كنظام موزع ، تتطلب الطبقة الأولى تكاليف اتصال عالية من أجل الوصول إلى إجماع ، كما أن كمية كبيرة من الحسابات ستستهلك أيضًا غازًا باهظ الثمن. لذلك ، كامتداد لـ Layer1 ، يمكن لتصميم Layer2 تحسين كفاءة Layer1 بشكل فعال. ولكن من هذا المنظور ، لا يزال تصميم الطبقة الثانية يواجه نفس المشكلة الكبيرة مثل الطبقة الأولى ، وهي كيفية تحقيق التوازن بين درجة اللامركزية والكفاءة.
zkRollup هو حل توسع من الطبقة الثانية واعد للغاية ، والذي يتم تحقيقه من خلال نقل الحسابات خارج السلسلة وتقديم أدلة المعرفة الصفرية إلى سلسلة الطبقة الأولى. في الحل لتحقيق zkRollup ، يتبنى نظام FOX الهيكل الحالي السائد ، وهناك نوعان أساسيان من العقد ، وهما Sequencer و Folder. بعبارات بسيطة ، فإن Sequencer هو المسؤول عن فرز وتعبئة المعاملات المرسلة من قبل المستخدمين ، وتحديث الحالة على سلسلة Layer2. Folder مسؤول عن إنشاء أدلة للمعاملات التي تم حزمها بواسطة Sequencer وإرسالها إلى Layer1.
السؤال المثير للاهتمام هو ما إذا كان يجب أن تكون عقد الطبقة الثانية لامركزية ، وإذا كان الأمر كذلك ، فكيف تصمم حوافز لضمان ذلك. لأنه من المتصور أن جوهر الكفاءة المنخفضة لـ Layer1 هو أنه من أجل تحقيق اللامركزية ، تحتاج كل عقدة إلى إجراء قدر كبير من الحساب والتواصل. ومع ذلك ، يتم استخدام نظام الطبقة 2 لفصل عملية الحساب.إذا كان النموذج اللامركزي المكافئ تمامًا للطبقة 1 لا يزال مستخدمًا في هذا الجزء ، فسوف يتسبب في ازدحام الطبقة 2 لنفس السبب ، لذلك تحتاج المقايضة إلى تصنع هنا.
يهدف تصميم آلية الحوافز إلى تشجيع العقد على المشاركة في صيانة نظام Layer2 من خلال تعديل الطريقة التي تحصل بها عقد Layer2 على رسوم الحوافز وموازنة الرسوم المدفوعة لعقد Layer2. في الأساس ، مصدر رسوم الحوافز التي تتلقاها عقد Layer2 هو نفس مصدر Ethereum ، والذي يأتي من رسوم الغاز التي يدفعها المستخدمون الذين يقدمون المعاملات. ستناقش هذه المقالة في نظام FOX ، كيفية مشاركة عقد FOX في النظام لتحصيل رسوم المعاملات ، وأسباب القيام بذلك.
دور الغاز
أولاً ، دعنا نراجع دور رسوم الغاز في نظام Ethereum. موارد الحوسبة في Layer1 محدودة. عندما يرسل المستخدمون معاملة ، سيحددون رسوم الغاز للمعاملة. ترتبط رسوم الغاز أساسًا بتعقيد عملية تنفيذ المعاملة. وعلى هذا الأساس ، فإن المستخدمين الراغبين في دفع يمكن أن تحصل رسوم الغاز الأعلى على تنفيذ معاملة ذات أولوية أعلى. تأتي حوافز عمال المناجم من مجموع رسوم الغاز للكتل المعبأة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لآلية رسوم الغاز أيضًا أن تمنع بشكل فعال العقود الخبيثة (مثل الحلقات اللانهائية) وتحد من حجم الكتلة ، مما يضمن الأمان إلى حد معين.
لذلك ، يمكن ملاحظة أن الاستخدام المعقول لرسوم الغاز هو في الأساس جدولة وتخصيص معقول لموارد الحوسبة على السلسلة ، كما أنها لعبة متعددة الأطراف بين أطراف المشروع وعمال المناجم والمستخدمين. يعد التصميم الجيد لآلية الحوافز واستخدام الرسوم وتوزيعها أمرًا بالغ الأهمية لتشغيل النظام.
عملية المعاملات على السلسلة
عندما يرسل المستخدم معاملة إلى تجمع المعاملات في نظام FOX ، تتم إضافة رسوم لتحفيز عقدة FOX ، وبعد ذلك ستحصل عقدة جهاز التسلسل في النظام على المعاملة من مجموعة المعاملات للتعبئة والفرز ، حيث يتم تجميع كل معاملة مجمعة يشكل كتل من الطبقة الثانية ، ويحتاج Sequencer إلى إجراء حسابات المعاملات ونقل نتائج الحساب إلى عقد Layer 1 FOX ، ويحتاج Sequencer أيضًا إلى تخزين بيانات المعاملة في ZK-Ringer لضمان توفر البيانات. بعد ذلك ، سيتم تمرير نتائج الفرز ونتائج الحساب لجهاز التسلسل إلى عقدة المجلد ، وسيقوم المجلد بحساب الإثبات بشكل صحيح (بما في ذلك جزء تجميع الإثبات) وتمريره إلى عقد الطبقة 1. في هذه العملية ، سيتم تحديث نتيجة تنفيذ المعاملة بواسطة Sequencer مباشرةً إلى الطبقة 2 بعد اكتمال التنفيذ ، ويمكن اعتبار عقدة الوقت عندما يتم استخدام المعاملة فعليًا بواسطة الطبقة الأولى بعد التحقق من إثبات المجلد.
يمكن ملاحظة أنه في هذه العملية ، تغطي رسوم المعالجة الأولية التي يرفقها المستخدم عدة أغراض:
رسوم المناولة المدفوعة إلى Sequencer
رسوم المناولة المدفوعة للمجلد
رسوم الغاز لـ Sequencer لإرسال نتائج المعاملات إلى Layer1
رسوم جهاز التسلسل لتخزين المعلومات في ZK-Ringer
رسوم الغاز للمجلد الذي يستدعي العقد
ولهذه الغاية ، نحتاج إلى تحديد آليات محددة لتحفيز جميع الأطراف على المشاركة.
آلية حوافز FOX
نموذج حوافز FOX جديد نسبيًا. أولاً ، من أجل تحقيق التوازن بين قضايا اللامركزية والكفاءة ، نقسم أدوار العقد إلى عقد متسلسلة مسؤولة عن فرز المعاملات وتنفيذها ، وعقد مجلد مسؤولة عن إنشاء وتجميع أدلة على صحة تنفيذ المعاملات. تتبنى عقدة FOX's Folder نموذجًا لامركزيًا ، مما يعني أن أي عامل منجم FOX يمكنه الوصول إلى الشبكة كمولد إثبات.من أجل تشجيع المزيد من العقد على المشاركة ، يمكن للمجلد الذي يقدم بنجاح الدليل الصحيح إلى عقد Layer1 الحصول على مكافآت رمزية. في الوقت نفسه ، من أجل تجنب إهدار قوة الحوسبة ، نشير إلى أنه ليس فقط مقدم الإثبات الأول يمكنه الحصول على مكافآت ، ولكن في غضون نافذة زمنية ونافذة كمية بعد إرسال مقدم الإثبات الأول بنجاح (ستختلف المعلمات المحددة هنا مع شروط النظام) ، يمكن مكافأة جميع جهات التصديق الصحيحة.
! [تحدث عن آلية الحوافز للطبقة 2: استخدام رائع آخر لإرشاد فيات شامير في FOX] (https://img-cdn.gateio.im/social/moments-69a80767fe-fd7b713359-dd1a6f-7649e1)
الشكل 1: النسخة الأصلية من نموذج الحوافز
ومع ذلك ، في ظل هذه الآلية ، سيكون للمجلد الخبيث هجوم ماكر للغاية.
عندما يكمل مجلد ضار ، يُشار إليه باسم Adv ، إنشاء دليل ، فإنه يرسل الدليل إلى عقد أداة التحقق في Layer1 للتحقق من جهة ، ومن جهة أخرى يتواطأ مع بعض العقد (أو العقد التي يتحكم فيها المجلد) ، و هل سيتم الكشف عن الإثبات المحسوب لهذه العقد ، وبعد ذلك يمكنهم إرسال الإثبات المحسوب بواسطة Adv مباشرة دون حسابهم الخاص ، ويمكنهم أيضًا الحصول على جزء من المكافأة ، ولم يدفعوا أي قوة حسابية أثناء هذه العملية. من جهة أخرى المنظور بعبارة أخرى ، يحصل Adv على مزايا متعددة مع قوة حوسبية أقل ، ويجعل من الصعب على العقد الأخرى التنافس على Adv حتى لو كانت تقدم البراهين الصحيحة.
! [تحدث عن آلية الحوافز للطبقة 2: استخدام رائع آخر لإرشادات فيات شامير في FOX] (https://img-cdn.gateio.im/social/moments-69a80767fe-cb45aaf7fc-dd1a6f-7649e1)
الشكل 2: طريقة الهجوم للمجلد الضار
في هذا الهجوم ، سبب المشكلة هو أن أداة التحقق لا يمكنها التمييز بين ما إذا كان يتم إنشاء كل شهادة بشكل مستقل بواسطة المجلد ، لأن قيمة الشهادة هي نفسها. لتجنب هذه المشكلة ، نحتاج إلى إضافة معلومات العنوان الفريدة للمجلد إلى الشهادة التي يرسلها المجلد ، بحيث يمكن إنشاء الشهادة التي يرسلها كل مجلد بشكل مستقل فقط ولا يمكن إرسالها بواسطة العقد الأخرى.
طريقة دمج هذه المعلومات ذكية للغاية ، وذلك باستخدام الكشف عن مجريات الأمور في فيات شامير (يمكن للقراء الرجوع إلى مقال FOX السابق "كيفية تحويل البراهين التفاعلية إلى براهين غير تفاعلية؟ Fiat-Shamir Heuristic!" للحصول على تفاصيل فنية). تم حسابها وفقًا لعملية إنشاء إثبات ، إحدى الخطوات ، المُثبِت ، أي ، يحتاج المجلد إلى إنشاء قيمة تحدي عشوائي من خلال دالة تجزئة ، ويحتاج فقط إلى إضافة عنوان المجلد إلى إدخال هذا التجزئة ، بحيث تكون قيمة التحدي والمجلد المطابقين للعنوان ، ولا يزال رقمًا عشوائيًا لا يمكن للمجلد التنبؤ به والتحكم فيه.
يتطلب التحديد الصارم لأمن هذه الطريقة استخدام مفاهيم الوظائف العشوائية الآمنة نظريًا في التشفير وعدم القدرة على التمييز ، وما إلى ذلك ، والتي لن نناقشها بالتفصيل هنا. بعبارات بسيطة ، يمكن اعتبار أنه نظرًا لأمان وظيفة التجزئة نفسها وأمن بنية Fiat-Shamir التجريبية ، فإن إضافة قيمة ثابتة لأن الصورة الأولية للتجزئة لن تدمر عدم القدرة على التنبؤ بالإخراج ، وبالتالي فإن لا يزال أمان خوارزمية zkp الأصلي مضمونًا.
بهذه الطريقة ، يجب على كل مجلد إنشاء البراهين بشكل مستقل ولا يمكنه استخدام نتائج العقد الأخرى بشكل مباشر ، وبالتالي تحقيق هدفنا.
! [تحدث عن آلية الحوافز للطبقة 2: استخدام رائع آخر لإرشاد فيات شامير في FOX] (https://img-cdn.gateio.im/social/moments-69a80767fe-6840c6ff37-dd1a6f-7649e1)
الشكل 3: مخطط الحوافز المعدل
خاتمة
من منظور الدور المهم لرسوم العقد ، تقدم هذه المقالة العلاقة بين الرسوم وكيفية تحفيز العقد للمشاركة في صيانة النظام. وفي الوقت نفسه ، تشير إلى أن آلية الحوافز الجيدة يمكن أن تحافظ بشكل فعال على أمن النظام. على هذا الأساس ، ناقشنا بالتفصيل آلية التحفيز لمجلد الطبقة الثانية التي اعتمدتها FOX ، وشرحنا عقلانية هذا النهج ، وكيفية استخدام فيات شامير التجريبية بمهارة لتحقيق ذلك.
مراجع
"في العمق ｜ التكرار والمنافسة - الطريق إلى توسع الطبقة الثانية من Ethereum" معهد أبحاث Guosheng Blockchain
شاهد النسخة الأصلية
This page may contain third-party content, which is provided for information purposes only (not representations/warranties) and should not be considered as an endorsement of its views by Gate, nor as financial or professional advice. See Disclaimer for details.
تحدث عن آلية التحفيز للطبقة 2: استخدام رائع آخر لإرشاد فيات شامير في FOX
مقدمة
كنظام موزع ، تتطلب الطبقة الأولى تكاليف اتصال عالية من أجل الوصول إلى إجماع ، كما أن كمية كبيرة من الحسابات ستستهلك أيضًا غازًا باهظ الثمن. لذلك ، كامتداد لـ Layer1 ، يمكن لتصميم Layer2 تحسين كفاءة Layer1 بشكل فعال. ولكن من هذا المنظور ، لا يزال تصميم الطبقة الثانية يواجه نفس المشكلة الكبيرة مثل الطبقة الأولى ، وهي كيفية تحقيق التوازن بين درجة اللامركزية والكفاءة.
zkRollup هو حل توسع من الطبقة الثانية واعد للغاية ، والذي يتم تحقيقه من خلال نقل الحسابات خارج السلسلة وتقديم أدلة المعرفة الصفرية إلى سلسلة الطبقة الأولى. في الحل لتحقيق zkRollup ، يتبنى نظام FOX الهيكل الحالي السائد ، وهناك نوعان أساسيان من العقد ، وهما Sequencer و Folder. بعبارات بسيطة ، فإن Sequencer هو المسؤول عن فرز وتعبئة المعاملات المرسلة من قبل المستخدمين ، وتحديث الحالة على سلسلة Layer2. Folder مسؤول عن إنشاء أدلة للمعاملات التي تم حزمها بواسطة Sequencer وإرسالها إلى Layer1.
السؤال المثير للاهتمام هو ما إذا كان يجب أن تكون عقد الطبقة الثانية لامركزية ، وإذا كان الأمر كذلك ، فكيف تصمم حوافز لضمان ذلك. لأنه من المتصور أن جوهر الكفاءة المنخفضة لـ Layer1 هو أنه من أجل تحقيق اللامركزية ، تحتاج كل عقدة إلى إجراء قدر كبير من الحساب والتواصل. ومع ذلك ، يتم استخدام نظام الطبقة 2 لفصل عملية الحساب.إذا كان النموذج اللامركزي المكافئ تمامًا للطبقة 1 لا يزال مستخدمًا في هذا الجزء ، فسوف يتسبب في ازدحام الطبقة 2 لنفس السبب ، لذلك تحتاج المقايضة إلى تصنع هنا.
يهدف تصميم آلية الحوافز إلى تشجيع العقد على المشاركة في صيانة نظام Layer2 من خلال تعديل الطريقة التي تحصل بها عقد Layer2 على رسوم الحوافز وموازنة الرسوم المدفوعة لعقد Layer2. في الأساس ، مصدر رسوم الحوافز التي تتلقاها عقد Layer2 هو نفس مصدر Ethereum ، والذي يأتي من رسوم الغاز التي يدفعها المستخدمون الذين يقدمون المعاملات. ستناقش هذه المقالة في نظام FOX ، كيفية مشاركة عقد FOX في النظام لتحصيل رسوم المعاملات ، وأسباب القيام بذلك.
دور الغاز
أولاً ، دعنا نراجع دور رسوم الغاز في نظام Ethereum. موارد الحوسبة في Layer1 محدودة. عندما يرسل المستخدمون معاملة ، سيحددون رسوم الغاز للمعاملة. ترتبط رسوم الغاز أساسًا بتعقيد عملية تنفيذ المعاملة. وعلى هذا الأساس ، فإن المستخدمين الراغبين في دفع يمكن أن تحصل رسوم الغاز الأعلى على تنفيذ معاملة ذات أولوية أعلى. تأتي حوافز عمال المناجم من مجموع رسوم الغاز للكتل المعبأة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لآلية رسوم الغاز أيضًا أن تمنع بشكل فعال العقود الخبيثة (مثل الحلقات اللانهائية) وتحد من حجم الكتلة ، مما يضمن الأمان إلى حد معين.
لذلك ، يمكن ملاحظة أن الاستخدام المعقول لرسوم الغاز هو في الأساس جدولة وتخصيص معقول لموارد الحوسبة على السلسلة ، كما أنها لعبة متعددة الأطراف بين أطراف المشروع وعمال المناجم والمستخدمين. يعد التصميم الجيد لآلية الحوافز واستخدام الرسوم وتوزيعها أمرًا بالغ الأهمية لتشغيل النظام.
عملية المعاملات على السلسلة
عندما يرسل المستخدم معاملة إلى تجمع المعاملات في نظام FOX ، تتم إضافة رسوم لتحفيز عقدة FOX ، وبعد ذلك ستحصل عقدة جهاز التسلسل في النظام على المعاملة من مجموعة المعاملات للتعبئة والفرز ، حيث يتم تجميع كل معاملة مجمعة يشكل كتل من الطبقة الثانية ، ويحتاج Sequencer إلى إجراء حسابات المعاملات ونقل نتائج الحساب إلى عقد Layer 1 FOX ، ويحتاج Sequencer أيضًا إلى تخزين بيانات المعاملة في ZK-Ringer لضمان توفر البيانات. بعد ذلك ، سيتم تمرير نتائج الفرز ونتائج الحساب لجهاز التسلسل إلى عقدة المجلد ، وسيقوم المجلد بحساب الإثبات بشكل صحيح (بما في ذلك جزء تجميع الإثبات) وتمريره إلى عقد الطبقة 1. في هذه العملية ، سيتم تحديث نتيجة تنفيذ المعاملة بواسطة Sequencer مباشرةً إلى الطبقة 2 بعد اكتمال التنفيذ ، ويمكن اعتبار عقدة الوقت عندما يتم استخدام المعاملة فعليًا بواسطة الطبقة الأولى بعد التحقق من إثبات المجلد.
يمكن ملاحظة أنه في هذه العملية ، تغطي رسوم المعالجة الأولية التي يرفقها المستخدم عدة أغراض:
ولهذه الغاية ، نحتاج إلى تحديد آليات محددة لتحفيز جميع الأطراف على المشاركة.
آلية حوافز FOX
نموذج حوافز FOX جديد نسبيًا. أولاً ، من أجل تحقيق التوازن بين قضايا اللامركزية والكفاءة ، نقسم أدوار العقد إلى عقد متسلسلة مسؤولة عن فرز المعاملات وتنفيذها ، وعقد مجلد مسؤولة عن إنشاء وتجميع أدلة على صحة تنفيذ المعاملات. تتبنى عقدة FOX's Folder نموذجًا لامركزيًا ، مما يعني أن أي عامل منجم FOX يمكنه الوصول إلى الشبكة كمولد إثبات.من أجل تشجيع المزيد من العقد على المشاركة ، يمكن للمجلد الذي يقدم بنجاح الدليل الصحيح إلى عقد Layer1 الحصول على مكافآت رمزية. في الوقت نفسه ، من أجل تجنب إهدار قوة الحوسبة ، نشير إلى أنه ليس فقط مقدم الإثبات الأول يمكنه الحصول على مكافآت ، ولكن في غضون نافذة زمنية ونافذة كمية بعد إرسال مقدم الإثبات الأول بنجاح (ستختلف المعلمات المحددة هنا مع شروط النظام) ، يمكن مكافأة جميع جهات التصديق الصحيحة.
! [تحدث عن آلية الحوافز للطبقة 2: استخدام رائع آخر لإرشاد فيات شامير في FOX] (https://img-cdn.gateio.im/social/moments-69a80767fe-fd7b713359-dd1a6f-7649e1)
الشكل 1: النسخة الأصلية من نموذج الحوافز
ومع ذلك ، في ظل هذه الآلية ، سيكون للمجلد الخبيث هجوم ماكر للغاية.
عندما يكمل مجلد ضار ، يُشار إليه باسم Adv ، إنشاء دليل ، فإنه يرسل الدليل إلى عقد أداة التحقق في Layer1 للتحقق من جهة ، ومن جهة أخرى يتواطأ مع بعض العقد (أو العقد التي يتحكم فيها المجلد) ، و هل سيتم الكشف عن الإثبات المحسوب لهذه العقد ، وبعد ذلك يمكنهم إرسال الإثبات المحسوب بواسطة Adv مباشرة دون حسابهم الخاص ، ويمكنهم أيضًا الحصول على جزء من المكافأة ، ولم يدفعوا أي قوة حسابية أثناء هذه العملية. من جهة أخرى المنظور بعبارة أخرى ، يحصل Adv على مزايا متعددة مع قوة حوسبية أقل ، ويجعل من الصعب على العقد الأخرى التنافس على Adv حتى لو كانت تقدم البراهين الصحيحة.
! [تحدث عن آلية الحوافز للطبقة 2: استخدام رائع آخر لإرشادات فيات شامير في FOX] (https://img-cdn.gateio.im/social/moments-69a80767fe-cb45aaf7fc-dd1a6f-7649e1)
الشكل 2: طريقة الهجوم للمجلد الضار
في هذا الهجوم ، سبب المشكلة هو أن أداة التحقق لا يمكنها التمييز بين ما إذا كان يتم إنشاء كل شهادة بشكل مستقل بواسطة المجلد ، لأن قيمة الشهادة هي نفسها. لتجنب هذه المشكلة ، نحتاج إلى إضافة معلومات العنوان الفريدة للمجلد إلى الشهادة التي يرسلها المجلد ، بحيث يمكن إنشاء الشهادة التي يرسلها كل مجلد بشكل مستقل فقط ولا يمكن إرسالها بواسطة العقد الأخرى.
طريقة دمج هذه المعلومات ذكية للغاية ، وذلك باستخدام الكشف عن مجريات الأمور في فيات شامير (يمكن للقراء الرجوع إلى مقال FOX السابق "كيفية تحويل البراهين التفاعلية إلى براهين غير تفاعلية؟ Fiat-Shamir Heuristic!" للحصول على تفاصيل فنية). تم حسابها وفقًا لعملية إنشاء إثبات ، إحدى الخطوات ، المُثبِت ، أي ، يحتاج المجلد إلى إنشاء قيمة تحدي عشوائي من خلال دالة تجزئة ، ويحتاج فقط إلى إضافة عنوان المجلد إلى إدخال هذا التجزئة ، بحيث تكون قيمة التحدي والمجلد المطابقين للعنوان ، ولا يزال رقمًا عشوائيًا لا يمكن للمجلد التنبؤ به والتحكم فيه.
يتطلب التحديد الصارم لأمن هذه الطريقة استخدام مفاهيم الوظائف العشوائية الآمنة نظريًا في التشفير وعدم القدرة على التمييز ، وما إلى ذلك ، والتي لن نناقشها بالتفصيل هنا. بعبارات بسيطة ، يمكن اعتبار أنه نظرًا لأمان وظيفة التجزئة نفسها وأمن بنية Fiat-Shamir التجريبية ، فإن إضافة قيمة ثابتة لأن الصورة الأولية للتجزئة لن تدمر عدم القدرة على التنبؤ بالإخراج ، وبالتالي فإن لا يزال أمان خوارزمية zkp الأصلي مضمونًا.
بهذه الطريقة ، يجب على كل مجلد إنشاء البراهين بشكل مستقل ولا يمكنه استخدام نتائج العقد الأخرى بشكل مباشر ، وبالتالي تحقيق هدفنا.
! [تحدث عن آلية الحوافز للطبقة 2: استخدام رائع آخر لإرشاد فيات شامير في FOX] (https://img-cdn.gateio.im/social/moments-69a80767fe-6840c6ff37-dd1a6f-7649e1)
الشكل 3: مخطط الحوافز المعدل
خاتمة
من منظور الدور المهم لرسوم العقد ، تقدم هذه المقالة العلاقة بين الرسوم وكيفية تحفيز العقد للمشاركة في صيانة النظام. وفي الوقت نفسه ، تشير إلى أن آلية الحوافز الجيدة يمكن أن تحافظ بشكل فعال على أمن النظام. على هذا الأساس ، ناقشنا بالتفصيل آلية التحفيز لمجلد الطبقة الثانية التي اعتمدتها FOX ، وشرحنا عقلانية هذا النهج ، وكيفية استخدام فيات شامير التجريبية بمهارة لتحقيق ذلك.
مراجع
"في العمق ｜ التكرار والمنافسة - الطريق إلى توسع الطبقة الثانية من Ethereum" معهد أبحاث Guosheng Blockchain