Braid: Verbesserung des Widerstands gegen Zensur von Ethereum durch technologische Innovation

Mit der Weiterentwicklung der Blockchain-Technologie ist die Zensurresistenz zu einem Hauptanliegen in der Branche geworden. Seit dem Merge-Upgrade von Ethereum hat der Sektor aktiv nach Lösungen für eine effektive Zensurresistenz im Rahmen des neuen Konsensmechanismus gesucht. In diesem Zusammenhang hat sich Braid als vielversprechende Lösung herauskristallisiert. In seinen jüngsten Kommentaren erwähnte Vitalik, dass sich "die Debatte hauptsächlich um FOCIL+APS versus BRAID dreht", begleitet von Grafiken, die das Ausmaß der Ethereum-Staker und der BTC-Mining-Pool-Verteilungen zeigen.

Ethereum-Staker-Verteilung und BTC-Mining-Pool-Anteilsdiagramm (Quelle:X)

Braid, von Max Resnick auf Paradigms New Yorker Workshop vorgeschlagen, ist eine Methode zur Implementierung von Multi-Block-Parallelität auf Ethereum mit dem Ziel, ein zensurresistentes System aufzubauen. In diesem Artikel werden Hintergrund, technische Merkmale und Vergleiche mit anderen vorhandenen Lösungen untersucht, um ein professionelleres und tieferes Verständnis zu vermitteln und den Lesern ein vielschichtiges Verständnis des Ethereum Braid-Projekts zu ermöglichen.

Hintergrund von Braid

Sowohl Bitcoin als auch Ethereum sehen sich mit einem gemeinsamen Problem konfrontiert: der Tendenz von Mining-Pools und Validierungsknoten zur Zentralisierung. Diese Zentralisierung könnte zu einem Angriff führen, bei dem Mining-Pools oder Validierungsknoten gesetzlich verpflichtet sein könnten, Vorschriften zu befolgen, die Transaktionen, die sie als illegal erachten, blockieren oder zensieren.

Der Graph zeigt, dass Lido und Coinbase gemeinsam einen Anteil von 40,8% halten. Wenn sich diese beiden zusammenschließen würden, könnten sie möglicherweise das Netzwerk zum Stillstand bringen. Wenn sich über 10% mehr Staking-Service-Anbieter ihnen anschließen, könnten sie das Ethereum-Netzwerk übernehmen. Bevor wir die Zentralisierungsbedrohungen für Knoten diskutieren, wollen wir untersuchen, wie Ethereum unter dem PoS-Mechanismus arbeitet.

Transaktionen, die von Benutzern über dapp-Frontends eingereicht werden, gelangen in den Mempool, eine Datenbank mit ausstehenden Transaktionen. Zu diesem Zeitpunkt verwenden Suchende Arbitrage-Bots, um die rückständigen Transaktionen im Mempool zu analysieren und profitable Transaktionen zu Transaktionsgruppen oder -bündeln zusammenzufassen. Block-Builder erhalten diese gebündelten Transaktionen von den Suchenden, fügen diesen Bündeln entsprechende Bearbeitungsgebühren hinzu und bereiten Gebote vor. Validatoren (Blockvorschlaggeber) wählen die profitabelste Option aus den bereitgestellten Paketen und Geboten aus und formulieren und schlagen dann neue Blöcke vor. Es wird abschließenden Prüfungen und Validierungen unterzogen, bevor ein Block zur Kette hinzugefügt wird.

MEV Supply Chain（Quelle: FlashBot）

Dieser Mechanismus führt oft zu hohen Konzentrationen von "Validatoren" oder potenzieller Kollusion für bösartige Zwecke, was das Risiko von Netzwerkzensur und Kontrolle erhöht. Braid entstand als Reaktion auf diese Herausforderungen, mit dem Ziel, ein Ethereum-Framework zu schaffen, das widerstandsfähig gegen Zensur ist. Derzeit noch in den Anfängen, besteht die Hauptidee von Braid darin, die Einzel-Leiter-Kontrolle über Ethereum durch Techniken wie die parallele Verarbeitung mehrerer Blöcke, synchronisierte Freigabe und verzögerte Ausführung zu durchbrechen. Dies gewährleistet, dass Transaktionen frei ablaufen können, während die Fairness des Ethereum-Netzwerks gewahrt bleibt.

Technische Merkmale von Braid

Die Designprinzipien von Braid umfassen hauptsächlich drei Punkte: Mehrvorschläge-Modell, synchronisierte Freigabe und verzögerte Ausführung.

Das Ethereum-Netzwerk erhöht seinen Widerstand gegen Zensur im Multi-Proposer-Modell, indem es mehrere gleichzeitige Proposer integriert. Dieser Ansatz erhöht die Kosten für Eingriffe in Transaktionen im System erheblich. Darüber hinaus stellt es durch den synchronisierten Freigabemechanismus sicher, dass alle Proposer Entscheidungen auf der gleichen Informationsebene treffen, wodurch die Fairness und Transparenz des Systems gewährleistet wird.

Darüber hinaus ermöglicht das verzögerte Ausführungsmerkmal, das im Modell eingeführt wurde, mehreren Vorschlagenden, Transaktionen zu beeinflussen, bevor ihr endgültiger Status bestimmt wird, wodurch die Stabilität und Zuverlässigkeit des gesamten Ethereum-Netzwerks verbessert wird. Dieses Design verbessert nicht nur die Funktionalität des Systems, sondern bietet den Netzwerkteilnehmern auch ein höheres Maß an Vertrauen und Sicherheitsgarantie.

Vorteile von Braid

Bei dem oben genannten Workshop verglich Max Resnick Braid mit vorhandenen Lösungen wie LMD-Ghost und Mysticeti.LMD-Ghost, eine Gabelungswahlregel für den PoS-Konsensalgorithmus CBC Casper, ermöglicht es Antragstellern, jederzeit neue Blöcke zu generieren. Diese neuen Blöcke werden gemäß der Gabelauswahlregel zur Kette mit dem höchsten Gewicht hinzugefügt (um die Lebendigkeit zu gewährleisten). Diese Vorgehensweise erfordert jedoch die lokale Verwaltung eines stark verzweigten Entscheidungsbaums zur Bewältigung von Verzweigungsproblemen.

Mysticeti, auf der anderen Seite, ist der Konsensalgorithmus, der von der Sui-Blockchain übernommen wird. Es ermöglicht mehreren Validatoren, Blöcke parallel vorzuschlagen, die volle Bandbreite des Netzwerks zu nutzen und Zensurresistenz zu bieten. Diese Eigenschaften von DAG-basierten Konsensprotokollen erfordern nur drei Runden von Nachrichten, um Blöcke aus dem DAG zu übertragen, ähnlich wie bei pBFT, und das theoretische Minimum zu erreichen. Die Commit-Regeln ermöglichen die Abstimmung und Zertifizierung von Blockleitern, wodurch die Median- und Tail-Latenz weiter reduziert wird. Die Regeln tolerieren auch nicht verfügbare Leader (wenn ein Leader-Knoten ausfällt, wählt das System automatisch einen neuen Leader, der seine Aufgaben übernimmt), ohne die Commit-Latenz signifikant zu erhöhen.

LMD-Ghost (Quelle: Youtube）

Braids Multi-Proposer-Modell ermöglicht es der Ausführungsschicht von Ethereum, Block-Transaktionen zu sammeln, die von allen Subchains innerhalb eines Slots generiert wurden, um einen Ausführungsblock zu bilden. Diese Transaktionen werden dann gemäß vorherbestimmten Regeln sequenziert und ausgeführt, wodurch die Möglichkeit einer einzelnen Entität, Transaktionsaufzeichnungen zu manipulieren, verringert wird. Eine Herausforderung besteht darin, dass eine deterministische Sequenzierungsregel benötigt wird.

Das Design von Braid führt keine zusätzlichen Rollen für Anreize oder Strafen ein, aber sein Mechanismus der "synchronisierten Freigabe" ist schwer umzusetzen und erfordert die Koordination mehrerer Subchain-Synchronisationen und Datenverarbeitungen.

Jonahb, ein Mitglied des Blockchain Capital Teams,hingewiesenEin Problem im Braid-Mechanismus: Der "Tip"-Mechanismus hat Liquiditätsanforderungen, die die Benutzererfahrung beeinträchtigen. Benutzer werden beim Einreichen einer Transaktion zwei Tip-Werte (t, T) angeben. Wenn nur ein Antragsteller eine Transaktion einreicht, erhält er T; wenn mehrere Antragsteller die Transaktion einreichen, wird t aufgeteilt.

Obwohl Benutzer nur die Transaktionsgebühr zahlen müssen, müssen sie über verfügbare T-Fonds verfügen, um sich verpflichten zu können, die Gebühr T an das Protokoll zu zahlen. Daher benötigen Benutzer zusätzliche verfügbare Liquidität T, um Transaktionen durchzuführen. Wenn ein Benutzer beispielsweise aufgrund von Bedenken hinsichtlich bevorstehender Zinssätze und Werte der Zensurresistenz von 1 Million US-Dollar ETH im Wert von 5 Millionen US-Dollar verkaufen möchte, ergeben sich zusätzliche und vage Liquiditätsanforderungen für die Teilnehmer, wodurch der Wert der Position erhöht wird und somit die Benutzererfahrung im Bereich der On-Chain-Finanzierung beeinträchtigt wird.

Um diese Herausforderung anzugehen, schlug Jonahb zwei potenzielle Lösungen vor:

• Post-State Liquiditätsüberprüfung: Wenn Benutzer eine Transaktion einreichen, müssen sie Nachweise über ausreichende Mittel erbringen, um T nach Abschluss der Transaktion zu zahlen (z. B. $1 Million Liquidität nach der Transaktion haben). Dies ermöglicht es Benutzern, Transaktionen durch Vorlage von zukünftigen Zahlungsfähigkeiten durchzuführen, auch wenn ihnen die Mittel fehlen. Diese Methode bringt jedoch Herausforderungen mit sich: Antragsteller müssen den endgültigen Transaktionsstatus vorhersagen, während die meisten Finanztransaktionen gemeinsam genutzte Zustände beinhalten (z. B. mehrere Transaktionen, die das gleiche Kontoguthaben verwenden). Daher haben Antragsteller Schwierigkeiten, den Post-Transaktionsstatus vor der Bestimmung der Transaktionsreihenfolge vorherzusagen. Dies erfordert das Entwerfen spezifischer Beweise für verschiedene Transaktionstypen, was die praktische Anwendbarkeit einschränkt.
• Anti-Zensur-Garantie: Einführung von Drittanbieter-Garantieanbietern (CI-Anbieter), um T für Benutzer zu gewährleisten. Benutzer zahlen eine Garantiegebühr rT, wobei r auf der Wahrscheinlichkeit der Transaktionszensur basiert. Dies verringert den Druck auf Benutzer, sofort große Geldbeträge vorzubereiten und ermöglicht es CI, Benutzer bei hohem Zensurrisiko zu warnen, wenn T zu niedrig ist. Der Aufbau eines Marktsystems zwischen Benutzern und CI-Anbietern wird jedoch einige Zeit in Anspruch nehmen.

In Bezug auf die spezifische Umsetzung verwendet Braid ein Multi-Block-Parallelbetriebsmodell und ein einheitliches Konsensprotokoll, um Konsistenz und Koordination zwischen diesen Blöcken sicherzustellen. Dieser Ansatz fördert dezentrale Transaktionsverarbeitung und stärkt effektiv den Widerstand gegen Zensur. Darüber hinaus hat Braid einen "Finality Gadget" entwickelt, um die Transaktionsfinalität zu behandeln. Diese Lösung integriert und ordnet alle On-Chain-Transaktionssets neu, um sowohl die Endgültigkeit als auch die Konsistenz der Transaktionen sicherzustellen.

Braid steckt noch in seinen Anfängen als Vorschlag, und der Markt muss seine technische Umsetzung und Benutzererfahrung noch validieren.

Braid (Quelle: Youtube)

Trotz des Aufblühens zahlreicher Blockchains strebt Ethereum - der Pionier der programmierbaren Blockchains - weiterhin nach Dezentralisierung, Widerstand gegen Zensur und souveräner Unabhängigkeit. Während sich neue Technologien und Reformstrategien entwickeln, bleiben wir optimistisch und zuversichtlich in Bezug auf die Zukunft der Blockchain-Technologie. Durch kontinuierliche Erkundung und Abwägung verschiedener Lösungen können wir sicherstellen, dass technologischer Fortschritt den aktuellen Bedürfnissen entspricht und sich an zukünftige Herausforderungen anpasst.