觀點：Eth2作為數據可用性引擎_區塊鏈

作者:?CaseyDetrio

翻譯&校對:?閔敏&阿劍

編者注：這篇文章的原標題為“PhaseOneandDone:eth2asadataavailabilityengine”，在發表當時，作者意在為Eth2.0提出一種替代Phase2的路線圖，也就是，如果僅用分片來保證數據可得性，這樣的系統是否有用，還需要增加哪些部分來使之變得有用。令人驚訝的是，在一年半以前，作者就已經認識到，對zk-rollup這樣的系統來說，底層必須保障的是“狀態轉換的執行和數據可得性必須是原子化地綁定在一起的”，因此底層必須具備執行能力，哪怕是非常簡單的無狀態執行；而且，為保證用戶體驗，還缺少的主要部分是數據怎么上分片的手續費支付協議。手續費協議在Phase2的規范中，目前也仍然是缺失的。

順帶說一句，本文作者是CaseyDetrio，他是Ewasm團隊的一員，之前也為Phase2提供過很多想法；他也認為，應該以“保證Eth1的合約到了Eth2能夠如常執行”為核心來設計Eth2.0。他是被低估的一個開發者。

觀點：ChatGPT無法實現非0即1的精確計算:4月8日消息，今日，由中國人工智能學會主辦的“人工智能大模型技術高峰論壇”主論壇在杭州蕭山啟幕。論壇上，清華大學長聘副教授、聆心智能創始人、國家杰青獲得者黃民烈發表了演講。黃民烈表示，ChatGPT存在不足和缺陷，比如，無法實現數學計算和符號推理，具體表現為無法實現非0即1的精確計算。因為ChatGPT本質上是一個語言模型，其體現的能力來源于對訓練數據的擬合；其運行機制中并沒有顯式的邏輯推理與判斷。此外，ChatGPT還存在準確性、安全性等方面的問題。[2023/4/8 13:52:05]

目前，限制Eth1吞吐量的瓶頸是狀態增長。因此，如果我們想要擴展以太坊，從邏輯上來說，1000個具有獨立狀態的分片能夠將吞吐量提高1000倍。

但是，從Eth1.x的路線來看，Eth1.x想要對兩類資源的成本進行重大調整：存儲和交易數據。目前，存儲的定價過低，而交易數據的定價過高。這會激勵dApp開發者在編寫合約時更多使用存儲而非交易數據，從而導致存儲成為吞吐量的瓶頸。針對這一問題提出的解決方案是增加存儲的定價，并減少交易數據的定價。經過這些成本調整，開發者將受到激勵更多地使用交易數據，而非存儲。因此，在不久的將來，我們預期Eth1的吞吐量會受到交易數據的限制，而非存儲的限制。

觀點：目前DOGE正在“做一個加密貨幣想要做的事情”:9月6日消息，加密貨幣DOGE已經重新回到0.31美元上方。PAC Protocol首席執行官David Gokhshtein認為，在馬斯克沒有發布狗狗幣相關推文的情況下，狗狗幣最近的上漲表現非常好。他認為狗狗幣擁有強大的社區并引入一個強大的用例，目前DOGE正在“做一個加密貨幣想要做的事情”，也就是發布更新以降低交易費用，并試圖在推特上獲得更廣泛的采用。

此外，加密分析師和交易員Scott Melker（The Wolf Of All Streets）分享的圖表顯示狗狗幣有望走高，目標價可能是0.35美元。（U.Today）[2021/9/6 23:04:22]

如果我們假設吞吐量受到交易數據的限制，那么為了擴展以太坊，Serenity上的分片不需要有狀態。如果吞吐量受到來自無狀態合約的交易數據的限制，那么1000個無狀態分片就會將吞吐量提高1000倍。

這聽起來不錯，但是需要通過分片來實現，按計劃要等到Phase2。與此同時，我們可以將Phase1作為數據可得性引擎。數據可得性引擎一詞似乎逐漸流行起來。我們來思考一下它是如何運作的。

觀點：圍繞比特幣的總體積極性可能會保持不變:在特斯拉購買了價值15億美元的比特幣之后，圍繞比特幣的情緒已經非常樂觀。萬事達卡和紐約梅隆銀行的消息進一步放大了BTC市場的積極性。Spartan Group是亞洲最大的專注于DeFi的基金之一，其合伙人Kelvin Koh稱：“馬克·庫班（Mark Cuban），彼得·泰爾（Peter Thiel），埃隆·馬斯克（Elon Musk），查馬斯·P（Chamath P），保羅·都鐸·瓊斯（Paul Tudor Jones），斯坦·鄧肯米勒（Stan Drunkenmiller），這些華爾街和硅谷的名人錄都擁有加密貨幣。”考慮到來自機構和高凈值投資者的資金持續流入，在可預見的未來，圍繞比特幣的總體積極性可能會保持不變。（newsbtc）[2021/2/12 19:36:35]

以zk-rollup為例，zk-rollup受到數據可得性的限制。Eth1上的zk-rollup合約能否有效地將Eth2作為橋接式可用性保障提供方？如果在執行過程中無法同時保障數據可得性，你就會得到一個類似plasma的zk-rollback系統。這個系統雖然能夠大幅提高TPS，但是會引入復雜的權衡關系，需要處理像plasma那樣的運營者挑戰和退出機制。在可用性挑戰中，任何人都可以提供數據來證明可用性，因此目前還不清楚將數據放入橋接的Eth2分片中能不能讓事情變得更簡單。

觀點：扼殺加密貨幣作為全球宏觀貿易的唯一辦法是對未實現收益征稅:Messari首席執行官Ryan Selkis近日發推稱，要想扼殺加密貨幣作為全球宏觀貿易的勢頭，唯一辦法就是對未實現收益征稅。[2021/1/24 13:20:09]

現在有了另一個版本的zk-rollup，即，500TPS的zk-rollup，一切都變得簡單多了。不再需要指定的運營者，任何人隨時都能充當中繼者，并生成SNARK證明來更新狀態。事實上，數據可得性保障始終伴隨著狀態更新，也就是說不需要處理像plasma那樣的運營者挑戰和退出機制。但是這需要執行和數據可得性保障都發生在同一筆交易中，而遺憾的是我們無法使用橋接式可用性引擎做到這點。換言之，橋接對于zk-rollback這樣的欺詐證明系統來說足夠了，但是對zk-rollup這樣的有效性證明系統來說還不夠。結論是，為了將Layer2上的有效性證明簡單化，Layer1上的可用性引擎需要具備的一項重要功能是，能保證數據可得性與狀態轉換的執行是原子化地一起發生的。

或許我們不應該對這一認識感到驚訝。如果單靠數據可得性就有用的話，就不會有人說Phase1啟動只是為了確保一堆非零blob的可用性，也就不會有人抱怨必須要等Eth2進入下一階段才能真正發揮作用了。我們正在努力將Phase1作為數據可得性引擎，但是它依然無法執行任何操作，因此令人感到失望。

觀點：對于區塊鏈存證應秉持開放、中立的態度進行個案分析:《民主與法制》雜志發表分析文章指出，區塊鏈存證要解決的是司法“信任”問題。提升司法公信力需要一種革新和顛覆性的思維理念，區塊鏈技術具有的去中介化、建立社會信任、實現共享正好契合了這一需求。文章表示，區塊鏈存證的本質是電子數據的證據保全創新，最大優勢在于保障電子數據的真實性。而區塊鏈存證在特定類型案件中顯著提高了司法效率。文章也同時提到，區塊鏈存證的司法運用前景仍有爭議，除成本昂貴外，尚不能完全解決信任問題，且不是所有場景都需要區塊鏈。法官對于區塊鏈存證應秉持開放、中立的態度進行個案分析，既不應盲目引入區塊鏈技術并盲信區塊鏈存證，也不應排斥新技術和提高電子數據的認定標準，應在審核電子數據的來源和內容的完整性、技術的安全性、方法的可靠性、形成的合法性的基礎上，綜合認定電子數據的證據效力。[2020/5/19]

那么，為什么Phase1會與執行相沖突？好吧，假設是有狀態執行，則每個分片都要維護一些本地狀態。如果驗證者需要維護很多本地狀態，那么驗證者混洗就會復雜得多。反之，如果沒有執行，就不用擔心本地狀態。驗證者混洗就會簡單得多，我們就可以專注于使用數據blob構建分片，然后更快地啟動分片。

但是，我們先不假設執行是有狀態的。如果我們嘗試使用非常簡單的無狀態虛擬機來執行操作會怎么樣？

假設信標鏈狀態中有3個新的驗證者字段：code、stateRoot和deployedShardId。這里還有一個函數process_deploy。一旦代碼部署完成，驗證者必須保證賬戶余額不低于某個閾值。

現在，我們假設全局狀態中已經有了一些帶有代碼的賬戶。

接下來，我們嘗試將特定數據blob打包到分片上，但是該怎么做？據我所知，對于phase1的分片驗證者來說，如何決定將哪些數據blob打包到分片區塊中仍是個懸而未決的問題。假設phase1規范中沒有詳細說明這一點。那么，對于用戶來說，如果他們想要將自己的數據blob打包到分片上，就只能通過兩種方式：聯系驗證者，并通過協議外的方式向其付款；自己成為驗證者，就可以將數據blob打包到分片上。這兩種方式都是下策。

比較好的方法是，將事情擺到臺面上，允許驗證者通過一個交易協議向當前區塊提議者支付費用。作為交換，區塊提議者要將驗證者的數據blob打包到分片鏈上。但是，如果信標鏈區塊操作有最小容量要求，這種方法就行不通了。如果沒有一個能夠讓驗證者決定數據blob打包優先級的交易協議，那么“將phase1作為數據可得性引擎”的用例將無法實現。不管怎么說，我們先假設，不管分片提議者在“沒有執行的數據可得性引擎”模式中如何打包數據blob，都可以在“簡單無狀態執行的數據可得性引擎”中都同樣能做到。

好了，那么假設特定的數據blob可以打包進區塊了。每個區塊都將執行限制在一筆交易中。我們還未明確交易要用密鑰簽署，還是不需要簽署。假設是后者，且代碼實現了自己的簽名檢查。如果blob能夠作為交易成功解碼，則以數據和當前狀態根作為輸入執行目標賬戶代碼。如果執行成功，則返回數據為新的狀態根。

我們如何更新驗證者賬戶的stateRoot？我們無法在每個分片區塊的BeaconState中更新狀態根。但是，信標鏈的狀態中的分片字段，會隨著交聯而更新。取同一個分片上所有賬戶的已更新狀態根，假設對它們進行哈希運算，得到shard_state_root。shard_state_root似乎與phase1設計中已有的crosslink_data_root差不多。

不可否認的是，不是每挖出一個信標鏈區塊，所有分片狀態根都會更新，因此存在一些本地狀態。但是，如果賬戶是全局的，狀態根數據就是最小化的。這就與混洗期間驗證者之間需要轉移部分分片區塊的數據差不多。

這里當然忽略了很多細節。我想要表達的是，無狀態執行的大部分要求似乎在phase1就能滿足。我認為，最大的問題在于，目前尚未明確用戶可以通過哪種方式將他們的blob打包上鏈。或許這只是第一個問題，還有其它嚴重的問題被我忽略了。我忽略了什么？如果要在phase1上允許用戶通過某種方式將blob打包上鏈，那么最困難的部分是什么？

這個執行模式相比phase2的提議更加簡單，一大原因是合約賬戶是全局的，就像驗證者賬戶一樣。這就意味著，合約賬戶的數量必須設有上限，而且部署代碼的成本與成為驗證者的成本一樣高。但是，如果這能夠讓我們更快地將執行引入Eth2，我們是否可以接受這種權衡？代碼部署后，就無法更改合約存儲，因此也可以說，我們這是在嘗試不擴展合約存儲而為Phase1提供執行功能。這里還有一大重要用例：具備數據可得性的超高吞吐量。

即使有了基礎的無狀態執行，用戶也可以通過將一個合約的狀態證明作為交易數據發送到另一個合約，從而實現跨分片合約調用。合約也可以實現自己的類似收據的功能。開發者體驗不是很好，因為協議不會提供任何幫助。但是現有的phase2提議似乎缺乏實際的功能來促進跨分片合約交互。因此，就開發者體驗而言，基礎的phase1無狀態執行聽起來沒有比“簡單的”phase2構想糟糕很多。基礎的無狀態執行也足以實現信標鏈上的BETH和主鏈上的ETH之間的雙向錨定。

Phase2提議與我們這里的提議的最大區別在于，Phase2的目標是擴展合約的storage。但是存儲，以及相應而來的富狀態執行，同樣似乎就是大多數復雜性的來源，也正是使我們無望在Phase1引入執行的原因。

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