区块链:最优化Rollup方案中的挑战期时长_ROL

编者按：本文来自以太坊爱好者，作者：EdFelten，翻译：阿剑，Odaily星球日报经授权转载。交互式Rollup方案，比如我们的ArbitrumRollup，通过让某个验证者断言执行结果、而其他验证者可以挑战断言的方式，来加速智能合约的执行。如果挑战期过去，而没有任何人提出挑战，则该断言就被认为是真的，然后系统就推进。一般情况下，断言都会是对的，挑战也是很少出现的，所以一条Rollup侧链就能比链上合约更快推进、开销也更低。但，挑战期应该设成多长呢？在本文中，我将指出，有些因素会使我们希望有更长的挑战时间，某些因素正好相反。我会推导出一个旨在最小化侧链整体运行成本的最优挑战期公式。长挑战期的好处

数据：自年初以来BTC投资回报超越黄金白银等成为最优:10月11日消息，据行情显示，目前比特币价格为55748美元，自2021年初以来增长了约90%。这意味着自年初以来，比特币的投资回报率表现优于黄金（-7%）、白银（-17%）和标准普尔500指数（+18%）、纳斯达克指数（+15%）、苹果（+10%）、微软（+35%）Facebook（+23%）、特斯拉（+7.5%）等。（Cryptopotato）[2021/10/11 20:19:47]

众所周知，更长的挑战时间就是更安全，因为审查攻击的难度会变得更高。恶意行动者可能会尝试报一个虚假断言，然后审查尝试挑战断言的交易，直到挑战期过去。但是，挑战期越长，这样的攻击就越不可能成功。一种看起来可行的模型是定义挑战期时长为C，而审查攻击成功率随C的增长而呈指数级下降。如果整个Rollup侧链的价值是V，那么攻击者能盗取的价值预计为V·e^(-AC)，A为常数。那么，为了阻止这样的攻击，我们就需要断言者先存储，比如10V·e^(-AC)，的价值，如果攻击失败，攻击者要付出的代价会远大于其攻击预期收益。但这样就为诚实的断言者施加了同样的成本，他们也必须锁定同样规模的资金。如果协议设计良好而且底层链也活跃，那么一般来说恰好会有一位诚实断言者存储了这么多保证金。那么，单位时间内的成本就是保证金规模乘以一个名义利率。挑战期越长，保证金规模就可以越小，所以——更长的存款时间可以降低侧链的运营总成本。短挑战期的好处

光大银行杨兵兵：加快区块链应用是破解中小微企业融资难的最优选项:光大银行首席业务总监、数字金融部总经理杨兵兵表示，加快、加深区块链等新技术在金融领域应用，无疑是破解当前中小微企业融资难融资贵的最优选项之一。（中国证券报）[2020/4/24]

要从侧链中取钱的人当然喜欢更短的挑战期，因为用户取款之后要等一个挑战期走完，钱才算真正回到了底层链上。从用户的角度来看，在挑战期中，他们的钱是完全被锁定的。我们可以这样建模：假设在一个平均区块时间内，有比例为W的资金要退出。那么，在任一时间点，锁定的取款数量就是CWV，因此侧链用户的成本就是这个数值乘以一个利率。因为这个成本也跟C成比例，因此更短的挑战期能够降低运营成本。找出最优挑战时长

丹华资本Dovey Wan：区块链是人类历史上第一个可以产生双边博弈最优并以最低成本的方式产生大规模共识的技术和经济框架:近日，丹华资本Dovey Wan在“清华区块链合伙人加速计划”首场沙龙上表示：“区块链是人类历史上第一个可以产生双边博弈最优，并且以最低成本的方式产生大规模共识的技术和经济框架。我们过去的信息革命，例如上一代互联网，不管是门户网站还是到搜索，还是QQ微信，都是Internet of Message，是信息互联网。但是Blockchain是Internet of Money，是网络。这两者之间的话，价值网络也有很多人说我们怎么没有什么区块链的应用。但是货币就是一个最大的应用。 货币有两层属性，作为一个等价交换物，第二个是价值尺度。价值尺度可以让我们对很多东西进行“定价”，譬如你要对公司未来现金流定价的话，这个是股票，如果要对公司的还债能力定价这个是债，如果你要对一件事情的风险定价这个是保险，当你有了价值尺度之后，你可以产生一系列无数的东西，区块链是有创造一个没有单故障节点的世界货币的尝试和可能。”[2018/4/9]

最优的挑战市场会是某种折中，即两项成本的总和是最小化的。有趣的是，两个方面的成本都是由资金锁定带来的，就是锁定的资金数量乘以假设的利率。因此，挑战期最优时长就跟利率无关了——只需最小化锁定资金的总数量即可。从等式来看，任一时间点，锁定的资金总量是：10V*e^(-AC)+CWV因为V在两项中都有，所以它不会影响最小值点。最小值点会出现在10×e^(-AC)+CW最小的时候。只需对C求导，令倒数值为0，就可以解出最小值点处的C。结果就是C=ln/A。

这个值对实践有什么意义？我们可代入一些还算可靠的数字，如上图所示。我们假设A使得攻击者在一个区块的时间内持续审查成功的成功率高达99%，即A=-ln(0.99)=0.01。再假设每天都有1%的资金要取出，那么按15秒的区块时间算，每个区块的取款比例约为W=0.000002。把这些假设代入公式，可得最优挑战期为C=1081个区块，约为4.5小时那么成本到底有多高？在任一时间点，都有约等于侧链全部资产价值的0.2%以不同方式锁定。如果名义利率是5%，那么结果就是：总的锁定成本约为每年对侧链的总价值征收0.01%的税收。只需付出这么低的代价，你就能得到一条更快、Gas消耗量更小，更可扩展的侧链。

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