ROLL:Vitalik：用 calldata 擴展和分片降低以太坊rollup成本_以太坊

Rollup是以太坊唯一的去信任擴容解決方案，它是短期和中期的解決方案，也可能會是長期的解決方案。幾個月來，以太坊L1上的交易費用一直居高不下，而且我們迫切需要做任何必要的事情來幫助促進整個生態系統向rollup的遷移。Rollup已經幫助很多以太坊用戶顯著降低了費用：根據l2fees.info顯示，Optimism和Arbitrum提供的費用比以太坊基礎層本身低約3-8倍，而ZKrollup方案具有更好的數據壓縮，并且可以避免包含簽名，因此這些L2的費用比基礎層低約40-100倍。

然而，這樣的費用對很多用戶來說還是太貴了。長期以來，人們一直認為改善目前形式rollup的解決方案是數據分片，這將為鏈中的rollup增加約1-2MB/s的專用數據空間。本文描述了實現該解決方案的實用途徑，以盡快為rollup打開數據空間，并隨著時間的推移增加額外的空間及安全性。

1.步驟1:txcalldata擴展

今天現有的rollup使用了txcalldata，因此，如果我們想在不要求rollup團隊做任何額外工作的情況下，短期提升rollup容量并降低成本，我們只需降低txcalldata的成本。今天的平均區塊大小遠不會威脅到網絡穩定性，因此可以安全地做到這一點，盡管它可能需要一些額外的邏輯來防止非常不安全的邊緣情況。

區塊鏈理賠平臺Vitraya完成500萬美元融資:金色財經報道，區塊鏈理賠平臺Vitraya背后的開發公司Vitraya Technologies宣布完成500萬美元新一輪融資，B2B風險投資基金StartupXSeed領投，Season Two Ventures、Cactus、Xceedance和Mankind Pharma家族辦公室等參投。Vitraya平臺使用區塊鏈和人工智能技術確保醫院、患者和保單數據的絕對安全，該平臺在涉及的私有區塊中保護數據的所有端點，并幫助參與各方可以安全無憂地進行互動。（businessworld）[2023/3/30 13:33:56]

請參閱：EIP4488，或替代方案EIP4490?。

EIP4488應將可用于rollup的的數據空間增加到每個slot約1MB的理論最大值，并將rollup成本降低至原來的1/5，它可以比后面的步驟更快地實施。

2.步驟2:一些分片

同時，我們可開展工作以推出“適當的”分片。以完整形式實現適當的分片需要很長時間，但我們可以做的是一點一點地實現它，并從每個部分中受益。要實現的第一個自然部分是分片規范的“業務邏輯”，通過將分片的初始數量保持在非常低的水平，以避免大部分與網絡相關的困難。每個分片都將在其自己的子網上廣播。默認情況下，驗證者會信任委員會，但如果他們愿意，他們可以選擇在每個子網上，并且只有在他們看到信標區塊確認的任何分片區塊的完整body主體后才接受一個信標區塊。

Vitalik：與PoW的共識機制相比，PoS消耗的電力減少99.95%:金色財經聯合Coinlive現場報道Singapore FinTech Festival 2022，以太坊創始人Vitalik Buterin發表題為《大合并：與 Vitalik Buterin 一起重構以太坊》的演講，談到了以太坊的合并的好處、困難和問題。Vitalik表示，與PoW的共識機制相比，PoS 消耗的電力減少了 99.95%。強大的共識設計和并行確認，讓攻擊鏈的難度增加、更容易進行升級、降低了代幣發行要求，這些都為以太坊帶來更好的穩定性。未來以太坊要提升可擴展性、用戶體驗、安全問題和隱私，Vitalik已經想到了幾個解決方案，例如danksharding，通過添加大量數據空間來改進以太坊基礎層。[2022/11/3 12:13:04]

分片規范本身并不是特別困難，這是一個與最近發布的Altair硬分叉類似的樣板代碼更改，因此可以合理地期望它可實現與Altair的實施和部署相似的時間范圍內。

為了使分片數據真正可用于rollup，rollup需要能將證明放入分片數據中，這有兩種選擇：

聲音 | IOTA愛好者George：Vitalik對IOTA協議的理解并不正確:針對Vitalik評價IOTA Coordicide協議是Avalanche協議的升級克隆，IOTA愛好者George認為Vitalik有些輕浮和草率，并沒有認真研究IOTA的新研發成果。他表示：Avalanche協議和IOTA一樣是無礦工和第三者驗證者的新型加密協議，也稱為Leaderless協議。BCH是有礦工的，不是leaderless協議，所以IOTA和BCH絲毫沒有關系。IOTA Coordicide協議是第一個Leaderless的協議，所以說IOTA克隆Avalanche協議不現實。[2019/5/31]

添加BEACONBLOCKROOT操作碼，rollup將添加代碼來驗證植根于歷史信標鏈區塊根的Merkle證明。

添加面向未來的狀態和歷史訪問預編譯，以便在未來承諾方案發生變化時，rollup不需要更改其代碼。

這會將rollup數據空間增加到每個slot約2MB。

聲音 | Kavita Gupta：風投在加密貨幣領域的投資方式發生了變化:ConsenSys Ventures創始執行合伙人Kavita Gupta在最近接受采訪時表示，風投在加密貨幣領域的投資方式發生了變化。風投開始適應新的模式，加密貨幣投資比較獨特，其流動性、持續性、風險特征、波動性等因素都與傳統的長線投資基金有很大不同。區塊鏈投資者的構成在不斷變化，企業家畫像也在變化。在這一領域擔任CEO的人士從大部分是年期的技術專家變成了很多是經驗豐富的工程師和連續創業者。產品的愿景、路線圖，尤其是接納的理由和友好的用戶界面已成為了討論主題之一。一些大型風投公司正在成立加密貨幣領域專用基金，使世界更加接近Web 2.0和Web 3.0，并驗證這一領域的許多早期技術，而這些技術在一年前還看起來可能是不現實的。”[2019/1/30]

3.第3步：N個分片，受委員會保護

這一步將活動分片的數量從4個增加到64個，分片數據現在將進入子網，因此此時P2P層必須已經足夠穩固，可以拆分成更多的子網。數據可用性的安全性將基于誠實多數，依賴于委員會的安全性。

非營利組織“機器情報研究所”接受加密貨幣捐贈 收到Vitalik Buterin763,970美元的捐贈:非營利組織“機器情報研究所”(Machine Intelligence Research Institute)最近發布了一份籌款統計數據，顯示了對加密貨幣社區的大力支持。該機構是一家非盈利組織，負責調查與人類高級人工智能(AI)相關的安全問題。他們在2017年的年度募款活動籌集了250多萬美元，是125萬美元目標的兩倍多。非營利組織透露，在這次籌款活動中捐贈的資金有66%(大約166萬美元)是用加密貨幣(主要是比特幣和以太坊)進行的。事實上，最大的捐贈是在籌款活動結束的時候，從Vitalik Buterin那里獲得了價值763,970美元的捐贈。Vitalik的捐贈是迄今為止研究機構在所有籌款活動中所收到的第三大捐款。[2018/2/22]

這會將rollup數據空間增加到每個slot約16MB，我們假設此時rollup已經從執行鏈中遷移出來。

4.第4步：數據可用性抽樣(DAS)

到了這一步，我們會添加數據可用性采樣以確保更高級別的安全性，即使在發生不誠實的多數攻擊時也能保護用戶。數據可用性采樣可以分階段推出：首先，以非綁定方式允許網絡對其進行測試，然后作為接受信標區塊的要求，甚至可能在其他客戶端之前在某些客戶端上進行。

一旦完全引入數據可用性采樣，分片部署就完成了。

5.分片環境下的Optimistic和ZKrollup

分片世界和現狀之間的一個主要區別是，在分片世界中，rollup數據實際上不可能成為將rollup區塊提交到智能合約的交易的一部分。相反，數據發布步驟和rollup區塊提交步驟必須分開：

首先，數據發布步驟將數據放在鏈上，然后提交步驟提交其header，以及指向基礎數據。

Optimism和Arbitrum已經為rollup區塊提交使用了一個兩步設計，因此這對兩者來說都是一個小的代碼更改。

而對于ZKrollup而言，事情有點棘手，因為提交交易需要提供直接對數據進行操作的證明。他們可以做一個ZK-SNARK的證明，證明分片中的數據與信標鏈上的承諾相匹配，但這非常昂貴。幸運的是，還有更便宜的選擇。

如果ZK-SNARK是基于BLS12-381的PLONK證明，那么他們可以直接將分片數據提交作為輸入。BLS12-381分片數據承諾是KZG承諾，與PLONK中的承諾類型相同，因此它可以作為公共輸入直接傳遞到證明中。

如果ZK-SNARK使用一些不同的方案，則它可以包括自己對數據的承諾，并使用等價性證明來驗證證明中的承諾和信標鏈中的承諾是否承諾了相同的數據。

6.誰將在分片環境下存儲歷史數據？

增加數據空間的一個必要條件，是刪除以太坊核心協議負責永久維護所有達成共識的數據的屬性。數據量太大，不需要這樣做。例如：

1、EIP4488導致理論上的最大鏈大小為每12秒大約1,262,861字節，或每年~3.0TB，但實際上每年~250-1000GB更有可能，尤其是在開始時。

2、4個分片每年增加大約2.5TB；

3、64個分片導致每年總共約40TB存儲；

大多數用戶的硬盤大小在256GB到2TB之間，1TB似乎是中位數。根據一組區塊鏈研究人員的內部民意調查顯示：

這意味著用戶可以負擔得起目前運行節點的費用，但如果該路線圖的任何部分在沒有進一步修改的情況下實施，則用戶將無法負擔。可以使用更大的硬盤，但用戶必須竭盡全力購買它們，這顯著增加了運行節點的復雜性。關于這個問題，領先的解決方案是EIP-4444，它消除了節點運營商存儲超過1年的區塊或收據的責任。在分片的環境下，這個時間段可能會進一步縮短，節點將只負責他們積極參與的子網上的分片。

這留下了一個問題：如果以太坊核心協議不存儲這些數據，那誰來存儲？

首先，重要的是要記住，即使使用分片，數據量也不會那么大。是的，對于運行“默認”消費硬件的個人來說，每年40TB是不可接受的。然而，它完全在愿意投入一些資源和工作來存儲數據的專職個人的范圍內。舉例來說，一個48TB硬盤的售價是1729美元，14TB硬盤的售價約420美元。

那么誰來存儲這些數據呢？一些想法：

個人和機構志愿者；

區塊鏈瀏覽器肯定會存儲所有的數據，因為向用戶提供數據是他們的商業模式。

RollupDAO提名和支付參與者，以存儲和提供與其rollup相關的歷史記錄；

歷史數據可以通過torrents上傳和共享；

客戶端可自愿選擇存儲隨機的0.05%的鏈歷史記錄。

PortalNetwork中的客戶端可以存儲鏈歷史的隨機部分，PortalNetwork將自動將數據請求定向到擁有數據的節點。

可以在協議內激勵歷史數據存儲。

像TheGraph這樣的協議可以創建激勵市場，客戶端可通過其正確性的Merkle證明來向服務器支付歷史數據。這促使人們和機構運行存儲歷史數據并按需提供的服務器。

其中一些解決方案已經存在，特別是p2pTorrent場景是一個很好的例子，它是一個主要由志愿者驅動的生態系統。剩下的基于協議的解決方案更強大，因為它們提供了激勵，但需要更長的時間來開發。從長遠來看，通過這些第二層協議訪問歷史記錄很可能比今天通過以太坊協議更有效。

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