頸。

技術分析：解構記憶體存取

布特林的研究揭示了Web3基礎設施內的一個關鍵架構挑戰。傳統的計算依賴於約翰·馮·諾依曼所構想的明確定義的記憶體層，這在去中心化系統中基本不存在。相反，Web3當前的記憶體解決方案往往是「不同最佳努力方法的混合」，導致效率低下，例如交易緩慢和儲存成本高昂。記憶體存取複雜性概念，尤其是O(N^(1/3))，表明隨著數據集的增長，存取數據所需的時間或資源不會線性擴展。這對於管理不斷擴展狀態的區塊鏈系統至關重要。該論文的見解促使重新評估目前的效率分析，特別是在大規模狀態管理、節點同步和數據可用性（DA）機制如何實現方面。現有解決方案，如Merkle Patricia Tries (MPT)，通常會產生高寫入放大和I/O瓶頸，因此需要像**Quick Merkle Database (QMDB)**這樣的進步，後者已證明對大規模數據集（可擴展到數十億條目）具有顯著改進的吞吐量和最佳磁碟I/O。

區塊鏈架構的戰略影響

布特林工作的意義延伸到區塊鏈設計的戰略轉變。他之前呼籲簡化以太坊協議——包括可能過渡到基於RISC-V架構的零知識（ZK）友好型虛擬機，以及標準化糾刪碼和樹結構等組件——與優化記憶體和數據處理的目標不謀而合。通過解決基本的記憶體存取效率低下問題，區塊鏈架構可以實現更高的可擴展性和安全性。該研究強調了在密碼哈希和加密貨幣等領域對「記憶體硬函數（MHFs）」的需求，這些函數旨在通過要求大量記憶體使用來減少專用硬體（ASIC）的優勢，從而促進更公平的參與。這種對優化基本計算元素的關注直接支持了Web3生態系統中增強可擴展性的更廣泛努力。

更廣泛的市場和生態系統影響

布特林的理論研究雖然不會立即影響市場價格，但為未來的區塊鏈發展奠定了基礎。已識別的記憶體存取挑戰是Web3應用程序大規模採用的關鍵瓶頸，這些應用程序目前面臨交易緩慢和儲存成本高昂的問題。像以太坊的Fusaka升級（定於2025年12月推出）引入Peer Data Availability Sampling (PeerDAS)，直接通過減少驗證者數據需求和增加blob容量來解決Layer-2 (L2) 匯總的數據可用性問題。這項研究可能會為Arbitrum、Optimism、Polygon zkEVM、Celestia、Starknet和zkSync等擴展解決方案的演進提供信息，所有這些解決方案都在努力實現更高的吞吐量和更低的延遲。通過更深入地理解記憶體存取動態，布特林的論文可以指導更高效、更去中心化的「世界計算機」的開發，最終增強投資者信心並促進區塊鏈技術的更廣泛企業採用。