Apresentamos 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 aferidas por segundo). • Benchmarked com cargas de trabalho de até 15B (10x o estado de 2024 do Ethereum) e capacidade comprovada para escalar para entradas de 280B 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 eficientemente tanto o nível de consumidor quanto o hardware corporativo. Desenvolvido pela LayerZero Labs, o QMDB é licenciado pelo MIT e apache-2 e completamente de código aberto.

O QMDB é um banco de dados de estado otimizado para SSD com Merkleização na memória, amplificação de gravação de corte e necessidades DRAM. Ele unifica o estado mundial e o armazenamento da árvore Merkle, usa um log somente 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 de SSD O(1) e executa Merkleization totalmente na memória com zero leituras ou gravações SSD. Essas operações abordam a 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 comparadas por segundo) • 63 mil atualizações por segundo em entradas de 15 bilhões rodando em um Mini PC de US $ 540.

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

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

O QMDB é dimensionado de forma eficiente em hardware corporativo e de mercadoria, dimensionando até 280 bilhões de entradas usando um único servidor com alta capacidade SSD.

Os resultados promissores do QMDB permitem a capacidade de fornecer um rendimento substancialmente maior enquanto aumenta a descentralização em muitos sistemas, reduzindo os custos de capital e 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 qualquer granularidade de tempo. Se usado em um pacote cumulativo de ZK, o QMDB pode ser merklizado por transação para obter a melhor granularidade e paralelização de prova.

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

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