簡單讀懂二層方案TrueBit 解決以太坊高Gas費問題

2021-05-08 15:05:56

以太坊鏈上的困境

以太坊最初的目標是“世界計算機”，但區塊鏈的核心是安全和去中心化，當用戶運行智能合約時，所有節點都有參與。這些節點通過EVM執行，而這些執行會消耗計算資源，每個計算都會收取“gas費用”。這意味着復雜的合約會收取昂貴的費用。如果合約過於復雜，顯然是不適合在鏈上部署的。

此外，衆所周知，以太坊有Gas Limits。有了Gas Limits，好處是以太坊可以防止拒絕服務攻擊、鼓勵交易驗證等。不過，它也存在問題：以太坊鏈上無法執行密集型的大量計算任務。Gas Limits讓處理大計算量任務不僅成本高且無法實現。想想看，有成千上萬的計算機來存儲和運行相同的指令。

TrueBit：鏈下+可驗證+博弈機制

為解決這個問題，TrueBit的基本思路是：既然鏈上無法實現，且很昂貴，那么，就將這些大計算量的任務放到鏈下來完成，而將執行結果提交到鏈上，同時通過基於博弈的經濟機制來確保其結果的可驗證性。

這種解決方案可以讓之前鏈上無法實現的計算（如機器學習等）有機會落地，同時成本上也可以接受。關於鏈下計算，我們之前也有介紹過Zk-Rollups和Optimistic Rollups等方案，可以參考藍狐筆記之前的文章《一文讀懂ZK Rollup和Optimistic Rollup:以太坊重要的擴展方向》。

不過TrueBit的方法不是依靠加密證明，而是依靠博弈機制來驗證其是否為正確執行,也就是其結果的正確與否不是依靠數學，而是依靠驗證者的多方博弈機制。

TrueBit通過構建鏈下的計算市場，讓計算任務接單人來執行智能合約的計算任務。它沒有所有節點執行的冗余和效率低下，可以節省計算費用。同時，也沒有鏈上區塊的Gas Limits，最終上鏈的只是執行結果。

此外，以太坊智能合約執行還存在可能的驗證者困境。在以太坊區塊鏈上，區塊生產者會獲得獎勵，而區塊驗證者沒有。這會激勵節點花費更多資源去挖下一個區塊，而不是正確地驗證提議的區塊。這不利於智能合約被正確執行，甚至有可能不被區塊包括進來。

TrueBit引入了“可驗證博弈”的機制，通過博弈機制來挑战和驗證合約執行的正確性。用戶通過TrueBit的界面發布執行智能合約的任務，任務的解決者提交的結算結果可以公开審計。任何第三方都可以對結果提出挑战。

任何以太坊節點都可以是仲裁者，可以裁決爭議。任務的解決者和挑战者都需要質押TRU代幣（TrueBit的代幣，下面會有專門提及）資產。任何一方獲勝都可以獲得代幣獎勵，而計算缺乏准確性的一方則要會被處以代幣消減的懲罰。進行任務解決和挑战都可以通過TrueBit OS來完成。

為了激勵挑战者持續參與挑战，防止不正確的執行，TrueBit還設計了一個“強制錯誤”機制。TrueBit協議本身會提交不正確的智能合約結果，鼓勵挑战者發現這些“錯誤”，讓挑战者有機會獲得系統給予的獎勵，從而提升系統的韌性。

TrueBit的代幣經濟服務於其可驗證計算

TrueBit的代幣是TRU（注意：有好幾個代幣符號均為TRU，不要混淆），其代幣經濟服務於其可驗證計算的目標。

由於TrueBit希望通過經濟博弈機制來實現計算結果的可驗證，因此代幣經濟機制在其運作中顯得尤為重要。在TrueBit代幣經濟中，主要包括任務提出者、解決者、驗證者。通過代幣經濟將這些角色連接起來，最終服務於TrueBit的可驗證計算方案。

TrueBit本質上構建了一個鏈下的計算市場。任務解決者主要目的在於通過完成計算任務獲得TRU代幣獎勵。任務解決者在TrueBit OS中持續運行，他們會對網絡上發布的每個任務進行競標，除非他們對任務進行過濾。每個任務都有一個解決者，任務提交者會從注冊的任務解決者隨機選擇一位。

為了確保執行的正確性，任務驗證者也要參與進來。為了激勵驗證者，任務提交者也需要給予驗證者TRU代幣獎勵。驗證者的解決方案必須與解決者的解決方案相匹配。每個任務的驗證者數量沒有限制，驗證者費用會在這些驗證者之間均分。驗證者也可以設置任務的過濾，比如最低TRU獎勵等。

按照Truebit的介紹，智能合約可以將其看作為黑匣子，通過黑匣子輸入和輸出，無須考慮以太坊區塊的Gas Limits。用戶可以通過TrueBit OS客戶端執行所有網絡交互，包括獲取、存儲TRU代幣等。

從流程上看，首先任務提供者會將計算任務發布到TrueBit網絡上，任務提供者包括：任務所有者和任務提交者。任務所有者提供需要計算的函數f、虛擬機參數、智能合約地址等。任務提交者提供適用的輸入x，支付TRU代幣費用等。任務所有者可以通過TrueBit OS提交任務，這種情況下，任務所有者和提交者共用一個地址。此外，任務所有者也可以部署跟任務提交者交互的智能合約。

簡單讀懂二層方案TrueBit 解決以太坊高Gas費問題

（TrueBit網絡的代幣流，TrueBit）

任務提供者發布任務時，還需要指定一些經濟參數：

任務解決者的代幣獎勵

如果任務的解決者完成任務，可以從任務提交者那裏獲得TRU代幣獎勵。

驗證者的驗證費用

驗證費用也由任務提交者支付TRU，它會在執行任務的驗證者之間進行分配。驗證者費用越高，能夠吸引到的驗證者就越多。

最小存儲費用

任務解決者和驗證者需要質押一定量的TRU代幣，以執行任務。

TRU的用途和價值捕獲

TRU代幣經濟機制是服務於其可驗證計算市場的。而TRU代幣用來衡量計算任務的價值，也是其支付媒介。

TRU用於支付任務費用

任務解決者和驗證者可以通過自己的計算勞動獲得相應TRU代幣獎勵，在TrueBit的體系中，TRU代幣是整個體系運行的關鍵所在。

TRU用於獲得相應參與者資格

任務的解決者和驗證者都需要質押一定量的TRU，防止作惡。

TRU用於冷啓動的補助

在特定時間內，TrueBit為了實現冷啓動，TrueBit會為每個任務的參與者提供額外補助，其中包括任務的所有者、解決者以及驗證者。可以在Truebit OS中運行bonus命令來檢查當前補助額。

TRU的價值捕獲

TRU代幣會根據累計需求隨時間推移創建或銷毀。用戶用ETH購买TRU，或retire TRU來換回ETH。

用戶將ETH存入儲備托管合約購买TRU，如果用戶進行retire交易，則可以從托管合約提取相應的ETH。

除此之外，每個TrueBit任務也會銷毀TRU代幣。可以在TrueBit OS中檢查任務費用命令，可以了解當前的銷毀率、當前購买的代幣價格、retire價格。

TRU的需求來源於TrueBiT的計算任務市場，如果以太坊上鏈外計算市場越大，那么，TRU的潛在需求就越大。計算任務需求方（如部署合約的應用），需要購买TRU來支付計算任務的費用；計算市場越大，任務的解決者和驗證者也越多，也越需要質押更多的TRU代幣來獲得相應服務資格；計算任務越多，銷毀的TRU也越多，也會造成TRU從流通中移出。

隨着web3的到來，更多的應用可能會結合以太坊的Layer1和鏈外計算等，從而實現之前無法實現的dApp用例，比如去中心化視頻應用、去中心化的社交應用、去中心化的機器學習市場等等。如果在web3.0時代，TrueBit能夠捕獲其中的鏈外計算市場的一部分，就有機會支撐起TRU的價值。

當然，毋庸置疑，基於以太坊的鏈外計算市場未來競爭一定會很激烈。TrueBit需要在解決方案上證明其成熟性，也需要在運營上獲得开發者群體的廣泛支持。

以太坊網絡費用

由於跟以太坊區塊鏈的交互需要支付gas費用，TrueBit（公司）會對每個任務的解決者和提交者收取相應的ETH網絡費用。驗證者則不需要支付以太坊網絡費用。此外，任務解決者地址也必須購买一次性的許可費用（支付給公司），才能加入到TrueBit網絡。

項目背景

最後，TrueBit的背景方面，其創始人為Jason Teutsch；以太坊基金會的Christian Reitwiessner也有參與白皮書的撰寫，Christian Reitwiessner是以太坊基金會Solidity編程語言技術實施負責人。在資金資助方面，TrueBit項目獲得Coinbase前聯合創始人Fred Ehrsam以及Polychain Ventures機構的投資。