ANK:V神科普的“Danksharding”到底是什么?

北京时间2月14日情人节当晚,以太坊创始人VitalikButerin联合以太坊基金会研究人员DankradFeist一起举办了一场关于扩容解决方案“Danksharding”的教育研讨会,如果你想了解区块链如何在增加“去中心化”和“安全性”属性的同时大规模实现扩容,那么这场研讨会就是一个好的切入点。

注:关于“Danksharding”对以太坊的意义,建议读者先阅读一下《一文了解以太坊的“扩容杀手锏”danksharding》这篇文章。

以下内容来自DankradFeist提供的《Dude,what’stheDankshardingsituation??》PPT,如果你想观看完整的研讨会视频,可以访问以太坊基金会的官方youtube频道?。

概述

1、什么是旧的:

数据分片;

使用KZG承诺的数据可用性;

使用分离分片方案进行原始数据分片;

2、什么是新的:

提议者-构建者分离(PBS);

crList;

2D方案;

V神:反对禁止PoW,建议实施碳定价:6月5日消息,以太坊创始人 Vitalik Buterin 在社交媒体上发文反对禁止 PoW,并指出由官方挑选哪些具体的应用可以使用电力是一个坏主意。更好的办法是直接实施碳定价,并将部分收入用于补偿低收入用户。[2022/6/5 4:03:23]

建议的架构

3、总结优点和缺点

什么是旧的

数据分片

为Rollup和其他扩容解决方案提供数据可用性;

数据的含义由应用层定义;

以太坊基础共识除了确保数据可用外不承担任何责任;

为什么没有执行分片?与原生执行相比,rollup二层网络的效率要高100倍,很难看出执行分片会有什么需求;

目标:提供约1.3MB/s的数据可用性层和完整的分片功能;

自2019年底以来,数据分片一直是以太坊的目标;

数据可用性采样

想知道通过O(1)工作获得的O(n)数据是可用的;

思路:将数据分布到n个chunk分块中;

每个节点下载k个chunk分块;

V神:如果需要,以太坊可将基础层提升到10-20 MB/s:有推特网友提问称,100000 TPS(每秒交易笔数)真的足以让以太坊成为全球结算层、支付系统吗,以太坊是否需要更大的规模,如果是的话,这有可能吗?对此V神发推回应称我认为如果需要的时候,我们绝对可以将基础层提升到10-20 MB/s(这将允许1M TPS)。[2020/10/5]

纠删码

使用?Reed-Solomon编码扩展数据;

例如,在编码率r=0.5时,这意味着任何50%的区块都足以重建整个数据;

现在采样变得高效

但是,我们需要确保编码是正确的;

KZG承诺

多项式

承诺C(f)

评估y=f(z)

证明者可以计算证明π

Cryptograph已通过拍卖V神等人的数字艺术品筹集超过5万美元:金色财经报道,Cryptograph平台已启动了数字艺术品的第一轮拍卖,到目前为止筹集了超过5万美元,拍卖还将持续两天时间。到目前为止,拍卖收入最高的包括以太坊创始人V神(其艺术品以40 ETH出售)、以太坊基金会研究员Vlad Zamfir(10 ETH)和Tezos联合创始人Kathleen Breitman(5 ETH)。据悉,这些数字艺术品作为不可替换代币(NFT)被存储在以太坊上。[2020/7/15]

使用C(f),π,y以及z,验证者可以确认f(z)=y

C(f)以及π是一个椭圆曲线元素

KZG承诺作为数据可用性根

将“KZG根”想象成类似于Merkle根的东西;

不同之处在于“KZG根”承诺了一个“多项式”;

分离分片提案

声音 | V神:对以太坊治理的质疑没有延误以太坊2.0的开发:以太坊创始人 Vitalik Buterin 在 Reddit 上表示,最近关于以太坊治理的噪音很大,让人不舒服,但是这并没有耽误以太坊 2.0 的开发进度,Prysmatic、Lighthouse 和 ETH 2.0 研究团队都朝着既定时间表进展,状态通道、Plasma 和 ZK Rollup 的开发也在稳步朝前。Vitalik Buterin 写道:当你押注在以太坊生态时,你其实是在押注这些不出声沉默的军队。[2019/4/14]

什么是新的

提议者-构建者分离(PBS)

被发明用来对抗MEV导致的中心化趋势;

MEV意味着更成熟的参与者可以比普通验证者提取更多的价值,这对大型矿池而言意味着优势;

PBS在一个独立的角色中“包含”了这种复杂性/中心化,并具有诚实的少数假设;

提议者=验证者,诚实的多数假设意味着高度的去中心化要求;

数据生成者=单独的角色,诚实的少数假设,意味着去中心化只需要确保一个诚实的数据生成者;

审查阻力方案–crList

V神已于今日上午出席数字经济与政府监管研讨会:据中央财经大学法学院官方消息,V神于今日(6月2日)上午出席中央财经大学法学院主办的数字经济与政府监管研讨会。参会嘉宾包括中央财经大学法学院、中国政法大学、中央民族大学等在内的各大高校教授、副教授、研究主任,会议就区块链金融科技监管展望、行业自律与法律监管以及区块链产业未来发展趋势这两个主题展开。[2018/6/2]

PBS的危险之处:一个高效的构建者可以永久审查一些交易;

crLists允许提议者指定构建者必须包含的tx列表,从而恢复旧的平衡;

crList

KZG2d方案

为什么不在KZG承诺中编码所有内容?

需要一个超级节点来构建和重建以防失败的情况;

我们希望避免这种假设的有效性;

目标:在d个KZG承诺中编码m个分片blob;

如果我们天真地去这样做,那就需要m*k个样本,这样数据就太多了;

相反,我们可以再次使用Reed-Solomon编码将m个承诺扩展到2*m个承诺;

KZG2d方案属性

所有样本都可以直接根据承诺进行验证;

恒定数量的样本确保概率数据可用性;

如果75%+1的样本可用:

所有数据都可用;

它可以从只观察行和列的验证器中重构;

不需要节点观察所有的情况;

组合在一起就是Danksharding

执行区块和分片区块是一起构建的;

我们以前需要分片委员会,因为每个分片blob可能无法单独使用;

现在,数据生成者的责任是使执行区块有效,并且所有分片blob都可用;

?验证可以是聚合的;

Danksharding诚实多数验证

每个验证者选择s=2随机行和列;

仅证明分配的行/列是否可用于整个epoch时期;

一个不可用的区块不能获得超过2^(-2s)=1/16的证明;

Danksharding重构

每个验证者都应该重构他们遇到的任何不完整的行/列;

这样做时,他们应该将丢失的样本转移到正交线;

每个验证器可以在行/列之间传输4个缺失的样本

DankshardingDA采样

未来升级

每个全节点检查方块矩阵上的75个随机样本;

这确保了不可用区块通过的概率<2^(-30);

带宽75*512B/16s=2.5kb/s;

总结优点和缺点

优点

简单的设计:

不需要分片委员会基础设施;

不需要跟踪分片blob确认;

没有额外的构建者基础设施

可以使用现有的执行层费用市场基础设施;

执行链和分片之间的紧密耦合:

使得rollup设计更简单;

zkRollup和执行链之间的同步调用是可能的;

分片不需要单独的PBS;

随着数据立即被验证者集的1/32确认,并在一个epoch时期内增加到完整的验证者集,抗贿赂的能力增强了;

得益于2d方案,全节点将能通过75个样本确保数据可用性,而不是30*64=1920个样本;

新的挑战

增加了数据生成者要求:

构建32MB数据的KZG证明

需要2.5GBit/s的互联网连接来分发样本;

为数据生成者提供了更多权力,因为他们充当了执行+数据层服务提供商;

需要通过crList缓解;

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