SHARD:a16z：關于數據可用性抽樣和 danksharding 的概述及改進建議

Danksharding?是一種用于擴展未來版本以太坊鏈上數據量的方法。這次升級的目標是確保鏈上的數據在首次發布時就能被歸檔方訪問。它通過一種叫做數據可用性采樣的技術來實現這一目標。

在這篇文章中，我們將研究Danksharding中的數據可用性是如何工作的，并對底層技術提出一些修改建議。特別地，我們探討了一種可能改進數據恢復的小改動：當前的方案需要75%的份額來恢復一個區塊，而這項修改可能將此界限降低到25%。

Protodanksharding

Danksharding計劃在Protodanksharding之后推出。Protodanksharding將通過引入一種名為“攜帶數據塊交易”的新交易類型，使客戶端能夠將更多數據寫入區塊鏈。最初，這種新交易類型將攜帶多達四個數據塊，每個數據塊最大為128KB，每個區塊可添加多達512KB的額外數據，而目前以太坊的區塊大小平均為100KB。

Ripple CEO：美SEC針對Ripple案提起上訴或需數年時間:7月16日消息，Ripple首席執行官Brad Garlinghouse近日談及有關Ripple案的裁決時表示，預計SEC將針對此案提起上訴，但任何上訴都可能需要數年時間。

據悉，SEC發言人Scott Schneider周四表示，該機構“對于法院發現XRP作為投資合同（面向機構）提供和出售違反了證券法。SEC正在繼續對這一決定進行審查。[2023/7/16 10:58:24]

這些數據塊將被處理得不同：

它們只會被存儲一段有限的時間，比如30-60天；

盡管這些數據是交易數據的一部分，但智能合約無法直接訪問這些數據。相反，智能合約只能訪問到數據塊數據的一個簡短承諾，稱為DATAHASH。驗證者承擔的額外負擔似乎是可以接受的：驗證者目前存儲不到100GB的數據以維護區塊鏈的狀態。在protodanksharding之后，他們將不得不額外存儲50-100GB的數據。

Cathie Wood：機構對比特幣更加感興趣:金色財經報道，ARK Invest的首席執行官兼創始人Cathie Wood 一直保持對BTC價格的預測。在最近的彭博社采訪中， Wood 證實ARK Invest仍堅持BTC交易價格為100萬美元的預測。

Wood預計BTC價格在未來十年內將達到100萬美元。如果發生這種情況，BTC的價格將比當前價格飆升4,300%。\tARK Invest首席執行官還談到了機構投資者對比特幣的采用。Wood聲稱，由于目前比特幣的價格相對較低，這群投資者對在他們的投資組合中加入比特幣變得更加感興趣。Wood 進一步聲稱，在 Cambridge Associates 的 2018 年報告之后，機構對比特幣更加感興趣。[2022/11/6 12:21:21]

緊接著將推出Danksharding。它將通過增加每個區塊的數據塊數量上限，將客戶端可用的數據提高60倍。區塊將從每個區塊0.5MB增長到30MB。但是，因為驗證者不能被迫存儲60倍的數據，數據將在它們之間分散，使得每個驗證者只存儲一小部分數據。然而，他們可以通過數據可用性采樣協議就他們是否共同存儲所有數據達成共識。

Shiba Inu：自6月以來增加近36,000名持有者:9月25日消息，據CoinMarketCap數據顯示，截至9月24日，SHIB擁有1,226,031個持倉地址，三個月內新增持倉約35,835個，持有者較6月26日的1,190,195人增加了3%，近36,000名持有者。與此同時，據Into The Block的統計數據，約有30%的SHIB投資者持有該資產超過一年。[2022/9/26 7:20:33]

這些數據塊的定價將通過類似于EIP-1559的機制進行，并且將以每字節約1個數據-gas為目標。當前最便宜的替代品Calldata的價格為每字節16gas。但由于有兩個不同的費用市場，這些費用無法直接比較。Roll-up客戶端將從這些升級中受益，因為目前超過90%的客戶端費用用于支付以太坊數據費。

V神：預計合并不會對網絡產生任何不利影響，因為大多數以太坊社區都支持合并:8月6日消息，Vitalik Buterin（V神）在周六的網絡研討會上表示，以太坊合并不會對ETC上鑄造新代幣產生不利影響。他預計不會對區塊鏈產生任何不利影響，因為大多數以太坊社區都支持合并。

有人擔心涌向ETC的礦工可能會破壞合并。開發人員Tim Beiko說，理想情況下，用戶不應該注意到任何不同。Buterin補充說，ETC擁有強大的社區和強大的產品，可為提供PoW。ETC社區大力提倡PoW價值觀。盡管如此，市場仍有可能分裂。（Be in Crypto）[2022/8/7 12:07:01]

其他項目，如Celestia和EigenLayer，也采用DAS技術來增加可用的數據空間。這些設計比完全分片的以太坊網絡要簡單得多。

數據可用性采樣的目標

我們描述這個方案，假設采用了提議者-構建者分離設計：

客戶端將其攜帶數據塊的交易提交給區塊構建者。區塊構建者通過選擇N個客戶端數據塊來形成一個區塊B。數據塊編號為i，附帶一個由發送它的客戶端簽名的簡短承諾Ci。讓C=是區塊B中所有N個簽名承諾的列表。區塊構建者將他們提議的區塊提交給當前的區塊提議者。區塊提議者選擇其中一個區塊并將其原樣發布到網絡上。

挑戰在于確保稍后可以重建區塊B。為此，構建者將區塊在V個驗證者的大型網絡中進行復制。可以要求每個驗證者都存儲整個區塊，但這被認為太昂貴。相反，區塊構建者：

使用糾刪碼將區塊B編碼成更大的區塊E；將區塊E分成V個重疊的片段P1，...，PV；將一對發送給編號為i的驗證者。每個驗證者檢查它接收到的片段Pi是否與簽名承諾列表C一致。區塊構建者為驗證者提供證明以方便這些檢查。

有了這個設置，數據可用性采樣方案有兩個協議：

采樣協議在采樣驗證者和驗證者集之間運行。采樣驗證者將列表C作為輸入，并從驗證者集合中隨機請求區塊E的元素。如果采樣驗證者收到了所有請求的元素，并且都與C一致，它將輸出成功。重構協議在重構代理和驗證者集之間運行。重構代理將C作為輸入，從驗證者集請求區塊E的元素。一旦收集到超過75%的元素，且所有元素都有效，重構代理計算并輸出區塊B。要求是，如果采樣驗證者輸出成功，那么只要輸入超過四分之三的元素，重構代理將輸出區塊B。只要提供足夠的元素，即使提供的元素是對抗性選擇的，重構也應該成功。

總之，以下各方參與到Danksharding中：

客戶端：將數據塊發送給構建者。構建者：創建區塊并將此區塊的片段發送給驗證者。區塊提議者：將區塊發布到網絡。采樣驗證者：運行采樣協議，如果協議輸出成功，則對區塊頭進行簽名。重構代理：在需要時與整個驗證者集合進行交互以重構先前發布的區塊。如果驗證者回應超過四分之三的有效元素，重構將成功。

糾刪編碼和多項式承諾

接下來我們解釋該方案的兩個構建模塊：糾刪編碼和多項式承諾。

構建模塊#1：糾刪編碼

糾刪編碼可以追溯到20世紀60年代，它的產生是為了滿足在損耗信道上傳輸信息的需求。在danksharding中，它被用來防止驗證者丟失數據片段。該技術將數據從N個元素擴展到M個元素，以便可以從擴展數據的任何完整的N個元素中重建原始數據。想象一下，將N個元素編碼成M=2N個元素，并將一個編碼元素分給2N個驗證者。如果大多數驗證者都是誠實的，他們就可以共同重建原始數據。這種技術可以防止任何一半驗證者的崩潰故障。通過在下一節中討論的多項式承諾，可以擴展以防止一半驗證者的拜占庭行為。

以下是擴展的詳細過程。要將數據從N個字段元素d1、d2、...、dN∈

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