加密货币:观点 | 最优化 Rollup 方案中的挑战期时长_加密货币市场总市值数量级是多少

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

观点：美联储的流动性减少将对高风险资产产生巨大冲击:1月10日消息，对于那些担心长达十年之久超宽松货币政策已在全球造成资产泡沫的人来说，麻烦的最初迹象可能正在价格高涨的市场中孕育发展。Michael Hartnett等美国银行策略师认为，在包括加密货币、钯金、长持续期科技股和其他历史性风险市场领域在内的资产中，泡沫正在同时爆裂。

Infrastructure Capital Advisors投资组合经理Jay Hatfield称，来自美联储的流动性减少，将导致股票风险溢价和利率上升，这将继续对市场上风险最高的资产产生不成比例的冲击，包括对亏损科技股，网红股，特别是无内在价值加密货币的动能驱动投资。（金十）[2022/1/10 8:37:56]

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。

观点：加密货币交易量达16万亿美元，已超越FAANG年交易量:8月11日消，据Ark Investment Management 分析师 Yassine Elmandjra在推特上表示，加密货币交易已经超越FAANG年交易量。FAANG是指Facebook、苹果（Apple）、亚马逊（Amazon）、Netflix 和谷歌（Google），这五大科技巨头在公开股票市场的年交易量约为12万亿美元，而加密货币在 2020 年和 2021 年产生了超过 16 万亿美元的交易量。2021年，加密市场交易量呈现爆发式增长，以Coinbase最近发布的二季度报告显示，当季该公司交易量达到4600亿美元。[2021/8/11 1:49:00]

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。

观点：灰度今年第四季度已增持115236枚BTC，比特币流动性危机将至:CoinCorner首席执行官Danny Scott发推表示，灰度今年第四季度已经增持了115236枚BTC，相当于22亿美元。他再次重申：BTC流动性危机即将到来。

此前12月2日，Danny Scott曾发推表示，加密交易所中存储的比特币数量正在以前所未有的速度减少。用户正在积极构建比特币长期头寸。比特币流动性危机即将到来。（U.Today）[2020/12/16 15:24:30]

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。

观点：企业采用智能合约和区块链技术的速度将加快:Chainlink首席执行官Sergey Nazarov和Interwork Alliance主席Ron Resnick表示，企业采用智能合约和区块链技术的速度很快就会达到峰值。（Cointelegraph）[2020/7/9]

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

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

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。

原文链接：https://medium.com/offchainlabs/optimizing-challenge-periods-in-rollup-b61378c87277作者:EdFelten翻译:阿剑

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