延迟执行设计权衡

延迟执行设计权衡

感谢 Toni, Jacob, Thomas 和 Barnabé 的评论。最终成果归作者所有，审阅不代表认可！

本文档探讨了三种延迟执行设计，并从第一性原理对其进行了分析。我们首先简要概述每种设计，然后定义一些可衡量的目标和设计复杂性，并将它们映射到各个设计中。

本文档并未将这些设计视为相互竞争的替代方案。例如：EIP-7862 可以与 EIP-7732 结合使用，为提议者提供单Slot延迟状态根。我们的主要目标是关注所需的协议属性，以及如何在给定的复杂性下实现这些属性。

设计

提议者的延迟执行状态根包含

这是 EIP-7862。提议者包含一个延迟状态根，防止区块生产因状态 Merklization 而受阻。这从区块传播的关键路径中移除昂贵的状态根计算，从而减少区块生产延迟。

通过跳过交易延迟执行

这是 EIP-7886。该区块引用父区块的执行输出，将区块 n 的执行截止日期延长至 n+1。廉价的静态验证仍然在 n 的证明截止日期之前执行，而更昂贵的执行被推迟到 n+1 的提议截止日期之前。为了解决免费 DA 的问题，提议者/构建者必须承诺足够的余额，通过 COINBASE 签名来覆盖区块空间。如果该区块中的一条交易在链上提交后被发现无效，提议者仍然需要为该空间付费。

通过 payload 和区块分离延迟执行

这是 EIP-7732。执行 payload 在物理上与信标区块分离，并且比信标区块晚揭示。slot n 的 payload 在 n+1 信标证明截止日期之前进行验证。一个 slot 可能包含一个没有执行 payload 的信标区块。分叉选择被调整为基于揭示/保留的增强设计或基于证明类型计数的设。拍卖机制与 EIP-7732 无关，因为我们的重点是区块和 payload 的分离。

属性

接下来，我们分析对以下属性的影响：

• 区块准备时间：在时间限制下，提议者和构建者有多少额外时间来准备区块？
• 区块传播时间：信标区块有多少额外时间通过网络传播？
• 执行 payload 传播时间：执行 payload 有多少额外时间通过网络传播？
• Blobs 传播时间：Blobs 有多少额外时间通过网络传播？
• 区块验证时间：节点有多少时间来验证包含共识和执行的区块？
• 实现复杂性：关键领域出现实现复杂性的简要概述。

设计 + 属性

提议者的延迟状态根计算

• 获得区块准备时间，因为提议者/构建者从关键路径中移除状态 merklization
• 不利于区块和 blob 传播时间
• 不利于区块验证时间，除非假设预状态根验证可以带来收益
• 设计复杂度低：提议者/构建者提交到预状态根而不是后状态根。验证区块的节点检查预状态根的正确性，而不是后状态根。实现范围涉及：1.) 执行层

通过 EIP-7886（跳过交易）延迟执行

• 获得区块准备时间。 它获得了与第一个设计相同的好处
• 获得区块验证时间。在证明截止日期之前，只需要执行廉价的验证，例如标头字段和 gas 限制边界检查。实际执行可以在验证截止日期之后完成（在第 4 秒到第 12 秒之间）
• 不获得区块和 blob 传播时间。 有关于更改证明截止日期的讨论，但这与此处无关。区块和 blobs 仍然必须在证明截止日期之前到达，以便证明者对区块进行投票。Blobs 有 2 秒的时间在证明截止日期之前传播。

• 设计复杂度不低，主要是由于跳过交易，这是主要的执行层变更，并且是一种新的范例。在共识层方面，主要变化是验证者对 COINBASE 进行签名，作为自构建区块的新要求。这包括以下内容：

  • 验证者签名者更改签名 COINBASE 签名
  • Beacon API 更改，用于提交 COINBASE 签名
  • Engine API 更改，用于将 COINBASE 签名添加到 PayloadAttribute 字段
  • 验证者需要在 slot 开始之前签名 COINBASE

或者，EL 客户端可以对 COINBASE 进行签名，以简化 CL 客户端的操作，但这会改变整个基础设施设置，并增加 EL 的复杂性，以及我们如何看待验证者是唯一的签名实体。

通过 EIP-7732 (ePBS) 延迟执行

• 随着 slot 结构的改变，提议者/构建者在 payload 揭示截止日期之前看不到 payload。这可能会缩短区块准备时间，使其比以前更糟，但这不是一个阻碍因素，因为构建者有时间适应。

• 在 EIP-7732 中，区块仍然引用的是后状态根而不是预状态根，但可以更改。EIP-7732 和 EIP-7862 在这方面是互补的。

• 执行 payload 与共识区块分离，这意味着：

  • 与今天一样，共识区块必须在证明截止日期之前传播和验证。
  • 执行 payload 必须在 payload 证明截止日期之前传播。
  • Blobs 必须传播到下一个 slot 的证明截止日期。Blobs 有 12 秒的时间传播
  • 通过将 payload 与区块分离，有更多的时间进行传播，其中 blobs 受益最多。

• 共识区块必须在信标证明截止日期之前进行验证，这在所有提议中都没有改变。

• 执行 payload 必须在下一个 slot 的信标证明截止日期之前进行验证。

• 与跳过交易不同，现在大多数设计更改都在共识层中，重点是将 payload 与信标区块分离。验证者必须单独签名并广播 payload。payload 通过 gossip 接收，并在客户端中添加一个额外的导入路径。分叉选择的复杂性较低，但仍有待在实践中评估。实现范围仅涉及共识层

• 将吞吐量与本地构建分离

• 原文链接： ethresear.ch/t/delayed-e...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～