Ergos hybrides Verfahren zur Kostenberechnung

Einführung

Die Überprüfung der Gültigkeit von Smart Contracts auf einer Proof of Work (PoW) Blockchain verursacht Kosten, sowohl in Bezug auf Zeit als auch auf Ressourcen. Wenn diese Kosten nicht kontrolliert werden, kann dies zu einem langsamen Netzwerk oder sogar zu Denial-of-Service-Angriffen führen, die die Nutzung des Netzwerks vollständig verhindern. Daher ist die Kostenkontrolle grundlegend für eine funktionierende Blockchain.  

Typischerweise gibt es zwei allgemeine Möglichkeiten, die Kosten auf einer PoW-Blockchain zu kontrollieren:

1. Ahead-Of-Time Costing (AOT Costing) - schätzt die Kosten vor der Ausführung des Skripts, sodass ein überteuertes Skript gar nicht erst ausgeführt wird
2. Just-In-Time Costing (JIT Costing) - berechnet die Kosten während der tatsächlichen Ausführung eines Skripts

Jede dieser Methoden hat Vor- und Nachteile. Das bevorstehende Upgrade v.5.0 der Ergo-Knoten verwendet einen hybriden Ansatz zur Verbesserung der Kostenkontrolle.

Vor- und Nachteile von AOT-Kosten

Derzeit verwendet Ergo AOT-Kosten. Die Arbeit erfolgt auf der Ergo-Blockchain in Blöcken. Jeder Block dauert etwa 2 Minuten und umfasst alle Transaktionen für diesen Zeitraum. Blöcke erhalten ein Budget und dürfen dieses Budget nicht überschreiten. 

Wenn ein Miner einen Block erstellt, werden die Kosten des Blocks im Voraus geschätzt. Wenn die Kosten unter dem Budget des Blocks liegen und die Mathematik/Logik aufgeht, wird der Block der Blockchain übermittelt.

Schätzungen haben jedoch auch Kosten. AOT-Kosten sind sinnvoll, wenn diese Kosten geringer sind als die tatsächliche Ausführung des Skripts. Es ist weniger teuer, Schätzungen vorzunehmen, wenn einfache Smart Contract-Sprachen verwendet werden.

Die Verwendung von AOT-Kosten hat einen Hauptvorteil. Die Grenzen werden vom Netzwerk in Blöcken und nicht pro Transaktion auferlegt. Da die Schätzungskosten niedrig sind, übernehmen Miner die Transaktionskosten für abgelehnte Transaktionen. Jede akzeptierte Transaktion erfordert dann eine einfache Gebühr, die dem Block hinzugefügt wird.

Es ist wichtig zu beachten, dass AOT-Kosten nicht ohne Nachteile sind. Schätzungen sind keine tatsächlichen Kosten und oft ineffizient, was Netzwerkressourcen verschwendet, die Kapazität jedes Blocks verringert und damit die Skalierbarkeit der Blockchain einschränkt. Dies gilt insbesondere in Fällen wie Ergo, wo die Blockchain die Verwendung von Sammlungen von Eingaben und Ausgaben, benutzerdefinierten Kontextverlängerungsvariablen und anderen komplexen Funktionen unterstützt. Darüber hinaus nutzt AOT-Kosten nicht die Effizienzen von Smart Contract-Sprachen der nächsten Generation, die weniger teuer zu betreiben sind als zu schätzen. 

Es gibt weitere Nachteile von AOT-Kosten, aber das oben Genannte zeigt die Notwendigkeit eines besseren Modells zur Kostenkontrolle als nur AOT-Kosten.

Ergos neues hybrides Verfahren zur Kostenberechnung

Die bevorstehende Veröffentlichung des Ergo-Knotens v.5.0 wird einen hybriden Kostenalgorithmus verwenden, um die Kosten zu kontrollieren und das Netzwerk vor Denial-of-Service-, Spam- und anderen Angriffen auf Netzwerkressourcen zu schützen. Mit diesem neuen Ansatz gibt es zwei Phasen im Kostenalgorithmus. 

In der ersten Phase durchlaufen die Transaktionseingaben einen Verifier (eine Eingabe nach der anderen) und das Skript jeder Eingabe wird auf eine Sigma-Aussage reduziert - eine Art Ausgabebedingung, die kryptografisch verifiziert werden kann. JIT-Kosten werden während dieser Reduktionsphase angewendet. 

Wenn jede Eingabe in der Transaktion eine Sigma-Aussage hat, werden dann AOT-Kosten (die sowohl sehr einfach als auch schnell sind) verwendet, um die Kosten aller kryptografischen Operationen in der Transaktion zu berechnen. Alle Kosten werden dann zusammenaddiert, um die endgültigen Kosten der Transaktion selbst zu bestimmen. Sobald die endgültigen Kosten der Transaktion ermittelt sind, werden sie zu den Blockkosten hinzugefügt, die innerhalb des Blockbudgets liegen müssen, bevor sie hinzugefügt werden können.

Der gleiche Prozess wird für jede Transaktion im Block (in Reihenfolge) wiederholt und die Gesamtkosten des Blocks werden angesammelt. Bevor er der Blockchain übermittelt werden kann, muss jeder Block unter den pro Block erlaubten Kosten liegen. 

Mit der Einführung dieser neuen zweistufigen Kostenmethode können die Kosten effizienter und genauer mit geringeren Ausgaben als bei der alleinigen Verwendung von AOT-Kosten ermittelt werden. Infolgedessen sollte die Veröffentlichung des Ergo-Knotens v.5.0 die Anzahl der Transaktionen pro Block effektiv erhöhen, die Kostenschätzungen verbessern und die Leistung der Ergo-Blockchain steigern.