a16z: Справжнє значення якості сильної ланцюжка, простір блоку не повинен монополізуватися

Оригінальний заголовок: Понад основну властивість блок-ланцюжка: "Якість сильної ланцюжка"

Оригінальні автори: ittaia, PGarimidi, jneu_net, a16z

Оригінальна компіляція: AididiaoJP, новини про перспективні технології

Якість ланцюга (CQ) є основною властивістю блокчейну. Простіше кажучи, це означає:

Якщо ви володієте 3% від загальної суми ставок, то в середньому ви можете контролювати 3% простору блоку.

Для ранніх блокчейнів з меншою пропускною здатністю якість ланцюга вже є достатньою. Однак сучасні блокчейни мають набагато більшу пропускну здатність, що дозволяє одному блоку містити велику кількість транзакцій.

Це призводить до більш сильної та вдосконаленої концепції. Вона не лише зосереджується на середньому співвідношенні простору блоку з часом, але й розглядає розподіл простору блоку в межах кожного блоку. Ми називаємо це "Сильна якість ланцюга" (SCQ):

Якщо ви володієте 3% від загальної кількості заставлених активів, то в кожному блоці ви можете контролювати 3% простору блоку.

По суті, ця властивість дозволяє зацікавленим сторонам мати «віртуальні смуги» в блокчейні з високою пропускною здатністю, що забезпечує можливість включення їхніх транзакцій.

«Якість ланцюга» в блокчейні

Однією з ключових інновацій біткойна, яка зараз присутня майже в кожному блокчейні, є впровадження механізму винагороди для пропонованих блоків у межах протоколу: сторона, яка успішно додає блок до машини станів, може отримати новостворені токени та комісії за транзакції. Ці винагороди визначаються функцією переходу стану і в кінцевому підсумку відображаються в стані системи.

У традиційних моделях розподілених обчислень учасники поділяються на чесні та зловмисні сторони. Немає потреби винагороджувати чесні сторони, оскільки чесна поведінка є типовим припущенням у моделі.

У криптоекономічних моделях учасники розглядаються як раціональні суб'єкти, чиї функції корисності можуть бути невідомими. Метою є розробка стимулів, які узгоджують прагнення цих учасників до максимізації прибутку з успішною роботою протоколу. Поєднуючи внутрішні механізми винагороди протоколу, ми можемо отримати наступне ідеалізоване визначення якості ланцюга:

Якість ланцюга (CQ): Альянс, який володіє X% загального заставленого капіталу, має X% ймовірності стати пропонувачем кожного блоку, що надходить у ланцюг після Глобального часу стабільності (GST).

Якщо ланцюг відхиляється від вимог якості ланцюга, це може дозволити певним альянсам отримати частку винагороди, що перевищує нормальну пропорцію, тим самим послаблюючи мотивацію до чесної поведінки та загрожуючи безпеці протоколу.

Багато блокчейн-систем відповідають або прагнуть відповідати цій властивості за допомогою "механізму випадрової ротації лідерів з урахуванням заставленого капіталу".

Типові проблеми, з якими стикаються зараз, включають: проблему "егоїстичного майнінгу" Bitcoin; проблему стійкості до хвостового форку Monad; а також проблеми в протоколі LMD GHOST Ethereum.

Походження "Якості міцного ланцюга"

Коли простір блоку є достатньо великим, нам не потрібно дозволяти одному пропоненту монополізувати весь вміст блоку. Замість цього, простір блоку одного і того ж блоку може бути спільно розподілений між кількома учасниками. Криптоекономічне визначення якості міцного ланцюга виражає цю ідею:

Якість міцного ланцюга (SCQ): Альянс, який володіє X% від загального обсягу заставленого капіталу, може контролювати X% простору блоку в кожному блоці після Глобального часу стабільності (GST).

Ця ідеалізована властивість неявно вводить абстрактну концепцію "віртуальних смуг". Іншими словами, альянси можуть фактично контролювати певну частку виділеного простору блоку в кожному блоці.

З економічної точки зору, наявність віртуальної смуги еквівалентна володінню виробничим активом, який може приносити дохід, що може надходити від комісій за транзакції або MEV (максимальна витяжна вартість). Зовнішні суб'єкти будуть конкурувати за заставлений капітал, щоб придбати та зберегти ці смуги, створюючи стійкий попит на базові токени L1. Чим більша економічна цінність, яку може генерувати канал, тим сильніша мотивація для сторін конкурувати за частку в стейкингу, і тим вища цінність, яку може накопичити частка в стейкингу L1, контролюючи доступ до цього блоку. Завдяки цій абстракції ми можемо перетворити сильну стійкість до цензури на ефективну властивість SCQ у межах протоколу.

Якісна ланцюгова якість і стійкість до цензури

Останні дослідження свідчать про те, що протоколи, стійкі до цензури, є надзвичайно важливими. Такі протоколи повинні не лише забезпечувати включення вхідних даних чесних сторін у кінцевому підсумку, але й гарантувати їх негайне включення. Якість міцного ланцюга (SCQ) можна розглядати як розширення цієї властивості в умовах обмеженої ємності блоку.

У практичних сценаріях, якщо обсяг транзакцій, які потрібно включити, перевищує доступний простір у блоці, то жоден протокол не може досягти ідеальної стійкості до цензури. SCQ вирішує це обмеження за допомогою більш прагматичного підходу: він не вимагає, щоб усі чесні транзакції завжди включалися, а замість цього виділяє "бюджет" для кожного вузла з валютою, забезпечуючи, що в межах цього бюджету їхні транзакції можуть бути включені.

Протокол MCP був запропонований як компонент поверх існуючих протоколів консенсусу Practical Byzantine Fault Tolerance (PBFT) для надання цим протоколам стійкості до цензури. Цей протокол також відповідає вимогам SCQ — виділяючи відповідний простір у блоці для пропонувачів на основі пропорції заставленого капіталу. Існуючі протоколи BFT на основі спрямованого ациклічного графа (DAG) надають спосіб досягнення пулу пам'яті з кількома записуючими, який також має певний рівень стійкості до цензури.

Стандартні реалізації цих протоколів часто не можуть строго відповідати SCQ, оскільки вони дозволяють лідерам вибірково затримувати певні підмножини транзакцій. Однак незначні зміни в цих протоколах можуть потенційно відновити SCQ. Одним із пов'язаних напрямків є "обов'язкове включення транзакцій", спрямоване на зменшення поведінки цензури.

MCP також демонструє, як досягти більш сильної властивості приховування. Завдяки цій властивості зацікавлені сторони можуть створювати віртуальні приватні коридори, вміст яких буде розкритий лише тоді, коли весь блок буде оприлюднено. Ми детальніше розглянемо цей момент у наступних статтях.

Як досягти високої якості ланцюга

Щоб досягти високої якості ланцюга після Глобального часу стабільності (GST), ключовим є забезпечення того, щоб пропонувачі не могли довільно цензурувати введення зацікавлених сторін. Це можна досягти за допомогою двораундового протоколу. На основі майже всіх протоколів BFT, що базуються на представленні, потрібні лише дві невеликі зміни:

Перший раунд: Кожен учасник надсилає свій автентифікований вхід іншим учасникам.

Другий раунд: Кожен учасник, якщо він отримує автентифікований вхід від учасника i, додає i до свого списку включення. Згодом цей учасник надсилає свій список включень лідеру. Ця операція еквівалентна зобов'язанню: вони приймуть лише блоки, які включають усі вхідні дані з цього списку.

Пропозиція BFT: Отримавши ці повідомлення, лідер включає об'єднання всіх отриманих списків включень у блок.

Голосування BFT: Учасник голосує лише тоді, коли блок містить усі вхідні дані з його власного списку включення.

Очевидно, що згідно з цим ескізом протоколу можна побудувати повний протокол. Цей протокол може забезпечити високу якість ланцюга після Глобального часу стабільності (GST), забезпечити стійкість до цензури та залишатися активним, коли лідер є чесною стороною. Щоб досягти SCQ до GST, також необхідно зачекати достатню кількість (квази) значень або списків у кожному раунді. Ми детально розглянемо цей протокол та його розширені форми в наступних статтях.

Останні дослідження свідчать, що для досягнення високої якості ланцюга та стійкості до цензури необхідно додати два додаткові раунди після раундів голосування звичайних протоколів BFT (як показано на ескізі протоколу вище). Ми також детально розглянемо цей результат у наступних статтях.

Хоча висока якість ланцюга (SCQ) визначає частку простору блоку, яку може контролювати альянс, вона не повністю обмежує порядок транзакцій у межах блоку. SCQ можна розуміти як резервування місця для кожного вузла з валютою, але це не гарантує порядок транзакцій у межах цього простору.

Це відкриває широкі можливості для досліджень у сфері розробки механізмів впорядкування транзакцій. Очікується, що хороший механізм впорядкування ще більше підвищить справедливість та ефективність у блокчейн-екосистемі. Одним із напрямків, який варто відзначити, є впорядкування транзакцій на основі пріоритетних комісій.