LMD GHOST 擁有約 256 個驗證器和一個快速跟進的最終性小工具

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認知狀態:早期探索

最近,關於更積極地縮短以太坊插槽時間的討論不斷進行。這可以透過兩種方式實現:

  1. 減少\deltaδ引數(我們對最大預期網路延遲的假設)。只有在p2p層獲得降低延遲的改進時,才能安全地這樣做
  2. 重新架構插槽結構,以減少一個插槽中的網路延遲輪次。

目前正在進行大量p2p強化和最佳化工作以實現(1);啟用顯著加速的最佳候選是擦除編碼。研究工作正集中於(2)。

本文將論證(2)的最佳方法可能是稍微偏離在3SF中引入的插槽和最終性之間的緊密耦合,而是擁有一個更加分離的LMD GHOST分叉選擇規則和最終性小工具,參與者數量不同。

首先,讓我們看看當前的插槽結構(來源):

這裡的\deltaδ是4秒。第一部分(區塊傳播)是不可避免的。現在,請注意有兩個與證明相關的階段:聚合和傳播。這是因為有太多證明(每個插槽約30,000個)無法直接傳播。相反,我們首先在子網內廣播一個子集,然後在全域性p2p網路中廣播聚合。

如果我們大幅增加驗證者數量(例如,每個插槽100萬個),我們可能需要增加到三個階段以保持每個階段的規模可管理(事實上,之前的寫作正是這樣建議的)。

總的來說,我們可以近似:

aggregation\_time = log_C(validator\_count)aggregation_time=logC(validator_count)

其中CC是容量:可以在單個子網中安全地同時廣播多個簽名。看起來C的實際值在數百到數千之間。如果我們希望具有量子抵抗性,應該假設更保守的數字(例如,如果量子抗性簽名佔用3 KB,並且每個插槽有256個,那麼每個插槽將是768 kB,大致類似於最壞情況下的執行區塊大小)。

最終性取決於"完整驗證者集"的參與;如果我們(i)接受更多的權益質押中心化或強制委託,或者(ii)進行Orbit,可能是8192個,否則可能更多(很可能是10^510510^6106)。也就是說,要麼是C^2C2,要麼是C^3C3,取決於我們的假設。

同時,穩定的LMD GHOST例項只需要隨機選擇的法定人數參與;在這裡,大小為256(即小於CC)就可以實現非常低的失敗率

這意味著,任何試圖在每個插槽中完成一步最終性共識的方法,本質上將需要3C3C4C4C(加上一個CC用於提議者)。同時,如果我們不這樣做,一步將只需要2C2C

這引導我提出以下關鍵建議:

  1. 建立一個LMD GHOST鏈,每個插槽隨機選擇約256個驗證者。將其用作主要的"心跳"
  2. 有一個緊密跟隨的最終性共識機制(實際上,在大約12C12C內最終確定),使用所有活躍驗證者。不要嘗試耦合LMD GHOST投票和最終性共識投票;將它們視為完全分離。

這給我們帶來以下好處:

  1. 非常快的插槽時間,對於正常情況足夠好,且不改變任何安全假設(因為"聚合"步驟不再是插槽時間的一部分)
  2. 我們可以自由選擇最終性共識機制,包括使用現成的傳統機制(例如Tendermint)
  3. 我們得到了"如何處理不活躍洩漏"的自然答案:在不活躍洩漏期間,LMD GHOST鏈繼續,最終性共識停止。LMD GHOST鏈本身決定不活躍洩漏的進展,這決定了何時可以恢復最終性
  4. 我們可以為共識步驟做出更雄心勃勃的選擇(例如,1個ETH驗證者要求和100萬個驗證者)
  5. 更簡單,因為互動效應更少,並且因為我們可以在不需要類似Orbit的技術的情況下獲得更高的驗證者數量

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