Консенсусные риски после EIP-4844: расход в вилку, задержки синхронизации и стабильность сети

Таблица ссылок

Аннотация и 1. Введение

2. Фон

   2.1

   2.2 EIP-4844

   2.3 var (векторная авторегрессия)

3. Данные

   3.1 Консенсусные данные безопасности

   3.2 Данные об использовании Ethereum

   3.3 Данные о транзакциях с ростами

   3.4 Blob Gas Data

4. Эмпирические результаты

   4.1 Консенсусная безопасность

   4.2 Использование Ethereum

   4.3 Переверните транзакции

   4.4 Рынок платы за газ Blob

5. Заключение и ссылки

A. Консенсусные данные безопасности

B. Сбор данных ROLLUP

C. Подробные результаты модели VAR за базовую плату и газ Blob Blob

D. Подробные результаты модели VAR для платы за базовую плату Blob Gas и плату за приоритет Blob Gas

E. Динамика транзакций роста

4.1 Консенсусная безопасность

EIP-4844 представляет Blobs, новый тип данных, который будет распространен и обрабатывается. Blobs добавляют новое бремя для консенсусного слоя [8], потенциально замедляя производительность валидатора и продление времени, необходимого для достижения консенсуса. Такие задержки могут угрожать безопасности консенсусной сети. Наше тщательное изучение влияния EIP4844 на консенсусную безопасность Ethereum дала следующие ключевые выводы:

(1)Увеличение ставки вилкиМы представляем доказательства того, что ставка вилки выросла с момента реализации EIP-4844, с 3,097 до 6,707 слотов на 2000 слотов, что указывает на прямое влияние на стабильность сети. Это увеличение намекает на возможные проблемы для стабильности сети.

(2)Увеличение времени синхронизации слота: Мы наблюдали увеличение времени синхронизации слотов, коррелируя с количеством каплей на слот. Учитывая, что синхронизация отсроченных слотов может повысить скорость вилки, это расширенное время синхронизации, вероятно, способствует наблюдаемому увеличению вилок.

(3)Анализ компонентов времени синхронизации слота: Наш анализ идентифицирует время получения как компонент, наиболее значительно влияющий на EIP-4844, что привело к увеличению времени синхронизации. И наоборот, время DA остается минимальным и не показывает прямой корреляции с количеством каплей, что позволяет предположить, что распространение BLOB минимально влияет на консенсусные задержки.

4.1.1Полем Вилка возникает, когда разные валидаторы рассматривают различные слоты, которые имеют один и тот же родительский слот, как действительный. Частые вилки могут поставить под угрозу консенсусную безопасность путем недействительных транзакций в сиротных слотах и уменьшить способность сети эффективно обрабатывать транзакции. Форки также потенциально повышают уязвимость раздвоенных слотов до консенсусных атак [22, 41] для злонамеренных целей, таких как кража MEV (максимальное извлечение) или двойные расходы.

Чтобы определить, увеличил ли EIP-4844 эти риски, мы проанализировали изменения в скорости вилки, определенные как количество раздвоенных слотов на 2000 слотов. На рисунке 6 показана скорость вилки по отношению к количеству каплей. Примечательно, что значительное увеличение наблюдается между слотами 8 720 000 и 8 740 000, первоначально воспринимаемое как угроза для консенсусной безопасности. Этот всплеск был позже связан с ошибкой в реализации EIP-4844 некоторыми сетевыми участниками, что оставалось незамеченным, пока не произошло увеличение активности BLOBS [21].

Основываясь на этом анализе, мы определили, что резкое увеличение скорости вилки во время шипа не было прямым результатом спецификации EIP-4844. Тем не менее, наши дальнейшие исследования показывают, что даже после исключения этого аномального периода всплеска средняя ставка вилки по -прежнему выросла с 3,097 до 6,707 слотов на 2000 слотов - увеличение на 116,538%. Это заметное повышение в ставке вилки требует дополнительных исследований, чтобы прояснить ее основные причины.

Среднее время синхронизации выросло примерно на 140,065 мс, с 2267,436 мс до 2407,501 мс. На рисунке 8b демонстрируется, что увеличение времени синхронизации коррелирует с количеством пятен на слот. Интересно, что слоты без каплей также пережили увеличение времени синхронизации примерно на 77,967 мс. Определение точной причины этого увеличения является сложной задачей; Он может быть связан с операциями, которые выполняют фиксированное количество раз для поддержки EIP-4844, таких как расчеты Blob Gas, или, возможно, из других незначительных обновлений, включенных в обновление Dencun. Для нашего анализа мы исключили задержки, связанные с слотами без каплей, предлагая консервативную оценку влияния EIP-4844.

Следовательно, минимальное увеличение, связанное с EIP-4844, может быть консервативно оценено на уровне 62,098 мс, что составляет только половину наблюдаемых приращений в время синхронизации и скорости вилки. Тем не менее, жизненно важно анализировать, какие компоненты синхронизации времени EIP-4844. Такой анализ не только уточняет прямые воздействия, но и обогащает будущие исследования технологий, связанных с блоками, таких как Danksharding [12]. Комплексное понимание этой динамики имеет решающее значение для уточнения и развития предстоящих протоколов.

Мы провели подробные обследования трех конкретных компонентов времени синхронизации-времени времени, времени CSP и времени DA-как показано на рисунке 3. Наши результаты показывают, что наиболее значительное влияние EIP-4844 на время приема, что составляет приблизительно 56,102 мс до общего увеличения времени синхронизации. В отличие от этого, время DA, вновь добавленное, не показало столь значительного воздействия, как и ожидалось, и время CSP не повлияло на EIP-4844, согласно нашему консервативному анализу.

4.1.3 Время приема.Время приема является критическим компонентом времени синхронизации, особенно из -за его влияния на валидатор. Согласно консенсусным спецификациям Ethereum [15], ожидается, что валидаторы будут подтверждать текущий слот только в том случае, если они получат допустимый блок в течение первых 4 секунд. Кроме того, механизм повышения заявителя, введенный в смягчение балансировки атак [36], предоставляет дополнительные 40% голосов на слоты, поступающие в течение этого периода времени в правиле выбора вилки [2]. Слоты, которые не соответствуют этому крайнему сроку аттестации, не получают повышения заявителя, повышая их восприимчивость к балансировке атак.

На рисунке 9b показано среднее время получения города и в целом, с заметным увеличением с 1759,066 мс до 1840,032 мс - повышение приблизительно 80,966 мс. Рисунок 9C далее показывает, что

Время приема коррелирует с количеством каплей; Слоты без каплей после EIP-4844 имеют аналогичное время приема с тем, что до реализации, в то время как увеличение пропорционально подсчетам BLOB.

После вычитания увеличения времени приема в слотах без каплей на 24,864 мс, мы оцениваем, что минимальное влияние EIP-4844 составляет 56,102 мс. Этот приращение включает в себя большую часть наблюдаемого роста синхронизации, что позволяет предположить, что EIP-4844 преимущественно влияет на время приема. Это воздействие, вероятно, связано с дополнительными обязанностями предложений по обработке данных от каплей от клиентов исполнения и генерировании обязательств KZG для каплей.

Рисунок 9A иллюстрирует распределение времени приема до и после реализации EIP-4844, демонстрируя небольшой общий сдвиг к более длительному времени. Примечательно, что доля слотов, поступающих после 4000 мс, увеличилась с приблизительно 0,18% до 0,415% после EIP4844-более чем вдвое увеличение. Эти данные свидетельствуют о том, что вероятность того, что слоты станут жертвами атаки переосмысления после введения EIP-4844, так как протяженные места более уязвимы для повторных атак.

4.1.4 Время процесса обслуживания цепочки.Время процесса службы цепного обслуживания (CSP) является важным компонентом, влияющим на время синхронизации слота. С помощью реализации EIP-4844 были добавлены новые процедуры, включая проверку и хранение версированных хэшей KZG в рамках движения выполнения. Увеличение времени CSP-от 482,565 мс до 536,043 мс, или около 53,478 мс, в то время как среднее время CSP для слотов, не содержащих BLOB, составило 52,779. Это наблюдение, указанное в Приложении Рисунок 18, предполагает, что время CSP не коррелирует с количеством каплей. Поэтому мы заключаем, что общий рост времени CSP может не быть непосредственно результатом EIP-4844.

4.1.5 Время доступности данных.DA Time, новая задержка, введенная EIP-4844, представляет собой продолжительность, потраченную на ожидание, на прибытие капли после выполнения слота и обновления штата маяка завершены. Анализ метрики особенно важен, поскольку он вновь введен EIP-4844.

На рисунке 10b показано, что по мере увеличения количества каплей разница во времени между прибытием первых и последних каждых звеньев также увеличивается, намекая на потенциальные задержки. Тем не менее, на рисунке 10А показано, что фактическое время ожидания для прибытия блоба минимально, в среднем всего около 13,417 мс в целом и всего на 0,956 мс больше слотов без каких -либо каплей. Даже в слотах с шестью каплями задержка остается ниже 17,5 мс, падая до 4,619 мс при исключении слотов без каплей, что относительно незначительно.

Это очевидное противоречие решается путем независимого распространения каплей из слота. Это позволяет консенсусному слою (CL) выполнять задачи, связанные с слотом, такими как выполнение блоков и переходы состояния, в ожидании каплей, которые могут прибывать медленнее. Примечательно, что в 35,519% случаев последний каплей прибыл еще до самого слота. Эта стратегия отделения распространения блоба от распространения слотов эффективно сводит к минимуму любые задержки, вызванные передачей BLOB. Следовательно, несмотря на некоторое влияние на консенсусную безопасность, наши выводы показывают, что влияние времени ожидания каплей не является существенным.