Vitalik: 关于两个slot的提议者/构建者分离方案的具体设计

来源|ethresear.ch

作者|VitalikButerin

翻译｜EthereumCN

原标题：《Vitalik:两个slot的提议者/构建者分离方案》

译者注：目前新的分片方案Danksharding融合了PBS(提议者/构建者分离方案)和crList的设计。其中，PBS方案的构造设计采用的是两个slot的PBS，这也是crList的设计基础。关于这种“混合式PBS”的抗审查分析，可以参见《Vitalik:如何提高PBS方案的交易抗审查性》。本文是两个slot的PBS方案的具体设计。

在一个slot对里的事件顺序

就在0秒之前—发布执行头部发布：任何人都可以发布一个执行头部，它包含一个执行哈希，一个出价，和一个构建者的签名。

0秒—信标区块期限：信标区块必须打包胜出的执行头部

0—2.67秒—对信标区块做证明：只有一个委员会对信标区块做证明投票

8秒—中间区块的期限：胜出的区块构建者发布一个中间区块，由执行区块主体和他们可以找到的对信标区块尽可能多的证明组成。

8—10.67秒—对中间区块的证明：剩下的N-1委员会对中间区块做证明投票

Vitalik Buterin证实自己正在帮助狗狗币过渡至PoS网络:2月1日消息，以太坊联合创始人Vitalik Buterin最近在接受UpOnly采访时证实自己正在帮助狗狗币（DOGE）过渡至PoS网络。Vitalik表示：“几乎每一个主流区块链现在都有向PoS过渡的计划，狗狗币也不例外。”（Finbold）[2022/2/1 9:26:31]

10.67—13.33秒—聚合中间区块的证明

13.33—16秒—发布下一个执行头部

如果错失了一个信标区块，下一个slot会被换为信标区块而不是中间区块。

图表解释

关键的特性

从分叉选择的角度来看，该系统可以被描述为就像现在的信标链，只是委员会的规模是不平均的，且会有一个(区块，slot)分叉选择。唯一的区别是有些区块只是用来选择为紧随其后的区块选择提议者。这就简化了分析。

动态 | EOS 的Activity指数为61,173,284:据IMEOS报道，截止01月24号11点，blocktivity.info上显示，排名第一的 EOS 的Activity指数为61,173,284 ，排名第二、第三分别为 TLOS 和 KIN 。Acitivity指数为最近24小时内在区块链上执行的操作数量。[2020/1/24]

每个步骤之间的委员会有助于确保每个步骤都是“安全的“，并且减少被单个行动者滥用带来的影响。

构建者的安全特性

在发布出价那一步，构建者看到执行头部，并知道它是否安全(如果有很多反对票或缺失的证明，这个执行头部可能是不安全的)。

如果执行头部是安全的，除非出现大于45%的攻击、非常大量的罚没，或非常严重的网络延迟，执行头部才可能被回滚。在这种情况下，构建者可以放心进行安全出价。

如果执行头部是不安全的，在他们发布他们的主体后区块链还是有重组的风险，以“偷走”他们的MEV机会。在这种情况下，构建者看到这个风险后可以调低他们从这个风险获得风险溢价的出价。

在发布中间区块时，会有两种情况：

信标区块还未被发布。在这种情况里，证明委员会已经对该区块投反对票，因此中间区块产生者(即构建者)可以安全地不发布，也不会受到惩罚。

动态 | EOS 的Activity指数为42,115,791 排名第一:据IMEOS报道，截止12月05号03点，blocktivity.info上显示，排名第一的 EOS 的Activity指数为42,115,791 ，排名第二、第三分别为 TLOS 和 KIN 。Acitivity指数为最近24小时内在区块链上执行的操作数量。[2019/12/5]

信标区块已经发布。在这种情况下，中间区块会有“提议者得分激励(proposerboost)'，这个激励会比整个证明委员会幅度的大，因此如果构建者发布了，他们的区块将在其余N-1证明委员会的证明里获胜。

这确保了如果证明委员会是诚实的，且网络延迟没有非常严重的情况下，构建者就能保证：

如果他们发布了区块就能被打包

如果他们因为信标区块头缺失而不发布区块是不会被惩罚的

构建者有大约5.33—8秒的时间发布区块。在他们看到信标区块时可以放心马上发布；但是，他们可能会想等看到更多证明时再发布，因为他们打包证明会得到奖励(被打包的证明者也会得到奖励)。他们可以自由地在这段时间内(即5.33秒的窗口，获得打包证明奖励与第8秒的窗口没能获得打包证明奖励）协商权衡。

声音 | 江卓尔：分片提升容量难度大时间长 故而Vitalik提出使用BCH或者ETC作为以太坊数据层:7月25日消息，莱比特矿池CEO江卓尔表示，分布式系统（去中心化系统）有一个不可能三角，称为分布式系统CAP定理，指的是在一个分布式系统中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性），三者不可兼得。Vitalik提出用分片方法提升容量，但分片方法的难点是一致性，也就是CAP中的C，Consistency（一致性），这个是一个要挑战不可能三角的开发，所以开发难度很大，时间长，所以Vitalik才提出使用BCH或者ETC作为以太坊数据层的短期方案，来解决ETH的燃眉之急。[2019/7/25]

信标链规范变更的概要?

提议者索引定义

把get_random_proposer_index(state:State)设为现在get_beacon_proposer_index(state)返回的内容。

添加状态变量chosen_builder_index和chosen_exec_block_hash。如果slot是空的，设state.chosen_builder_index=NO_BUILDER(一个等于2**64-1的常量)。如果slot包含一个信标区块，它会包含BuilderBid，设：

声音 | Kavita Gupta：风投在加密货币领域的投资方式发生了变化:ConsenSys Ventures创始执行合伙人Kavita Gupta在最近接受采访时表示，风投在加密货币领域的投资方式发生了变化。风投开始适应新的模式，加密货币投资比较独特，其流动性、持续性、风险特征、波动性等因素都与传统的长线投资基金有很大不同。区块链投资者的构成在不断变化，企业家画像也在变化。在这一领域担任CEO的人士从大部分是年期的技术专家变成了很多是经验丰富的工程师和连续创业者。产品的愿景、路线图，尤其是接纳的理由和友好的用户界面已成为了讨论主题之一。一些大型风投公司正在成立加密货币领域专用基金，使世界更加接近Web 2.0和Web 3.0，并验证这一领域的许多早期技术，而这些技术在一年前还看起来可能是不现实的。”[2019/1/30]

state.chosen_builder_index=builder_bid.message.builder_index

state.chosen_exec_block_hash=builder_bid.message.exec_block_hash

get_beacon_proposer_index(state:State)的定义如下：

如果state.chosen_builder_index==NO_BUILDER，返回get_random_proposer_index(state)

否则，返回state.chosen_builder_index

携有出价区块的条件

如果state.chosen_builder_index==NO_BUILDER，这个区块需要包含一个BuilderBid，且可能不包含一个ExecBody。builder_bid需要通过以下检查，且其中val=state.validators：

bls.Verify(val.pubkey,compute_signing_root(builder_bid.message),builder_bid.signature)

val.activation_epoch==FAR_FUTURE_EPOCHorval.withdrawable_epoch<=get_current_epoch(state)

val.balance>=builder_bid.bid_amount

在处理逻辑中添加余额转账：

val.balance-=builder_bid.bid_amount

state.validators.balance+=builder_bid.bid_amount

把get_committee_count_per_slot改为接受输入(state:BeaconState,slot:Slot)(而不是epoch)。如果一个slot出现state.chosen_builder_index==NO_BUILDER，委员会数应该返回1。

携有执行主体的区块的条件

如果state.chosen_builder_index!=NO_BUILDER，区块需要包含一个ExecBody且可能不包含BuilderBid。ExecBody需要通过以下的检查：

hash_tree_root(exec_body)==state.chosen_exec_block_hash

eth1_validate(exec_body,pre_state=state.latest_exec_state_root)

在处理逻辑中添加：

state.latest_exec_state_root=exec_body.post_state_root

get_committee_count_per_slot应该返回(get_epoch_committee_count(epoch)-state.committees_in_this_epoch_so_far)//(slots_remaining_in_epoch)

如果state.chosen_builder_index!=NO_BUILDER，设state.chosen_builder_index=NO_BUILDER，无论是否有区块。

请注意

slot时间减少到8秒(请记住：执行区块会是每2个slot出现一个)。

所有信标区块，包括携有出价和执行主体的，在分叉选择时都应该有proposerboost。

分叉slot应该改为(block,slot)

可能的延展：通过一项费用延迟发布

如果中间区块的构建者在slotN不发布区块，在slotN+1就没有交易捆可选。整个提议者序列会被往后推一个slot(因此slotN+1的构建者会变成slotN+2的提议者，以此类推)，且slotN+1需要选出一个新的随机提议者。构建者会获得另一个机会(即额外的12秒作为松弛空间)来发布。该slotN+1执行区块不能包含任何高价值的共识交易(例如罚没)。但是，他们会被罚款block.basefee*block.target_gas_limit。

原因是他们的执行区块被延迟了一个slot，并前置了一个空的执行区块，因此他们需要为这个slot付费。提议者序列被延迟确保延迟某个提议者的执行区块对于当被提议的区块是高价值时窃取未来的提议权是没用的。

对分片可能的延展

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