“瘦身版以太坊”Mina公鏈,能否帶領區塊鏈走向輕量化時代丨鏈節點AMA

世鏈活動/2021-06-01/ 分類:活動/閱讀:
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我們欣喜地看到,以太坊上的 zkRollup 也是采用了同樣的思路,即運用零知識證明來構建鏈下計算、鏈上驗證的更具伸縮性的系統。不過,目前 zkRollup 仍然受以太坊主網性能的制約。 ...

近年來,以太坊作為公鏈領頭羊,生態項目蓬勃發展,與此同時,即使經歷了一系列的技術優化和迭代升級,以太坊仍然面臨著一個最為長久且尚未解決的難題:由于狀態數據規模不斷增長而帶來的問題。

狀態數據不斷增長所帶來的直接影響是區塊大小將不斷增大,導致全節點需要儲存的數據越來越多。根據Etherscan.io的最新數據顯示,當前以太坊全節點的存儲數據大小已達到了796GB,而在一年前,該數據為360GB。

Mina Protocol是由舊金山區塊鏈創業公司O(1) Labs開發一種輕量級區塊鏈協議,旨在成為數據恒定大小的新型Layer 1區塊鏈。O(1) Labs 提出了一種新型的區塊鏈存儲和驗證機制,該機制限制并保持了Mina網絡數據的大小——僅有22k,同時它可做到快速驗證區塊鏈狀態,這意味著用戶通過手機就能夠運行一個Mina全節點。

從2017年項目成立至今,Mina Protocol先后獲得了Coinbase Ventures、MetaStable、Polychain Capital、Three Arrows Capital、HashKey Capital、Fenbushi Capital等頂級機構的投資。

5月31日下午2點,Mina亞洲技術大使姚翔做客鏈節點進行AMA,回答社區提問。以下為AMA精選,完整內容請點擊:https://www.chainnode.com/ama/576964

問題1:Mina公鏈的定位是什么?對標的是以太坊這種底層基礎公鏈嗎?

姚翔:Mina給自己的定位是,一條輕量級公鏈,可以幫助互聯網世界和密碼學世界鏈接。Mina目前剛剛主網上線,其上的應用Snapp(零知識證明驅動的應用)還需要時間去打磨。等開發者工具成熟后,結合示范應用,開發者們就可以嘗試在其上建立包括DeFi在內的各種應用。

“瘦身版以太坊”只是一個幫助大家理解Mina特性的說法,實際上Mina無意和其它公鏈對標,一是Mina確實在做不一樣的事情,二是目前Mina剛剛上線,不適合和已經成熟運行多年的系統相比。

問題2:Mina核心技術有哪些?Mina輕量級區塊鏈協議技術可以引入并兼容改造現有公鏈嗎?

姚翔:Mina的核心技術主要是遞歸零知識證明和其驅動的應用。Mina輕量級區塊鏈協議技術使用了最新的密碼學進展,這是開放的技術棧,任何公鏈都可以使用,但目前只有Mina在協議層極致使用了它。我相信其它公鏈也會逐漸采用這一技術,但在已有的協議棧上進行迭代,要比從一開始就這么做要困難得多。

問題3:Mina公鏈的Ouroboros Samasika共識機制的特點和優勢是什么?和常見的POS共識機制有何不同?

姚翔:Mina 使用了 Ouroboros Samasika 共識算法。該算法是對 Ouroboros 系列算法的改進,而后者是最早實現可證明安全的 PoS 系統之一,被密碼學界認可。

在這里我簡短介紹一下 Ouroboros Samasika 共識算法的核心特征:與許多 PoS 算法不同,它不是一個類 BFT 的算法,這帶來很多好處。

首先就是對參與共識的節點數量沒有限制。類 BFT 算法,以 Tendermint 為例,由于網絡通信的復雜度,必須限制參與者的數量,一般不能超過幾百個。而 Ouroboros Samasika 則對參與共識的節點的數量沒有限制。

其次,節點可以動態進出。大部分 PoS 共識協議對節點的在線時間都有要求,并對掉線者進行懲罰,這大大提升了運行節點的門檻,反倒讓網絡面臨被攻擊的風險。而 Ouroboros Samasika 則允許節點隨意進出。而出塊的公平性是通過 VRF 算法以及「epoch」機制來實現的,在每個 epoch 內根據 “質押數量” 完成對共識節點的公平抽樣。

第三,自舉性,節點只需要依賴簡單的規則就可以判定「哪條鏈」是合法的,而不需要依賴外界信息的指引。大多數 PoS 算法存在長程攻擊和 Nothing at a stake 的問題,需要引入 “弱主觀性” 來對鏈的合法性進行判定。而 Ouroboros Samasika 則主要使用 “最長鏈規則” 來應對短的分叉;面對針對歷史的攻擊,當節點面臨長的分叉時,可以采用特殊規則,即比較簡潔的摘要(可以理解為區塊鏈的狀態的摘要),由于攻擊者很難在短時間內計算足夠的零知識證明,這保證了區塊鏈很難被分叉。

第四,與 Mina 區塊鏈的簡潔性相輔相成。簡潔的區塊鏈夯實了去中心化的基礎,而共識算法的上述特性則沒有引入新的高集中化程度的組件或假設,最大程度的保障了區塊鏈的無需信任的程度。

問題4:Mina節點的架構是怎樣的?

姚翔:Mina中的所有節點都是全節點。可以這么理解,區塊生產節點負責執行共識,并選擇打包網絡中的交易,零知識證明提供商我們一般稱為『Snark工作者』,它負責為區塊鏈的狀態變化提供零知識證明,并向區塊生產節點銷售這些證明,或者說是區塊鏈生產節點向Snark工作者購買這些證明。而存檔節點提供的是過去歷史數據。

要想獲取和驗證當前區塊鏈的狀態,不需要存檔節點。只有當你需要查詢歷史交易,或是過去某個特定時間點時區塊鏈的狀態時,才需要存檔節點,因此它保存的不是所謂的『核心數據』,去中心化程度取決于全節點的數量,而非存檔節點的數量。目前存檔節點的運營狀態我沒法給出準確的介紹,但Mina 基金會和所有瀏覽器的服務商都會運行存檔節點。

問題5:Mina公鏈上的Snapp應用,相較于其他公鏈上的Dapp,有什么不同?優勢體現在哪?

姚翔:在 Mina 上開發的應用稱為 snapps,即零知識證明驅動的應用。鏈下計算,鏈上驗證的范式轉移使得 snapps 天然具備幾個優點:
1. 在無需披露數據的情況下驗證數據的完整性;
2. 簡潔地驗證計算成本昂貴的運算的正確性;
3. 良好的伸縮性。

以太坊上的 dapp 要求每個節點(上萬個)都對業務邏輯進行執行,這是極其低效的,而 Mina 上的應用只需由某個節點執行一次業務邏輯,其余節點只需要驗證正確性即可,這是很大的效率上的提升。

實際上,我們欣喜地看到,以太坊上的 zkRollup 也是采用了同樣的思路,即運用零知識證明來構建鏈下計算、鏈上驗證的更具伸縮性的系統。不過,目前 zkRollup 仍然受以太坊主網性能的制約。

可伸縮性不僅僅是吞吐量的提升,而是可以顯著改善設計理念,不需要再受當前智能合約框架的束縛。我們可以充分利用當前互聯網的基礎設施,例如使用 https 的證書機制、電子郵件的可驗證性,讓更多的數據安全可靠地與區塊鏈建立連接。這樣,區塊鏈上的應用會變得更加豐富,而不僅僅局限于 DeFi 等較窄的領域。

Snapps 為 Internet 隱私和數據安全性帶來了新的可能性。使用 Snapps,Mina 提供了一個無縫網關,用于將密碼學世界與現實世界安全、隱私地連接。

問題6:Mina公鏈主網原生幣代幣的經濟模型是怎樣設計的?

姚翔:MINA 是網絡的原生代幣。它用于支付區塊生產者和 SNARK 生產者(即計算零知識證明的角色)費用,并可用于在權益證明共識算法中進行質押,賺取 MINA 代幣的獎勵。 MINA 是一種沒有供應上限的通脹貨幣。做出這個決定是為了激勵協議早期的高質押率,這將提高協議的去中心化程度和安全性。由于質押是對協議上的所有持幣者開放的(沒有被罰沒的風險),任何代幣持有者都能夠質押或者委托給其它節點,以防止被通脹稀釋。
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