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一份非常重要的文件。讓我們逐步走過這個「目標」。我們將從快速插槽和快速最終性開始。
我預期我們將以漸進的方式減少插槽時間,例如,我喜歡「每次平方根(2)」的公式(12 -> 8 -> 6 -> 4 -> 3 -> 2,雖然最後兩步更具投機性,並依賴於大量研究)。在這裡可以更快或更慢;但高層次的觀點是,我們將把插槽時間視為一個參數,當我們有信心安全時就調整它,類似於 blob 目標。
快速插槽在路線圖的頂部獨立運行,似乎與其他任何東西都沒有真正的聯繫。這是因為路線圖的其餘部分與插槽時間相對獨立:無論插槽時間是 2 秒還是 32 秒,我們都需要做大致相同的事情。
不過有幾個交集區域。其中一個是 p2p 改進。@raulvk 最近一直在為 Ethereum 開發一個優化的 p2p 層,該層使用擦除編碼來大幅改善帶寬/延遲的權衡。大致來說:在今天的設計中,每個節點從幾個對等節點接收完整的區塊主體,並能在收到第一個時立即接受並重新廣播它。如果「寬度」(發送區塊的對等節點數量)較低,那麼一個不良的對等節點可以大大延遲你收到區塊的時間。如果寬度較高,則會有大量不必要的數據開銷。使用擦除編碼,你可以選擇 k-of-n 設置,例如:將每個區塊分成 8 個部分,以便用任何 4 個部分就能重建完整的區塊。這樣可以在不增加開銷的情況下,獲得高寬度的冗餘好處。
我們有統計數據顯示,這種架構可以大幅減少第 95 百分位的區塊傳播時間,使得更短的插槽在不影響安全性的情況下成為可行(除了增加協議的複雜性,儘管在這裡性能增益與代碼行數的比率相當有利)
另一個交集區域是隨著 ePBS、FOCIL 和快速確認規則而來的更複雜的插槽結構。這些有重要的好處,但它們將安全延遲的最大值從插槽/3 降低到插槽/5。正在進行的研究試圖更好地管道化以最小化損失(還要注意:插槽時間的下限不僅受插槽延遲的限制,還受到 ZK 證明者延遲的固定成本部分的限制),但這裡有一些權衡。
我們正在探索的一種補償方法是改變架構,使得每個插槽只有約 256-1024 隨機選擇的驗證者簽名。對於一個分叉選擇(非最終化)功能,這是完全足夠的。較少的簽名數量使我們能夠去除聚合階段,縮短插槽。
快速最終性更為複雜(最終協議在我看來比現狀的 Gasper 更簡單,但變更路徑複雜)。今天,最終性平均需要 16 分鐘(12 秒插槽 * 32 插槽時期 * 2.5 時期)。目標是將插槽和最終性解耦,讓我們能夠分別考慮兩者,我們的目標是使用一輪最終性 BFT 算法(Minimmit 變體)來實現最終性。因此,最終遊戲的最終性時間可能是例如 6-16 秒。
因為這是一組非常侵入性的變更,計劃是將每個變更中最大的步驟與加密技術的切換捆綁在一起,特別是轉向後量子哈希基簽名,以及一個最大限度 STARK 友好的哈希(對於最近的 Poseidon2 攻擊有三種可能的應對措施:(i)增加回合數或引入其他對策,例如 Monolith 層,(ii)回到 Poseidon1,這比 Poseidon2 更加穩定,且未見缺陷,(iii)使用 BLAKE3 或其他最大限度便宜的「傳統」哈希。所有這些都在研究中)。
此外,還計劃逐步引入這些變更,例如「1-時期最終性」意味著我們調整當前共識,從 FFG 風格的最終化改變為 Minimmit 風格的最終化。
一個可能的最終性時間軌跡是:16 分鐘(今天)-> 10 分 40 秒(8 秒插槽)-> 6 分 24 秒(單一時期最終性)-> 1 分 12 秒(8 插槽時期,6 秒插槽)-> 48 秒(4 秒插槽)-> 16 秒(minimmit)-> 8 秒(minimmit,參數更具攻擊性)
漸進方法的一個有趣結果是,這為使插槽在量子抵抗方面的進展提供了一條途徑,這比使最終性在量子抵抗方面的進展要快得多,因此我們可能會很快進入一種情況,即如果量子計算機突然出現,我們會失去最終性保證,但鏈仍然會繼續運行。
總結:預期會看到插槽時間和最終性時間的逐步減少,並預期這些變更將與以「忒修斯之船」風格的組件逐個替換 Ethereum 的插槽結構和共識相互交織,形成一個更乾淨、更簡單、量子抵抗、對證明者友好的、端到端形式驗證的替代方案。
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