HARD:轻型节点的数据可用性的安全级别_SHARD

在传统的区块链中，用户要运行同步链上所有数据的完整节点，以验证链上由区块头承诺的所有数据确实被发布。这不会随着区块大小的增加而扩展，因为用户会需要越来越多的带宽资源。因此，在较新的区块链中，重点是支持轻型节点，可以用较低的资源要求来验证链上的数据可用性，使用的技术包括数据可用性采样。

在这篇文章中，我绘制了不同的光节点数据可用性验证技术，从最不安全到最安全。

第-1级：全节点

完整节点通过自己下载所有区块数据来验证一个链的数据可用性，只有当他们能够成功下载区块时，才会接受一个区块为有效。

我们用这个作为基准安全假设的参考级别，与完整的节点相比，下面的每一级都增加了额外的安全假设。

第0级：没有数据可用性保证

开源证券研报：能否取得合法地位等将直接影响比特币长期价格表现:2月9日消息，开源证券宏观研报显示，比特币目前可在部分国家替代官方法币，用于商品购买、金融交易等。同时，比特币的数量上限被锁定为2100万枚，较黄金更加稀缺。这一背景下，比特币被认为有望成为全球性“保值货币”，可对冲美元等滥发风险。中短期来看，伴随全球经济在疫苗支持下修复加快、主流央行政策退出预期抬升，比特币价格波动或将加大。长期而言，比特币能否真正成为全球性“保值货币”，与数字货币发展、监管政策变化等密切相关。比特币目前合法性未被广泛承认，在大部分国家游离于法律和监管的灰色地带。对于比特币而言，能否取得合法地位及不被有国家主权背书的数字货币替代，将直接影响长期价格表现。（券商中国）[2021/2/9 19:15:53]

只有对数据的承诺，但不保证数据的实际可用性。例子包括IPFSURIs.这对那些不需要安全的数据可用性的用例是有用的，例如NFT.

研报：HT有望成为加密货币世界“新十年”核心资产:7月28日，据研究报告《下注加密新十年核心资产：通缩的生息资产HT》指出，以HT为代表的一系列币种，已经良好地具备在加密货币世界新十年成为“核心资产”的条件。HT的生态具有高规格的价值注入，使其能够在每年高速通缩的情况下，兼具生息的特点。

经过测算，在未来5年，HT很可能在目前基础上实现每年4%~12%的通缩，则5年后HT保守预测可能仅剩约1.2亿枚，是目前的61%。同时，HT持有者能够获取一个很有竞争力的生息增长，保守估计每年高达18.5%左右。因此，它将成为加密货币世界新十年最值得下注的新的核心资产。[2020/7/28]

安全假设：。

第1级：数据可用性委员会

有一个委员会证明特定承诺的数据是可获得的。可以调整要求该委员会签名的阈值，以权衡数据可用性保障和有效性。

动态 | 多伦多上市公司研报：全球哈希率与比特币价格差异显著:据消息，近日多伦多上市区块链投资公司Block One Capital Inc.发表了一篇关于加密货币采矿业的研究报告。研究显示，随着越来越多比特币矿工的加入，哈希率迅速上升，采矿收益率迅速下降，因此，当下并不是投资挖矿业的好时机。同时，研究还显示，采矿硬件在运营最初几天利润率最高，采矿设备的部署时机对收入影响极大。[2018/9/6]

安全假设：委员会的诚实多数假设。

第2级：具有加密经济安全的数据可用性委员会

有一个委员会证明某项承诺的数据是可获得的。如果该委员会对数据的可用性撒谎，可以被砍掉或停止。

注意这需要委员会被主权链的共识规则所认可。这是因为，由于渔夫困境7，不可能在链上砍掉数据可用性故障。

分析 | 加拿大央行研报：在区块链进行双花欺诈是不现实的:加拿大央行日前公布对区块链技术的激励相容研究结果，着重于通过区块链技术的工作量证明（PoW）共识机制建模，模拟诚实和不诚实矿工的行为，发现利用区块确认时间差进行双重支付的欺诈是“不现实的”。上述研究报告查看区块链这样的数字账本是否免于对双重支付——所谓双花这类欺诈，发现如果一个矿工掌握50%以上算力，具备了51%攻击的能力，理论上说，不诚实的矿工可以进行双花欺诈，但从经济角度看，为了实现这种欺诈，不诚实的矿工必须有很雄厚的财力，而且是“风险中性”，因此报告认为：“这种假设情况通常是不现实的，现实情况下，用户几乎没有经济方面的动机发起这种攻击，特别是在其他矿工的计算投资庞大时。”[2018/7/23]

如果这种技术的实现不支持数据可用性抽样的轻量级节点，那么削减或停止只能由完整的节点来完成，例如在Tendermint的情况下，如果一个区块不可用就会停止。

安全假设：委员会的诚实多数假设，有加密经济激励。

第2.1-2.3级

如果该技术的实现确实支持数据可用性采样的轻量级节点，那么砍伐或停止也可以由轻量级节点完成。这降低了该技术的最低节点要求，对该技术的安全性有积极影响。

2.1级是指3级光节点，2.2级是指4级光节点，2.3级是指5级光节点。

第3级：数据可用性抽查，没有诚实的少数轻节点

除了数据可用性委员会，还可以支持数据可用性采样轻节点1，这些轻节点可以在不下载所有数据的情况下，通过下载每个区块的随机数据块，以非常高的概率验证链的数据可用性。

理想情况下，应该有少数诚实的光节点，这样，如果有对抗性的区块生产者隐瞒了区块中的任何数据，他们可以集体重建区块。这也需要一个点对点的区块重建协议。如果不是这样，该方案具有类似于可检索性证明方案4的安全属性。

在可检索性证明方案中，只有在假设采样界面仍然有效的情况下才能重建数据。如果想通过所有光节点的数据可用性检查，区块生产者或数据可用性委员会将被要求保持采样接口的有效性。如果这个假设成立，那么一个完整的节点有可能通过采样接口发出足够的采样请求来恢复所有的数据。

如果暴露出采样接口的节点歧视执行采样的全节点，全节点可以通过假装成许多光节点来掩盖。实际上，“诚实的少数光节点假设”可以通过强迫全节点使用光节点使用的相同采样接口来有效地模拟。

安全假设：委员会上的诚实多数假设，有加密经济激励措施，或数据可用采样接口保持完整节点的生命力。

第4级：数据可用性采样，有少数诚实的光节点

该协议支持数据可用性抽样，并且存在诚实的少数光节点，这样，如果一个对抗性的块生产者隐瞒了块中的任何数据，他们可以共同重建该块。

为了能够重建数据，这还需要一个具有一定网络延迟的同步网络，因为光节点需要能够与全节点分享它们的样本，以便能够重建数据块。

如第3层所述，每个光节点不一定是一个单独的人，对于诚实的少数光节点的假设是真实的。用户可以运行多个光节点。重要的是，从响应采样请求的节点的角度来看，所有的光节点都是不可区分的。这样一来，响应采样请求的节点就不能对例如采样数据较多的光节点与采样数据较少的光节点进行区别对待，这样他们就能过更多的光节点。有趣的是，这是一个独特的例子，Sybils可以为协议增加安全性。然而，这些光节点需要诚实，因为他们需要愿意与全节点分享他们的样本，以实现区块重建，所以依靠一个或几个实体运行所有的光节点很可能也不是一个好主意，例如。

然而，在标准的网络模型下，区块生产者可以进行“选择性份额披露”攻击，即区块生产者只响应前几个光节点的采样请求，但拒绝后面光节点的请求，并且不释放足够的样本以重建区块。这将导致前几个轻节点错误地认为一个不可用的区块是可用的。在这样的攻击中，这将导致区块被拒绝在经典链上，因为其他轻节点将不接受该区块，导致链停止或委员会被砍掉，所以这样的攻击很可能是昂贵的。至少，这至少可以防止验证者能够单方面任意改变整个光节点网络的状态转换功能，确保验证者不会单方面拥有对协议规则的治理权。

安全假设：委员会上的诚实多数假设，有加密经济激励措施，或。

第5级：无法链接的数据可用性抽样

为了防止“选择性份额披露”攻击，即前几个光节点错误地认为一个不可用的区块是可用的，我们需要一个增强的网络模型，其中不同的样本请求不能被链接到同一个光节点，并且它们被网络接收的顺序相对于其他请求是均匀随机的。这可以通过使用混合网络和匿名化技术来实现，但在这个问题上还需要进一步研究。欲了解更多信息，请参见本研究报告：评估用于绕过数据可用性抽样中的选择性披露攻击的私人网络1.

安全假设：委员会上的诚实多数假设，有加密经济激励机制，或。

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