Verkle Tree

Een Verkle tree ontleent zijn naam aan de combinatie van "vector commitment" en "tree" (boom), en is bedacht om een specifiek probleem op te lossen: naarmate de blockchain-state van Ethereum uitgroeit tot honderden gigabytes, wordt het steeds duurder om te bewijzen dat een enkel accountsaldo of contract-slot correct is. Een traditionele Merkle tree, of de Merkle Patricia trie die Ethereum vandaag gebruikt, vereist dat elke zusterhash langs het pad van blad naar wortel wordt meegestuurd, waardoor bewijzen groter worden naarmate de boom groeit. Verkle trees vervangen die keten van hashes door één enkele, op polynomen gebaseerde vector commitment per node, zodat één compact bewijs meteen veel gegevenspunten kan onderbouwen.

Elke node legt met cryptografie zoals KZG-polynoomcommitments vast wat zijn onderliggende nodes bevatten, waardoor een witness die het lidmaatschap van een blad bewijst maar één opening per niveau nodig heeft, in plaats van een volledige lijst zusterhashes. Omdat de boom van Ethereum een brede vertakkingsfactor heeft, kan dit bewijzen die anders enkele kilobytes zouden beslaan terugbrengen tot een paar honderd bytes, zelfs bij een state met miljarden entries.

Dit is belangrijk voor schaalbaarheid, omdat full nodes vandaag de volledige state lokaal moeten opslaan om blocks te kunnen valideren. Met Verkle trees zou een stateless client in plaats daarvan een block kunnen ontvangen met een kleine cryptografische witness erbij, deze controleren tegen de root hash van de boom, en het block valideren zonder ooit gigabytes aan accountgegevens te hoeven bewaren. Dat verlaagt de hardware-eisen om een node te draaien of solo te staken, wat helpt om het netwerk gedecentraliseerd te houden naarmate het gebruik toeneemt.

Verkle trees waren ontworpen als het middelpunt van Ethereums Verge-upgrade, maar dat plan is inmiddels minder zeker geworden: onderzoekers hebben binary hash trees in combinatie met SNARK-bewijzen voorgesteld als alternatief, omdat die aanpak de elliptische-curvecryptografie vermijdt die Verkle-commitments kwetsbaar zou maken voor toekomstige quantumcomputers. Medio 2026 evalueren de kernontwikkelaars van Ethereum beide ontwerpen nog op testnets, en er is nog geen definitieve keuze gemaakt over wat de huidige state trie gaat vervangen.