NTO:科普:Layer-2 中的有效性证明与错误性证明_ANT

编者按:本文来自以太坊爱好者,作者:AvihuLevy&UriKolodny,翻译:阿剑,Odaily星球日报经授权转载。引言

在本文中,我们将从错误性证明与有效性证明的区别出发,分析和比较不同的Layer-2可扩展性方案。我们断言,相较之下,有效性证明在根本上具有优势,因为有效性证明方案保证了只有合形式的状态转换才会被接受。背景

在最近几个月,基于证明的以太坊可扩展性方案——比如Truebit、GluonPlasma、dFusion、Roll-Up以及Ignis这样的项目——开始浮出水面,让人颇为激动。这些项目背后的理念很简单:与其给区块链写入很多交易,不如产生一个证明,可以简洁地表示这些交易,进而表示出新的状态。上面提到的所有项目都是Layer-2方案:它们定义了一种运行在Layer-1上的协议,并且基于这些协议来提供多种服务:存储资金/取出资金、一个根据链下状态时时更新的账本,并作为一种“全局时钟”而运作。重要的是,这些协议没有嵌入Layer-1,因此Layer-1也无法强制执行任何Layer-2的逻辑。在此,我们想展开一种框架来比较这些方案,尤其是关注“错误性证明”与我们所谓的“有效性证明”之间的区别。错误性证明和有效性证明不是Layer-2的专利,在Layer-1上也可以存在,但当前大家仅在Layer-2上做尝试,因此我们的分析也都基于Layer-2方案。错误性证明即表示某个状态转换不正确的证据。这种方案反映了一种乐观的态度:假设区块上表示的Layer-2状态都是正确的,除非有人能证明不是。实际上,提交到链上的区块也很有可能包含着一次不合逻辑的状态转换。有效性证明即表示某个状态转换正确的证据。这种方案的态度更为消极:当且仅当某个状态是正确的,区块才应该包含代表相应Layer-2状态的值。在继续推进分析之前,有必要强调的是:证明系统既可以被用作错误性证明,也可以用作有效性证明。我们不应该混淆证明的方式和证明的目的。深度分析

稳定币crvUSD科普创新清算机制LLAMMA,可在抵押品价格下跌时逐步替换为稳定币:1月17日消息,Curve官方科普其稳定币crvUSD创新的清算机制LLAMMA,解释了LLAMMA通过AMM的特性进行针对债务人更友善的清算方式,让抵押品在价格下跌时逐渐转移成稳定币,让原本要清偿的债务有一定程度的稳定币可以偿还,同时在价格回稳时再逐渐把稳定币换回抵押品,而不是直接的触发清算导致债务人的亏损。

此前报道,2022年11月23日,去中心化交易平台CurveFinance开发者发布Curve即将推出的去中心化Stablecoin“crvUSD”的官方代码和白皮书。[2023/1/17 11:17:13]

错误性证明

错误性证明的主要优点是无需为每一次状态转换都提供证明,只在系统需要中断的时候提供。因此,错误性证明方案需要的计算资源更少、更适合可扩展性受限的环境。这种方案的主要缺点则来源于其非交互性:它定义了多方之间的“会话”。一次会话要求各方——尤其是断言状态转换有误的一方——必须在线,并且允许其它方用多种方式打断会话。但问题的核心是:协议会将沉默视为默示的同意。实际上,攻击者完全可以尝试用DDoS攻击制造出表面的沉默。概念上,错误性证明方案可以表述如下:因为区块有可能包含不正确的状态转换,错误性证明协议设定了一个时间框架——纠纷时间窗口——来处理不正确的状态。这一窗口的长度也是用区块数量来定义的。如果在纠纷时间窗口内无人提交错误性证明,相应的Layer-2状态转换就会被认为是有效的。如果有人向智能合约提交了错误性证明,而且经证明是正确的,则智能合约会将Layer-2状态回滚到最后一个正确状态。除此之外还可能实施对作恶一方的惩罚,等等。DTF时间长度的选择很重要:DTF时间越长,发现错误状态转换的几率就越高——听起来很棒。但同时,时间越长,用户需要等待的时间也越长,这就是一个副作用了。有效性证明

人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日,人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么?区块链如何防范恶意节点?》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解,他表示,拜占庭将军问题本质上指的是,在分布式计算机网络中,如果存在故障和恶意节点,是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里,人们提出了许多方案解决这一问题,称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法,后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法,在2008年,中本聪发明比特币后,人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性,也就是必须计算数学题,才能得到记账的权力,其他人对这个记账结果进行验证,如果是对的,就认可你的结果。与拜占庭问题比起来,就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

有效性证明总体上说更为简单:向一个智能合约发送一些链下计算已然发生的证据。智能合约仅在一个新值被证明为正确之后才更新区块链。有效性证明的主要优点是区块链上总是能反映出一个正确的Layer-2状态,而且一个新状态可以即时使用。而主要缺点就是每个、每次状态转换都需要一个证明,不单单是状态转换受到质疑时才需要提交证明,这就影响到了其可扩展性。51%攻击

动态 | 人民日报官方微博科普区块链 强调区块链不等于比特币:人民日报官方微博今早发表9图科普区块链。其中涉及区块链的特点有:1、安全;2、不可篡改;3、可访问;4、无第三方。区块链对未来的影响:1、不需繁琐个人证明;2、看病避免反复检查;3、旅行消费更加便捷;4、交易无需第三方。同时强调,区块链不等于比特币。比特币只是区块链技术的一种应用,区块链还有医疗卫生、食品安全、版权保护等诸多应用领域。[2019/10/28]

在多种可能的攻击方法中,我们主要关注Layer-1上的51%攻击。最近51%攻击频发,连以太坊经典也未能幸免。那么错误性证明和有效性证明如何应付这种攻击呢?错误性证明:一场51%攻击会在区块链中引入一个欺诈性的状态,比如从交易所中“偷取”一些资金。细节如下:攻击者用一个欺诈性的状态转换创建了区块BlockFr。例如,区块中包含了一笔交易,将交易所中所有的资金转移到攻击者的账户。在BlockFr之后,他们还会接上DTF区块,以一个包含取款交易的区块告终。然后他们在DTF区块后面继续生成区块,直到超过当前链成为更长的链。他们能这么做是因为他们掌握了51%的算力难搞的是,发动这样一场攻击的运营成本跟“奖金”规模无关。这就意味着,随着密码学货币交易所的体量上升,攻击交易所会越来越有吸引力。总而言之,问题的根源在于Layer-2解决方案定义了自己的逻辑,而且允许一个区块包含欺诈性的的状态转换。这样一来,攻击者偷盗资金之后的账本状态也会被认为是一个合法的状态!甚至都没有什么双重花费,只是出现了一桩欺诈。有效性证明:51%攻击只能遮蔽已有的账本历史,可能可以提供另一种历史;但重要的是,这一新的历史也是完全合形式的。这里所说的攻击范围仅限于在Layer-1上可能发动的攻击。在币币交易所中,覆写历史的勾当有时候是一本万利的:例如,一个卖家,可能会很乐于遮蔽掉一笔时候来看成交价位于谷底的交易,但是,在给定区块链上的交易所中,没有办法可以直接吞掉对方的钱。我们提议的解决方案

动态 | 央行官微旧文重发“再科普”:范一飞详解数字货币:据中国经济网消息,今日,央行官微公众号头条重新发布央行副行长范一飞在2018年1月25日题为《关于央行数字货币的几点考虑》的文章,对央行数字货币再次进行科普。同时,微信公众号第二条发布支付司副司长穆长春8月10日在第三届中国金融四十人伊春论坛上的演讲。近年来,各主要国家和地区央行及货币当局均在对发行央行数字货币开展研究,新加坡央行和瑞典央行等已经开始进行相关试验,人民银行也在组织进行积极探索和研究。[2019/8/21]

如果有这么明显的劣势,错误证明型系统还会作为一个选项?主要原因就是提供有效性证明迄今为止都仍是非常昂贵而且繁琐的。在使用证明系统以前,免许可系统中唯一一种“有效性证明”就是简单重复运算,因此可扩展性大为受限;而且,这种重复计算直至今天仍在Layer-1上使用,虽然众所周知它是可扩展性的一个障碍。证明系统则提供了一种非常有吸引力的特性,叫做简洁性:为了验证一个状态转换操作,你只需要验证一个证明,而且验证的开销是完全独立于状态转换的计算量大小的关系)。Ignis/Roll-up都基于SNARK,需要一个受信任的初始设定,并且相较于STARK,需要证明者使用更多的计算资源。StrakWare正在努力部署StarkDEX,为去中心化交易所提供可扩展性方案;他会使用STARK来实现有效性证明,我们预计会在2019年第一季度末部署到测试网上。结论

声音 | 火星人朋友圈科普RAM:火星人在朋友圈发文称,“什么是RAM?简单来说就是EOS这个国家的土地,所有的经济行为都离不开土地。只要EOS的BP们能投票形成一个稳定的供给预期,并且不改变目前的Bancor算法,那么RAM后续的价格有可能会像北上广深的房价走势。房价下跌不行,房价过快上涨也不行,EOS的生态越来越像某国了,真有意思。”[2018/7/6]

本文比较了错误性证明和有效性证明作为Layer-2可扩展性方案的工具价值。我们强调了有效性证明应对51%攻击的内在优势。而STARK,因为证明时间更快,而且验证简单、无需受信任的初始设定,是一种生成有效性证明的有力工具。感谢DanRobinson、LindaXie、AlexeyAkhunov以及GeorgiosKonstantopoulos审读本文的初稿。

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