ANK:a16z：關于數據可用性抽樣和 danksharding 的概述及改進建議_HARD

Danksharding?是一種用于擴展未來版本以太坊鏈上數據量的方法。這次升級的目標是確保鏈上的數據在首次發布時就能被歸檔方訪問。它通過一種叫做數據可用性采樣的技術來實現這一目標。

在這篇文章中，我們將研究Danksharding中的數據可用性是如何工作的，并對底層技術提出一些修改建議。特別地，我們探討了一種可能改進數據恢復的小改動：當前的方案需要75%的份額來恢復一個區塊，而這項修改可能將此界限降低到25%。

Protodanksharding

Danksharding計劃在Protodanksharding之后推出。Protodanksharding將通過引入一種名為“攜帶數據塊交易”的新交易類型，使客戶端能夠將更多數據寫入區塊鏈。最初，這種新交易類型將攜帶多達四個數據塊，每個數據塊最大為128KB，每個區塊可添加多達512KB的額外數據，而目前以太坊的區塊大小平均為100KB。

Cathie Wood：由于美國的監管體系，美國正在失去比特幣:金色財經報道，ARK Invest的創始人Cathie Wood表示，如果美國能領導這場運動就好了，由于我們的監管體系，我們正在失去它。Wood認為，加密貨幣交易所FTX的戲劇性崩潰與今年的銀行業危機凸顯了金融系統集中化的危險，而比特幣恰恰相反。

Wood表示，首先，采用它的原因是，許多人喜歡去中心化、透明、可審計的貨幣體系的想法。它誕生于2008/2009年危機，當時人們對金融服務失去了所有信任，而且，非常有趣的是，去年又發生了兩次危機來證明這個概念。FTX之所以失敗，是因為它是中心化的、不透明的，而且不可審計。[2023/5/24 15:21:32]

這些數據塊將被處理得不同：

它們只會被存儲一段有限的時間，比如30-60天；

Silvergate Bank須向BlockFi返還985萬美元:金色財經報道，根據周五的一份法庭文件，美國破產法官Michael B. Kaplan表示，Silvergate Bank必須向加密借貸機構BlockFi返還985萬美元。BlockFi于2022年11月申請破產保護。在提交申請后不久，BlockFi就開始與Silvergate談判，以釋放其存放在Silvergate儲備賬戶中的1000萬美元。雙方已于本周五達成協議，Silvergate將在兩個工作日內返還大部分資金。據此前消息，Silvergate Capital Corporation在提交給美國證券交易委員會(SEC)的文件中表示，該公司可能\"資本不足\"，并表示正在\"重新評估其業務\"。[2023/3/4 12:41:50]

盡管這些數據是交易數據的一部分，但智能合約無法直接訪問這些數據。相反，智能合約只能訪問到數據塊數據的一個簡短承諾，稱為DATAHASH。驗證者承擔的額外負擔似乎是可以接受的：驗證者目前存儲不到100GB的數據以維護區塊鏈的狀態。在protodanksharding之后，他們將不得不額外存儲50-100GB的數據。

Binance獲得瑞典金融監管局的批準:金色財經報道，Binance宣布于2023 年1月10日獲得瑞典金融監管局的注冊，成為一家管理和交易虛擬貨幣的金融機構。Binance現已在七個歐盟成員國和全球十五個司法管轄區獲得授權。[2023/1/11 11:07:00]

緊接著將推出Danksharding。它將通過增加每個區塊的數據塊數量上限，將客戶端可用的數據提高60倍。區塊將從每個區塊0.5MB增長到30MB。但是，因為驗證者不能被迫存儲60倍的數據，數據將在它們之間分散，使得每個驗證者只存儲一小部分數據。然而，他們可以通過數據可用性采樣協議就他們是否共同存儲所有數據達成共識。

馬來西亞證券委員會將Huobi列入投資者警告名單:8月23日消息，據馬來西亞證券委員會（Securities Commission Malaysia）官方社交媒體披露信息顯示，加密貨幣交易平臺 Huobi Global 已被列入投資者警告名單，理由是其未進行注冊。[2022/8/23 12:43:46]

這些數據塊的定價將通過類似于EIP-1559的機制進行，并且將以每字節約1個數據-gas為目標。當前最便宜的替代品Calldata的價格為每字節16gas。但由于有兩個不同的費用市場，這些費用無法直接比較。Roll-up客戶端將從這些升級中受益，因為目前超過90%的客戶端費用用于支付以太坊數據費。

其他項目，如Celestia和EigenLayer，也采用DAS技術來增加可用的數據空間。這些設計比完全分片的以太坊網絡要簡單得多。

數據可用性采樣的目標

我們描述這個方案，假設采用了提議者-構建者分離設計：

客戶端將其攜帶數據塊的交易提交給區塊構建者。區塊構建者通過選擇N個客戶端數據塊來形成一個區塊B。數據塊編號為i，附帶一個由發送它的客戶端簽名的簡短承諾Ci。讓C=是區塊B中所有N個簽名承諾的列表。區塊構建者將他們提議的區塊提交給當前的區塊提議者。區塊提議者選擇其中一個區塊并將其原樣發布到網絡上。

挑戰在于確保稍后可以重建區塊B。為此，構建者將區塊在V個驗證者的大型網絡中進行復制。可以要求每個驗證者都存儲整個區塊，但這被認為太昂貴。相反，區塊構建者：

使用糾刪碼將區塊B編碼成更大的區塊E；將區塊E分成V個重疊的片段P1，...，PV；將一對發送給編號為i的驗證者。每個驗證者檢查它接收到的片段Pi是否與簽名承諾列表C一致。區塊構建者為驗證者提供證明以方便這些檢查。

有了這個設置，數據可用性采樣方案有兩個協議：

采樣協議在采樣驗證者和驗證者集之間運行。采樣驗證者將列表C作為輸入，并從驗證者集合中隨機請求區塊E的元素。如果采樣驗證者收到了所有請求的元素，并且都與C一致，它將輸出成功。重構協議在重構代理和驗證者集之間運行。重構代理將C作為輸入，從驗證者集請求區塊E的元素。一旦收集到超過75%的元素，且所有元素都有效，重構代理計算并輸出區塊B。要求是，如果采樣驗證者輸出成功，那么只要輸入超過四分之三的元素，重構代理將輸出區塊B。只要提供足夠的元素，即使提供的元素是對抗性選擇的，重構也應該成功。

總之，以下各方參與到Danksharding中：

客戶端：將數據塊發送給構建者。構建者：創建區塊并將此區塊的片段發送給驗證者。區塊提議者：將區塊發布到網絡。采樣驗證者：運行采樣協議，如果協議輸出成功，則對區塊頭進行簽名。重構代理：在需要時與整個驗證者集合進行交互以重構先前發布的區塊。如果驗證者回應超過四分之三的有效元素，重構將成功。

糾刪編碼和多項式承諾

接下來我們解釋該方案的兩個構建模塊：糾刪編碼和多項式承諾。

構建模塊#1：糾刪編碼

糾刪編碼可以追溯到20世紀60年代，它的產生是為了滿足在損耗信道上傳輸信息的需求。在danksharding中，它被用來防止驗證者丟失數據片段。該技術將數據從N個元素擴展到M個元素，以便可以從擴展數據的任何完整的N個元素中重建原始數據。想象一下，將N個元素編碼成M=2N個元素，并將一個編碼元素分給2N個驗證者。如果大多數驗證者都是誠實的，他們就可以共同重建原始數據。這種技術可以防止任何一半驗證者的崩潰故障。通過在下一節中討論的多項式承諾，可以擴展以防止一半驗證者的拜占庭行為。

以下是擴展的詳細過程。要將數據從N個字段元素d1、d2、...、dN∈

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