SHARD:V神科普的“Danksharding”到底是什么?_DANK币

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;

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;

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

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

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

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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