a16z: Истинный смысл качественной цепи, блокчейн-пространство не должно быть монополизировано

Исходный заголовок: За пределами основной характеристики блокчейна: «Качество цепи»

Исходный автор: ittaia, PGarimidi, jneu_net, a16z

Исходный перевод: AididiaoJP, Foresight News

Качество цепи (Chain Quality, CQ) — это основная характеристика блокчейна. Проще говоря, это означает:

Если вы владеете 3% стейкинговых прав, то в среднем вы сможете контролировать 3% пространства блока.

Для ранних блокчейнов с низкой пропускной способностью качество цепи уже достаточно применимо. Но пропускная способность современных блокчейнов значительно выше, и один блок может содержать множество транзакций.

Это приводит к более сильному и более тонкому понятию. Оно не только учитывает среднее соотношение пространства блока с течением времени, но и фокусируется на распределении пространства блока внутри каждого блока. Мы называем это «сильным качеством цепи» (Strong Chain Quality, SCQ):

Если вы владеете 3% стейкинговых прав, то в каждом блоке вы сможете контролировать 3% пространства блока.

По сути, эта характеристика позволяет заинтересованным сторонам иметь «виртуальные полосы» внутри блокчейна с высокой пропускной способностью, гарантируя, что их транзакции будут включены.

«Качество цепи» в блокчейне

Одним из ключевых нововведений биткойна — которое теперь присутствует почти в каждом блокчейне — является внедрение механизма вознаграждений для предложителей блоков внутри протокола: сторона, успешно добавившая блок к машине состояний, может получить новые токены и сборы за транзакции. Эти вознаграждения определяются функцией перехода состояния и в конечном итоге отражаются в состоянии системы.

В традиционной модели распределенных вычислений участники делятся на честных и злонамеренных. Здесь нет необходимости вознаграждать честных участников, поскольку честное поведение само по себе является предположением модели.

В то время как в криптоэкономической модели 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. С учетом внутреннего механизма вознаграждений протокола мы можем вывести следующее идеализированное определение качества цепи:

Качество цепи (CQ): альянс, владеющий X% от общего стейкингового права, после глобального стабильного времени (GST) имеет X% вероятность стать предложителем каждого блока, входящего в цепь.

Если цепь отклоняется от требований качества цепи, это может позволить некоторым альянсам получить долю вознаграждений, превышающую нормальную, что ослабляет мотивацию к честному поведению и угрожает безопасности протокола.

Многие блокчейны стремятся удовлетворить или пытаются удовлетворить это свойство через «механизм случайной ротации лидеров на основе веса стейкинга».

Типичные текущие проблемы включают: проблему «эгоистичного майнинга» биткойна; проблему устойчивости к ответвлениям Monad; а также проблемы в протоколе Ethereum LMD GHOST.

Происхождение «сильного качества цепи»

Когда пространство блока достаточно обширно, нам не нужно передавать все содержимое блока одному предложителю. Напротив, пространство блока одного и того же блока может быть совместно разделено несколькими участниками. Определение сильного качества цепи в криптоэкономике выражает именно эту идею:

Сильное качество цепи (SCQ): альянс, владеющий X% от общего стейкингового права, после глобального стабильного времени (GST) может контролировать X% пространства блока в каждом блоке.

Эта идеализированная характеристика подразумевает абстрактное понятие «виртуальной полосы». То есть альянс фактически может контролировать определенный процент выделенного пространства блока в каждом блоке.

С экономической точки зрения, обладание виртуальной полосой эквивалентно владению производственным активом, способным приносить доход, который может поступать как от сборов за транзакции, так и от MEV (максимально извлекаемой ценности). Внешние субъекты будут конкурировать за получение и поддержание этих полос вокруг стейкинговых прав, что создаст постоянный спрос на базовые токены L1. Чем больше экономическая ценность, которую может создать полоса, тем сильнее будет мотивация сторон конкурировать за стейкинговые права, и тем выше будет ценность, которую могут накопить права стейкинга L1, контролирующие доступ к этому пространству блока. Через эту абстракцию мы можем преобразовать более сильную устойчивость к цензуре в атрибут эффективности SCQ в протоколе.

Сильное качество цепи и устойчивость к цензуре

Недавние исследования показывают, что протоколы устойчивости к цензуре очень важны. Эти протоколы не только должны гарантировать, что ввод честных участников в конечном итоге будет включен, но и что они будут немедленно включены. Сильное качество цепи (SCQ) можно рассматривать как расширение этого свойства в условиях ограниченной емкости блока.

В реальных сценариях, если объем транзакций, ожидающих включения, превышает доступное пространство блока, то ни один протокол не сможет удовлетворить идеальному смыслу устойчивости к цензуре. SCQ подходит к этому ограничению с более практической точки зрения: он не требует, чтобы все честные транзакции всегда включались, а вместо этого выделяет каждому стейкинговому узлу «бюджет», чтобы гарантировать, что его транзакции могут быть включены в пределах этого бюджета.

Протокол MCP был предложен как компонент над существующим протоколом практического византийского согласования (PBFT) с целью наделить эти протоколы устойчивостью к цензуре. Этот протокол одновременно удовлетворяет требованиям SCQ — он выделяет соответствующее пространство блока для предложителей в зависимости от доли стейкинга. Существующие протоколы BFT на основе ориентированных ациклических графов (DAG) также предоставляют способ реализации многопользовательского пула памяти и обладают определенной степенью устойчивости к цензуре.

Стандартные реализации этих протоколов обычно не могут строго удовлетворить SCQ, поскольку позволяют лидерам выборочно задерживать некоторые подмножества транзакций. Однако небольшие изменения в этих протоколах могут позволить повторно реализовать SCQ. Одним из связанных направлений является «обязательное включение транзакций», используемое для уменьшения цензурного поведения.

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

Как достичь сильного качества цепи

Чтобы получить сильное качество цепи после глобального стабильного времени (GST), ключевым моментом является обеспечение того, чтобы предложители не могли произвольно цензурировать ввод заинтересованных сторон. Это можно реализовать с помощью двухраундного протокола. На основе почти всех BFT-протоколов, основанных на представлениях, нужно внести всего два небольших изменения:

Первый раунд: каждый участник отправляет свои сертифицированные вводы всем другим участникам.

Второй раунд: каждый участник, если он получил сертифицированный ввод от участника i, добавляет i в свой список включения. Затем этот участник отправляет свой список включения лидеру. Эта операция эквивалентна обязательству: он будет принимать только те блоки, которые содержат все вводы из этого списка.

Предложение BFT: лидер, получив эти сообщения, включает в блок объединение всех полученных списков включения.

Голосование BFT: только если блок содержит все вводы из собственного списка включения данного участника, этот участник проголосует «за».

Нетрудно заметить, что согласно этому эскизу протокола можно построить полный протокол. Этот протокол сможет удовлетворить сильному качеству цепи после глобального стабильного времени (GST), обеспечивая устойчивость к цензуре и поддерживая активность, когда лидер является честным участником. Если необходимо также реализовать SCQ до GST, потребуется ожидать достаточного количества (кворума) значений или списков в каждом раунде. Мы подробно рассмотрим этот протокол и его расширенные формы в последующих статьях.

Недавние исследования показывают, что для достижения сильного качества цепи и устойчивости к цензуре необходимо добавить два дополнительных раунда голосования к обычным BFT-протоколам (как показано в эскизе протокола выше). Мы также подробно объясним этот результат в последующих статьях.

Хотя сильное качество цепи (SCQ) определяет долю пространства блока, которую альянс может контролировать, оно не полностью ограничивает порядок транзакций внутри блока. SCQ можно понимать как резервирование пространства для каждого стейкингового узла, но не гарантирует порядок транзакций внутри этого пространства.

Это открывает богатое пространство для исследований в дизайне 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 приоритетным сборам.