随着区块链技术与人工智能的深度融合，对历史数据的高效访问与分析需求日益增长。以太坊网络在升级过程中，面临着历史状态数据迅速膨胀的挑战。本文将深入探讨这一问题及其创新解决方案，重点介绍以太坊时光机（EWM）的工作原理与应用前景。
以太坊状态数据膨胀的根源与应对策略
以太坊网络的普及和应用场景的扩展，导致其历史状态数据呈指数级增长。这种数据膨胀不仅增加了节点的存储负担，也影响了网络的可扩展性和数据访问效率。
以太坊自身的改进方案
为解决这一问题，以太坊社区提出了多种方案：
- 从全节点逐步改进为轻客户端模式
- 在Pectra升级中引入历史到期机制，定期清除部分历史数据
- 通过分片技术在不同区块链上分发数据，减少单链负载
在Dencun升级中实施的EIP-4844标志着向完全分片迈出了重要一步。该提案引入了"blobs"临时数据类型，让汇总能够以更低成本将数据提交到主链。为了管理存储需求，blob数据在存储约18天后会从共识层节点中删除。
第三方项目的创新解决方案
除了以太坊自身的改进，多个项目也在开发增强数据管理的方案：
- Celestia、Avail和EigenDA等项目提供有效的数据可用性（DA）解决方案
- 这些方案改善了区块链的实时操作和可扩展性，但仍无法满足需要多期历史数据访问的应用需求
针对以太坊生态系统中多期数据存储的挑战，EthStorage、Pinax和Covalent等项目提出了专门解决方案。特别是Covalent的以太坊时光机（EWM），不仅提供多期数据存储解决方案，还支持数据查询与分析功能。
以太坊时光机（EWM）的核心价值
以太坊时光机从互联网档案馆的Wayback Machine概念中汲取灵感，致力于保存以太坊上的历史数据，并确保其可访问性和可验证性。
历史数据的重要性
历史数据是区块链存在的基石，不仅支持其技术架构，也是经济模型的基础。区块链最初的设计目标就是提供可公开访问且不可变的历史记录，确保透明度和安全性。
EWM的创新特性
EWM作为一种多期数据可用性解决方案，具有以下特点：
- 能够永久存储数据，包括blob数据
- 解决因状态过期和数据分片导致的历史数据可访问性问题
- 支持复杂数据结构的查询和分析
- 专注于存档和确保以太坊历史数据的长期可访问性
EWM数据处理工作流程详解
Covalent平台利用EWM处理数据，确保对区块链历史数据的持续访问。其数据处理工作流程包含三个关键步骤：提取和导出、优化以及索引和查询。
提取和导出阶段
这是流程的第一步，涉及从区块链网络直接提取历史交易数据：
- 由区块标本生产者（BSP）专业实体执行
- 创建和保存"块标本"——区块链数据的原始快照
- 这些标本作为区块链历史状态的规范表示
- 数据上传到基于IPFS构建的分布式服务器
- 使用ProofChain合约进行发布和验证，确保数据安全
数据优化过程
数据提取后，区块结果生成器（BRP）对数据进行精细化处理：
- 将原始数据转换为更有用的形式
- 通过重新执行和转换数据，提供更详细的见解
- 显示内部合约状态和事务执行路径等深度信息
- 预处理和存储处理后的数据，减少重新运行全节点的需求
- 显著提高查询速度，降低存储和计算成本
索引与查询机制
最后阶段由查询运算符执行：
- 将处理后的数据组织并存储在易于搜索的位置
- 根据API用户请求从分布式服务器检索数据
- 确保历史和实时数据可用于回应API查询
- 使用户能够高效访问和利用存储在Covalent网络上的区块链数据
Covalent提供统一的GoldRush API，支持从多个区块链检索历史数据。这个API为开发者提供全面的数据解决方案，简化了加密货币和NFT钱包的开发过程。
EWM在AI与区块链融合中的应用前景
随着人工智能技术的快速发展，AI与区块链的融合趋势日益明显。区块链技术为AI提供了不可变的分布式验证数据源，提高了数据的透明度和可信度。
AI与区块链的协同效应
这种融合带来了多重好处：
- AI模型在数据分析和决策方面更加精确可靠
- AI利用区块链数据优化算法，预测趋势
- 直接执行复杂任务和交易，提高dApps效率
- 显著降低去中心化应用程式的运营成本
通过EWM，AI模型可以访问链上的各种结构化Web3数据集，所有数据都保持完整性和可验证性。EWM成为AI模型与区块链之间的桥梁，极大方便了AI开发人员的数据检索和利用。
实际应用案例
目前已有多个AI项目与Covalent集成：
SmartWhales
- 使用AI技术优化跟单投资策略的平台
- 依赖分析历史数据识别成功的交易模式和策略
- 利用Covalent提供的详细区块链数据集分析过去交易行为
BotFi
- 去中心化金融交易机器人
- 通过集成Covalent数据分析市场趋势并自动化交易策略
- 根据市场变化自动执行买入和卖出操作
Laika AI
- 利用AI进行全面的链上分析
- 集成Covalent的结构化区块链数据支持其AI模型
- 协助用户进行复杂的链上数据分析
Entendre Finance
- 自动化去中心化金融资产管理平台
- 提供实时洞察和预测分析
- 利用Covalent数据简化和自动化资产管理任务
未来发展路线图
EWM正在不断改进和升级以应对变化的需求。根据Covalent工程师Pranay Valson的介绍，未来发展计划包括：
- 扩展协议规范以支持其他区块链，如Polygon和Arbitrum
- 将BSP分叉集成到Nethermind和Besu等以太坊客户端中
- 实现更广泛的兼容性和应用范围
- 在信标链上处理blob事务时利用KZG承诺
- 提高数据存储和检索效率，进一步降低存储成本
常见问题
什么是以太坊时光机（EWM）？
以太坊时光机是一种多期数据可用性解决方案，专门用于永久存储和提供以太坊历史数据的访问服务。它从互联网档案馆的Wayback Machine概念中获得灵感，确保区块链历史数据的可验证性和可访问性。
EWM如何解决数据存储问题？
EWM通过三个关键步骤处理数据：提取和导出原始区块链数据、优化和精细化数据、最后进行索引和查询优化。这个过程确保了历史数据的完整保存和高效访问，同时降低了存储和计算成本。
为什么历史数据对区块链如此重要？
历史数据是区块链技术的基础，不仅支持其技术架构，也是经济模型的基石。它确保了交易的透明度和安全性，提供了不可变的分布式验证数据源，对审计、分析和决策都至关重要。
EWM与传统数据存储方案有何不同？
传统方案往往只提供有限的信息，不利于查询复杂的数据结构。EWM通过重新执行和转换数据，提供更详细的见解，如内部合约状态和事务执行路径，同时显著提高了查询速度和效率。
AI项目如何从EWM中受益？
AI项目可以通过EWM访问链上的各种结构化Web3数据集，所有这些数据都保持完整性和可验证性。这为AI模型训练提供了高质量的数据源，提高了数据分析的准确性和可靠性。
EWM的未来发展计划是什么？
EWM计划扩展协议规范以支持更多区块链，集成到更多以太坊客户端中，并利用KZG承诺等先进技术提高数据存储和检索效率，进一步降低存储成本。