Truebit：為可驗證計算開闢市場

以太坊爱好者

特邀专栏作者

2021-05-03 10:29 (UTC+8)

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Turebit 通過將計算移到鏈下來解決這一問題，並通過一種交互式的加密經濟協議來驗證計算的正確性。

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Turebit 通過將計算移到鏈下來解決這一問題，並通過一種交互式的加密經濟協議來驗證計算的正確性。

去中心化應用程序向我們描繪了美好的未來圖景。它們透明度高且具有防篡改性，永不停歇地運行著，在全球範圍內釋放激勵並解決協調性問題。

一級標題

難題：去中心化的計算

使用Solidity 編寫的代碼會在EVM（以太坊虛擬機）中編譯為字節碼，然後打包到區塊鏈中。自此之後，每一筆向存儲著字節碼的合約地址發送的交易都會觸發代碼的運行。由此可以看出，區塊鏈共識機制在設計上存在冗餘：所有的礦工進行一樣的計算，然後對結果達成共識。

計算被量化，相應地費用也是視代碼執行的複雜程度決定的。區塊鏈虛擬機指令集中的每個操作都被標好價格（稱之為“Gas”），交易的發送者每執行一個指令，都會根據計算量來支付費用。

但凡複雜的業務邏輯，總會帶來高昂的成本。

不止如此，在網絡上進行的計算總量會受Gas 上限的影響。 Gas 上限是指在一個區塊中所有交易能消耗的Gas 總量。不幸的是，由於存在驗證者困境的問題，我們不能單純地增加Gas 上限；礦工一旦接收到一個剛剛形成的區塊，就需要先驗證這個區塊是否有效，才能開始尋找下一個區塊，但是這樣的驗證是免費的勞動。受利益驅動的礦工處在了一個兩難的境地：驗證這個區塊還是直接跳過它。而當區塊的Gas 上限增加時，這種困境的影響也隨之變大了。

所以說計算是昂貴且受限制的。

一級標題

解決方案：鏈下的可驗證計算

當一個dApp（去中心化應用程序）想要運行昂貴或是超過Gas 上限的計算時，與其直接在以太坊上運行計算，不如交給Truebit 協議。

Truebit 合約

和Truebit 協議進行交互的API 十分簡單：它僅僅是Truebit 智能合約上的一個叫做createTask 的函數。

dApp 調用createTask 函數的過程需發送以下內容：

程序：程序代碼。 Turebit 使用的是WebAssembly 虛擬機技術，所以dApp 能直接將程序代碼的字節碼發送給WebAssembly 虛擬機，或者發送該程序代碼在IPFS 或其他基於內容尋址的系統上的哈希值。
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一個dApp 創建了一個Truebit 任務

為了進一步說明這個流程，下面我們來看兩個例子。

Livepeer 是一個去中心化計算平台，它需要檢查轉碼器是否正常工作。於是它調用了createTask函數，將FFmpeg 作為程序、一段視頻作為輸入值發送給了該函數。

Aragon 是一個匿名組織的平台，它想進行計票的工作。在鏈上循環進行大批量的投票工作是十分昂貴的，而且如果計票的數量太多，Gas 上限就會阻礙這項工作的進行。於是Aragon 調用了Truebit 的createTask 函數，將計票函數作為程序、票數數組作為輸入值發送給了該函數。

這個函數會在Truebit 合約中生成一個新的任務。

Truebit 網絡

Truebit 是一個計算任務市場。

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Truebit 礦工監聽計算任務

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一個簡單的C 程序（圖左）及其編譯後的WebAssembly 文本形式（圖右）

挑戰者發起了驗證遊戲。

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任務處理人和挑戰者進行驗證遊戲

現在輪到挑戰者在本地計算己方狀態的默克爾樹根，並且將結果和任務處理人的結果進行比較。

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挑戰者詢問集合內第二個中點的狀態根

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挑戰者查詢第三個中點的狀態根

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鏈上WebAssembly 解釋器運行有爭議的指令

如果該狀態的默克爾根計算出來和任務處理人提供的狀態根不同，後者的押金就會被沒收。

整個過程就是這樣！

一級標題

加密經濟學

Truebit 的激勵包括任務獎勵、押金、任務處理人和挑戰者之間的挑戰機制以及計算市場的經濟設計。

最近我們公佈了Truebit 代幣的升級計劃，以下是目前考慮使用的兩種解決方案：

激勵層一：強制出錯& 累積獎池

仔細地研究這個協議，一些敏銳的讀者可能會發現一個問題。

任務處理人明白自己的計算結果會受到檢查，而且如果出錯，會被沒收押金，因此不會作弊。長此以往，驗證者極難發現錯誤，無法獲得收入，最終在計算市場中消失。在驗證者消失之後，任務處理人就會開始作弊了。然後，驗證者會再度出現，把錯誤揪出來。

這個系統並不處在一種穩定的平衡之中，而是經常上下翻轉的。

為了解決這個問題，Truebit 在白皮書中提出了一種強制出錯（forced error）和累積獎池（jackpot）的概念。 Truebit 協議會在一定概率下強制任務處理人提供錯誤的計算結果。凡是發現這類錯誤並挑戰成功的驗證者都將自動收到一份累積獎金。這筆意外之財的獎額是從所有任務的獎勵中抽取的，因此十分巨大，為驗證者提供了可觀的預期收益。即使任務處理人總是提供正確的計算結果，驗證任務也是有利可圖的。