DAN:V神科普的“Danksharding”到底是什么？_ANK

北京时间2月14日情人节当晚，以太坊创始人VitalikButerin联合以太坊基金会研究人员DankradFeist一起举办了一场关于扩容解决方案“Danksharding”的教育研讨会，如果你想了解区块链如何在增加“去中心化”和“安全性”属性的同时大规模实现扩容，那么这场研讨会就是一个好的切入点。

注：关于“Danksharding”对以太坊的意义，建议读者先阅读一下《一文了解以太坊的“扩容杀手锏”danksharding》这篇文章。

以下内容来自DankradFeist提供的《Dude,what’stheDankshardingsituation??》PPT，如果你想观看完整的研讨会视频，可以访问以太坊基金会的官方youtube频道?。

概述

1、什么是旧的：

数据分片；

使用KZG承诺的数据可用性；

使用分离分片方案进行原始数据分片；

2、什么是新的：

提议者-构建者分离(PBS)；

crList；

2D方案；

建议的架构

3、总结优点和缺点

什么是旧的

数据分片

为Rollup和其他扩容解决方案提供数据可用性；

数据的含义由应用层定义；

以太坊基础共识除了确保数据可用外不承担任何责任；

为什么没有执行分片？与原生执行相比，rollup二层网络的效率要高100倍，很难看出执行分片会有什么需求；

目标：提供约1.3MB/s的数据可用性层和完整的分片功能；

自2019年底以来，数据分片一直是以太坊的目标；

数据可用性采样

想知道通过O(1)工作获得的O(n)数据是可用的；

思路：将数据分布到n个chunk分块中；

每个节点下载k个chunk分块；

纠删码

使用?Reed-Solomon编码扩展数据；

例如，在编码率r=0.5时，这意味着任何50%的区块都足以重建整个数据；

现在采样变得高效

但是，我们需要确保编码是正确的；

KZG承诺

多项式

承诺C(f)

评估y=f(z)

证明者可以计算证明π

使用C(f),π，y以及z，验证者可以确认f(z)=y

C(f)以及π是一个椭圆曲线元素

KZG承诺作为数据可用性根

将“KZG根”想象成类似于Merkle根的东西；

不同之处在于“KZG根”承诺了一个“多项式”；

分离分片提案

什么是新的

提议者-构建者分离(PBS)

被发明用来对抗MEV导致的中心化趋势；

MEV意味着更成熟的参与者可以比普通验证者提取更多的价值，这对大型矿池而言意味着优势；

PBS在一个独立的角色中“包含”了这种复杂性/中心化，并具有诚实的少数假设；

提议者=验证者，诚实的多数假设意味着高度的去中心化要求；

数据生成者=单独的角色，诚实的少数假设，意味着去中心化只需要确保一个诚实的数据生成者；

审查阻力方案–crList

PBS的危险之处：一个高效的构建者可以永久审查一些交易；

crLists允许提议者指定构建者必须包含的tx列表，从而恢复旧的平衡；

crList

KZG2d方案

为什么不在KZG承诺中编码所有内容？

需要一个超级节点来构建和重建以防失败的情况；

我们希望避免这种假设的有效性；

目标：在d个KZG承诺中编码m个分片blob；

如果我们天真地去这样做，那就需要m*k个样本，这样数据就太多了；

相反，我们可以再次使用Reed-Solomon编码将m个承诺扩展到2*m个承诺；

KZG2d方案属性

所有样本都可以直接根据承诺进行验证；

恒定数量的样本确保概率数据可用性；

如果75%+1的样本可用：

所有数据都可用；

它可以从只观察行和列的验证器中重构；

不需要节点观察所有的情况；

组合在一起就是Danksharding

执行区块和分片区块是一起构建的；

我们以前需要分片委员会，因为每个分片blob可能无法单独使用；

现在，数据生成者的责任是使执行区块有效，并且所有分片blob都可用；

?验证可以是聚合的；

Danksharding诚实多数验证

每个验证者选择s=2随机行和列；

仅证明分配的行/列是否可用于整个epoch时期；

一个不可用的区块不能获得超过2^(-2s)=1/16的证明；

Danksharding重构

每个验证者都应该重构他们遇到的任何不完整的行/列；

这样做时，他们应该将丢失的样本转移到正交线；

每个验证器可以在行/列之间传输4个缺失的样本

DankshardingDA采样

未来升级

每个全节点检查方块矩阵上的75个随机样本；

这确保了不可用区块通过的概率<2^(-30);

带宽75*512B/16s=2.5kb/s；

总结优点和缺点

优点

简单的设计：

不需要分片委员会基础设施；

不需要跟踪分片blob确认；

没有额外的构建者基础设施

可以使用现有的执行层费用市场基础设施；

执行链和分片之间的紧密耦合：

使得rollup设计更简单；

zkRollup和执行链之间的同步调用是可能的；

分片不需要单独的PBS；

随着数据立即被验证者集的1/32确认，并在一个epoch时期内增加到完整的验证者集，抗贿赂的能力增强了；

得益于2d方案，全节点将能通过75个样本确保数据可用性，而不是30*64=1920个样本；

新的挑战

增加了数据生成者要求：

构建32MB数据的KZG证明

需要2.5GBit/s的互联网连接来分发样本；

为数据生成者提供了更多权力，因为他们充当了执行+数据层服务提供商；

需要通过crList缓解；

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