Dağıtılmış bir sistem olarak Katman 1, fikir birliğine varmak için yüksek iletişim maliyetleri gerektirir ve büyük miktarda hesaplamalar da pahalı gaz tüketir. Bu nedenle, Layer1'in bir uzantısı olarak, Layer2'nin tasarımı, Layer1'in verimliliğini etkili bir şekilde artırabilir. Ancak bu açıdan bakıldığında, Katman 2'nin tasarımı, Katman 1 ile aynı büyük sorunla karşı karşıyadır; bu sorun, ademi merkeziyet derecesi ile verimliliğin nasıl dengeleneceğidir.
zkRollup, hesaplamaları zincirden uzaklaştırarak ve Katman 1 zincirine sıfır bilgi kanıtları sağlayarak gerçekleştirilen, çok umut verici bir Katman 2 genişletme çözümüdür. zkRollup'ı gerçekleştirmek için çözümde, FOX sistemi mevcut ana yapıyı benimser ve temel olarak Sequencer ve Folder olmak üzere iki tür düğüm vardır. Basit bir ifadeyle, Sequencer, kullanıcılar tarafından gönderilen işlemleri sıralamak, paketlemek ve Layer2 zincirindeki durumu güncellemekten, Klasör, Sequencer tarafından paketlenen işlemler için kanıtlar oluşturmak ve bunları Layer1'e göndermekten sorumludur.
İlginç bir soru, Katman 2 düğümlerinin merkezsizleştirilmesi gerekip gerekmediği ve eğer öyleyse, bunu sağlamak için teşviklerin nasıl tasarlanacağıdır. Çünkü, Layer1'in düşük verimliliğinin özünün, ademi merkeziyetçiliği sağlamak için her düğümün büyük miktarda hesaplama ve iletişim gerçekleştirmesi gerektiği düşünülebilir. Ancak, Layer 2 sistemi hesaplama işlemini ayrıştırmak için kullanılmaktadır.Bu kısımda hala Layer 1'e tamamen eşdeğer olan merkezi olmayan model kullanılıyorsa, aynı nedenle Layer 2 tıkanıklığına neden olacaktır, bu nedenle bir takas yapılması gerekir. burada yapılacak.
Teşvik mekanizmasının tasarımı, Layer2 düğümlerinin teşvik ücretlerini alma şeklini ayarlayarak ve Layer2 düğümlerine ödenen ücretleri dengeleyerek düğümleri Layer2 sistem bakımına katılmaya teşvik etmektir. Temelde, Layer2 düğümleri tarafından alınan teşvik ücretlerinin kaynağı, işlem gönderen kullanıcılar tarafından ödenen gaz ücretlerinden gelen Ethereum ile aynıdır. Bu yazıda FOX sisteminde, FOX düğümlerinin sisteme katılarak işlem ücretlerini nasıl topladıkları ve bunu yapma sebepleri ele alınacaktır.
Gazın rolü
Öncelikle, Gas ücretlerinin Ethereum sistemindeki rolüne bir göz atalım. Layer1'in bilgi işlem kaynakları sınırlıdır.Kullanıcılar bir işlem gönderdiğinde, işlem gaz ücretini belirteceklerdir.Gaz ücreti temel olarak işlemin yürütme işleminin karmaşıklığı ile ilgilidir.Bu temelde, bir ödeme yapmak isteyen kullanıcılar daha yüksek gaz ücreti, daha yüksek öncelikli bir işlem uygulayabilir. Madencilerin teşviki, paketlenmiş blokların gaz ücretlerinin toplamından geliyor. Ek olarak, Gaz ücreti mekanizması, kötü amaçlı sözleşmeleri (sonsuz döngüler gibi) etkili bir şekilde önleyebilir ve blok boyutunu sınırlayabilir, bu da güvenliği bir dereceye kadar garanti eder.
Bu nedenle, Gas ücretlerinin makul kullanımının, esasen zincir üzerindeki bilgi işlem kaynaklarının makul bir zamanlaması ve tahsisi olduğu ve aynı zamanda proje tarafları, madenciler ve kullanıcılar arasında çok taraflı bir oyun olduğu görülebilir. Teşvik mekanizmasının iyi bir şekilde tasarlanması ve ücretlerin kullanımı ve dağılımı sistemin işleyişi açısından kritik öneme sahiptir.
Zincir üzerinde işlem süreci
Bir kullanıcı, FOX sistemindeki işlem havuzuna bir işlem gönderdiğinde, FOX düğümünü motive etmek için bir ücret eklenir ve daha sonra sistemdeki Sequencer düğümü, işlemi işlem havuzundan paketleme ve sıralama için alır, burada her paketlenmiş işlem 2. Katman bloklarını oluşturur ve Sequencer'ın işlem hesaplamaları yapması ve hesaplama sonuçlarını 1. Katman FOX sözleşmesine iletmesi gerekir ve Sequencer'ın ayrıca veri kullanılabilirliğini sağlamak için işlem verilerini ZK-Ringer'da depolaması gerekir. Daha sonra Sıralayıcının sıralama sonuçları ve hesaplama sonuçları Klasör düğümüne iletilecek ve Klasör ispatı (prova toplama kısmı dahil) doğru bir şekilde hesaplayarak Layer1 sözleşmesine iletecektir. Bu süreçte, İşlemin Sequencer tarafından yürütme sonucu, yürütme tamamlandıktan sonra doğrudan Katman 2'ye güncellenecektir ve işlemin gerçekten Katman 1 tarafından mutabakata varıldığı zaman düğümü, Klasörün kanıtı doğrulandıktan sonra kabul edilebilir.
Bu süreçte, kullanıcı tarafından eklenen ilk işlem ücretinin birkaç amacı kapsadığı görülmektedir:
Sequencer'a ödenen işlem ücreti
Klasöre ödenen işlem ücreti
Sequencer'ın işlem sonuçlarını Layer1'e göndermesi için gas ücreti
Sıralayıcı, ZK-Ringer'da bilgi depolamak için ücret alır
Sözleşmeyi çağıran Klasör için Gas ücreti
Bu amaçla, tüm tarafları katılmaya motive edecek özel mekanizmalar belirlememiz gerekiyor.
FOX'un Teşvik Mekanizması
FOX'un teşvik modeli nispeten yeni. İlk olarak, ademi merkeziyetçilik ve verimlilik konularını dengelemek için, düğümlerin rollerini işlemleri sıralamak ve yürütmekten sorumlu Sıralayıcı düğümlerine ve işlem yürütme doğruluğunun kanıtlarını oluşturmaktan ve bir araya getirmekten sorumlu Klasör düğümlerine ayırıyoruz. FOX'un Klasör düğümü merkezi olmayan bir modeli benimser, bu da herhangi bir FOX madencisinin ağa bir kanıt üreteci olarak erişebileceği anlamına gelir. Aynı zamanda, bilgi işlem gücünü israf etmekten kaçınmak için, yalnızca ilk kanıt gönderenin değil, aynı zamanda ilk kanıt gönderenin başarılı bir şekilde sunmasından sonraki bir zaman penceresi ve miktar penceresi içinde ödül alabileceğine dikkat çekiyoruz (buradaki belirli parametreler, sistem koşulları), tüm doğru onaylayıcılar ödüllendirilebilir.
Şekil 1: Teşvik modelinin orijinal hali
Ancak bu mekanizma altında kötü amaçlı bir Klasör çok kurnaz bir saldırı gerçekleştirecektir.
Adv olarak adlandırılan kötü amaçlı bir Klasör, kanıt oluşturmayı tamamladığında, bir yandan kanıtı doğrulama için Layer1'deki Verifier sözleşmesine sunarken, diğer yandan bazı düğümlerle (veya Klasör tarafından kontrol edilen düğümlerle) işbirliği yapar ve Hesaplanan ispat bu düğümlere açıklanır ve daha sonra Adv tarafından hesaplanan ispatı kendi hesaplamaları olmadan doğrudan sunabilirler ve ödülün bir kısmını da alabilirler ve bu süreçte herhangi bir hesaplama gücü ödememiş olurlar. Başka bir deyişle Adv, daha az bilgi işlem gücüyle birden çok fayda elde eder ve doğru kanıtlar üretseler bile diğer düğümlerin Adv için rekabet etmesini zorlaştırır.
Şekil 2: Kötü amaçlı Klasörün saldırı yöntemi
Bu saldırıda sorunun nedeni, Verifier'ın sertifika değeri aynı olduğu için her sertifikanın Klasör tarafından bağımsız olarak üretilip üretilmediğini ayırt edememesidir. Bu sorunu yaşamamak için, Klasörün benzersiz adres bilgilerini Klasör tarafından gönderilen sertifikaya eklememiz gerekir, böylece her Klasör tarafından gönderilen sertifika yalnızca bağımsız olarak kendi tarafından üretilebilir ve diğer düğümler tarafından sunulamaz.
Fiat-Shamir buluşsal yöntemini kullanarak bu bilgiyi birleştirme yöntemi çok zekicedir (okuyucular, teknik ayrıntılar için FOX'un "Etkileşimli kanıtları etkileşimli olmayan kanıtlara nasıl dönüştürebilirim? Fiat-Shamir Buluşsal Yöntemi!" başlıklı önceki makalesine başvurabilir). Prova oluşturma işlemine göre hesaplanan adımlardan biri olan prover yani Folder'ın bir hash fonksiyonu aracılığıyla rastgele bir challenge değeri üretmesi ve bu hash'in girişine sadece Folder'ın adresini eklemesi gerekiyor, böylece adrese karşılık gelen meydan okuma değeri ve Klasör, Klasörün tahmin edemeyeceği ve kontrol edemeyeceği rastgele bir sayıdır.
Bu yöntemin güvenliğini kesin olarak belirtmek, kriptografide teorik olarak güvenli rastgele işlevler ve burada ayrıntılı olarak tartışmayacağımız ayırt edilemezlik vb. kavramların kullanılmasını gerektirir. Basit bir ifadeyle, hash fonksiyonunun kendi güvenliği ve Fiat-Shamir buluşsal yapısının güvenliği nedeniyle, hash'in ön görüntüsü olarak sabit bir değer eklemenin çıktının öngörülemezliğini ortadan kaldırmayacağı düşünülebilir. orijinal zkp algoritması güvenliği hala garantilidir.
Bu şekilde, her Klasör bağımsız olarak ispatlar üretmelidir ve diğer düğümlerin sonuçlarını doğrudan kullanamaz, böylece amacımıza ulaşırız.
Şekil 3: Değiştirilmiş teşvik şeması
Çözüm
Düğüm ücretlerinin önemli rolü açısından bakıldığında, bu makale ücretler ile düğümlerin sistem bakımına katılmaya nasıl motive edileceği arasındaki bağlantıyı ortaya koymakta ve aynı zamanda, iyi bir teşvik mekanizmasının sistem güvenliğini etkin bir şekilde koruyabileceğine işaret etmektedir. Bu temelde FOX'un benimsediği Layer 2 Folder teşvik mekanizmasını detaylı bir şekilde tartıştık ve bu yaklaşımın rasyonelliğini ve bunu başarmak için Fiat-Shamir buluşsal yönteminin nasıl ustaca kullanılacağını anlattık.
Referanslar
"Derinlemesine ｜Yineleme ve Rekabet - Ethereum'un 2. Katman Genişletilmesine Giden Yol" Guosheng Blockchain Araştırma Enstitüsü
View Original
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.
Katman 2'nin teşvik mekanizması hakkında konuşun: FOX'ta Fiat-Shamir buluşsal yönteminin bir başka harika kullanımı
Önsöz
Dağıtılmış bir sistem olarak Katman 1, fikir birliğine varmak için yüksek iletişim maliyetleri gerektirir ve büyük miktarda hesaplamalar da pahalı gaz tüketir. Bu nedenle, Layer1'in bir uzantısı olarak, Layer2'nin tasarımı, Layer1'in verimliliğini etkili bir şekilde artırabilir. Ancak bu açıdan bakıldığında, Katman 2'nin tasarımı, Katman 1 ile aynı büyük sorunla karşı karşıyadır; bu sorun, ademi merkeziyet derecesi ile verimliliğin nasıl dengeleneceğidir.
zkRollup, hesaplamaları zincirden uzaklaştırarak ve Katman 1 zincirine sıfır bilgi kanıtları sağlayarak gerçekleştirilen, çok umut verici bir Katman 2 genişletme çözümüdür. zkRollup'ı gerçekleştirmek için çözümde, FOX sistemi mevcut ana yapıyı benimser ve temel olarak Sequencer ve Folder olmak üzere iki tür düğüm vardır. Basit bir ifadeyle, Sequencer, kullanıcılar tarafından gönderilen işlemleri sıralamak, paketlemek ve Layer2 zincirindeki durumu güncellemekten, Klasör, Sequencer tarafından paketlenen işlemler için kanıtlar oluşturmak ve bunları Layer1'e göndermekten sorumludur.
İlginç bir soru, Katman 2 düğümlerinin merkezsizleştirilmesi gerekip gerekmediği ve eğer öyleyse, bunu sağlamak için teşviklerin nasıl tasarlanacağıdır. Çünkü, Layer1'in düşük verimliliğinin özünün, ademi merkeziyetçiliği sağlamak için her düğümün büyük miktarda hesaplama ve iletişim gerçekleştirmesi gerektiği düşünülebilir. Ancak, Layer 2 sistemi hesaplama işlemini ayrıştırmak için kullanılmaktadır.Bu kısımda hala Layer 1'e tamamen eşdeğer olan merkezi olmayan model kullanılıyorsa, aynı nedenle Layer 2 tıkanıklığına neden olacaktır, bu nedenle bir takas yapılması gerekir. burada yapılacak.
Teşvik mekanizmasının tasarımı, Layer2 düğümlerinin teşvik ücretlerini alma şeklini ayarlayarak ve Layer2 düğümlerine ödenen ücretleri dengeleyerek düğümleri Layer2 sistem bakımına katılmaya teşvik etmektir. Temelde, Layer2 düğümleri tarafından alınan teşvik ücretlerinin kaynağı, işlem gönderen kullanıcılar tarafından ödenen gaz ücretlerinden gelen Ethereum ile aynıdır. Bu yazıda FOX sisteminde, FOX düğümlerinin sisteme katılarak işlem ücretlerini nasıl topladıkları ve bunu yapma sebepleri ele alınacaktır.
Gazın rolü
Öncelikle, Gas ücretlerinin Ethereum sistemindeki rolüne bir göz atalım. Layer1'in bilgi işlem kaynakları sınırlıdır.Kullanıcılar bir işlem gönderdiğinde, işlem gaz ücretini belirteceklerdir.Gaz ücreti temel olarak işlemin yürütme işleminin karmaşıklığı ile ilgilidir.Bu temelde, bir ödeme yapmak isteyen kullanıcılar daha yüksek gaz ücreti, daha yüksek öncelikli bir işlem uygulayabilir. Madencilerin teşviki, paketlenmiş blokların gaz ücretlerinin toplamından geliyor. Ek olarak, Gaz ücreti mekanizması, kötü amaçlı sözleşmeleri (sonsuz döngüler gibi) etkili bir şekilde önleyebilir ve blok boyutunu sınırlayabilir, bu da güvenliği bir dereceye kadar garanti eder.
Bu nedenle, Gas ücretlerinin makul kullanımının, esasen zincir üzerindeki bilgi işlem kaynaklarının makul bir zamanlaması ve tahsisi olduğu ve aynı zamanda proje tarafları, madenciler ve kullanıcılar arasında çok taraflı bir oyun olduğu görülebilir. Teşvik mekanizmasının iyi bir şekilde tasarlanması ve ücretlerin kullanımı ve dağılımı sistemin işleyişi açısından kritik öneme sahiptir.
Zincir üzerinde işlem süreci
Bir kullanıcı, FOX sistemindeki işlem havuzuna bir işlem gönderdiğinde, FOX düğümünü motive etmek için bir ücret eklenir ve daha sonra sistemdeki Sequencer düğümü, işlemi işlem havuzundan paketleme ve sıralama için alır, burada her paketlenmiş işlem 2. Katman bloklarını oluşturur ve Sequencer'ın işlem hesaplamaları yapması ve hesaplama sonuçlarını 1. Katman FOX sözleşmesine iletmesi gerekir ve Sequencer'ın ayrıca veri kullanılabilirliğini sağlamak için işlem verilerini ZK-Ringer'da depolaması gerekir. Daha sonra Sıralayıcının sıralama sonuçları ve hesaplama sonuçları Klasör düğümüne iletilecek ve Klasör ispatı (prova toplama kısmı dahil) doğru bir şekilde hesaplayarak Layer1 sözleşmesine iletecektir. Bu süreçte, İşlemin Sequencer tarafından yürütme sonucu, yürütme tamamlandıktan sonra doğrudan Katman 2'ye güncellenecektir ve işlemin gerçekten Katman 1 tarafından mutabakata varıldığı zaman düğümü, Klasörün kanıtı doğrulandıktan sonra kabul edilebilir.
Bu süreçte, kullanıcı tarafından eklenen ilk işlem ücretinin birkaç amacı kapsadığı görülmektedir:
Bu amaçla, tüm tarafları katılmaya motive edecek özel mekanizmalar belirlememiz gerekiyor.
FOX'un Teşvik Mekanizması
FOX'un teşvik modeli nispeten yeni. İlk olarak, ademi merkeziyetçilik ve verimlilik konularını dengelemek için, düğümlerin rollerini işlemleri sıralamak ve yürütmekten sorumlu Sıralayıcı düğümlerine ve işlem yürütme doğruluğunun kanıtlarını oluşturmaktan ve bir araya getirmekten sorumlu Klasör düğümlerine ayırıyoruz. FOX'un Klasör düğümü merkezi olmayan bir modeli benimser, bu da herhangi bir FOX madencisinin ağa bir kanıt üreteci olarak erişebileceği anlamına gelir. Aynı zamanda, bilgi işlem gücünü israf etmekten kaçınmak için, yalnızca ilk kanıt gönderenin değil, aynı zamanda ilk kanıt gönderenin başarılı bir şekilde sunmasından sonraki bir zaman penceresi ve miktar penceresi içinde ödül alabileceğine dikkat çekiyoruz (buradaki belirli parametreler, sistem koşulları), tüm doğru onaylayıcılar ödüllendirilebilir.
Şekil 1: Teşvik modelinin orijinal hali
Ancak bu mekanizma altında kötü amaçlı bir Klasör çok kurnaz bir saldırı gerçekleştirecektir.
Adv olarak adlandırılan kötü amaçlı bir Klasör, kanıt oluşturmayı tamamladığında, bir yandan kanıtı doğrulama için Layer1'deki Verifier sözleşmesine sunarken, diğer yandan bazı düğümlerle (veya Klasör tarafından kontrol edilen düğümlerle) işbirliği yapar ve Hesaplanan ispat bu düğümlere açıklanır ve daha sonra Adv tarafından hesaplanan ispatı kendi hesaplamaları olmadan doğrudan sunabilirler ve ödülün bir kısmını da alabilirler ve bu süreçte herhangi bir hesaplama gücü ödememiş olurlar. Başka bir deyişle Adv, daha az bilgi işlem gücüyle birden çok fayda elde eder ve doğru kanıtlar üretseler bile diğer düğümlerin Adv için rekabet etmesini zorlaştırır.
Şekil 2: Kötü amaçlı Klasörün saldırı yöntemi
Bu saldırıda sorunun nedeni, Verifier'ın sertifika değeri aynı olduğu için her sertifikanın Klasör tarafından bağımsız olarak üretilip üretilmediğini ayırt edememesidir. Bu sorunu yaşamamak için, Klasörün benzersiz adres bilgilerini Klasör tarafından gönderilen sertifikaya eklememiz gerekir, böylece her Klasör tarafından gönderilen sertifika yalnızca bağımsız olarak kendi tarafından üretilebilir ve diğer düğümler tarafından sunulamaz.
Fiat-Shamir buluşsal yöntemini kullanarak bu bilgiyi birleştirme yöntemi çok zekicedir (okuyucular, teknik ayrıntılar için FOX'un "Etkileşimli kanıtları etkileşimli olmayan kanıtlara nasıl dönüştürebilirim? Fiat-Shamir Buluşsal Yöntemi!" başlıklı önceki makalesine başvurabilir). Prova oluşturma işlemine göre hesaplanan adımlardan biri olan prover yani Folder'ın bir hash fonksiyonu aracılığıyla rastgele bir challenge değeri üretmesi ve bu hash'in girişine sadece Folder'ın adresini eklemesi gerekiyor, böylece adrese karşılık gelen meydan okuma değeri ve Klasör, Klasörün tahmin edemeyeceği ve kontrol edemeyeceği rastgele bir sayıdır.
Bu yöntemin güvenliğini kesin olarak belirtmek, kriptografide teorik olarak güvenli rastgele işlevler ve burada ayrıntılı olarak tartışmayacağımız ayırt edilemezlik vb. kavramların kullanılmasını gerektirir. Basit bir ifadeyle, hash fonksiyonunun kendi güvenliği ve Fiat-Shamir buluşsal yapısının güvenliği nedeniyle, hash'in ön görüntüsü olarak sabit bir değer eklemenin çıktının öngörülemezliğini ortadan kaldırmayacağı düşünülebilir. orijinal zkp algoritması güvenliği hala garantilidir.
Bu şekilde, her Klasör bağımsız olarak ispatlar üretmelidir ve diğer düğümlerin sonuçlarını doğrudan kullanamaz, böylece amacımıza ulaşırız.
Şekil 3: Değiştirilmiş teşvik şeması
Çözüm
Düğüm ücretlerinin önemli rolü açısından bakıldığında, bu makale ücretler ile düğümlerin sistem bakımına katılmaya nasıl motive edileceği arasındaki bağlantıyı ortaya koymakta ve aynı zamanda, iyi bir teşvik mekanizmasının sistem güvenliğini etkin bir şekilde koruyabileceğine işaret etmektedir. Bu temelde FOX'un benimsediği Layer 2 Folder teşvik mekanizmasını detaylı bir şekilde tartıştık ve bu yaklaşımın rasyonelliğini ve bunu başarmak için Fiat-Shamir buluşsal yönteminin nasıl ustaca kullanılacağını anlattık.
Referanslar
"Derinlemesine ｜Yineleme ve Rekabet - Ethereum'un 2. Katman Genişletilmesine Giden Yol" Guosheng Blockchain Araştırma Enstitüsü