Fuel:模块化实行案例(第 1 部份)

 空投币   2022-11-05  来源:互联网  0 条评论
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模块化施行案例

区块链空间正越来越多地转向模块化架构,以完结真正的可扩充性。即使币安官网登录是像以太坊这样往日全面单片的链,也在转向模块化妄图,以克服单片区块链妄图带来的寻衅。

模块化区块链客栈的当中组件之一是施行层,Fuel在为模块化区块链客栈构建最快的施行层。

甚么是模块化施行层?他们将若何完结更具可扩充性的区块链系统?

与单片施行层比拟,模块化施行层拥有两个当中劣势:

1,单片链将算计以及验证耦合正在统一层,导致安全性低于规范以及有限的可扩充性。模块化施行层经过解耦算计以及验证来避免这种状况,进而大领域供给更弱小的安全保险。

2,单片链正在也许支柱的速率以及算计品种方面被锁定正在低效的本领中。另一方面,也许异常妄图模块化施行层,以优化高效算计。

这篇文章会精细阐述了第一个当中优点,第二个优点将正在第2全体中琢磨,链接:

单片区块链根底:算计与验证

要领会模块化施行层(MEL)带来的改革,开始咱们须要领会单体区块链若何处置算计以及验证。

区块链依附于施行买卖并将它们系结成一个区块的实体收集 - 这些被称为区块损耗者。假设没有制衡,好心区块损耗者大概会正在区块中蕴含有效买卖(比如,将代币铸造到他们自身的地方)。为了避让这种状况,区块链依赖其他节点的收集来决定区块的无效性,然后再将其推广到其链版本中。

这导致了区块链运行所需的两个当中功能:

区块损耗(即算计)- 施行买卖并利用单个状态变换来构建区块。

块验证(即验证)- 确认状态变换无效。

单片链的算计与验证

留神:为了便于领会,本文供给了对于区块损耗以及验证若何正在单片区块链上处事的简化阐明。理论上,该历程更为繁复,并且大概因一定链的妄图而异。不过,许多不异的当中准则合用。

正在大普遍单体区块链妄图中,算计以及验证由不异的实体施行 - 验证者(即全节点)。当用户发送买卖时,验证器将施行买卖,然后将相映的状态变换蕴含正在块中。

一旦一个区块被建立以及传播,其他齐全节点就会下载该区块偏重新施行该区块中的买卖,以确认其无效。假设区块是无效的,假定它们是狡猾的,则全节点将该区块附带到他们的链版本上,进而证实其无效性。

有时,利用法式或用户须要拜候区块链的状态,但没有指望孕育运行齐全节点以及独立验证一切买卖的高资源须要。为此,它们也许运行轻量级客户端,这些客户端假定全节点供给的区块仅蕴含无效买卖。

他们没有会下载齐全的区块链,也没有会验证一切往日的买卖是否无效。相反,他们必需置信大普遍齐全节点是狡猾的(即只正在他们的链副本中蕴含无效的区块)。

这被称为狡猾普遍假定,也是大普遍单体区块链轻易受到51%打击的缘由。正在单片模子下,因为须要狡猾的大普遍齐全节点来验证区块链是否无效,所以轻客户端强制信赖大普遍。

假设逾越一半的齐全节点是没有狡猾的,轻客户端没法分解这一点,所以他们最终将遵守有效链。

狡猾普遍假定 - 可扩充性的限制

单片链的可扩充性受到它们对于这种狡猾普遍假定的依附的重要限制。这是由于,为了推广买卖吞吐量,必需推广区块巨细以及/或频次,以便正在不异的时光内处置更多的买卖。这推广了全节点的资源须要(以及相干老本);更大/更快的块=更多的算计=更高的老本。

随着运行全节点的老本推广,更多的实体将挑选运行轻客户端,依赖越来越小的全节点收集来验证链的无效性。区块验证的日趋分散化是对于单体链安全的主要吓唬,由于更分散的验证者池更轻易受到打击,也更轻易串同。

模块化施行:解耦算计以及验证

好动态是,区块链系统也许脱节依附于狡猾普遍假定的妄图。为了避免这种单片妄图的陷坑,模块化区块链客栈将算计与验证结合。经过将施行(即算计)移出根底链(常常称为“父链”),也许正在没有作用去焦点化的状况下完结更大的领域。

甚么是模块化施行层?

正在模块化区块链客栈中,施行层担任算计 - 换句话说,处置买卖以及利用单个状态变换。

Fuel将模块化施行层定义为:为模块化区块链客栈妄图的可验证算计系统。更全部地说,一种哄骗或无效性可证实的区块链(或其他算计系统),它运用模块化区块链来完结数据可用性。

为了进一步澄清,假设算计系统:1)没有能证实哄骗或无效性,大概2)没有将数据可用性卸载到另一层,则算计系统没有是模块化施行层。

与单体区块链一律,模块化施行层选择公用区块损耗者收集。这些实体处置施行买卖以及天生区块的资源聚集型历程。然而,与单片系统分歧,验证没有是正在施行层处置的,而是正在模块化区块链客栈的较庸俗别处置的。

验证 - 维持区块损耗者的狡猾

模块化施行的天分之处正在于,只有验证(即区块验证)是去焦点化的,算计(即区块损耗)就没有须要去焦点化。区块巨细也许推广,导致孕育区块的节点焦点化 - 但只有验证解耦,有效区块就没有会推广到链中。

但这是若何处事的呢?假设咱们禁止区块损耗维持焦点化,咱们若何确保安全性失去损坏?这便是模块化发扬影响的地点。

模块化施行层将施行的资源聚集型功能抽象为弱小的区块损耗者,这些损耗者系结并施行批量买卖,并按期将这些买卖算作区块揭晓到父链(结算/共鸣/数据可用性层)。为了维持这些区块损耗者的狡猾,还有其他非区块损耗的齐全节点(常常称为“验证者”或“证实者”),它们下载偏重新施行揭晓到父链的区块,以确保它们只蕴含无效的买卖。

这些全节点若何通报买卖的无效性或有效性的细节取决于模块化施行层是选择悲观模子依然零学识模子。正在悲观 MEL 的状况下,全节点仅正在检测到有效买卖时才采用步履(经过哄骗证实)。相反,正在零学识MEL的状况下,全节点积极证实买卖的无效性(经过无效性证实)。正在一切一种状况下,区块损耗者供给的一切买卖的无效性或有效性都正在父链上失去证实,而没有是正在模块化施行层上。

示例:Optimistic模块化施行层上的哄骗证实

为了供给更深切的阐明,让咱们琢磨Optimistic MEL 的状况(假定一切买卖都是无效的,除非尚有证实)。假设即使是模块化施行层上的单个齐全节点正在父链上揭晓的区块中检测到有效买卖,它们也也许天生哄骗证实(正在预约义的“争议束缚窗口内”),以加密办法证实买卖有效。

根据一定模块化客栈的组织,也许经过多种办法处置,比如:

1,正在拥有沉降层的模块化客栈中:

全节点将哄骗证实提交给结算层上的公用争议束缚合约,该合约直接从新施行买卖(请留神,这要求MEL买卖的组织使其恐怕以决定性的办法正在结算层的假造机上证实哄骗 - 比如,FuelVM被妄图为正在EVM中可证实哄骗,以便正在以太坊上施行结算)。

假设买卖有效,违规的区块损耗者将受到砍杀的奖励(即他们亏空资金),“告发人”将取得这些资金的一全体惩罚,并且链的状态将恢复到有效买卖以前的状态。因为没法保险有效事情之后的一切事情都对于应于无效状态,所以这些后续事情将从新施行。

2,正在没有沉降层的模块化客栈中:

全节点经过点对于点收集八卦哄骗证实,以忠告轻客户端该区块蕴含有效买卖。利用哄骗证实算作区块损耗者没有狡猾动作的证明,全节点也许正在父链上提出奖励买卖,进而削减区块损耗者的资金。

因为没有结算层来确定链的“榜样”版本,好心全节点外貌上也许挑选没有推辞该区块;不过,哄骗证实一经通报给轻客户端,所以他们分解没有要遵守好心全节点的链版本。所以,社会共鸣保险了有效区币安官网入口块将被推辞。

正在一切一种状况下,因为验证历程被载入正在父链而没有是施行层上,所以安全性被外包给父链,这意味着施行层自己也许正在较低的安全保险下运行。即使施行层上99%的全节点是没有狡猾的,也只须要一个狡猾的全节点来确保施行层只蕴含无效的买卖。

这意味着模块化施行层(以及 MEL 轻客户端)也许基于单个狡猾的小量假定运行,而没有是依附于狡猾的普遍全节点。

正在模块化施行层上,轻客户端只须要依赖一个狡猾的全节点来保险链的无效性。

有效区块只可由单片系统中的大普遍齐全节点恢复,而模块化系统中的单个齐全节点也许利用哄骗/无效性证实逼迫恢复有效买卖。

这若何完结可扩充性

禁止算计正在父链下施行,也许大幅推广买卖吞吐量。区块巨细也许显着推广,而没有必耽心区币安登录地址块损耗的分散化,由于零丁的区块验证历程使区块损耗者维持狡猾。

虽然较大的区块确切给施行验证的齐全节点带来了更高的负担,但狡猾的小量假定意味着该范畴的焦点化吓唬较小,由于依附于没有狡猾普遍的基于焦点化的马脚变得弗成能。

轻客户端还也许正在模块化架构下以更高的安全保险运行,由于哄骗证实使他们恐怕根据来自单个狡猾齐全节点的证实来判别有效买卖(与单片系统相反,单片系统要求轻客户审察信至多有一半的齐全节点是狡猾的)。

模块化施行层上的轻型客户端比单片客户端拥有更高的安全保险

其余,区块损耗者分解一切好心震动都会被检测到并导致砍伐,所以他们以至没有太大概试图做出没有狡猾的动作。所以,施行层也许施行算计优化(即处置大度事情),同时依附于模块化客栈的安全优化的较庸俗别。

模块化施行:潜伏寻衅

这种模块化架构确切带来了一些极度的本领以及博弈论寻衅。

数据可用性

虽然哄骗/无效性证实使狡猾的齐全节点恐怕证实哄骗,但还有一个课题:数据可用性。为了天生证实,全节点依附于区块可用性,由于它们须要下载偏重新施行区块中的一切买卖以决定其无效性并天生证实。

外貌上,好心区块损耗者也许只将区块头揭晓到父链,大概会拘留全体或全数相映数据。这也许避让全节点天生哄骗/无效性证实来指示轻客户端留神该课题。

正在实验验证块时,全节点很轻易判别数据何时被好心块损耗者拘留。正在这种状况下,他们也许简捷地假定链是有效的,并从中分叉。不过,轻客户端若何正在没有下载整体区块的状况下决定数据是否被区块损耗者拘留?

一种称为数据可用性抽样(DAS) 的新本领使轻客户端恐怕概率地决定整体块是否已揭晓。简而言之,轻客户端从全节点恳求块的一小全体随机小全体(或“样本”)。

假设一切恳求的样本均可用,则假定有渊博的轻客户端施行数据可用性采样,这很大概证实整体块均可用。假设块的一切全体弗成用,轻客户端分解数据已被保全,所以也许从该版本的链中分叉。

这项本领的齐全注释超越了本文的范围,但您也许正在此处赏玩相关它的更多信息。最终,主要的一点是,DAS 使轻客户端恐怕判别有效块,即使好心块损耗者隐蔽数据也是如许。

验证者的窘境

另一个潜伏的课题是被称为“验证者窘境”的征象。简化版本以下:

假设区块损耗者分解全节点会判别没有狡猾的震动,他们将狡猾行事以避免被砍伐。

随着时光的推移,假设全节点假定区块损耗者将连续狡猾行事,他们就没有能源连续验证区块,由于他们永久没有会因判别有效买卖而取得惩罚。

假设全节点没有经济激发连续验证区块,他们大概会休止这样做。正在这一点上,区块损耗者没有狡猾的动作变得可行。即使仍然有非零数目的全节点,区块损耗者贿赂残余的全节点以轻视渊博有价值的有效买卖正在财政上也大概变得可行。

这以一个轮回难题杀青,即模块化施行层变得越安全(即区块损耗者没有狡猾动作的动机越小),它就越宗旨于升高安全性(即全节点没有再被激发来验证区块)。另一方面,它的安全性越低,安全性就越高。

这种窘境也许经过多种路子来减缓(相关这些因素的博弈论分解,请参阅这篇精深的文章):

利他主义- 由于 MEL 只须要一个狡猾的验证者,只有至多有一个利他主义的齐全节点正在运行,系统就会维持安全。然而,虽然这正在尝试中大概渊博安全,但对付掌握大度物业的系统来讲,这并没有能供给渊博的保险。

经济好处- 有许多实体有经济激发来运行超越潜伏告发人惩罚的齐全节点。比如,区块欣赏器、震动性供给商或 dapp 等产物以及办事须要拜候 MEL 的齐全状态才华无效地运行其生意。然而,这些实体(外貌上)轻易受到好心区块损耗者的贿赂。

鲸鱼- 正在MEL上拥有大度物业的实体也许挑选运行一个齐全的节点,以确保他们的好处失去损坏并且链是安全的。

加紧支款- 因为悲观的 MEL 正在保险模块化客栈的较低层的最终性以前依附于争议束缚窗口,所以正在此窗口当时,从 MEL 到息争层的支款没有会最终决定。所以,第三方办事有一个墟市,这些办事供给加紧支款,采用MEL上的代币,并马上将不异的代币(减去用度)发送给结算层的用户。为了确保正在结算层发送资金后没有会恢复MEL状态,办事供给商被激发正在施行此类买卖以前验证链的无效性。

区块损耗者- 也许对于提交基于先前有效区块构建的区块的区块损耗者施行处理。有了这样的体制,区块损耗者将被激发正在提交区块以前验证链的无效性。

虽然上述减缓政策自己大概并没有全面无效,但当贯串起来时,有分明的动机让许多分歧的各方连续正在 MEL 上运行齐全节点并验证链的状态。

新的妄图空间:超过 EVM

经过选择正在简单狡猾的小量假定下完结高安全性的妄图,模块化区块链客栈恐怕开垦比往日正在单片妄图下大概完结的更高吞吐量的区块链。

然而,除了将算计与验证结合所带来的可扩充性劣势外,经过异常存眷客栈顶部的妄图:模块化施行层,也许正在可扩充性方面博得进一步掘起。使这一层的算计更具可扩充性以及效用是构建更好的区块链的下一步。

今朝在开垦的大普遍模块化施行层都利用以太坊算作其父链,所以默认利用 EVM 算作施行境况。这异常于进步内燃机能源效用的妄图:对于一经过时本领的渐进式革新。

理论上,模块化客栈启示了更广泛的妄图空间,清除了模块化施行层依附低效 EVM 的须要。Fuel在运用这个新扩充的妄图空间来构建一个超过EVM的模块化施行层,优化高效以及可扩充的算计,卓绝的开垦人员感受以及最大的安全性。

正在第 2 全体中,咱们将琢磨模块化施行层若何超过上一代区块链妄图的本领限制,以完结真正的可扩充性。(第2全体链接:)

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