Sebagai sistem terdistribusi, Layer 1 memerlukan biaya komunikasi yang tinggi untuk mencapai konsensus, dan sejumlah besar perhitungan juga akan menghabiskan bahan bakar yang mahal. Oleh karena itu, sebagai perpanjangan dari Layer1, desain Layer2 dapat secara efektif meningkatkan efisiensi Layer1. Namun dari perspektif ini, desain Layer 2 masih menghadapi masalah besar yang sama dengan Layer 1, yaitu bagaimana menyeimbangkan tingkat desentralisasi dan efisiensi.
zkRollup adalah solusi perluasan Lapisan 2 yang sangat menjanjikan, yang direalisasikan dengan memindahkan kalkulasi dari rantai dan memberikan bukti tanpa pengetahuan ke rantai Lapisan 1. Dalam solusi untuk mewujudkan zkRollup, sistem FOX mengadopsi struktur utama saat ini, dan terutama ada dua jenis node, yaitu Sequencer dan Folder. Sederhananya, Sequencer bertanggung jawab untuk menyortir dan mengemas transaksi yang dikirimkan oleh pengguna, dan memperbarui status pada rantai Layer2.Folder bertanggung jawab untuk menghasilkan bukti transaksi yang dikemas oleh Sequencer dan mengirimkannya ke Layer1.
Pertanyaan yang menarik adalah apakah node Layer 2 harus didesentralisasi, dan jika demikian, bagaimana merancang insentif untuk memastikan hal ini. Karena dapat dibayangkan bahwa esensi dari rendahnya efisiensi Layer1 adalah bahwa untuk mencapai desentralisasi, setiap node perlu melakukan sejumlah besar perhitungan dan komunikasi. Namun, sistem Layer 2 digunakan untuk memisahkan proses perhitungan.Jika model desentralisasi yang sepenuhnya setara dengan Layer 1 masih digunakan di bagian ini, itu akan menyebabkan kemacetan Layer 2 karena alasan yang sama, sehingga perlu trade-off dibuat di sini.
Rancangan mekanisme insentif adalah untuk mendorong node berpartisipasi dalam pemeliharaan sistem Layer2 dengan menyesuaikan cara node Layer2 mendapatkan biaya insentif dan menyeimbangkan biaya yang dibayarkan ke node Layer2. Intinya, sumber biaya insentif yang diterima oleh node Layer2 sama dengan Ethereum, yang berasal dari biaya gas yang dibayarkan oleh pengguna yang mengajukan transaksi. Artikel ini akan membahas dalam sistem FOX, bagaimana node FOX berpartisipasi dalam sistem untuk mengumpulkan biaya transaksi, dan alasan melakukannya.
Peran Gas
Pertama, mari kita tinjau peran biaya Gas dalam sistem Ethereum. Sumber daya komputasi Layer1 terbatas. Ketika pengguna mengajukan transaksi, mereka akan menentukan biaya gas transaksi. Biaya gas pada dasarnya terkait dengan kompleksitas pelaksanaan operasi transaksi. Atas dasar ini, pengguna yang bersedia membayar biaya gas yang lebih tinggi bisa mendapatkan implementasi transaksi prioritas yang lebih tinggi. Insentif penambang berasal dari jumlah biaya gas dari blok yang dikemas. Selain itu, mekanisme biaya Gas juga dapat secara efektif mencegah kontrak jahat (seperti putaran tak terbatas) dan membatasi ukuran blok, yang menjamin keamanan sampai batas tertentu.
Oleh karena itu, dapat dilihat bahwa penggunaan biaya Gas yang wajar pada dasarnya adalah penjadwalan dan alokasi sumber daya komputasi yang wajar pada rantai, dan ini juga merupakan permainan multi-pihak antara pihak proyek, penambang, dan pengguna. Rancangan mekanisme insentif yang baik serta penggunaan dan distribusi biaya sangat penting untuk pengoperasian sistem.
Proses transaksi on-chain
Saat pengguna mengirimkan transaksi ke kumpulan transaksi di sistem FOX, biaya ditambahkan untuk memotivasi node FOX, dan kemudian node Sequencer di sistem akan mengambil transaksi dari kumpulan transaksi untuk pengemasan dan penyortiran, di mana setiap transaksi dikemas merupakan blok Layer 2, dan Sequencer perlu melakukan perhitungan transaksi dan mengirimkan hasil perhitungan ke kontrak FOX Layer 1, dan Sequencer juga perlu menyimpan data transaksi di ZK-Ringer untuk memastikan ketersediaan data. Setelah itu, hasil penyortiran dan hasil perhitungan Sequencer akan diteruskan ke node Folder, dan Folder akan menghitung bukti dengan benar (termasuk bagian agregasi bukti) dan meneruskannya ke kontrak Layer1. Dalam proses ini, hasil eksekusi transaksi oleh Sequencer akan langsung diperbarui ke Layer 2 setelah eksekusi selesai, dan time node saat transaksi benar-benar disetujui oleh Layer 1 dapat dianggap setelah bukti Folder diverifikasi.
Dapat dilihat bahwa dalam proses ini, biaya penanganan awal yang dilampirkan oleh pengguna mencakup beberapa tujuan:
Biaya penanganan dibayarkan ke Sequencer
Biaya penanganan dibayarkan ke Folder
*Biaya gas bagi Sequencer untuk mengirimkan hasil transaksi ke Layer1
Biaya sequencer untuk menyimpan informasi di ZK-Ringer
Biaya Gas untuk Folder memanggil kontrak
Untuk itu, kita perlu memilah mekanisme khusus untuk memotivasi semua pihak untuk berpartisipasi.
Mekanisme Insentif FOX
Model insentif FOX relatif baru. Pertama, untuk menyeimbangkan masalah desentralisasi dan efisiensi, kami membagi peran node menjadi node Sequencer yang bertanggung jawab untuk menyortir dan mengeksekusi transaksi, dan node Folder yang bertanggung jawab untuk menghasilkan dan mengumpulkan bukti kebenaran eksekusi transaksi. Node Folder FOX mengadopsi model terdesentralisasi, yang berarti bahwa setiap penambang FOX dapat mengakses jaringan sebagai pembuat bukti.Untuk mendorong lebih banyak node untuk berpartisipasi, Folder yang berhasil mengirimkan bukti yang benar ke kontrak Layer1 bisa mendapatkan hadiah token. Pada saat yang sama, untuk menghindari pemborosan daya komputasi, kami menunjukkan bahwa tidak hanya pengirim bukti pertama yang dapat memperoleh hadiah, tetapi dalam jendela waktu dan jendela kuantitas setelah pengirim bukti pertama berhasil mengirimkan (parameter spesifik di sini akan berbeda dengan kondisi sistem), semua pemberi sertifikat yang benar dapat diberi penghargaan.
Gambar 1: Versi asli dari model insentif
Namun, di bawah mekanisme ini, Folder berbahaya akan memiliki serangan yang sangat licik.
Ketika Folder berbahaya, dilambangkan sebagai Adv, menyelesaikan pembuatan bukti, itu mengirimkan bukti ke kontrak Pemverifikasi di Layer1 untuk verifikasi di satu sisi, dan di sisi lain berkolusi dengan beberapa node (atau node yang dikendalikan oleh Folder), dan akan Bukti yang dihitung diungkapkan ke node ini, dan kemudian mereka dapat langsung mengirimkan bukti yang dihitung oleh Adv tanpa perhitungan mereka sendiri, dan juga dapat menerima sebagian dari hadiah, dan mereka belum membayar daya komputasi apa pun selama proses ini. perspektif Dengan kata lain, Adv memperoleh banyak manfaat dengan daya komputasi yang lebih sedikit, dan mempersulit node lain untuk bersaing untuk Adv bahkan jika mereka menghasilkan bukti yang benar.
Gambar 2: Metode serangan Folder berbahaya
Dalam serangan ini, penyebab masalahnya adalah Verifikator tidak dapat membedakan apakah setiap sertifikat dibuat secara independen oleh Folder, karena nilai sertifikatnya sama. Untuk menghindari masalah ini, kita perlu menambahkan informasi alamat unik Folder ke sertifikat yang dikirimkan oleh Folder, sehingga sertifikat yang dikirimkan oleh setiap Folder hanya dapat dibuat sendiri secara independen dan tidak dapat dikirimkan oleh node lain.
Metode menggabungkan informasi ini sangat pintar, menggunakan heuristik Fiat-Shamir (pembaca dapat merujuk ke artikel FOX sebelumnya "Bagaimana mengubah bukti interaktif menjadi bukti non-interaktif? Heuristik Fiat-Shamir!" untuk detail teknis). Dihitung sesuai dengan proses pembuatan bukti, salah satu langkahnya, pembukti, yaitu Folder perlu menghasilkan nilai tantangan acak melalui fungsi hash, dan hanya perlu menambahkan alamat Folder ke input hash ini, sehingga nilai tantangan dan Folder sesuai dengan alamat, dan masih berupa angka acak yang tidak dapat diprediksi dan dikendalikan oleh Folder.
Menyatakan secara tegas keamanan metode ini memerlukan penggunaan konsep fungsi acak yang aman secara teoritis dalam kriptografi dan tidak dapat dibedakan, dll., yang tidak akan kami bahas secara mendetail di sini. Secara sederhana, dapat dianggap bahwa karena keamanan fungsi hash itu sendiri dan keamanan struktur heuristik Fiat-Shamir, menambahkan nilai tetap sebagai preimage dari hash tidak akan menghancurkan ketidakpastian keluaran, sehingga keamanan algoritma zkp asli masih terjamin.
Dengan cara ini, setiap Folder harus menghasilkan bukti secara mandiri dan tidak dapat langsung menggunakan hasil dari node lain, sehingga mencapai tujuan kami.
Gambar 3: Skema insentif yang dimodifikasi
Kesimpulan
Dari perspektif peran penting biaya node, artikel ini memperkenalkan hubungan antara biaya dan bagaimana memotivasi node untuk berpartisipasi dalam pemeliharaan sistem, sekaligus menunjukkan bahwa mekanisme insentif yang baik dapat menjaga keamanan sistem secara efektif. Atas dasar ini, kami membahas secara rinci mekanisme insentif untuk Layer 2 Folder yang diadopsi oleh FOX, dan menjelaskan rasionalitas pendekatan ini, dan bagaimana menggunakan heuristik Fiat-Shamir dengan terampil untuk mencapainya.
referensi
"In-Depth｜Iterasi dan Persaingan - Jalan Menuju Ekspansi Lapisan 2 Ethereum" Guosheng Blockchain Research Institute
Lihat Asli
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.
Bicara tentang mekanisme insentif Lapisan 2: penggunaan hebat lain dari heuristik Fiat-Shamir di FOX
Kata Pengantar
Sebagai sistem terdistribusi, Layer 1 memerlukan biaya komunikasi yang tinggi untuk mencapai konsensus, dan sejumlah besar perhitungan juga akan menghabiskan bahan bakar yang mahal. Oleh karena itu, sebagai perpanjangan dari Layer1, desain Layer2 dapat secara efektif meningkatkan efisiensi Layer1. Namun dari perspektif ini, desain Layer 2 masih menghadapi masalah besar yang sama dengan Layer 1, yaitu bagaimana menyeimbangkan tingkat desentralisasi dan efisiensi.
zkRollup adalah solusi perluasan Lapisan 2 yang sangat menjanjikan, yang direalisasikan dengan memindahkan kalkulasi dari rantai dan memberikan bukti tanpa pengetahuan ke rantai Lapisan 1. Dalam solusi untuk mewujudkan zkRollup, sistem FOX mengadopsi struktur utama saat ini, dan terutama ada dua jenis node, yaitu Sequencer dan Folder. Sederhananya, Sequencer bertanggung jawab untuk menyortir dan mengemas transaksi yang dikirimkan oleh pengguna, dan memperbarui status pada rantai Layer2.Folder bertanggung jawab untuk menghasilkan bukti transaksi yang dikemas oleh Sequencer dan mengirimkannya ke Layer1.
Pertanyaan yang menarik adalah apakah node Layer 2 harus didesentralisasi, dan jika demikian, bagaimana merancang insentif untuk memastikan hal ini. Karena dapat dibayangkan bahwa esensi dari rendahnya efisiensi Layer1 adalah bahwa untuk mencapai desentralisasi, setiap node perlu melakukan sejumlah besar perhitungan dan komunikasi. Namun, sistem Layer 2 digunakan untuk memisahkan proses perhitungan.Jika model desentralisasi yang sepenuhnya setara dengan Layer 1 masih digunakan di bagian ini, itu akan menyebabkan kemacetan Layer 2 karena alasan yang sama, sehingga perlu trade-off dibuat di sini.
Rancangan mekanisme insentif adalah untuk mendorong node berpartisipasi dalam pemeliharaan sistem Layer2 dengan menyesuaikan cara node Layer2 mendapatkan biaya insentif dan menyeimbangkan biaya yang dibayarkan ke node Layer2. Intinya, sumber biaya insentif yang diterima oleh node Layer2 sama dengan Ethereum, yang berasal dari biaya gas yang dibayarkan oleh pengguna yang mengajukan transaksi. Artikel ini akan membahas dalam sistem FOX, bagaimana node FOX berpartisipasi dalam sistem untuk mengumpulkan biaya transaksi, dan alasan melakukannya.
Peran Gas
Pertama, mari kita tinjau peran biaya Gas dalam sistem Ethereum. Sumber daya komputasi Layer1 terbatas. Ketika pengguna mengajukan transaksi, mereka akan menentukan biaya gas transaksi. Biaya gas pada dasarnya terkait dengan kompleksitas pelaksanaan operasi transaksi. Atas dasar ini, pengguna yang bersedia membayar biaya gas yang lebih tinggi bisa mendapatkan implementasi transaksi prioritas yang lebih tinggi. Insentif penambang berasal dari jumlah biaya gas dari blok yang dikemas. Selain itu, mekanisme biaya Gas juga dapat secara efektif mencegah kontrak jahat (seperti putaran tak terbatas) dan membatasi ukuran blok, yang menjamin keamanan sampai batas tertentu.
Oleh karena itu, dapat dilihat bahwa penggunaan biaya Gas yang wajar pada dasarnya adalah penjadwalan dan alokasi sumber daya komputasi yang wajar pada rantai, dan ini juga merupakan permainan multi-pihak antara pihak proyek, penambang, dan pengguna. Rancangan mekanisme insentif yang baik serta penggunaan dan distribusi biaya sangat penting untuk pengoperasian sistem.
Proses transaksi on-chain
Saat pengguna mengirimkan transaksi ke kumpulan transaksi di sistem FOX, biaya ditambahkan untuk memotivasi node FOX, dan kemudian node Sequencer di sistem akan mengambil transaksi dari kumpulan transaksi untuk pengemasan dan penyortiran, di mana setiap transaksi dikemas merupakan blok Layer 2, dan Sequencer perlu melakukan perhitungan transaksi dan mengirimkan hasil perhitungan ke kontrak FOX Layer 1, dan Sequencer juga perlu menyimpan data transaksi di ZK-Ringer untuk memastikan ketersediaan data. Setelah itu, hasil penyortiran dan hasil perhitungan Sequencer akan diteruskan ke node Folder, dan Folder akan menghitung bukti dengan benar (termasuk bagian agregasi bukti) dan meneruskannya ke kontrak Layer1. Dalam proses ini, hasil eksekusi transaksi oleh Sequencer akan langsung diperbarui ke Layer 2 setelah eksekusi selesai, dan time node saat transaksi benar-benar disetujui oleh Layer 1 dapat dianggap setelah bukti Folder diverifikasi.
Dapat dilihat bahwa dalam proses ini, biaya penanganan awal yang dilampirkan oleh pengguna mencakup beberapa tujuan:
Untuk itu, kita perlu memilah mekanisme khusus untuk memotivasi semua pihak untuk berpartisipasi.
Mekanisme Insentif FOX
Model insentif FOX relatif baru. Pertama, untuk menyeimbangkan masalah desentralisasi dan efisiensi, kami membagi peran node menjadi node Sequencer yang bertanggung jawab untuk menyortir dan mengeksekusi transaksi, dan node Folder yang bertanggung jawab untuk menghasilkan dan mengumpulkan bukti kebenaran eksekusi transaksi. Node Folder FOX mengadopsi model terdesentralisasi, yang berarti bahwa setiap penambang FOX dapat mengakses jaringan sebagai pembuat bukti.Untuk mendorong lebih banyak node untuk berpartisipasi, Folder yang berhasil mengirimkan bukti yang benar ke kontrak Layer1 bisa mendapatkan hadiah token. Pada saat yang sama, untuk menghindari pemborosan daya komputasi, kami menunjukkan bahwa tidak hanya pengirim bukti pertama yang dapat memperoleh hadiah, tetapi dalam jendela waktu dan jendela kuantitas setelah pengirim bukti pertama berhasil mengirimkan (parameter spesifik di sini akan berbeda dengan kondisi sistem), semua pemberi sertifikat yang benar dapat diberi penghargaan.
Gambar 1: Versi asli dari model insentif
Namun, di bawah mekanisme ini, Folder berbahaya akan memiliki serangan yang sangat licik.
Ketika Folder berbahaya, dilambangkan sebagai Adv, menyelesaikan pembuatan bukti, itu mengirimkan bukti ke kontrak Pemverifikasi di Layer1 untuk verifikasi di satu sisi, dan di sisi lain berkolusi dengan beberapa node (atau node yang dikendalikan oleh Folder), dan akan Bukti yang dihitung diungkapkan ke node ini, dan kemudian mereka dapat langsung mengirimkan bukti yang dihitung oleh Adv tanpa perhitungan mereka sendiri, dan juga dapat menerima sebagian dari hadiah, dan mereka belum membayar daya komputasi apa pun selama proses ini. perspektif Dengan kata lain, Adv memperoleh banyak manfaat dengan daya komputasi yang lebih sedikit, dan mempersulit node lain untuk bersaing untuk Adv bahkan jika mereka menghasilkan bukti yang benar.
Gambar 2: Metode serangan Folder berbahaya
Dalam serangan ini, penyebab masalahnya adalah Verifikator tidak dapat membedakan apakah setiap sertifikat dibuat secara independen oleh Folder, karena nilai sertifikatnya sama. Untuk menghindari masalah ini, kita perlu menambahkan informasi alamat unik Folder ke sertifikat yang dikirimkan oleh Folder, sehingga sertifikat yang dikirimkan oleh setiap Folder hanya dapat dibuat sendiri secara independen dan tidak dapat dikirimkan oleh node lain.
Metode menggabungkan informasi ini sangat pintar, menggunakan heuristik Fiat-Shamir (pembaca dapat merujuk ke artikel FOX sebelumnya "Bagaimana mengubah bukti interaktif menjadi bukti non-interaktif? Heuristik Fiat-Shamir!" untuk detail teknis). Dihitung sesuai dengan proses pembuatan bukti, salah satu langkahnya, pembukti, yaitu Folder perlu menghasilkan nilai tantangan acak melalui fungsi hash, dan hanya perlu menambahkan alamat Folder ke input hash ini, sehingga nilai tantangan dan Folder sesuai dengan alamat, dan masih berupa angka acak yang tidak dapat diprediksi dan dikendalikan oleh Folder.
Menyatakan secara tegas keamanan metode ini memerlukan penggunaan konsep fungsi acak yang aman secara teoritis dalam kriptografi dan tidak dapat dibedakan, dll., yang tidak akan kami bahas secara mendetail di sini. Secara sederhana, dapat dianggap bahwa karena keamanan fungsi hash itu sendiri dan keamanan struktur heuristik Fiat-Shamir, menambahkan nilai tetap sebagai preimage dari hash tidak akan menghancurkan ketidakpastian keluaran, sehingga keamanan algoritma zkp asli masih terjamin.
Dengan cara ini, setiap Folder harus menghasilkan bukti secara mandiri dan tidak dapat langsung menggunakan hasil dari node lain, sehingga mencapai tujuan kami.
Gambar 3: Skema insentif yang dimodifikasi
Kesimpulan
Dari perspektif peran penting biaya node, artikel ini memperkenalkan hubungan antara biaya dan bagaimana memotivasi node untuk berpartisipasi dalam pemeliharaan sistem, sekaligus menunjukkan bahwa mekanisme insentif yang baik dapat menjaga keamanan sistem secara efektif. Atas dasar ini, kami membahas secara rinci mekanisme insentif untuk Layer 2 Folder yang diadopsi oleh FOX, dan menjelaskan rasionalitas pendekatan ini, dan bagaimana menggunakan heuristik Fiat-Shamir dengan terampil untuk mencapainya.
referensi
"In-Depth｜Iterasi dan Persaingan - Jalan Menuju Ekspansi Lapisan 2 Ethereum" Guosheng Blockchain Research Institute