Apresentando o Quick Merkle Database (QMDB), um banco de dados verificável de alto desempenho otimizado para blockchains. • 2,28 milhões de atualizações de estado por segundo, 1 milhão de TPS (transferências de referência por segundo). • Benchmarked com cargas de trabalho de até 15 bilhões (10x o estado de 2024 do Ethereum) e capacidade comprovada de escalar para 280 bilhões de entradas em um único servidor. • Leitura única por acesso de estado, E/S O(1) para atualizações e Merkleização na memória em um espaço tão pequeno quanto 2,3 bytes por entrada. • Dimensiona-se com eficiência em hardware corporativo e de nível de consumidor. Desenvolvido pela LayerZero Labs, o QMDB é licenciado pelo MIT e apache-2 e totalmente de código aberto.

O QMDB é um banco de dados de estado otimizado para SSD com Merkleização na memória, redução de amplificação de gravação e necessidades de DRAM. Ele unifica o estado mundial e o armazenamento de árvore Merkle, usa um log somente de acréscimo para atualizações de estado e elimina leituras/gravações de disco durante a Merkleização.

O QMDB executa leituras de estado com uma única leitura de SSD, atualizações de estado com E/S SSD O(1) e executa Merkleization totalmente na memória com zero leituras ou gravações de SSD. Essas operações se aproximam da otimização teórica em relação à complexidade de E/S de disco.

O QMDB demonstra um avanço significativo no desempenho e escalabilidade de bancos de dados verificáveis. • 2,28 milhões de atualizações de estado por segundo (AWS i8g.8xlarge), 1 milhão de TPS (transferências de referência por segundo) • 63 mil atualizações por segundo em 15 bilhões de entradas rodando em um Mini PC de US$ 540.

O QMDB oferece 6x mais atualizações por segundo do que o RocksDB padrão, demonstrando desempenho superior em todos os tipos de operação.

Em relação ao NOMT (o principal banco de dados verificável), o QMDB atinge um aumento de desempenho de 8x.

O QMDB é dimensionado com eficiência em hardware corporativo e de commodities, escalando até 280 bilhões de entradas usando um único servidor com alta capacidade de SSD.

Os resultados promissores do QMDB permitem a capacidade de fornecer uma taxa de transferência substancialmente maior, aumentando a descentralização em muitos sistemas, reduzindo os custos de capital e reduzindo as barreiras de infraestrutura.

O QMDB desbloqueia muitos novos casos de uso, como provas históricas e geração de provas ZK em tempo real. Provas históricas, como TWAP, podem ser consultadas no bloco mais recente com granularidade de tempo a qualquer momento. Se usado em um ZK-rollup, o QMDB pode ser merklizado por transação para obter a melhor granularidade e paralelização de prova.

Queremos agradecer às seguintes pessoas por suas contribuições: • @_patrickogrady de @commonwarexyz • @yezhang1998 de @Scroll_ZKP • @yangl1996 de @megaeth_labs • @yilongl_megaeth de @megaeth_labs • @rphmeier de @thrumdev

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