ROLL:觀點 | 最優化 Rollup 方案中的挑戰期時長_TROLLER價格

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。

觀點：加密行業目前缺乏與產品市場相匹配的應用程序:金色財經報道，Jason Yanowitz在Bell Curve播客提問，每個人都在建設基礎設施，沒有應用程序。Mike Ippolito回答，在基礎架構和應用程序之間有一個滯后期，你實際上需要良好的基礎架構來構建應用程序。Web3基礎設施與應用開發之間的關系類似于雞生蛋、蛋生雞的問題。要開發優秀的應用程序，就需要能支持這些應用程序的基礎設施。但歸根結底，基礎設施應該為應用程序服務。到目前為止，加密行業似乎還缺乏一樣東西，一種與產品市場相匹配的應用程序，以推動基礎設施的發展，但它即將到來。[2023/7/31 16:07:46]

長挑戰期的好處

觀點：加密貨幣崩盤式暴跌，杠桿率過高或是主因:Coinbase上市熱度未退，加密貨幣市場周末卻迎來一波猝不及防的暴跌。受訪人士認為，市場杠桿率過高是加密貨幣市場劇烈波動的主要原因。此外，各國監管政策的不確定性也為加密市場帶來風險。

加密金融服務機構貝寶金融一位不愿具名的分析師告訴記者，該機構統計的加密貨幣機構間拆借利率數據顯示，自2020年年底以來，隨著比特幣價格不斷創出新高，拆借利率也快速上升，今年2月已接近2020年3月比特幣大跌時的水平，表明市場杠桿率處于高位。

“4月13日，市場上基差高達50%，資金費率高達150%，一旦比特幣價下跌，很容易導致連續爆倉和暴跌。”該分析師表示。

美國力研咨詢公司創始人谷燕西持有相似觀點。他告訴記者，當前比特幣價格主要是由衍生品來決定，衍生品一旦波動就會導致底層也就是比特幣價格更加大幅的波動。所以，比特幣近期上漲和下跌勢頭都非常快，都是杠桿運作的結果。（上海證券報）[2021/4/19 20:34:47]

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。

觀點：全球監管環境的不確定性是虛擬貨幣尚未廣泛應用的原因之一:10月15日消息，埃森哲高級區塊鏈顧問Ousmene Mandang表示，全球監管環境的不確定性是虛擬貨幣和證券代幣化迄今為止尚未實現廣泛使用的原因之一。此外，如果央行發行CBDC，支付結算便利性將提高，這些新興資產有望進一步增長。（CoinPost ）[2020/10/15]

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。

觀點：加密需求的主要阻力仍是疫情帶來的經濟不確定性:卡耐基梅隆大學泰珀商學院（Carnegie Mellon University’s Tepper School of Business）的經濟學副教授Ariel Zetlin-Jones接受采訪時表示，對加密貨幣需求的主要阻力仍然是COVID-19的大流行，特別是當越來越多的人開始面對經濟不確定性時。他進一步補充說，在不確定時期，沒有多少普通投資者愿意將畢生積蓄投資于比特幣等高度波動的資產類別，這是很自然的。（Cointelegraph）[2020/8/22]

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

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

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。

原文鏈接：https://medium.com/offchainlabs/optimizing-challenge-periods-in-rollup-b61378c87277作者:EdFelten翻譯:阿劍

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