觀點 | 最優化 Rollup 方案中的挑戰期時長_ROLL

交互式Rollup方案，比如我們的ArbitrumRollup，通過讓某個驗證者斷言執行結果、而其他驗證者可以挑戰斷言的方式，來加速智能合約的執行。如果挑戰期過去，而沒有任何人提出挑戰，則該斷言就被認為是真的，然后系統就推進。一般情況下，斷言都會是對的，挑戰也是很少出現的，所以一條Rollup側鏈就能比鏈上合約更快推進、開銷也更低。

但，挑戰期應該設成多長呢？在本文中，我將指出，有些因素會使我們希望有更長的挑戰時間，某些因素正好相反。我會推導出一個旨在最小化側鏈整體運行成本的最優挑戰期公式。

觀點：機構投資使比特幣供應量不斷減少 或導致價格飆升:Coindesk發文稱，數據顯示，目前自由流通的比特幣數量約為400萬枚，在過去的一年里，這個數字在持續減少。Glassnode表示，隨著越來越多的機構投資者接受比特幣作為投資，可供買賣的比特幣供應量不斷減少，可能會導致價格飆升。[2021/3/3 18:09:15]

長挑戰期的好處

眾所周知，更長的挑戰時間就是更安全，因為審查攻擊的難度會變得更高。惡意行動者可能會嘗試報一個虛假斷言，然后審查嘗試挑戰斷言的交易，直到挑戰期過去。但是，挑戰期越長，這樣的攻擊就越不可能成功。

觀點：黃金資金外流導致比特幣價格走高:1月10日消息，多位專家表示，比特幣近期價格大幅上漲的一個可能原因是，投資者資金從另一種流行的通脹對沖工具黃金中大量流出。過去一周現貨黃金下跌4.62％至1857美元/盎司，而此前黃金的價格一直與比特幣價格同步飆升。（Cointelegraph）[2021/1/10 15:47:05]

一種看起來可行的模型是定義挑戰期時長為C，而審查攻擊成功率隨C的增長而呈指數級下降。如果整個Rollup側鏈的價值是V，那么攻擊者能盜取的價值預計為V·e^(-AC)，A為常數。

觀點：印度數字資產監管“灰色地帶”阻礙銀行和機構投資者進入加密領域:據消息，Ripple公司兩名高管認為，印度數字資產監管的“灰色地帶”正在阻止銀行和機構投資者進入加密貨幣領域，扼殺整個行業。Ripple公司東南亞、中東和北非地區董事總經理Navin Gupta和亞太和中東監管關系負責人Sagar Sarbhai介紹了他們所認為的加密技術在印度的發展道路，因為有傳言稱一旦議會重新召開，政府可能會推動徹底的加密禁令。Sagar Sarbhai表示，與其說“區塊鏈好，加密不好”，(監管機構應該)更應全面地看待這一圖景，理解數字資產和加密貨幣的積極用途。監管機構應該利用這一點鼓勵更多的金融包容性，降低商業壁壘，推動更多的數字支付。Navin Gupta則表示缺乏透明度是資本市場的一大障礙。資本市場認為，投資印度的區塊鏈初創企業可以賺到錢，但對邁出第一步猶豫不決。他說：“我們需要向外國投資者發出明確信號。所以，如果有投資者來到印度，期待著沒有禁止交易加密貨幣或數字資產的法律，那么我們就應該給這些投資者一個明確的指引，告訴他們是否可以這樣做。”[2020/7/5]

那么，為了阻止這樣的攻擊，我們就需要斷言者先存儲，比如10V·e^(-AC)，的價值，如果攻擊失敗，攻擊者要付出的代價會遠大于其攻擊預期收益。

觀點：加密領域出現類似紐約梅隆銀行的托管方系大勢所趨:加密托管方正在競相建造下一個道富銀行或紐約梅隆銀行。Anchorage聯合創始人Diogo Monica表示，“在傳統世界里，你不能真正建立一個這樣的加密托管方，這不是可以直接闖入的領域。紐約梅隆銀行已經有大約300年的歷史了，而在加密領域，我們有機會真正建立一家基礎公司，并且有可能長久存續。”

如果加密行業正在進入一個加速整合的時期，并遵循傳統世界的類似路線，專攻獨立托管或交易執行的公司可能需要轉向提供額外的服務，否則就有被吞并的風險。受監管的加密托管機構BitGo認為，向傳統金融進化肯定會發生。BitGo首席執行官Mike Belshe表示，“加密領域將圍繞知名品牌迅速整合，就像道富銀行、摩根大通和紐約梅隆銀行一樣。”

此前消息，BitGo正在進軍大宗經紀業務領域，宣布將面向機構交易員推出一套完全集成的服務。據了解，BitGo Prime已經推出了加密借貸服務，并計劃在今年擴大這一服務，同時在其平臺上增加流動性。（CoinDesk）[2020/6/11]

但這樣就為誠實的斷言者施加了同樣的成本，他們也必須鎖定同樣規模的資金。如果協議設計良好而且底層鏈也活躍，那么一般來說恰好會有一位誠實斷言者存儲了這么多保證金。那么，單位時間內的成本就是保證金規模乘以一個名義利率。

挑戰期越長，保證金規模就可以越小，所以——更長的存款時間可以降低側鏈的運營總成本。

短挑戰期的好處

要從側鏈中取錢的人當然喜歡更短的挑戰期，因為用戶取款之后要等一個挑戰期走完，錢才算真正回到了底層鏈上。從用戶的角度來看，在挑戰期中，他們的錢是完全被鎖定的。

我們可以這樣建模：假設在一個平均區塊時間內，有比例為W的資金要退出。那么，在任一時間點，鎖定的取款數量就是CWV，因此側鏈用戶的成本就是這個數值乘以一個利率。

因為這個成本也跟C成比例，因此更短的挑戰期能夠降低運營成本。

找出最優挑戰時長

最優的挑戰市場會是某種折中，即兩項成本的總和是最小化的。有趣的是，兩個方面的成本都是由資金鎖定帶來的，就是鎖定的資金數量乘以假設的利率。因此，挑戰期最優時長就跟利率無關了——只需最小化鎖定資金的總數量即可。

從等式來看，任一時間點，鎖定的資金總量是：

10V*e^(-AC)+CWV

因為V在兩項中都有，所以它不會影響最小值點。最小值點會出現在10×e^(-AC)+CW最小的時候。只需對C求導，令倒數值為0，就可以解出最小值點處的C。

結果就是C=ln/A。

這個值對實踐有什么意義？我們可代入一些還算可靠的數字，如上圖所示。我們假設A使得攻擊者在一個區塊的時間內持續審查成功的成功率高達99%，即A=-ln(0.99)=0.01。再假設每天都有1%的資金要取出，那么按15秒的區塊時間算，每個區塊的取款比例約為W=0.000002。把這些假設代入公式，可得最優挑戰期為C=1081個區塊，約為4.5小時

那么成本到底有多高？在任一時間點，都有約等于側鏈全部資產價值的0.2%以不同方式鎖定。如果名義利率是5%，那么結果就是：總的鎖定成本約為每年對側鏈的總價值征收0.01%的稅收。只需付出這么低的代價，你就能得到一條更快、Gas消耗量更小，更可擴展的側鏈。

原文鏈接：https://medium.com/offchainlabs/optimizing-challenge-periods-in-rollup-b61378c87277作者:EdFelten翻譯:阿劍

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