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  • :以太坊虚拟机硬性规则调整(targeting)方案(图)

    以太坊虚拟机(EVM)中的许多资源具有以下属性:它们对突发容量(即我们可以处理一个或几个块的容量)和持久容量(即我们可以长时间拥有的容量)的影响)多少)有非常不同的限制。举一些例子:

    我们目前使用的方案将所有资源组合成一个单一的多维资源(“gas”),在处理这些差异方面做得很差。例如,平均而言,交易数据加上调用数据在一个区块中消耗大约 3% 的 gas。因此,最坏情况块包含的数据大约是平均情况的 67 倍(包括 EIP 1559 的 2 倍松弛)。见证人大小相似:平均案例见证人只有几百 kB,但在最坏的情况下,即使进行了 Verkle gas 改革,见证人大小也是几兆字节,增加了 10-20 倍。

    将所有资源填充到单个虚拟资源(gas)中会强制最坏情况/平均情况比率变为基于使用情况,当比率基于使用情况并且我们知道客户端可以处理的是突发限制和持续限制时当非常不一致时,会导致非常不理想的 gas 成本。

    本文针对该问题提出了一种替代解决方案:多维 EIP 1559。

    假设有 n 个资源,每个资源都有一个突发限制 bi 和一个持续目标 Si(我们需要 bi>>si)。我们希望任何单个区块中资源 i 的数量永远不会超过 bi,并且资源 i 的长期平均消耗量将等于 Si。

    解决方案很简单:我们为每个资源维护一个单独的 EIP 1559 目标方案!我们维护一个基本费用向量 f1…fn,其中 fi 是资源 i 单位的基本费用。我们设计了一个硬性规则,即每个块消耗不超过 bi 单位的资源 i。fi 由目标规则调整(我们将使用指数调整,因为我们现在知道它具有更好的属性):

    为了在以太坊环境中完成这项工作,其中只有一个资源(gas)从父调用传递到子调用,我们仍然以 gas 收费。

    选项 1(更简单但不那么纯粹):我们保持执行 gas 成本固定,保持当前 EIP 1559;设 f1 为基本费用。所有“特殊”资源(通话数据、存储使用…)的 gas 价格变为 fi/f1。块同时具有当前气体限制和每个资源限制 b1…bn。优先费用的运作方式与今天相同。

    选项 2(更难但更纯粹):gas 基础费固定为 1 wei(或 1 gwei,如果我们愿意)。使用每个资源(执行一次)的 gas 价格变为 fi。无区块气体限制;每个资源只有 b1…bn 的限制。在这个模型中,“gas”和“ETH”成为真正的同义词。优先费用通过指定百分比来起作用;支付给区块生产者的优先费用等于基础费用乘以该百分比(更高级的方法是指定一个包含 n 个优先费用的向量,每个资源一个)。

    多维定价和背包问题反对

    历史上对多维定价模型的主要反对意见是,它们给区块构建者带来了一个难以优化的问题:区块构建者不能简单地接受每笔gas费从高到低的交易,他们必须平衡,并解决多维背包问题。这将为专有优化的矿工创造空间,这些矿工的表现明显优于股票算法,从而导致中心化。

    这个问题在两个关键方面已经比以前弱了很多:

    矿工可提取价值(MEV)为优化矿工创造了机会,因此股票算法的“船已离开”以有意义的方式进行了优化。Proposer/Builder Separation (PBS) 解决了这个问题,将块生产的规模经济与共识层隔离开来。

    EIP 1559 意味着任何达到限制的资源都是边缘情况而不是平均情况,因此幼稚算法只会在少数异常块上表现不佳。

    要理解为什么 (2) 会这样,我们需要注意一个非常重要的事实:在多维 EIP 1559 中,每个资源的“Slack”参数(maximumtarget)可以远高于 2x。这这是因为今天的 2x Slack 参数创建了一个突发/维持间隙,该间隙叠加在来自不可预测的使用的突发/维持间隙之上,而在多维 EIP 1559 中,松弛参数代表整个突发/维持间隙。例如,我们可以定位 calldata使用量约为 256 kB(比今天多 8 倍),再加上 8 倍的 Slack 参数(bisi),并且仍然有与今天相当的爆发限制。如果见证气体成本不断,我们可以将见证大小与另一个绑定~ 2 MB完全背包问题算法,见证人大小的 Slack 参数约为 6 倍。对最近 240 个区块的调查显示,即使是 calldata Slack 参数的 4 倍,也只有 1 个区块会达到极限!

    这显示了多维 EIP 1559 的一个很好的效果:它使优先费用拍卖的边缘情况更加罕见,并且更快地清除突发交易。

    哪些资源可以多维定价?

    我们可以从基础开始:

    拥有分片后,您还可以将分片数据添加到此列表中。这给我们带来了很多好处完全背包问题算法,在降低突发使用风险的同时实现了更高的可扩展性。

    从长远来看,我们甚至可以使定价更加精细:

    这样做的主要价值在于它增加了另一层 DoS 保护:如果每个操作码只被分配,比如 100 毫秒的最大预期执行时间,那么如果攻击者找到一个操作码或预编译它会慢 10 倍,他们只能添加一个预期的块的执行时间为 900 毫秒。这与今天形成鲜明对比的是,他们可以用该操作码或预编译填充整个块,因此任何单个操作码或预编译速度减慢 10 倍都可能允许攻击者创建无法在单个时间间隔内处理的块时间。

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