以太坊:V神科普的“Danksharding”到底是什么？_Mu Dank

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；

Hinman曾计划打电话给V神以了解以太坊基金会的运作方式:金色财经报道，美国证券交易委员会对Ripple Labs提起的诉讼中最新公布的文件显示，在2018年，前美国证券交易委员会主任William Hinman计划与以太坊联合创始人Vitalik Buterin进行对话，以了解以太坊基金会如何运作以“证实”他的立场，即ETH不是证券。

Hinman在2018年的一次著名演讲中认为，以太坊网络的原生资产不需要作为证券进行监管，此后 Ripple Labs 在针对美国证券交易委员会的指控进行辩护时经常引用这一观点。最近浮出水面的文件得以一窥SEC在Hinman演讲之前的内部讨论，他在演讲中暗示比特币和以太坊不是证券。[2023/6/13 21:34:20]

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；

媒体：V神是利用SHIB改变世界的楷模:V神为印度加密货币疫情救助基金捐赠大笔SHIB代币一事激起千层浪。SHIB资讯站SHIB INFORMER也发推表示：有人将SHIB当成追求财务自由的工具，有人用它打造更美好的世界。V神刚刚完全以SHIB创造了一只逾10亿美元的基金，帮助印度抗击疫情。[2021/5/13 21:57:13]

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

V神：分布式存储扩展能力是有限的:DFINITY创始人兼首席科学家Dominic Williams在推特上和以太坊创始人Vitalik进行互动，他表示：我一直被告知，Filecoin/IPFS可以扩展智能合约，因为它可以存储数据。但是必须将Merkelized数据传递会参数（昂贵）当中，这是一个不同的信任区，想法糟透了。

对此，以太坊创始人Vitalik回复道：是的，我同意。很多人似乎认为分布式存储对于区块链扩展具有神奇的功能，但实际上它能够做的就是允许每个人成为无状态客户端。这会稍微提升区块链扩展能力，但是不会产生那么大的效果。你依然需要去验证它。[2020/11/25 22:02:38]

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

V神：中本聪共识存在信任假设并不能说明其不客观:9月14日早间，有推特网友表示“中本聪的共识并不是客观的。就像PoS协议中要求的弱主观假设一样，其也具有主观成分。”对此，V神回复称，并不确定被这个说法给说服了。他举例表示，用户需要确信“发生重组到产生更低的价格”这个机制已经到位，确信这个事实并不需要确信该机制是否曾经被触发；这两个是不同的事实。也就是说，“发生重组到产生更低的价格”这是一个社会信任的假设。[2020/9/14]

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；

动态 | V神阐述如何进行ETH委托挖矿:V神回复网友提问“1.可以通过合约合租一个validator（平民化参与，共享投票身份）吗？2.一个客户端可以跑多个valifator (共享机器）吗？”表示，“你开一个validator，需要设置两个公钥：签名的公钥和取款的公钥。Phase 2后，不一定需要设置取款公钥，也可以设置取款合约。签名的私钥能withdraw，withdraw完成后validator里面的资金都给取款合约的地址。所以你开新的validator到时候，可以先发比如1以太币，设置取款合约，这个合约的规则是，谁deposit多少谁按照比例withdraw多少。一段时间后，你发withdraw的交易。现在因为奖励这个validator的balance是33.6以太币（加 5%），33.6以太币给合约，合约的规则分配1.05给你，8.4, 10.5和13.65 给其他的参与者。签名的私钥是你的，谁能withdraw多少的规则是合约定的。别人能看一个还未activated的validator的withdraw合约的规则，如果他们觉得是合理的，则他们能发他们的币给这个validator，这个是委托的方法。”[2019/10/22]

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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