如何判定“证明”的有效性

Eth2验证者须知:如何判定“证明”的有效性

译者按:Eth2.0验证者怎样才能获得更高的奖励呢?原来证明越早被打包进区块链,验证者获得的奖励便越高。本文根据关键度量“打包距离 (inclusion distance)”帮助验证者判定“单个证明”以及“聚合证明”的有效性。


何为证明?

证明指的是由验证者就Eth2.0区块链当前状态所发起的投票。每位活跃验证者每epoch(约6.5分钟)发起一次证明,由以下元素组成:

图1:证明的组成

其中一个有趣的过程是链头投票,指的是验证者投票证明出最新的有效区块,即链头。链头投票的组成见下图:

图2:链头投票的组成

在这里,slot指的是验证者投票证明当前链头所在的位置,哈希值则标识了验证者所在的位置。而这两者组合起来,独特地标识出区块链上的某一点,并且获得足够的票数之后,网络就链的状态达成了共识。

尽管每个证明中的数据都相对较小,但随着成千上万的验证者参与,该数据会迅速庞大起来。由于此数据将永远存储在链上,因此减少储存数据的大小很重要,可以通过聚合(aggregation)过程来实现。

聚合由多个证明组成,并且所有证明都由同一委员会投票,包括链头投票和最终确定性投票,然后将其合并成为一个聚合证明:

图3:聚合证明的组成

聚合证明与简单证明在两个方面有所不同。首先,聚合证明中有多个验证者。其次,他的签名是聚合签名,由匹配的简单证明的签名构成的。聚合证明非常有利于存储,但是会带来额外的通信和计算负担(更多信息请参见下文)。

如果要求每个验证者聚合所有证明,这意味着每一个证明的信息都需传递给每位验证者,其中的通信总量会迅速使网络超载。同样的,如果聚合是可选可不选的,那么验证者不会情愿浪费自己的资源。

然而如果我们换一种方式,由网络来选择验证者子集执行聚合任务。那么他们会更乐意做好自己工作,因为聚集证明所包含的验证者数量更多,更有可能被打包进链,意味着验证者将更有可能获得奖励。

执行此聚合过程的验证者被称为聚合者(affregators)。

提高证明奖励

Eth2.0使用打包距离度量(metric inclusion distance)来计算验证者证明所获得的奖励。一个slot的打包距离指的是进行证明的slot与最先打包证明进区块的slot之间的差。例如,在slot ss中进行证明,而在slot s+1s+1中被打包进区块,那么打包距离为11。如果是在s + 5s + 5处被打包进区块,则打包距离为55。

在Eth2.0中,证明的价值取决于其打包距离,打包距离越短越好。这是因为信息越早呈现在网络上,它就越有用。

图4:证明奖励与打包距离的关系

如果网络运行良好,所有证明的打包距离将会是1。这意味着证明实现最大的有效性,并且相应地获得最大的奖励。如果证明产生延迟,那么验证者获得的奖励将相应地减少。

打包证明过程

那么证明是如何打包进Eth2.0区块链的呢?过程如下:

➤ 每个证明验证者都会根据链状态相关的数据生成证明;

➤ 证明广播到Eth2.0网络中相应的聚合者中;

➤ 而收到证明的聚合者将其与其他由同一个委员会投票的证明合并起来;

➤ 聚合证明被广播至Eth2.0网络的所有节点中;以及

➤ 如果聚合证明还没有被添加到链上,任意一个提议区块的验证者能够将其打包进区块。

当证明的打包距离超过1时,我们就有必要搞清楚其中原因,有以下几种影响因素:

证明产生延迟

(Attestation Generation Delay)

验证者可能会出现“证明产生延迟”的问题。比如,关于链状态的信息可能会出现过时的状况,或者验证者能力不足,需要花很多时间来生成证明以及对证明进行签名。无论出于何种原因,延迟的证明对于该过程的其余步骤都有间接影响。

证明广播延迟

(Attestation Propagation Delay )

一旦有验证者生成证明,需要将其广播至网络的聚合者中。该过程旨在让聚合者及时接收到最早的证明信息,从而在证明信息广播至整个网络之前便将证明聚合起来。验证者应尝试和尽可能多的其他验证者连接,以确保快速广播证明至聚合者中。

聚合产生延迟

(Aggregate Generation Delay)

证明聚合过程可能会出现延迟的状况。其中最常见的原因是,产生的证明使得节点超载。然而,当有大量的验证者需要聚合证明时,聚合算法的速度也会造成聚合产生的明显延迟。

聚合广播延迟

(Aggregate Propagation Delay)

类似于证明广播延迟,聚合证明也需要广播至网络,并且可能遭受相同的延迟。

区块产生失败

(Block Production Failure)

证明要想要成为链上数据的一部分,必须得打包进区块。然而,区块产生有可能会失败。当验证者离线,或者没有成功同步网络其余验证者的数据时,生成的失效数据将被链否决。

区块产生失败会造成另一个影响,由于之前的有效证明没有打包进区块,下一个产生的区块需要接收更多的证明数据。如果可打包进下一个区块的证明超过了其所能容纳的范围,那么验证者将很有可能会选择那些有着最短的打包距离的证明,因为可以获得更多的奖励。这使得剩余的证明的打包奖励越来越少,导致证明错过最佳块以及随后的区块。

由于区块产生会受到验证者状态的影响,我们界定了最早打包slot,该slot是有效区块产生且进行证明的slot之后的第一个slot。这样的界定考虑到证明不能打包进不存在的块中,并且避免受到验证者有效性的影响。

作恶行为

(Malicious Activity)

尽管如此,恶意验证者还是有可能拒绝将任何给定的证明聚合起来,或者拒绝将证明打包进其区块里。前者的解决方法是为每个证明组分配多个聚合者,而后者的解决方法是对拒绝打包聚合证明进区块的行为进行惩罚。

然而,拒绝打包进块的惩罚如果受到经济补偿,或者该行为在政治上更有价值,那么负责证明的验证者无法采取任何措施来强制负责产生区块的验证者打包证明进块。

计算证明的有效性

考虑到区块生产和打包距离,证明的有效性指的是一个证明对网络的有用性。其计算方式为:

并以百分比值表示。以下是一些有效性计算的例子:

如果一个证明因为其打包距离为最大值32而打包失败,那么该证明的有效性为0。

聚合证明的有效性

对于单个证明来说,计算证明有效性或许有那么点意思,但就这个值本身来说没有多大的意义。而聚合证明的有效性(包含的时间更久以及更多的验证者),可以让我们更好地了解一组验证者的整体有效性。聚合证明的有效性是单个证明有效性的平均值。例如,对给定组中所有验证者的有效性进行7天的记录,取其平均值。

总结

Eth2.0启动之后,成千上万个节点将彼此定位并开始提议区块以及对区块进行证明。与所有不成熟的网络一样,想要节点尽可能的有效还有很多问题要解决。如本文所述,用于记录节点效率的明确指标便是证明有效性。验证者如果想要最大程度地提高奖励,可以通过证明有效性来评判其自身整体表现。

原文链接:https://www.attestant.io/posts/defining-attestation-effectiveness/#fnref2

来源:Attestant

作者:Jim McDonald

24小时热点

可以用数字货币支付的学习网站

这个在全球排名第9的网站在疫情期间,帮助了无数热爱学习的青年

190461

1831061****

面对美国的围堵中国如何突破

美国应对此次疫情的巨额刺激法案已经由美国总统特朗普签署生效, ...

116073

Vernon弗农

中国成功学十大“大师”

陈安之 陈安之,男,汉族人,1967年12月28 ...

156110

区块链查询

Uniswap是什么?

注意!币圈老虎机已开启

84841

区块链特征

Uniswap上庄家的收割套路

“早期在Uniswap投机机会很多,现在只能观望了。能够被炒 ...

149660

芝麻开门交易所

为何以太坊市值排名第二?

以太坊自诞生以来,一直受到市场的认可。根据CoinGecko ...

116711

什么叫区块链概念

案例欣赏:国家电网基于区块链的新能源云平台

为立体展示区块链技术对实体经济的促进作用,彰显企业上链助力实 ...

96690

区块链知识

美女网红徐可的ONO 项目已经停转,买单的终究还是普通的韭菜们

又一个李笑来看好的项目,死了…… 李笑来曾 ...

132158

区块链媒体平台

去中心化存储项目有哪些?

随着Filecoin主网上线时间的临近,IPFS和Filec ...

51007

区块链脑钱包

紧急通知:全国最新传销名单公布!(2020年最新)

人民日报微博近日还公布了 一批有风险的组织 请大 ...

37555

区块链的优势

热点专题

2019中国区块链行业报告

2019年对区块链来说是充满了机遇与挑战的关键性的一年。在后 ...

656143

BTCC交易所

2019新加坡区块链新金融论坛圆满结束

9月2日,由Tepleton主办,区块链网、Bplus、Fu ...

235684

区块链的优势

美伊两国矛盾激化导致今天比特币突然拉涨

2017年9月4日人民银行等五部门联合发布《关于防范比特币风 ...

229402

区块链论坛

《与领导干部谈数字货币》一书

为了使全国领导干部及广大读者更好地了解人工智能、数字货币、区 ...

195416

Gino基诺

可以用数字货币支付的学习网站

这个在全球排名第9的网站在疫情期间,帮助了无数热爱学习的青年

190461

1831061****

金融壹账通“平安依赖”被诟病

据雪球数据,截至1月22日,金融壹账通股价为14.01美元, ...

189573

资讯发布

揭密2019年HLC公链动态 新一代DAG技术风正吹来

最近这些日子,随着比特币行情的启动,业界又对区块链投去了希望 ...

182913

区块链的特征

全国首个“区块链工程”本科专业

“区块链工程”专业相关负责人在接受科技日报记者采访时表示,该 ...

167689

Marks马科斯

中国成功学十大“大师”

陈安之 陈安之,男,汉族人,1967年12月28 ...

156110

区块链查询

俄罗斯币圈真相:莫斯科“历险记”

前言:行情震荡,市场低迷,艰难前行中,增量用户的挖掘和全新市 ...

155597

区块链论坛