a16z：「強鏈質量」讓每個質押者都在區塊裡擁有專屬空間

撰文：@ittaia、@PGarimidi 和@jneu_net

編譯：AididiaoJP，Foresight News

鏈質量（Chain Quality, CQ）是區塊鏈的一項核心屬性。通俗地說，它的含義是：

如果你持有 3% 的質押權益，那麼在平均時間範圍內，你就能夠控制 3% 的區塊空間。

對於吞吐量較低的早期區塊鏈來說，鏈質量已經足夠適用。但現代區塊鏈的帶寬要大得多，單個區塊內就能包含大量交易。

這就引出了一個更強、也更精細的概念。它不僅關注隨時間平均的區塊空間比例，更著眼於每個區塊內部的區塊空間劃分。我們稱之為「強鏈質量」（Strong Chain Quality, SCQ）：

如果你持有 3% 的質押權益，那麼在每個區塊中，你都能控制 3% 的區塊空間。

本質上，這一屬性讓利益相關者能夠在一個高吞吐量的區塊鏈內部擁有「虛擬車道」，從而保證自己的交易能夠被包含進去。

區塊鏈中的「鏈質量」

比特幣的關鍵創新之一——如今幾乎每條區塊鏈都具備這一點——是在協議內部引入了針對區塊提議者的獎勵機制：成功將區塊附加到狀態機的一方，可以獲得新鑄造的代幣以及交易費用。這些獎勵由狀態轉換函數規定，並最終反映在系統狀態之中。

在傳統的分佈式計算模型中，參與方被劃分為誠實方和惡意方。這裡沒有獎勵誠實方的必要，因為誠實行為本身就是模型中的默認假設。

而在加密經濟模型中，參與方被看作理性行動者，其效用函數可能是未知的。目標在於設計激勵措施，讓這些參與者在追求自身利潤最大化的過程中，自然地與協議的成功運行保持一致。結合協議內部的獎勵機制，我們可以得出鏈質量的如下理想化定義：

鏈質量（CQ）：持有總質押權益 X% 的聯盟，在全局穩定時間（GST）之後，有 X% 的概率成為每個進入鏈的區塊的提議者。

如果一條鏈偏離了鏈質量的要求，就可能讓某些聯盟獲得超出正常比例的獎勵份額，從而削弱誠實行為的動機，威脅協議的安全性。

許多區塊鏈都通過「基於質押權重的隨機領導者輪換機制」來滿足或努力滿足這一屬性。目前面臨的典型挑戰包括：比特幣的「自私挖礦」問題；Monad 的尾部分叉抗性問題；以及以太坊 LMD GHOST 協議中的問題。

「強鏈質量」的由來

當區塊空間足夠充裕時，我們不必將整個區塊的內容交由單一的提議者壟斷。相反同一個區塊的區塊空間可以由多個參與方來共同劃分。強鏈質量這一加密經濟定義所表達的，正是這一思想：

強鏈質量（SCQ）：持有總質押權益 X% 的聯盟，在全局穩定時間（GST）之後，能夠控制每個區塊中 X% 的區塊空間。

這個理想化的屬性，隱含地引出了「虛擬車道」這一抽象概念。也就是說，聯盟實際上在每個區塊中都能控制一定比例的專用區塊空間。

從經濟角度看，擁有一條虛擬車道，相當於持有一項能夠產生收益的生產性資產，這些收益可能來自交易手續費，也可能來自 MEV（最大可提取價值）。外部實體為了獲得並維持這些車道，會圍繞質押權益展開競爭，這就為底層的 L1 代幣創造了持續的需求。一條車道能夠產生的經濟價值越大，各方競爭質押權益的動力就越強，而控制這些區塊空間訪問權的 L1 質押權益所能積累的價值也就越高。通過這種抽象，我們可以將更強的抗審查能力，轉化為協議中的 SCQ 有效性屬性。

強鏈質量與抗審查性

近期研究表明，抗審查協議非常重要。這類協議不僅要保證誠實方的輸入最終被包含，更要保證它們能被立即包含。強鏈質量（SCQ）可以看作這一屬性在區塊容量有限的情況下的擴展。

在實際場景中，如果待包含的交易量超過了可用的區塊空間，那麼沒有任何協議能夠滿足理想意義上的抗審查性。SCQ 通過一種更務實的思路來應對這一限制：它不強求所有誠實交易總能被包含，而是為每一個質押節點分配一個「預算」，確保在此預算範圍內，其交易能夠被包含。

MCP 協議是作為現有實用拜占庭容錯（PBFT）式共識協議之上的一個組件被提出來的，目的是使這些協議具備抗審查能力。該協議同時滿足了 SCQ 的要求——它根據質押權益的比例，為提議者分配相應的區塊空間。現有的基於有向無環圖（DAG）的 BFT 協議，則提供了一種實現多寫者內存池的方式，也具備一定程度的抗審查能力。

這些協議的標準實現，通常因為允許領導者選擇性地延遲某些交易子集，而未能嚴格滿足 SCQ。不過對這些協議稍作修改，就有可能重新實現 SCQ。與此相關的一個方向是「強制交易包含」，用於減少審查行為。

MCP 還展示瞭如何實現一種更強的隱藏屬性。藉助這一屬性，利益相關者可以創建虛擬的私有車道，這些車道中的內容只有在整塊區塊對外公開時才會被揭示。我們將在後續文章中進一步展開這一點。

如何實現強鏈質量

要在全局穩定時間（GST）之後獲得強鏈質量，關鍵在於保證提議者不能隨意審查利益相關者的輸入。這可以通過一個兩輪協議來實現。在幾乎所有基於視圖的 BFT 協議基礎上，只需做兩處小的改動：

• 第一輪：每個參與方將其認證後的輸入發送給所有其他參與方。
• 第二輪：每個參與方如果收到了來自參與方 i 的認證輸入，就將 i 加入自己的包含列表。隨後，該參與方將其包含列表發送給領導者。這一操作相當於承諾：自己只會接受那些包含了該列表中所有輸入的區塊。
• BFT 提議：領導者收到這些消息後，在區塊中收錄所有收到的包含列表的並集。
• BFT 投票：只有當某個區塊包含了該參與方自己包含列表中的所有輸入時，該參與方才會投贊成票。

不難看出，按照這個協議草圖，可以構建出一個完整的協議。該協議能夠在全局穩定時間（GST）之後滿足強鏈質量，提供抗審查性，並且在領導者為誠實方時保持活性。如果要在 GST 之前也實現 SCQ，還需要在每一輪中等待足夠數量（法定人數）的值或列表。我們將在後續文章中詳細闡述這一協議及其擴展形式。

近期的研究表明，要實現強鏈質量和抗審查性，需要在常規 BFT 協議的投票輪次之上，再增加兩輪（如上文協議草圖所示）。我們也會在後續文章中詳細說明這一結果。

雖然強鏈質量（SCQ）規定了聯盟能夠控制的區塊空間比例，但它並沒有完全限定交易在區塊內的排序方式。SCQ 可以理解為：為每個質押節點預留了空間，但並未對這些空間內交易的順序作出任何保證。

這就為交易排序機制的設計開闢了豐富的研究空間。一個好的排序機制，有望在區塊鏈生態中進一步提升公平性和效率。一種值得關注的方向是根據優先費用來對交易排序。