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                收藏本站 網站導航 開放平臺 Tuesday, November 23, 2021 星期二

                以太時鐘:一個高斯計時器

                來源 中金網 11-14 07:59
                摘要: 我們總是在思考區塊鏈原生(native)啥啥的含義,卻很少有人從時間的概念切入。

                  區塊天眼APP訊 : 我們總是在思考區塊鏈原生(native)啥啥的含義,卻很少有人從時間的概念切入。Gigi 的「比特幣是時間」讓我第一次聽到區塊鏈上滴答的節奏,takensthereom的「以太坊:高斯計時器」則讓我進一步看到了這個時鐘的模樣,而這一次,它可以與我發生關聯:每個人的

                摘要

                  高斯計時器是一個簡單的NFT飾品,一個定時器。它是一個振蕩器,根據以太坊的平均區塊時間在固定的秒數內循環。但所有者與高斯計時器的關系更為復雜。鐘表包含 “復雜功能”(complications* 鐘表學術語)。這些復雜功能將區塊鏈的無休止的隨機顫動與它的所有者聯系起來--后者的行動在某種程度上被嵌入其中。

                  *維基百科:在鐘表學中,復雜功能是指機械表在顯示小時、分鐘和秒之外的任何特征。一個只顯示小時、分鐘和秒的計時器被稱為簡單機芯。

                  計時器在鏈上生成,ERC-721合約保證它們完成循環時,會更新顏色。計時器中展示了一個充滿動態元素的 “表盤”,而不是數字,這些元素創造了一個動態的幕布(式表盤),代表計時器的開始和結束。這些元素的數量與計時器周期內打包的區塊成正比--跨越隨機性向另一個不可避免的區塊高度過渡。

                  計時器有五種持續時間模式(區塊高度):2、4、8、16和32塊(26秒至7分鐘)。計時器有幾個屬性的區分,在下面的章節中會進行總結。這些屬性中最主要的是,計時器表圈上的標記,表明其所有者有多少鏈上NFT(樣本是包括Avastars、ChainFaces、[sol]Seedlings在內的15個項目)。下面是一些計時器的大致模樣。

                  計時器的例子。沒有多少鏈上NFT的主人計時器上的元素會更少,更簡單,更安靜--就像上面那一行。那些有更多的鏈上NFT的人將會在他們的計時器中加入更多的元素,就像下面這一排所示。高斯表有一個主指針(圓圈),根據固定的時間繞著表圈運行。但在這塊表的周圍有一些復雜的東西,包括:計時變化的代表(表圈內側的月牙),所有者的鏈上NFT(表圈上的標記),一個動態的移動元素的 “表盤”,以及一個真正的、實際的一天的時間的標記(UTC時間12小時鐘,表圈外側的三角形)。與計時器相關的區塊號碼顯示在計時器的區塊計數下面(例如,在 “+2 ”下面),星號 “”顯示當前的gas價格,增量為25(上限為300gwei)。顏色和表盤隨著每個周期的區塊時間更新。詳情見下面的內容。*

                  與之前的項目(胖車庫經授權編譯的1,2)一樣,高斯計時器也與統計學和數據可視化有關。每個計時器上的大多數元素都是基于數據的某些方面。有些是基于使用塊時間和所有者地址(由智能合約本身計算)的偽隨機數生成。其他的是基于區塊時間的隨機性(見下面的小研究)和所有者在其錢包中擁有多少 “鏈上 ”元素。

                  該項目的主要、原始動機是為了表達區塊鏈時間的統計學 “高斯 ”性質。這是它的名字的來源,也是項目開始的地方。所以我保留了它。但在建造這些東西的過程中,它們變成了一些其他東西:一個計時器,一個數據可視化,一個象征性的狀態信號器。這些小飾品展示著狀態和動態,token和時間。將整個區塊鏈上的時間表達與主人(owner)的存在聯系在一起。

                  這些計時器是 “藝術 ”嗎?我不認為自己是一個藝術家。正如我以前的項目一樣,這些計時器是對區塊鏈及其數據的技術方面的一種視覺探索。擁有者可以自由地以他們希望的方式來構思它們。我們可以成為更具有反思精神的審美相對論者,那么下面我將解釋這個作品,希望你覺得有趣;)

                內容1. 簡介

                  時間是老生常談的話題,關于時間不夠用了,白駒過隙,時間是如何被記住和珍視的,“我度過了一個美好的時光”?!皶r間”這個詞是英語中最常見的詞匯之一,關于時間概念的表達充斥著各種文化和語言。

                  但這種共性來自于時間的普遍性,它的悖論和神秘性。時間是偉大的破壞者,但它也是建造師。我們可以用絕對的術語來思考它,但要知道它是取決于觀察者的。我們對它的感知可能隨著年齡的增長而改變。它在相當大的隨機性和神秘中展開,但對每個個體來說卻一種獨特的必然性。

                  *1933年的瓦萊里(Paul Valéry)在閱讀了亨利-柏格森和現代物理學的各種著作之后,對時間問題非常關注。他提出 時間就是生產 time is production[1] ,只有內在的、與實現共屬的時間才是生產(Only a time that is immanent and co-belonging with realization can be equivalent to production.)

                  在某些方面,區塊鏈與許多這些時間概念有著有趣的相似之處。賬本上的區塊高度不可避免地向前推移,但這些推移是可變的。有時它們會快速連續發生,有時我們會等得更久。很容易聯想到現實生活的例子--等待快遞,等待朋友來電,等炸雞啤酒外賣。但這里與我們的時間感有更深的關系。就像時間之箭一樣,區塊無休止地向前推進(尾注1)。以太坊最終到達1,000,000,000區塊是不可避免的。當然,這是假設以太坊還能活很多年。如果不是這樣,如果以太坊永遠不會達到這個里程碑,這也是我們凡人在時間上經歷的其他不可避免性。

                  這篇文章描述了一個小規模的NFT項目,名為 “高斯計時器”。這些計時器是為了概括這些與時間的關系。它們的靈感來自于塊狀時間的統計模式,尋求將它們與我們自己的時間實踐進行類比。這些NFTs包含著在區塊鏈上編程的時間概念,以一種有趣的計時器的形式表達,我稱之為高斯計時器(Gaussian Timepieces)。

                  首先,在介紹Timepiece之前,先介紹一下背景。

                2. 時間、NFTs和區塊鏈

                  這個夏天的NFTs帶來了許多對時間的探索。我最喜歡的作品之一是[[shvembldr]]的 “Aliens clock[2]”。這些生成的作品讓我們想象一個 “多維的生命正在看著這個鐘,思考存在的無常和宇宙的無限”。它們是動態和神秘的。[[Alexis André]]的 “720 Minutes[3]”、WAWAA的 “Timepiece[4] ”和其他作品以迷人的方式探索時間。[[Harm van den Dorpel]]的 “Mutant Garden Seeder[5]”的動態變化喚起了人們對時間的玩味,因為它們時不時地更新,讓它們的主人高興。有功能的時鐘也被加入到鏈條中,比如[[brucethegoose]]的動態的、一秒一秒的 “Matter of Time[6] ”和[[Ariel Becker]]的創新 “Binary Blockchain[7]”。另一個最受歡迎的是[[Inner Space]]的名為 “Moon in Motion[8]”的項目。它使用鏈上的時間戳來創建一個動態的NFT,隨著月相的變化而變化。

                  我對區塊鏈時間概念的探索已經有一段時間了。過去的一些工作涉及對起源和歷史的追溯。最近受到 “Moon in Motion ”和 “Mutant Garden Seeder ”動態思路的啟發,我想創造一種可視化,將時間和動態的元素結合起來,捕捉鏈的核心特征—— 以太坊的動態。

                  但這個項目最初的靈感完全來自以太坊之外:今年早些時候一篇關于比特幣和時間的神文。

                3. “比特幣就是時間”

                  yyds的Gigi在一篇題為 “比特幣就是時間[9] ”的博文中對比特幣與時間的關系進行了詳細的研究。在這個分析中,Gigi指出,比特幣代表價值的能力繼承于它代表時間的能力--以數字形式融合了賬本和代幣的概念。

                  正是這種因果關系和不可預測性的結合,使得在其他永恒的數字領域中創造了一個人為的 “現在”。

                  賬本由一個區塊到下一個區塊的10分鐘滴答連接表示,每個新區塊通過加密哈希標記其與過去的連接。這種通過協調編碼并為所有人保存的事件鏈,是一種 “無情跳動 ”的時鐘。

                  比特幣在很多方面都是時間。它的單位是存儲的時間,因為它們是貨幣,而它的網絡是時間,因為它是一個分布式的時鐘。這個時鐘的無情跳動是產生比特幣所有神奇特性的原因。

                  正如Gigi所描述的那樣,比特幣的10分鐘時鐘是高度可變的。有時,當區塊被提交到鏈上時,時間差甚至會發生逆轉,盡管這很罕見。但去中心化的共識機制的運作方式是保持一個大約10分鐘的平均刻度,當它偏離這個刻度時,會進行修正。

                  以太坊也是一個無情的時鐘。它也許是一個更加狂熱的時鐘。以太坊的區塊每10到20秒左右就會被確認一次。但這個時間也會有很大的變化。這在其他分析中已經顯示出來了。讓我們重新審視一下其中的一些基本觀點。

                4. 以太時鐘

                  以太坊的區塊每隔10-20秒就會出現一次(尾注2)。但在區塊時間周圍有一種分布,一種擴散。讓我們來看看自EIP-1559(從8/5-8/24左右)以來發生的超過10萬個區塊的批次。在這10萬個區塊中,當從一個區塊到下一個區塊時,時間上有如下變化。

                  通常情況下,區塊之間的關系是快速且連續的,幾乎瞬間完成(在這個圖的左邊)。其他時候,但非常罕見,它可能需要一兩分鐘(該圖的右側)。這種變化至少是由兩個因素造成的。

                  主要因素是工作量證明中的時間變化。在尋找區塊方面存在固有的隨機性,因此它需要可變的時間。

                  另一個是網絡延時。礦工必須協調,成功的區塊可能需要時間來傳播。

                  另一個潛在因素是區塊重組。有很多關于 “黑暗森林 ”的討論,礦工提取價值(MEV)已經引入了各種方法,將交易戰略性地捆綁到區塊中。

                  這些因素加在一起,帶來了變化--有時區塊來的很快,有時需要很長。

                  但考慮到等待,比如說,10個區塊??纯磸囊粋€區塊到之后的第10個區塊的時間,我們會得到一個不同的模式,一個開始類似于鐘形曲線的模式,通常稱為正態或高斯分布。

                  造成這種形狀變化的原因是,從一個區塊到下一個區塊,到第10個區塊的所有變化都被整合到了一起。這說明了概率論和統計學中一個美麗的原則。例如,讓我們采取一個更大的時間窗口,即下一個第100塊。

                  據說,“在極限情況下,”平均區塊時間接近于13秒左右的特征--我們可以稱之為 “典型 ”區塊時間。盡管一個區塊與下一個區塊之間存在偏離,但隨機性在我們100個區塊的估算中被整合在一起。其結果是一個對稱的傳播,平均數和中位數都在峰值。

                  因此,如果我們把以太坊作為一個時鐘,我們會在更大的時間單位上實現更多的穩定性。這可以通過將變化除以時間長度來進一步顯示,稱為變異系數。這個系數衡量的是你的價差相對于平均值有多高的變化。因此,如果我們用以太坊作為一個時鐘或計時器,相對于我們希望估計的時間,我們會有多大的偏差?

                  當我們看向下一個1個區塊、2個區塊、......100個區塊時,相對于我們希望估計的時間,差值會縮小??梢哉f,“以太坊時間 ”在極限中是靜止的。EIP-1559之后的第100,000個區塊如何呢?從第12,965,000塊到第13,065,00塊的時間是1,333,061秒,每塊13.33秒。

                  在這個意義上,區塊鏈是一個隨機時鐘。它無情地點擊前進,但如果我們用它來看時間的話,會與我們的估計有偏差。這種變化是系統性的,并以其自己的方式美麗著。

                  從某種意義上說,區塊鏈是一個高斯計時器。

                5.高斯計時器

                  想象一下,你提前很久就計劃好了一個生日派對。相對于你提前計劃的好幾個星期,它在某個特定日期的時間是相當精確的。到了那天,派對的 “開始 ”可能相對于這一天本身來說更容易變化,下午1:01或1:26。游戲在下午2點24分進行......或2點13分。蛋糕是在下午5點點燃--或早點兒晚點兒。而在聚會期間,較小的事件可能是相當無序的、令人驚訝的、突然的和自發的--時間非常容易變化。也許大多數人類活動都可以被解析為這種時間模式化--圍繞不可避免的時間的變化在某種程度上取決于我們計劃和展望的程度。

                  一個隨機的時鐘或計時器應該表達這種不確定性。以下原則可以由這樣的計時器來表達:

                  它應該表達計時制度的長期趨勢,即使是不精確的。這標志著區塊鏈的隨機但長期穩定的特點。

                  計時器還應該有關于基于時間單位的相對精度的指數(幾個區塊與十幾個區塊)。這是更多的變化,不太穩定,但與讀出特定時期的區塊時間的計時器更相關。

                  計時器應該包含不確定性的標志,提示持有者從一個時刻過渡到另一個不可避免的時刻的感覺,盡管它們之間可能存在著隨機性。

                  這個定時器的形式也應該有一個熟悉的形狀,有熟悉的成分在。我使用了經典的循環邏輯的圓形形式。一個指針或其他一些機制圍繞這個形式掃過,表示時間的相對時刻,也表示整個時間周期的重復性。還將有受數據啟發的組件,如表圈、指針以及手表的 “復雜功能”。

                5.1 投影

                  為了把這些塊狀時間的概念投射到一個圓上,我們把圓的底部中心作為計時器的起點,把塊的數量乘以典型的塊狀時間(13秒)作為這個計時器的一個完整旋轉周期。因此,一個 “4個區塊的計時器 ”將從底部開始,繞行52秒。一個 “16個區塊的計時器 ”將循環約3.5分鐘。

                  但這是上面提到的 “標準 ”時間。這就是我們在計時器上得到的長時間估計。我們需要一個較短時間段的變異性表達。要做到這一點,讓我們采取觀察到的高斯分布的密集的中心部分??紤]三個簡單的塊狀計時器--4塊、8塊和16塊。這就是他們的分布疊加到圓上時的樣子,被壓平以擁抱圓形的外側。

                  注意到它是如何向我們的標準時間旋轉的嗎?這是在我們的定時器中增加塊的樣本的效果,因此使估計值更接近13秒的數字。這與我們在上面比較1、10和100時的效果相同。這種來自觀察到的高斯分布的離散告訴計時器的主人:“你的塊狀目標確實可能在這個大范圍內達到--提前或推遲?!?/p>

                  了表達規范的時間,我們可以在作品的底部中心用高斯分布來裝飾,作為隨機過程中潛在時間秩序的提醒(尾注3)。把這個框架渲染成SVG,并進行對齊和著色,就有了手表的表圈和指針,以及暗示隨機性的手表 “復雜功能”(新月)。這里是一個2塊(區塊高度)計時器的版本。

                5.2 要素

                  上面的1和2中提到的表達已經解決了。到目前為止,我們有一些小的重音,突出了鏈的穩定的長期行為(居中的高斯),同時也表明了該塊計時器的傳播。但我還注意到第三個特點?!坝嫊r器應該包含不確定性的標志,提示其主人從一個時刻過渡到另一個不可避免的時刻的感覺,盡管它們之間可能存在隨機性?!?要做到這一點,讓我們創造一個 “動態表盤”。

                  為了建立這種隨機性和過渡的感覺,我在表面內使用了一個動態的元素代表著計時器的進展。這些元素與計時器同步在表面上移動。下面是一個例子。SVG在不透明度方面也有動畫。這些元素從計時器表面的中心開始,完全不透明。這標志著開始是確定的--我們知道定時器從哪里開始。隨著計時器的展開,這些元素向旁邊移動,不透明度也隨之減弱。目標塊是不確定的,因為鏈條將其信息捆綁成一系列的塊。但這些元素在時間結束時又回來了,當它們以完全不透明的方式回到中心時,意味著一種必然性。

                  這里展示了一個例子,以及計時器上包含的其他一些 “復雜功能”。這些將在下一節中進行總結。

                6. 特點、分布、條款6.1 合約特點

                  最大發行量:100個(預鑄)計時器。

                  動態 “表盤”

                  高斯鐘表合約的另一個主要特點是如何選擇這些元素。它們的數量越多,顯示的內容就越動態、越豐富。為了選擇面內循環的項目數量,根據計時器和其主人的 “在鏈度 ”,我用了一個簡單的方程式來說明:

                  項目 = 0.5(# 區塊) + floor(所有者ETH余額) + # 鏈上NFTs

                  因此,如果你有一個4塊的計時器,你的錢包里有1個ETH和5個鏈上NFT,你的元素數量是0.5(4)+1+5=8。元素的上限是16,并以圓圈或塊的形式(見下文)。

                  重要提示:這意味著那些擁有2或4塊計時器且只有少數鏈上NFT的人不會像擁有16或32塊計時器的人那樣有那么多。較快的計時器可能一開始就很稀少。對于那些沒有任何鏈上NFT和2段計時器的人來說,有可能出現一個來回擺動的單圈。我是故意這樣做的,這讓后面的變化可見。一些人可能更喜歡簡單計時器的寧靜、樸素的表面。通過調整變量,那些從較少的圓圈開始的人可能會發現在充實他們的計時器方面的樂趣。

                  表圈右側的刻度代表擁有的這些鏈上NFT的數量(最多 30個刻度)。在左邊,刻度代表擁有NFT的獨特項目的數量,最多15個項目(乘以2以使其有可能與右邊的刻度實現對稱)。

                  這個項目是區塊鏈和時間的一個有趣的、實驗性的代表。它沒有伴隨著第一或早期的聲明。高斯鐘表其實不是第一個整合多個NFT合約的項目--第一個的殊榮屬于可愛的[[TOON]]項目。

                  同時,一個holder的 “鏈上”得分反映了她在此類項目中的參與度。我選擇了以下項目作為樣本,盡管這不應該被看作是一種認可(披露:我只在這些項目中的一半擁有一些)。

                  高斯計時器在tokenURI()中渲染NFT時,會召喚這些合約的balanceOf()函數。(如果你最喜歡的鏈上項目沒有在這里列出,我很抱歉??s小范圍是必要的)。

                  100%鏈上,計時器本身每個周期都會更新。例如,一個4塊的計時器每隔一分鐘左右就會改變其顏色和元素。一個16塊的計時器,每3.5分鐘左右更新一次。這是用keccak256()對所有者的地址和token ID進行偽隨機處理。這也意味著,如果一個所有者有幾個高斯計時器,它們將不會以相同的方式呈現。使用OpenSea上的 “刷新元數據 ”按鈕來檢查變化(注:OpenSea有時可能需要幾分鐘時間來更新)。

                  復雜功能:開始,結束。塊狀時間規格(例如,“+2 ”或 “+16”)的兩側是計時器最后一次從鏈上取下時的起始塊和結束塊。

                  復雜情況:gas追蹤器。塊狀時間規格上方的星號字符(例如,“+2 ”或 “+16”)告訴計時器的 “佩戴者 ”現在的基本費用是多少,每25進一。因此,54gwei的gas價格將在計時器上顯示為 “**”。

                  復雜功能:實時。作為一個小指針在表圈上運行的是使用12小時間隔的實時時間。

                  可組合性。實時標記是UTC,但計時器的配置是為了方便在其上面進行編程。首先,合約的reveal()函數需要兩個參數,并輸出原始SVG數據。一個是tokenId,第二個是timeZone,指定為UTC-minus-k小時。持有者可以建立一個網站,用這個函數定期刷新他們的作品,并指定k小時值,以產生他們想要的時區(k值必須為正)。還要注意的是,SVG中的所有這些對象都包含一個描述性的ID,所以可以用JS來操作輸出的SVG,以便進一步重新設計、編碼等。(還要注意:由于整數的要求,這只能表示相對于UTC的整小時時區;對那些在30分鐘和45分鐘時區的人表示歉意!)

                6.2 屬性

                  塊數。2、4、8、16和32(同樣常見)。

                  顏色。深色模式和淺色模式(同樣常見)

                  形狀。圓圈(常見),塊狀(較少)。

                7. 結論

                  一個共識協議的決議是隨機的,但是不可避免的。這些計時器象征著鏈上的時間--雖然平均區塊時間在極限情況下比較穩定,但每時每刻都有豐富的隨機性。這些計時器也象征著NFTs的不同概念。一塊手表被戴著。

                  它可以是我們日子的時鐘,也可以是展示給別人的身份象征。事實上,這些計時器允許它們的主人用跨項目所有權的標志來裝飾它們。它們還包含足夠的時間信息,你可以將NFT用于計時服務。這里有一些,也許是最小的效用。我自己喜歡看它們的節奏,一個和平的時刻,接受不可避免的時間流逝--以及它的所有影響--在這里用我們一個奇怪的技術出現的時間來表達。

                8. 尾注和其他

                  雖然重排在某種意義上可以 “逆轉時間”,但它們也受到時間之箭的制約。重排只有在建立一套 “更重 ”的區塊解決方案時才有效--換句話說,保持時間的方向,即使過去在某種程度上可以被重新安排。在以太坊(以及一般的工作量證明),這是通過實現比被替換的區塊更大的累積計算來實現的。奇怪的是,類比到人類時間的話,大腦有時會在這個時間不確定性的領域徘徊(Human time perception and its illusions[25])。

                  以太坊的區塊時間有時會因為協議的各種特性而波動[26],在POS下,Ethereum 2.0可能會有更穩定的12秒區塊時間[27]。

                  James Prestwich(@_prestwich)幾年前有一篇非常好的小博客文章[28]暗示了這些主題。詹姆斯寫道,

                  我們現在正在 “建立社會進程和技術系統,構建這些分布式技術,并將它們推向永恒的鐘表運動。一旦離開我們的手,我們將很少有機會糾正我們的錯誤,而且我們可能不能一直照顧到我們的創造。當有人發現我們的作品躺在森林的地面上,它的齒輪在旋轉,它的手在轉動,他們會下什么結論?”

                  詹姆斯描述了這種系統的內部運作,以手表為例,為了簡單起見,我在這里略過了可能的進一步關系。例如,在手表中,擺輪是維持時間的關鍵機械部件,如果設計得好,即使經過多年,也只會出現輕微的偏差。在高斯鐘表中,相應的計算元素是SVG動畫上設置的關鍵幀持續時間--簡單來說就是塊數的線性函數,tB。在以太坊本身,類似的維護是由一個更復雜的函數來維持的,下面從以太坊的難度調整[29]的詳細總結中說明。

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                2小時前
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