Vitalik: 關于兩個slot的提議者/構建者分離方案的具體設計

來源|ethresear.ch

作者|VitalikButerin

翻譯｜EthereumCN

原標題：《Vitalik:兩個slot的提議者/構建者分離方案》

譯者注：目前新的分片方案Danksharding融合了PBS(提議者/構建者分離方案)和crList的設計。其中，PBS方案的構造設計采用的是兩個slot的PBS，這也是crList的設計基礎。關于這種“混合式PBS”的抗審查分析，可以參見《Vitalik:如何提高PBS方案的交易抗審查性》。本文是兩個slot的PBS方案的具體設計。

在一個slot對里的事件順序

就在0秒之前—發布執行頭部發布：任何人都可以發布一個執行頭部，它包含一個執行哈希，一個出價，和一個構建者的簽名。

0秒—信標區塊期限：信標區塊必須打包勝出的執行頭部

0—2.67秒—對信標區塊做證明：只有一個委員會對信標區塊做證明投票

8秒—中間區塊的期限：勝出的區塊構建者發布一個中間區塊，由執行區塊主體和他們可以找到的對信標區塊盡可能多的證明組成。

Vitalik Buterin：比特幣若希望進一步發展，需測試更多擴展解決方案:7月10日消息，以太坊創始人Vitalik Buterin本周在Twitter Space上表示，“如果我們希望比特幣不僅僅作為支付方式，它需要像Plasma或ZK Rollup這樣的擴展解決方案。而這兩種方案都已經在以太坊上測試過”。他還表示，Optimism和Arbitrum是兩個成功的Rollup，可以作為比特幣的案例研究。Buterin還試圖找出以太坊和比特幣兩個生態系統的共性。他指出，兩個區塊鏈都具有不變性，同時它們都存在L1隱私問題。多年來，以太坊一直在嘗試多種擴展解決方案，最新提案為EIP-4844，它引入了blob，每秒可實現多達10萬次交易。

?[2023/7/10 10:12:34]

8—10.67秒—對中間區塊的證明：剩下的N-1委員會對中間區塊做證明投票

10.67—13.33秒—聚合中間區塊的證明

13.33—16秒—發布下一個執行頭部

如果錯失了一個信標區塊，下一個slot會被換為信標區塊而不是中間區塊。

圖表解釋

Vitalik：以太坊需要改進的不僅是協議的功能，需要對應用程序和錢包進行深度改變:金色財經報道，以太坊創始人Vitalik Buterin發布《The Three Transitions》文章。Vitalik稱，當以太坊從一個年輕的實驗性技術過渡到一個成熟的技術棧，能夠真正為普通用戶帶來開放、全球和無需許可的體驗，堆棧需要大致同時經歷三個主要的技術過渡：向L2擴展過渡，每個人都轉向Rollup；向錢包安全過渡，每個人都使用智能合約錢包；向隱私過渡，確保保護隱私的資金轉移可行。

由于上述原因，這三個轉變至關重要。但它們也具有挑戰性，因為要妥善解決這些問題需要密切協調。需要改進的不僅是協議的功能；在某些情況下，我們與以太坊交互的方式需要從根本上改變，需要對應用程序和錢包進行深度的改變。[2023/6/9 21:27:01]

關鍵的特性

從分叉選擇的角度來看，該系統可以被描述為就像現在的信標鏈，只是委員會的規模是不平均的，且會有一個(區塊，slot)分叉選擇。唯一的區別是有些區塊只是用來選擇為緊隨其后的區塊選擇提議者。這就簡化了分析。

每個步驟之間的委員會有助于確保每個步驟都是“安全的“，并且減少被單個行動者濫用帶來的影響。

比升資本合伙人Vito：Filecoin礦工和算力要提供可靠存儲能力應對監管:金色財經現場報道，4月23日，數御未來——2021數據與存儲產業峰會在成都舉辦。在主題為《區塊鏈視角看分布式存儲的市場價值》的圓桌中，比升資本合伙人Vito指出，Filecoin賽道崛起的原因在于，從其自身發展來看，在FIL主網上線之前，已經有很多機構進場布局這個賽道；從散戶的角度來看，存儲和計算、通訊相比，認知門檻會更低，從社會現實來講，海量數據時代需要分布式存儲。

對于分布式存儲的監管問題，當海量數據進入后，一定會有專業合規的服務商來做這個事情。對于現在投資算力和礦工，所要做的是提供可靠的存儲能力。[2021/4/23 20:52:01]

構建者的安全特性

在發布出價那一步，構建者看到執行頭部，并知道它是否安全(如果有很多反對票或缺失的證明，這個執行頭部可能是不安全的)。

如果執行頭部是安全的，除非出現大于45%的攻擊、非常大量的罰沒，或非常嚴重的網絡延遲，執行頭部才可能被回滾。在這種情況下，構建者可以放心進行安全出價。

如果執行頭部是不安全的，在他們發布他們的主體后區塊鏈還是有重組的風險，以“偷走”他們的MEV機會。在這種情況下，構建者看到這個風險后可以調低他們從這個風險獲得風險溢價的出價。

ETC：ETC不再遵循Vitalik的愿景:以太坊經典官方發推表示：以太坊經典將不再遵循Vitalik的愿景及路線圖，不再以吸收以太坊1.0為目標。現在是ETC做出有意義的創新的時候了。[2020/11/24 21:55:32]

在發布中間區塊時，會有兩種情況：

信標區塊還未被發布。在這種情況里，證明委員會已經對該區塊投反對票，因此中間區塊產生者(即構建者)可以安全地不發布，也不會受到懲罰。

信標區塊已經發布。在這種情況下，中間區塊會有“提議者得分激勵(proposerboost)'，這個激勵會比整個證明委員會幅度的大，因此如果構建者發布了，他們的區塊將在其余N-1證明委員會的證明里獲勝。

這確保了如果證明委員會是誠實的，且網絡延遲沒有非常嚴重的情況下，構建者就能保證：

如果他們發布了區塊就能被打包

如果他們因為信標區塊頭缺失而不發布區塊是不會被懲罰的

構建者有大約5.33—8秒的時間發布區塊。在他們看到信標區塊時可以放心馬上發布；但是，他們可能會想等看到更多證明時再發布，因為他們打包證明會得到獎勵(被打包的證明者也會得到獎勵)。他們可以自由地在這段時間內(即5.33秒的窗口，獲得打包證明獎勵與第8秒的窗口沒能獲得打包證明獎勵）協商權衡。

聲音 | Vitalik Buterin：可伸縮性、隱私性和可用性是以太坊的三大發展重點:據Invest In Blockchain消息，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin在與Abra首席執行官Bill Barhydt交流時分享了以太坊的三大發展重點：可伸縮性、隱私性以及可用性。其表示，以太坊網絡需要每秒處理100,000筆交易才能成為未來可行的平臺。此外，Vitalik Buterin還表達自己對比特幣作為一種價值儲存手段將如何發揮作用的看法，其認為如果比特幣的意圖是充當一種貨幣，那么轉向“權益證明”（Proof-of-Stake）會更好。[2019/3/21]

信標鏈規范變更的概要?

提議者索引定義

把get_random_proposer_index(state:State)設為現在get_beacon_proposer_index(state)返回的內容。

添加狀態變量chosen_builder_index和chosen_exec_block_hash。如果slot是空的，設state.chosen_builder_index=NO_BUILDER(一個等于2**64-1的常量)。如果slot包含一個信標區塊，它會包含BuilderBid，設：

state.chosen_builder_index=builder_bid.message.builder_index

state.chosen_exec_block_hash=builder_bid.message.exec_block_hash

get_beacon_proposer_index(state:State)的定義如下：

如果state.chosen_builder_index==NO_BUILDER，返回get_random_proposer_index(state)

否則，返回state.chosen_builder_index

攜有出價區塊的條件

如果state.chosen_builder_index==NO_BUILDER，這個區塊需要包含一個BuilderBid，且可能不包含一個ExecBody。builder_bid需要通過以下檢查，且其中val=state.validators：

bls.Verify(val.pubkey,compute_signing_root(builder_bid.message),builder_bid.signature)

val.activation_epoch==FAR_FUTURE_EPOCHorval.withdrawable_epoch<=get_current_epoch(state)

val.balance>=builder_bid.bid_amount

在處理邏輯中添加余額轉賬：

val.balance-=builder_bid.bid_amount

state.validators.balance+=builder_bid.bid_amount

把get_committee_count_per_slot改為接受輸入(state:BeaconState,slot:Slot)(而不是epoch)。如果一個slot出現state.chosen_builder_index==NO_BUILDER，委員會數應該返回1。

攜有執行主體的區塊的條件

如果state.chosen_builder_index!=NO_BUILDER，區塊需要包含一個ExecBody且可能不包含BuilderBid。ExecBody需要通過以下的檢查：

hash_tree_root(exec_body)==state.chosen_exec_block_hash

eth1_validate(exec_body,pre_state=state.latest_exec_state_root)

在處理邏輯中添加：

state.latest_exec_state_root=exec_body.post_state_root

get_committee_count_per_slot應該返回(get_epoch_committee_count(epoch)-state.committees_in_this_epoch_so_far)//(slots_remaining_in_epoch)

如果state.chosen_builder_index!=NO_BUILDER，設state.chosen_builder_index=NO_BUILDER，無論是否有區塊。

請注意

slot時間減少到8秒(請記住：執行區塊會是每2個slot出現一個)。

所有信標區塊，包括攜有出價和執行主體的，在分叉選擇時都應該有proposerboost。

分叉slot應該改為(block,slot)

可能的延展：通過一項費用延遲發布

如果中間區塊的構建者在slotN不發布區塊，在slotN+1就沒有交易捆可選。整個提議者序列會被往后推一個slot(因此slotN+1的構建者會變成slotN+2的提議者，以此類推)，且slotN+1需要選出一個新的隨機提議者。構建者會獲得另一個機會(即額外的12秒作為松弛空間)來發布。該slotN+1執行區塊不能包含任何高價值的共識交易(例如罰沒)。但是，他們會被罰款block.basefee*block.target_gas_limit。

原因是他們的執行區塊被延遲了一個slot，并前置了一個空的執行區塊，因此他們需要為這個slot付費。提議者序列被延遲確保延遲某個提議者的執行區塊對于當被提議的區塊是高價值時竊取未來的提議權是沒用的。

對分片可能的延展

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