最優化Rollup方案中的挑戰期時長_ROLL

編者按：本文來自以太坊愛好者，作者：EdFelten，翻譯：阿劍，Odaily星球日報經授權轉載。交互式Rollup方案，比如我們的ArbitrumRollup，通過讓某個驗證者斷言執行結果、而其他驗證者可以挑戰斷言的方式，來加速智能合約的執行。如果挑戰期過去，而沒有任何人提出挑戰，則該斷言就被認為是真的，然后系統就推進。一般情況下，斷言都會是對的，挑戰也是很少出現的，所以一條Rollup側鏈就能比鏈上合約更快推進、開銷也更低。但，挑戰期應該設成多長呢？在本文中，我將指出，有些因素會使我們希望有更長的挑戰時間，某些因素正好相反。我會推導出一個旨在最小化側鏈整體運行成本的最優挑戰期公式。長挑戰期的好處

數據：Uniswap為礦工費最低的DEX Matcha在集合器中表現最優:The Block最新報告測試了目前流行的DEX、聚合器和借貸協議中的礦工費（gasfee）。報告顯示，從MetaMask顯示的單筆交易默認gasfee和以1ETH交易的費用看，Uniswap是礦工費最便宜的DEX之一，新晉的Mooniswap和SushiSwap位居第二和第三位。在聚合器領域，Matcha的礦工費較低。但TheBlock研究團隊也指出，聚合器的競爭力在于交易中更低的滑點和更好的價格，不能以手續費一概而論。借貸協議中，CREAM具備領先優勢，但其支持資產較少，因此最終結論仍未可知。[2020/10/5]

眾所周知，更長的挑戰時間就是更安全，因為審查攻擊的難度會變得更高。惡意行動者可能會嘗試報一個虛假斷言，然后審查嘗試挑戰斷言的交易，直到挑戰期過去。但是，挑戰期越長，這樣的攻擊就越不可能成功。一種看起來可行的模型是定義挑戰期時長為C，而審查攻擊成功率隨C的增長而呈指數級下降。如果整個Rollup側鏈的價值是V，那么攻擊者能盜取的價值預計為V·e^(-AC)，A為常數。那么，為了阻止這樣的攻擊，我們就需要斷言者先存儲，比如10V·e^(-AC)，的價值，如果攻擊失敗，攻擊者要付出的代價會遠大于其攻擊預期收益。但這樣就為誠實的斷言者施加了同樣的成本，他們也必須鎖定同樣規模的資金。如果協議設計良好而且底層鏈也活躍，那么一般來說恰好會有一位誠實斷言者存儲了這么多保證金。那么，單位時間內的成本就是保證金規模乘以一個名義利率。挑戰期越長，保證金規模就可以越小，所以——更長的存款時間可以降低側鏈的運營總成本。短挑戰期的好處

聲音 | 徐明星：第三方機構擔保是當時支付技術限制下的最優解，區塊鏈技術可解決跨境支付難題:據新財網報道，徐明星稱，傳統的支付體系并不能實現去中心化，在傳統的支付體系中，第三方機構來做擔保，對交易雙方的交易信用來進行保障是當時技術限制下的最優解，但跨境支付中間銀行的存在也是導致跨境支付費用高昂且效率底下的根本原因。基于區塊鏈技術來解決跨境支付將會省去任何第三方中介環節，做到交易即結算，不需要任何第三方擔任交易對手對雙方賬戶變動進行調整、對賬，在降低交易成本的同時，可以非常迅速的完成支付。[2019/7/26]

要從側鏈中取錢的人當然喜歡更短的挑戰期，因為用戶取款之后要等一個挑戰期走完，錢才算真正回到了底層鏈上。從用戶的角度來看，在挑戰期中，他們的錢是完全被鎖定的。我們可以這樣建模：假設在一個平均區塊時間內，有比例為W的資金要退出。那么，在任一時間點，鎖定的取款數量就是CWV，因此側鏈用戶的成本就是這個數值乘以一個利率。因為這個成本也跟C成比例，因此更短的挑戰期能夠降低運營成本。找出最優挑戰時長

聲音 | 律師馮培：碳資產是未來穩定幣最優的錨定物:今日北京天馳君泰律所馮培律師發文表示，在通證經濟的早期階段，穩定幣選擇以法定貨幣為錨定物具有一定的合理性和必然性，但是從通證經濟的長遠來看，從更宏觀的角度來看，穩定幣選擇法幣作為錨定物，弊大于利，也違反通證經濟內在的運行邏輯，不具有持久性。而碳資產是穩定幣的最優錨定物，因為碳資產的價值和價格具有相對穩定性，其未來曲線是向上的。另外碳資產完全符合穩定幣所要有的錨定物的特性，其當之無愧的應該成為錨定物。[2018/9/16]

最優的挑戰市場會是某種折中，即兩項成本的總和是最小化的。有趣的是，兩個方面的成本都是由資金鎖定帶來的，就是鎖定的資金數量乘以假設的利率。因此，挑戰期最優時長就跟利率無關了——只需最小化鎖定資金的總數量即可。從等式來看，任一時間點，鎖定的資金總量是：10V*e^(-AC)+CWV因為V在兩項中都有，所以它不會影響最小值點。最小值點會出現在10×e^(-AC)+CW最小的時候。只需對C求導，令倒數值為0，就可以解出最小值點處的C。結果就是C=ln/A。

這個值對實踐有什么意義？我們可代入一些還算可靠的數字，如上圖所示。我們假設A使得攻擊者在一個區塊的時間內持續審查成功的成功率高達99%，即A=-ln(0.99)=0.01。再假設每天都有1%的資金要取出，那么按15秒的區塊時間算，每個區塊的取款比例約為W=0.000002。把這些假設代入公式，可得最優挑戰期為C=1081個區塊，約為4.5小時那么成本到底有多高？在任一時間點，都有約等于側鏈全部資產價值的0.2%以不同方式鎖定。如果名義利率是5%，那么結果就是：總的鎖定成本約為每年對側鏈的總價值征收0.01%的稅收。只需付出這么低的代價，你就能得到一條更快、Gas消耗量更小，更可擴展的側鏈。

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