ALI:Vitalik提出多維EIP1559方案，優化gas模型并增加DoS保護_以太坊

原文作者：VitalikButerin

以太坊虛擬機中的許多資源都具有以下屬性：它們對突增容量和持續容量有非常不同的限制。舉一些例子：

EVM使用量：區塊處理時間偶爾在2秒可能沒問題，但是每個區塊都花費這么長時間則會使保持節點同步變得非常困難區塊數據：客戶端有足夠的帶寬來處理2MB的區塊，但沒有足夠的磁盤空間來存儲它們見證數據：與數據相同的問題-客戶端有足夠的帶寬來處理中大型見證，但沒有足夠的磁盤空間來存儲它們填充的狀態大小：基本上沒有限制讓狀態在單個區塊中增加多少只要見證人可以處理它，但我們不能在每個區塊中都出現快速的狀態增長我們當前使用的方案是將所有資源組合成一個單一的多維資源，在處理這些差異方面做得很差。例如，平均而言，交易數據加上調用數據會消耗區塊中約3%的gas。因此，最壞情況區塊包含的數據比平均情況多約67倍數據。見證的大小是相似的：平均情況下的見證只有幾百kB，但最壞的情況下，即使進行了Verklegas改革，見證的大小也有幾兆字節，增加了10-20倍。

Vitalik Buterin提出“L3愿景”：不能通過在Rollups上堆疊Rollups來擴展網絡:金色財經報道，以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 發文《什么樣的Layer 3有意義？》（What kind of layer 3s make sense?），文章指出不能通過在Rollups上堆疊Rollups來擴展網絡，比如SNARK幾乎可以無限擴展，可以繼續制作“許多SNARK的 SNARK”， 以將更多計算縮減為單個證明。但數據不一樣，數據可以壓縮一次，但不能再次壓縮，因此“在Rollups上再Rollups” ”實際上并不能在可擴展性方面提供巨大效益。因此，Vitalik Buterin提出了“L3愿景”，主要包括：

1、L2 用于擴展，L3 用于定制功能，例如隱私。

2、L2 用于通用擴展，L3 用于自定義擴展。

3、L2 用于無信任擴展（Rollups），L3 用于弱信任擴展（驗證）。[2022/9/17 7:03:27]

將所有資源硬塞到單個虛擬資源中會迫使最壞情況/平均情況比率變成基于使用情況，當基于使用情況的比率以及我們知道客戶端可以處理的突發限制和持續限制的比率非常不一致時，會導致非常不理想的gas成本。

聲音 | 江卓爾：分片提升容量難度大時間長 故而Vitalik提出使用BCH或者ETC作為以太坊數據層:7月25日消息，萊比特礦池CEO江卓爾表示，分布式系統（去中心化系統）有一個不可能三角，稱為分布式系統CAP定理，指的是在一個分布式系統中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分區容錯性），三者不可兼得。Vitalik提出用分片方法提升容量，但分片方法的難點是一致性，也就是CAP中的C，Consistency（一致性），這個是一個要挑戰不可能三角的開發，所以開發難度很大，時間長，所以Vitalik才提出使用BCH或者ETC作為以太坊數據層的短期方案，來解決ETH的燃眉之急。[2019/7/25]

本文為這個問題提出了一個替代解決方案：多維EIP1559。

聲音 | Vitalik：以太坊2.0信標鏈正式上線時間或略有推遲:金色財經現場報道，6月29日，在北京舉行的2019以太坊技術及應用大會上，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin以及以太坊核心研究員Hsiao-Wei Wang在接受采訪時表示，按照正常的開發進度，以太坊2.0計劃在2020年初正式上線，Vitalik表示以太坊2.0信標鏈的上線時間或將略微推遲，更多要看社區進度，以太坊2.0測試網將于今年晚些時候上線。[2019/6/29]

假設有n個資源，每個資源都有一個突增限制bi和一個持續目標Si。我們希望任何單個區塊中的資源i的數量永遠不會超過bi，并且資源i的長期平均消耗等于Si。

解決方案很簡單：我們為每個資源維護一個單獨的EIP1559目標方案！我們維護一個基本費用向量f1...fn，其中fi是一個單位資源i的基本費用。我們設計一個硬性規則，即每個塊消耗的資源i不能超過bi單位。fi由一個targeting規則調整:

Vitalik為Plasma提供了一個擴容解決方案:周五在巴黎的ethereum社區會議EthCC上以太坊創始人Vitalik Buterin出現意外，為Plasma提供了一個擴容解決方案。Plasma是一個智能合約系統，旨在提高世界第二大區塊鏈的計算潛力。[2018/3/10]

為了在以太坊環境中完成這項工作，其中只有一種資源從父調用傳遞到子調用，我們仍然以gas收取所有費用。

選項1：我們保持執行gas成本固定，保持當前的EIP1559；讓f1成為基本費用。所有“特殊”資源的gas價格變為fi/f1。區塊既有當前的gas限制，也有每個資源的限制b1...bn。優先費用的運作方式與今天相同。

選項2：gasbasefee固定為1wei。使用每種資源的gas價格變為fi。沒有區塊gas限制；每個資源只有b1...bn的限制。在這個模型中，“gas”和“ETH”成為真正的同義詞。優先費用通過指定百分比來運作；支付給區塊生產者的優先費用等于basefee乘以該百分比。

多維定價與背包問題異議

歷史上對多維定價模型的主要反對觀點是，它們對區塊構建者強加了一個困難的優化問題：區塊構建者不能簡單地按照每gas費用從高到低接受交易，他們必須不同維度之間平衡，并解決多維背包問題。這將為性能明顯優于庫存算法的專有優化礦工創造空間，從而導致中心化。

這個問題在兩個關鍵方面已經比以前弱得多：

礦工可提取價值(MEV)已經為經過優化的礦工創造了機會，因此stock算法的“船已經出港”以有意義的方式被優化。提議者/建造者分離(PBS)解決了這個問題，將區塊生產的規模經濟從共識層隔離開來。EIP1559意味著任何達到限制的資源都屬于邊緣情況而不是平均情況，因此樸素的算法只會在少數異常區塊中表現不佳。要了解為什么(2)是這種情況，我們需要注意一個非常重要的事實：在多維EIP1559中，每個資源的“松弛”參數可能遠高于2x。這是因為今天的2xSlack參數創建了一個突增/持續差距，該差距疊加在來自不可預測使用的爆發/持續差距之上，而在多維EIP1559中，松弛參數代表整個突發/持續差距。例如，我們可以將calldata使用量瞄準為~256kB，在此之上有一個8倍的Slack參數，并且仍然具有與今天相當的突增限制。如果見證gas成本不變，我們可以將見證大小綁定為又一約2MB，并且見證大小的Slack參數為約6倍。對240個最新區塊的調查表明，即使在4倍的calldataSlack參數下，這些區塊中只有1個會達到限制！

這顯示了多維EIP1559的一個很好的效果：它會使優先費用拍賣的邊緣情況更加罕見，并且更快地清除突增交易。

哪些資源可以多維定價？

我們可以從基礎開始：

EVM執行發送calldata見證數據存儲大小增長有了分片之后，也可以將分片數據添加到此列表中。這已經給我們帶來了很多好處，能夠支持更多的可擴展性，同時降低突增使用帶來的風險。

從長遠來看，我們甚至可以使定價更加精細：

通過讀取與寫入拆分見證按分支與塊分割見證單獨定價每個單獨的預編譯調用每個單獨的操作碼這樣做的主要價值在于它會增加另一層DoS保護：如果每個操作碼僅被分配，例如100毫秒的最大預期執行時間，那么如果攻擊者發現一個操作碼或預編譯的速度降低了10倍，他們只能將900毫秒的預期執行時間添加到塊中。這與今天形成鮮明對比的是，他們可以使用該操作碼或預編譯填充整個區塊，因此任何單個操作碼或預編譯減速10倍都可能使攻擊者創建無法在單個間隔及時處理的區塊。

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