DAN:V神科普的“Danksharding”到底是什么？

北京时间2月14日情人节当晚，以太坊创始人VitalikButerin联合以太坊基金会研究人员DankradFeist一起举办了一场关于扩容解决方案“Danksharding”的教育研讨会，如果你想了解区块链如何在增加“去中心化”和“安全性”属性的同时大规模实现扩容，那么这场研讨会就是一个好的切入点。

注：关于“Danksharding”对以太坊的意义，建议读者先阅读一下《一文了解以太坊的“扩容杀手锏”danksharding》这篇文章。

以下内容来自DankradFeist提供的《Dude,what’stheDankshardingsituation??》PPT，如果你想观看完整的研讨会视频，可以访问以太坊基金会的官方youtube频道?。

概述

1、什么是旧的：

数据分片；

使用KZG承诺的数据可用性；

使用分离分片方案进行原始数据分片；

2、什么是新的：

提议者-构建者分离(PBS)；

crList；

2D方案；

V神最初估值10亿美元的Covid Relief加密捐赠仅变现4.64亿美元:2月22日消息，以太坊联合创始人Vitalik Buterin最初估算价值达10亿美元的印度Covid Relief加密捐赠仅变现了4.64亿美元，而目前仍处于救济基金钱包里的加密货币价值约为2.74亿美元，大约 4000万美元的法定货币存放在波多黎各银行FV Bank的账户中，还有1亿美元已退还给了Vitalik Buterin本人，他创建了自己的慈善基金，另有150万美元被转移到Alameda Research钱包，截至目前，总共只有5800万美元的资金流向了提供救济工作的慈善机构。（dlnews）[2023/2/22 12:22:51]

建议的架构

3、总结优点和缺点

什么是旧的

数据分片

为Rollup和其他扩容解决方案提供数据可用性；

数据的含义由应用层定义；

以太坊基础共识除了确保数据可用外不承担任何责任；

为什么没有执行分片？与原生执行相比，rollup二层网络的效率要高100倍，很难看出执行分片会有什么需求；

目标：提供约1.3MB/s的数据可用性层和完整的分片功能；

自2019年底以来，数据分片一直是以太坊的目标；

数据可用性采样

想知道通过O(1)工作获得的O(n)数据是可用的；

V神：狗狗币和Zcash等区块链应该转向PoS机制:9月24日消息，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在Mainnet会议上表示，狗狗币和Zcash等所有希望扩展的区块链都应该效仿以太坊合并转移至权益证明（PoS）共识机制。以太坊合并成功后，过去十多年来一直多云的天空，终于放晴了。

在被问及是否会执行类似合并的活动时，加密隐私货币Zcash创始人Zooko Wilcox表示，“我们一直在观望，并从以太坊合并升级中认识到迁移至PoS真的有效。”（Decrypt）[2022/9/24 7:18:25]

思路：将数据分布到n个chunk分块中；

每个节点下载k个chunk分块；

纠删码

使用?Reed-Solomon编码扩展数据；

例如，在编码率r=0.5时，这意味着任何50%的区块都足以重建整个数据；

V神：在扩容路线图的最后，以太坊将能够每秒处理 10 万笔交易:7月21日消息，以太坊创始人Vitalik Buterin在巴黎的EthCC会议上谈到以太坊未来路线图，包括\"Merge\" 与“Surge”。“在这个路线图的最后，以太坊将成为一个更具可扩展性的系统，Vitalik说，到最后，以太坊将能够每秒处理 100,000 笔交易。不过Vitalik也指出，由于网络的复杂性和变化的速度，追求这些去中心化的目标很困难。（Coindesk）[2022/7/21 2:29:48]

现在采样变得高效

但是，我们需要确保编码是正确的；

KZG承诺

多项式

承诺C(f)

评估y=f(z)

证明者可以计算证明π

使用C(f),π，y以及z，验证者可以确认f(z)=y

C(f)以及π是一个椭圆曲线元素

KZG承诺作为数据可用性根

V神：语言是去中心化在人类文明中的明显范例:1月19日消息，以太坊创始人 Vitalik Buterin 在社交媒体上使用中文发文表示，其实人类文明的很多部分是去中心化的。一个很明显的例子就是语言。几乎所有的事情都不是二选一，而是光谱。[2022/1/19 8:58:52]

将“KZG根”想象成类似于Merkle根的东西；

不同之处在于“KZG根”承诺了一个“多项式”；

分离分片提案

什么是新的

提议者-构建者分离(PBS)

被发明用来对抗MEV导致的中心化趋势；

MEV意味着更成熟的参与者可以比普通验证者提取更多的价值，这对大型矿池而言意味着优势；

PBS在一个独立的角色中“包含”了这种复杂性/中心化，并具有诚实的少数假设；

提议者=验证者，诚实的多数假设意味着高度的去中心化要求；

数据生成者=单独的角色，诚实的少数假设，意味着去中心化只需要确保一个诚实的数据生成者；

康奈尔大学教授Emin Sirer：加拿大在区块链创新中的主导地位或与V神有关:从区块链技术应用方面来说，加拿大仅次于美国和英国，排在世界第三位。康奈尔大学教授Emin Sirer近日对此表示，以太坊节点在地理上分布于世界各地，而比特币节点往往位于数据中心。而加拿大在区块链创新中的主导地位一部分原因可能是因为多伦多是V神（Vitalik Buterin）的家乡。[2018/5/1]

审查阻力方案–crList

PBS的危险之处：一个高效的构建者可以永久审查一些交易；

crLists允许提议者指定构建者必须包含的tx列表，从而恢复旧的平衡；

crList

KZG2d方案

为什么不在KZG承诺中编码所有内容？

需要一个超级节点来构建和重建以防失败的情况；

我们希望避免这种假设的有效性；

目标：在d个KZG承诺中编码m个分片blob；

如果我们天真地去这样做，那就需要m*k个样本，这样数据就太多了；

相反，我们可以再次使用Reed-Solomon编码将m个承诺扩展到2*m个承诺；

KZG2d方案属性

所有样本都可以直接根据承诺进行验证；

恒定数量的样本确保概率数据可用性；

如果75%+1的样本可用：

所有数据都可用；

它可以从只观察行和列的验证器中重构；

不需要节点观察所有的情况；

组合在一起就是Danksharding

执行区块和分片区块是一起构建的；

我们以前需要分片委员会，因为每个分片blob可能无法单独使用；

现在，数据生成者的责任是使执行区块有效，并且所有分片blob都可用；

?验证可以是聚合的；

Danksharding诚实多数验证

每个验证者选择s=2随机行和列；

仅证明分配的行/列是否可用于整个epoch时期；

一个不可用的区块不能获得超过2^(-2s)=1/16的证明；

Danksharding重构

每个验证者都应该重构他们遇到的任何不完整的行/列；

这样做时，他们应该将丢失的样本转移到正交线；

每个验证器可以在行/列之间传输4个缺失的样本

DankshardingDA采样

未来升级

每个全节点检查方块矩阵上的75个随机样本；

这确保了不可用区块通过的概率<2^(-30);

带宽75*512B/16s=2.5kb/s；

总结优点和缺点

优点

简单的设计：

不需要分片委员会基础设施；

不需要跟踪分片blob确认；

没有额外的构建者基础设施

可以使用现有的执行层费用市场基础设施；

执行链和分片之间的紧密耦合：

使得rollup设计更简单；

zkRollup和执行链之间的同步调用是可能的；

分片不需要单独的PBS；

随着数据立即被验证者集的1/32确认，并在一个epoch时期内增加到完整的验证者集，抗贿赂的能力增强了；

得益于2d方案，全节点将能通过75个样本确保数据可用性，而不是30*64=1920个样本；

新的挑战

增加了数据生成者要求：

构建32MB数据的KZG证明

需要2.5GBit/s的互联网连接来分发样本；

为数据生成者提供了更多权力，因为他们充当了执行+数据层服务提供商；

需要通过crList缓解；

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