Blockchain

[Mirror] A Proof of Stake Design Philosophy

Vitalik Buterin μέσω του Ιστολόγιο Vitalik Buterin

Αυτός είναι ένας καθρέφτης της ανάρτησης στο https://medium.com/@VitalikButerin/a-proof-of-stake-design-philosophy-506585978d51

Συστήματα όπως το Ethereum (και το Bitcoin, και το NXT, και το Bitshares, κ.λπ.) είναι μια θεμελιωδώς νέα κατηγορία κρυπτοοικονομικών οργανισμών — αποκεντρωμένες οντότητες χωρίς δικαιοδοσία που υπάρχουν εξ ολοκλήρου στον κυβερνοχώρο, που συντηρούνται από έναν συνδυασμό κρυπτογραφίας, οικονομίας και κοινωνικής συναίνεσης. Μοιάζουν κάπως με το BitTorrent, αλλά δεν είναι επίσης σαν το BitTorrent, καθώς το BitTorrent δεν έχει έννοια κατάστασης — μια διάκριση που αποδεικνύεται εξαιρετικά σημαντική. Μερικές φορές περιγράφονται ως αποκεντρωμένων αυτόνομων εταιρειών, αλλά δεν είναι επίσης εντελώς εταιρείες — δεν μπορείτε να ξεπεράσετε τη Microsoft. Μοιάζουν κάπως με έργα λογισμικού ανοιχτού κώδικα, αλλά δεν είναι και τόσο - μπορείτε να διαχωρίσετε ένα blockchain, αλλά όχι τόσο εύκολα όσο μπορείτε να διαχωρίσετε το OpenOffice.

Αυτά τα κρυπτοοικονομικά δίκτυα έρχονται σε πολλές γεύσεις - PoW που βασίζεται σε ASIC, PoW που βασίζεται σε GPU, αφελές PoS, εκχωρημένο PoS, ελπίζουμε σύντομα το Casper PoS - και κάθε μία από αυτές τις γεύσεις αναπόφευκτα έρχεται με τη δική της υποκείμενη φιλοσοφία. Ένα πολύ γνωστό παράδειγμα είναι το μαξιμαλιστικό όραμα της απόδειξης της εργασίας, όπου «το σωστό» blockchain, ενικό, ορίζεται ως η αλυσίδα που οι εξορύκτες έχουν κάψει το μεγαλύτερο ποσό οικονομικού κεφαλαίου για να δημιουργήσουν. Αρχικά ήταν ένας απλός κανόνας επιλογής πιρουνιού εντός του πρωτοκόλλου, αυτός ο μηχανισμός έχει σε πολλές περιπτώσεις αναδειχθεί σε ιερό δόγμα — βλ. αυτή τη συζήτηση στο Twitter μεταξύ εμένα και του Chris DeRose για ένα παράδειγμα κάποιου που προσπαθεί σοβαρά να υπερασπιστεί την ιδέα σε καθαρή μορφή, ακόμη και μπροστά σε σκληρά πιρούνια πρωτοκόλλου που αλλάζουν αλγόριθμο. Bitshares' εξουσιοδοτημένη απόδειξη συμμετοχής παρουσιάζει μια άλλη συνεκτική φιλοσοφία, όπου τα πάντα πηγάζουν για άλλη μια φορά από ένα μόνο δόγμα, αλλά αυτό που μπορεί να περιγραφεί ακόμα πιο απλά: ψηφίζουν οι μέτοχοι.

Κάθε μία από αυτές τις φιλοσοφίες. Η συναίνεση Nakamoto, η κοινωνική συναίνεση, η συναίνεση για την ψήφο των μετόχων, οδηγεί σε ένα δικό της σύνολο συμπερασμάτων και οδηγεί σε ένα σύστημα αξιών που έχει πολύ νόημα όταν το δούμε με τους δικούς του όρους — αν και σίγουρα μπορούν να επικριθούν όταν συγκρίνονται μεταξύ τους. Η συναίνεση του Casper έχει επίσης μια φιλοσοφική βάση, αν και μέχρι στιγμής δεν έχει διατυπωθεί τόσο συνοπτικά.

Ο εαυτός μου, ο Vlad, ο Dominic, ο Jae και άλλοι έχουν όλοι τις δικές τους απόψεις σχετικά με το γιατί υπάρχουν τα πρωτόκολλα απόδειξης στοιχήματος και πώς να τα σχεδιάσω, αλλά εδώ σκοπεύω να εξηγήσω από πού προέρχομαι προσωπικά.

Θα προχωρήσω στην απαρίθμηση των παρατηρήσεων και στη συνέχεια απευθείας στα συμπεράσματα.

  • Η κρυπτογραφία είναι πραγματικά ξεχωριστή στον 21ο αιώνα γιατί Η κρυπτογραφία είναι ένα από τα λίγα πεδία όπου η αντίπαλη σύγκρουση συνεχίζει να ευνοεί σε μεγάλο βαθμό τον αμυνόμενο. Τα κάστρα είναι πολύ πιο εύκολο να καταστραφούν παρά να χτιστούν, τα νησιά είναι υπερασπιστικά, αλλά μπορούν ακόμα να δεχτούν επίθεση, αλλά τα κλειδιά ECC ενός μέσου ανθρώπου είναι αρκετά ασφαλή για να αντισταθούν ακόμη και σε κρατικούς παράγοντες. Η φιλοσοφία του Cypherpunk είναι ουσιαστικά η αξιοποίηση αυτής της πολύτιμης ασυμμετρίας για τη δημιουργία ενός κόσμου που διαφυλάσσει καλύτερα την αυτονομία του ατόμου και η κρυπτοοικονομία είναι σε κάποιο βαθμό προέκτασή της, εκτός από αυτή τη φορά που προστατεύει την ασφάλεια και τη ζωντάνια σύνθετων συστημάτων συντονισμού και συνεργασίας. παρά απλώς την ακεραιότητα και την εμπιστευτικότητα των προσωπικών μηνυμάτων. Τα συστήματα που θεωρούν τους εαυτούς τους ιδεολογικούς κληρονόμους του πνεύματος του cypherpunk θα πρέπει να διατηρούν αυτή τη βασική ιδιότητα και να είναι πολύ πιο ακριβό να καταστραφούν ή να διαταραχθούν από ό,τι η χρήση και η συντήρηση τους.
  • Το "cypherpunk πνεύμα" δεν αφορά μόνο τον ιδεαλισμό. Η κατασκευή συστημάτων που είναι πιο εύκολο να αμυνθούν παρά να επιτεθούν είναι επίσης απλώς ηχομηχανική.
  • Σε μεσαίες έως μεγάλες χρονικές κλίμακες, οι άνθρωποι είναι αρκετά καλοί στη συναίνεση. Ακόμα κι αν ένας αντίπαλος είχε πρόσβαση σε απεριόριστη ισχύ κατακερματισμού και βγήκε με επίθεση 51% σε οποιοδήποτε σημαντικό blockchain που επέστρεψε ακόμη και τον τελευταίο μήνα της ιστορίας, το να πείσεις την κοινότητα ότι αυτή η αλυσίδα είναι νόμιμη είναι πολύ πιο δύσκολο από το να ξεπεράσεις απλώς το hashpower της κύριας αλυσίδας . Θα χρειαστεί να ανατρέψουν τους εξερευνητές μπλοκ, κάθε αξιόπιστο μέλος της κοινότητας, τους New York Times, το archive.org και πολλές άλλες πηγές στο Διαδίκτυο. Συνολικά, το να πείσεις τον κόσμο ότι η νέα αλυσίδα επίθεσης είναι αυτή που ήρθε πρώτη στον πυκνό από τεχνολογία πληροφοριών 21ο αιώνα είναι τόσο δύσκολο όσο και το να πείσεις τον κόσμο ότι οι προσγειώσεις στις ΗΠΑ δεν έγιναν ποτέ. Αυτά τα κοινωνικά ζητήματα είναι αυτά που τελικά προστατεύουν οποιοδήποτε blockchain μακροπρόθεσμα, ανεξάρτητα από το αν η κοινότητα του blockchain το παραδέχεται ή όχι (σημειώστε ότι Bitcoin Core παραδέχεται αυτή η πρωτοκαθεδρία του κοινωνικού στρώματος).
  • Ωστόσο, ένα blockchain που προστατεύεται μόνο από την κοινωνική συναίνεση θα ήταν πολύ αναποτελεσματικό και αργό, και πολύ εύκολο για να συνεχιστούν οι διαφωνίες χωρίς τέλος (αν και παρά όλες τις δυσκολίες, έχει συμβεί) ως εκ τούτου, Η οικονομική συναίνεση διαδραματίζει εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στην προστασία των ιδιοτήτων ζωντάνιας και ασφάλειας βραχυπρόθεσμα.
  • Επειδή η απόδειξη της εργασιακής ασφάλειας μπορεί να προέλθει μόνο από ανταμοιβές μπλοκ (με τους όρους του Dominic Williams λείπουν δύο από τα τρία Εσ), και τα κίνητρα στους ανθρακωρύχους μπορούν να προέλθουν μόνο από τον κίνδυνο να χάσουν τις μελλοντικές τους ανταμοιβές μπλοκ, Η απόδειξη της εργασίας λειτουργεί αναγκαστικά σε μια λογική τεράστιας δύναμης που παρακινείται για ύπαρξη από τεράστιες ανταμοιβές. Η ανάκτηση από επιθέσεις στο PoW είναι πολύ δύσκολη: την πρώτη φορά που συμβαίνει, μπορείτε να αλλάξετε το PoW και έτσι να καταστήσετε άχρηστα τα ASIC του εισβολέα, αλλά τη δεύτερη φορά δεν έχετε πλέον αυτή την επιλογή και έτσι ο εισβολέας μπορεί να επιτεθεί ξανά και πάλι. Ως εκ τούτου, το μέγεθος του δικτύου εξόρυξης πρέπει να είναι τόσο μεγάλο ώστε οι επιθέσεις να είναι αδιανόητες. Οι επιτιθέμενοι με μέγεθος μικρότερο από το X αποθαρρύνονται από το να εμφανιστούν επειδή το δίκτυο ξοδεύει συνεχώς X κάθε μέρα. Απορρίπτω αυτή τη λογική γιατί (i) την σκοτώνει δέντρα, και (ii) αποτυγχάνει να συνειδητοποιήσει το πνεύμα του cypherpunk — το κόστος της επίθεσης και το κόστος της άμυνας είναι σε αναλογία 1:1, επομένως δεν υπάρχει πλεονέκτημα αμυντικού.
  • Η απόδειξη πονταρίσματος σπάει αυτή τη συμμετρία βασιζόμενη όχι σε ανταμοιβές για ασφάλεια, αλλά μάλλον σε ποινές. Οι επικυρωτές θέτουν χρήματα («καταθέσεις») σε κίνδυνο, ανταμείβονται ελαφρά για να τους αποζημιώσουν για το κλείδωμα του κεφαλαίου τους και τη διατήρηση των κόμβων και τη λήψη πρόσθετων προφυλάξεων για τη διασφάλιση της ασφάλειας του ιδιωτικού κλειδιού τους, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του κόστους επαναφοράς των συναλλαγών προέρχεται από ποινές που εκατοντάδες ή χιλιάδες φορές μεγαλύτερες από τις ανταμοιβές που πήραν στο μεταξύ. Η «φιλοσοφία μιας πρότασης» της απόδειξης του διακυβεύματος δεν είναι επομένως «η ασφάλεια προέρχεται από την καύση ενέργειας», αλλά μάλλον «η ασφάλεια προέρχεται από την ανάθεση οικονομικής αξίας σε απώλεια».. Ένα δεδομένο μπλοκ ή κατάσταση έχει ασφάλεια $X, εάν μπορείτε να αποδείξετε ότι η επίτευξη ίσου επιπέδου οριστικοποίησης για οποιοδήποτε μπλοκ ή κατάσταση σε διένεξη δεν μπορεί να επιτευχθεί εκτός εάν κακόβουλοι κόμβοι συνένοχοι σε μια προσπάθεια να υποχρεώσουν το διακόπτη να πληρώσει κυρώσεις εντός του πρωτοκόλλου αξίας X $.
  • Θεωρητικά, μια πλειοψηφική συμπαιγνία επικυρωτών μπορεί να αναλάβει μια αλυσίδα απόδειξης στοιχήματος και να αρχίσει να ενεργεί κακόβουλα. Ωστόσο, (i) μέσω του έξυπνου σχεδιασμού πρωτοκόλλου, η ικανότητά τους να αποκομίζουν επιπλέον κέρδη μέσω τέτοιου είδους χειραγώγησης μπορεί να περιοριστεί όσο το δυνατόν περισσότερο, και το πιο σημαντικό (ii) εάν προσπαθήσουν να αποτρέψουν τη συμμετοχή νέων επικυρωτών ή εκτελέσουν επιθέσεις 51%, τότε η κοινότητα μπορεί απλώς να συντονίσει ένα hard fork και να διαγράψει τις παραβατικές καταθέσεις των επικυρωτών. Μια επιτυχημένη επίθεση μπορεί να κοστίσει 50 εκατομμύρια δολάρια, αλλά η διαδικασία καθαρισμού των συνεπειών δεν θα είναι ότι πολύ πιο επαχθής από το Αποτυχία συναίνεσης geth/parity του 2016.11.25. Δύο ημέρες αργότερα, το blockchain και η κοινότητα είναι ξανά σε καλό δρόμο, οι εισβολείς είναι 50 εκατομμύρια δολάρια φτωχότεροι και η υπόλοιπη κοινότητα είναι πιθανότατα πλουσιότερη, καθώς η επίθεση θα έχει προκαλέσει την πτώση της αξίας του διακριτικού up λόγω της επακόλουθης κρίσης εφοδιασμού. Αυτό είναι ασυμμετρία επίθεσης/άμυνας για εσάς.
  • Τα παραπάνω δεν πρέπει να εκληφθούν ότι σημαίνουν ότι τα μη προγραμματισμένα σκληρά πιρούνια θα γίνουν τακτικά. εάν είναι επιθυμητό, ​​το κόστος ενός ενιαίας Επίθεση 51% στην απόδειξη πονταρίσματος μπορεί σίγουρα να οριστεί τόσο υψηλό όσο το κόστος του α μόνιμος Επίθεση κατά 51% στην απόδειξη της εργασίας και το τεράστιο κόστος και η αναποτελεσματικότητα μιας επίθεσης θα πρέπει να διασφαλίζουν ότι δεν επιχειρείται σχεδόν ποτέ στην πράξη.
  • Η οικονομία δεν είναι το παν. Οι μεμονωμένοι ηθοποιοί μπορεί να παρακινούνται από κίνητρα εκτός πρωτοκόλλου, μπορεί να τους χακάρουν, να τους απαγάγουν ή μπορεί απλώς να μεθύσουν και να αποφασίσουν να καταστρέψουν το blockchain μια μέρα και στο διάολο με το κόστος. Επιπλέον, στη φωτεινή πλευρά, Η ηθική ανοχή και η επικοινωνιακή αναποτελεσματικότητα των ατόμων συχνά αυξάνουν το κόστος μιας επίθεσης σε επίπεδα πολύ υψηλότερα από το ονομαστικό πρωτόκολλο αξίας σε απώλεια. Αυτό είναι ένα πλεονέκτημα στο οποίο δεν μπορούμε να βασιστούμε, αλλά ταυτόχρονα είναι ένα πλεονέκτημα που δεν πρέπει να πετάμε άσκοπα.
  • Ως εκ τούτου, τα καλύτερα πρωτόκολλα είναι πρωτόκολλα που λειτουργούν καλά κάτω από μια ποικιλία μοντέλων και υποθέσεων — οικονομικός ορθολογισμός με συντονισμένη επιλογή, οικονομικός ορθολογισμός με ατομική επιλογή, απλή ανοχή σφαλμάτων, βυζαντινή ανοχή σφαλμάτων (ιδανικά τόσο οι προσαρμοστικές όσο και οι μη προσαρμοστικές παραλλαγές αντιπάλου), Συμπεριφορικά οικονομικά μοντέλα εμπνευσμένα από τον Ariely/Kahneman («Όλοι μας απατάμε λίγο») και ιδανικά οποιοδήποτε άλλο μοντέλο που είναι ρεαλιστικό και πρακτικό να το συζητήσουμε. Είναι σημαντικό να υπάρχουν και τα δύο στρώματα άμυνας: οικονομικά κίνητρα για να αποθαρρύνουν τα κεντρικά καρτέλ να ενεργούν αντικοινωνικά και κίνητρα κατά της συγκέντρωσης για να αποθαρρύνουν εξαρχής τη δημιουργία καρτέλ.
  • Τα πρωτόκολλα συναίνεσης που λειτουργούν όσο το δυνατόν πιο γρήγορα έχουν κινδύνους και θα πρέπει να προσεγγίζονται πολύ προσεκτικά, γιατί αν το δυνατότητα το να είσαι πολύ γρήγορος είναι δεμένο με κινήτρων Για να γίνει αυτό, ο συνδυασμός θα ανταμείψει πολύ υψηλά επίπεδα που προκαλούν συστημικό κίνδυνο συγκέντρωση σε επίπεδο δικτύου (π.χ. όλα τα προγράμματα επικύρωσης που εκτελούνται από τον ίδιο πάροχο φιλοξενίας). Πρωτόκολλα συναίνεσης που δεν ενδιαφέρονται και πολύ για το πόσο γρήγορα ένας επικυρωτής στέλνει ένα μήνυμα, αρκεί να το κάνει μέσα σε κάποιο αποδεκτό μεγάλο χρονικό διάστημα (π.χ. 4-8 δευτερόλεπτα, όπως εμπειρικά γνωρίζουμε ότι η καθυστέρηση στο ethereum είναι συνήθως ~500ms- 1s) δεν έχετε αυτές τις ανησυχίες. Μια πιθανή μέση λύση είναι η δημιουργία πρωτοκόλλων που μπορούν να λειτουργήσουν πολύ γρήγορα, αλλά όπου μηχανικοί παρόμοιοι με τον μηχανισμό θείου του Ethereum διασφαλίζουν ότι η οριακή ανταμοιβή για έναν κόμβο που αυξάνει τον βαθμό συνδεσιμότητας του δικτύου πέρα ​​από κάποιο εύκολα εφικτό σημείο είναι αρκετά χαμηλή.

Από εδώ, υπάρχουν φυσικά πολλές λεπτομέρειες και πολλοί τρόποι για να αποκλίνουμε στις λεπτομέρειες, αλλά τα παραπάνω είναι οι βασικές αρχές στις οποίες βασίζεται τουλάχιστον η δική μου εκδοχή του Casper. Από εδώ, μπορούμε σίγουρα να συζητήσουμε ανταλλαγές μεταξύ ανταγωνιστικών αξιών. Δίνουμε στην ETH ετήσιο επιτόκιο έκδοσης 1% και λαμβάνουμε κόστος 50 εκατομμυρίων δολαρίων για την επιβολή επανορθωτικού σκληρού πιρουνιού ή μηδενικό ετήσιο επιτόκιο έκδοσης και λαμβάνουμε κόστος 5 εκατομμυρίων δολαρίων για τον εξαναγκασμό ενός επανορθωτικού hard fork; Πότε αυξάνουμε την ασφάλεια ενός πρωτοκόλλου στο πλαίσιο του οικονομικού μοντέλου με αντάλλαγμα τη μείωση της ασφάλειάς του σε ένα μοντέλο ανοχής σφαλμάτων; Μας ενδιαφέρει περισσότερο να έχουμε ένα προβλέψιμο επίπεδο ασφάλειας ή ένα προβλέψιμο επίπεδο έκδοσης; Όλα αυτά είναι ερωτήσεις για μια άλλη ανάρτηση και οι διάφοροι τρόποι εκτελεστικών Οι διαφορετικές ανταλλαγές μεταξύ αυτών των τιμών αποτελούν ερωτήματα για ακόμη περισσότερες αναρτήσεις. Αλλά θα το καταφέρουμε 🙂