原文标题：За пределами основного свойства блокчейна: «Качество цепи»

原文作者：ittaia, PGarimidi, jneu_net, a16z

原文编译：AididiaoJP, Foresight News

Качество цепи (Chain Quality, CQ) является основным свойством блокчейна. Проще говоря, это означает:

Если у вас 3% доли стейкинга, то в среднем вы сможете контролировать 3% пространства блоков.

Для ранних блокчейнов с низкой пропускной способностью качество цепи было достаточно применимо. Но современные блокчейны имеют гораздо большую пропускную способность, и один блок может содержать большое количество транзакций.

Это приводит к более сильной и более тонкой концепции. Она не только рассматривает среднюю пропорцию пространства блоков с течением времени, но и обращает внимание на распределение пространства блоков внутри каждого блока. Мы называем это «сильным качеством цепи» (Strong Chain Quality, SCQ):

Если у вас 3% доли стейкинга, то в каждом блоке вы сможете контролировать 3% пространства блоков.

По сути, это свойство позволяет заинтересованным сторонам иметь «виртуальные полосы» внутри высокопропускного блокчейна, что гарантирует, что их транзакции смогут быть включены.

Качество цепи в блокчейне

Одним из ключевых нововведений биткойна — теперь почти каждый блокчейн имеет это — является внедрение механизма вознаграждений для предлагающих блоки внутри протокола: сторона, успешно добавившая блок к состоянию машины, может получить новосозданные токены и комиссионные с транзакций. Эти вознаграждения определяются функцией изменения состояния и в конечном итоге отражаются в состоянии системы.

В традиционной модели распределенных вычислений участники делятся на честные и злонамеренные. Здесь нет необходимости вознаграждать честные стороны, поскольку честное поведение само по себе является предпосылкой модели.

В модели криптоэкономики участники рассматриваются как рациональные действующие лица, чья функция полезности может быть неизвестна. Цель состоит в том, чтобы разработать стимулы, которые позволят этим участникам естественным образом согласовывать свои действия с успешной работой протокола в процессе максимизации своей прибыли. В сочетании с внутренним механизмом вознаграждений протокола мы можем вывести следующую идеализированную дефиницию качества цепи:

Качество цепи (CQ): Альянс, обладающий общей долей стейкинга X%, после глобального стабильного времени (GST) имеет X% вероятности стать предлагающим блок для каждого блока, входящего в цепь.

Если цепь отклоняется от требований качества цепи, это может позволить некоторым альянсам получить долю вознаграждения, превышающую нормальную пропорцию, тем самым подрывая мотивацию к честному поведению и угрожая безопасности протокола.

Многие блокчейны используют «механизм случайной ротации лидеров на основе веса стейкинга», чтобы удовлетворить или стремиться к выполнению этого свойства.

Типичные проблемы, с которыми сталкиваются сегодня: проблема «эгоистичного майнинга» биткойна; проблема устойчивости к разветвлению Monad; а также проблемы в протоколе Ethereum LMD GHOST.

Происхождение «сильного качества цепи»

Когда пространство блоков достаточно обширно, нам не нужно передавать все содержимое блока единственному предлагающему блоку. Напротив, пространство блока может быть разделено несколькими участниками. Определение сильного качества цепи в криптоэкономике как раз и выражает эту мысль:

Сильное качество цепи (SCQ): Альянс, обладающий общей долей стейкинга X%, после глобального стабильного времени (GST) может контролировать X% пространства блоков в каждом блоке.

Это идеализированное свойство подразумевает абстрактную концепцию «виртуальных полос». То есть альянсы на самом деле могут контролировать определенный процент выделенного пространства блоков в каждом блоке.

С экономической точки зрения, обладание виртуальной полосой эквивалентно владению производственным активом, который может приносить доход, этот доход может поступать от комиссий за транзакции или от MEV (максимально извлекаемой ценности). Внешние сущности будут конкурировать за получение и сохранение этих полос вокруг долей стейкинга, что создаст постоянный спрос на базовые токены L1. Чем больше экономическая ценность, которую может создать полоса, тем сильнее будет мотивация сторон конкурировать за доли стейкинга, а стоимость, которую может накопить доля стейкинга L1 за доступ к этому пространству блоков, также будет выше. Через эту абстракцию мы можем превратить более высокую стойкость к цензуре в свойство эффективности SCQ в протоколе.

Сильное качество цепи и стойкость к цензуре

Недавние исследования показывают, что протоколы, устойчивые к цензуре, очень важны. Эти протоколы должны не только гарантировать, что входы честных сторон в конечном итоге будут включены, но и обеспечить их немедленное включение. Сильное качество цепи (SCQ) можно рассматривать как это свойство в условиях ограниченной емкости блоков.

В реальных сценариях, если объем транзакций, ожидающих включения, превышает доступное пространство блоков, то ни один протокол не сможет удовлетворить идеальному значению устойчивости к цензуре. SCQ предлагает более практичный подход к этой проблеме: он не требует, чтобы все честные транзакции всегда были включены, а вместо этого назначает каждому узлу стейкинга «бюджет», чтобы гарантировать, что в рамках этого бюджета его транзакции могут быть включены.

Протокол MCP был предложен как компонент на основе существующего практического протокола согласования с拜占庭ским толерантностью (PBFT), с целью предоставить этим протоколам устойчивость к цензуре. Этот протокол также удовлетворяет требованиям SCQ — он распределяет соответствующее пространство блоков для предлагающих на основе долей стейкинга. Существующие протоколы BFT на основе направленных ациклических графов (DAG) также предоставляют способ реализации многописателя в пуле памяти и обладают определенной степенью устойчивости к цензуре.

Стандартные реализации этих протоколов обычно не могут строго удовлетворить SCQ, поскольку позволяют лидерам избирательно задерживать определенные подмножества транзакций. Однако небольшие изменения в этих протоколах могут позволить снова реализовать SCQ. Один из связанных направлений — это «обязательное включение транзакций», используемое для уменьшения цензуры.

MCP также демонстрирует, как реализовать более сильное скрытое свойство. С помощью этого свойства заинтересованные стороны могут создавать виртуальные частные полосы, содержимое которых будет раскрыто только тогда, когда весь блок станет общедоступным. Мы подробнее рассмотрим это в последующих статьях.

Как реализовать сильное качество цепи

Чтобы достичь сильного качества цепи после глобального стабильного времени (GST), ключевым моментом является гарантировать, что предлагающие не могут произвольно цензурировать входы заинтересованных сторон. Это можно реализовать с помощью двухраундного протокола. На основе почти всех BFT-протоколов, основанных на представлениях, нужно внести лишь два небольших изменения:

Первый раунд: каждый участник отправляет свои аутентифицированные входы всем остальным участникам.

Второй раунд: каждый участник, если получил аутентифицированный вход от участника i, добавляет i в свой список включения. Затем этот участник отправляет свой список включения лидеру. Это действие эквивалентно обязательству: он будет принимать только те блоки, которые содержат все входы из этого списка.

Предложение BFT: лидер, получив эти сообщения, включает в блок все пересечения полученных списков включения.

Голосование BFT: только тогда, когда блок включает все входы из списка включения данного участника, этот участник будет голосовать за.

Не трудно заметить, что по этому эскизу протокола можно построить полноценный протокол. Этот протокол сможет достичь сильного качества цепи после глобального стабильного времени (GST), обеспечивая устойчивость к цензуре и оставаясь активным, когда лидер является честной стороной. Если требуется также реализовать SCQ до GST, необходимо ожидать достаточное количество (кворум) значений или списков на каждом раунде. Мы подробно объясним этот протокол и его расширенные формы в следующих статьях.

Недавние исследования показывают, что для достижения сильного качества цепи и устойчивости к цензуре необходимо добавить два дополнительных раунда к голосованиям в обычных протоколах BFT (как указано в эскизе протокола выше). Мы также подробно обсудим этот результат в следующих статьях.

Хотя сильное качество цепи (SCQ) определяет пропорцию пространства блоков, которую альянсы могут контролировать, оно не полностью ограничивает порядок транзакций внутри блока. SCQ можно понимать как резервирование пространства для каждого узла стейкинга, но не гарантирует порядок транзакций внутри этого пространства.

Это открывает обширное пространство для исследований в области проектирования механизмов сортировки транзакций. Хороший механизм сортировки может повысить справедливость и эффективность в экосистеме блокчейна. Одним из направлений, на которое стоит обратить внимание, является сортировка транзакций по приоритетной комиссии.

原文链接

点击了解律动BlockBeats 在招岗位

欢迎加入律动 BlockBeats 官方社群：

Telegram 订阅群：https://t.me/theblockbeats

Telegram 交流群：https://t.me/BlockBeats_App

Twitter 官方账号：https://twitter.com/BlockBeatsAsia