Kỷ nguyên hậu hợp nhất: Sự đột phá và tái sinh của sự đồng thuận mới của Ethereum
Tiêu đề gốc: " Kỷ nguyên hậu hợp nhất: Sự đột phá và tái sinh của sự đồng thuận mới của Ethereum 》
Tác giả gốc: Frank Fan, 0xCryptolee, Arcane Labs
Ethereum đã trải qua một đợt nâng cấp lịch sử và sự phát triển của nó đã bước sang một giai đoạn mới. Sau khi sáp nhập, Ethereum sẽ tiếp tục phát triển theo hướng mở rộng và phân quyền. Hợp nhất chỉ là bước đầu tiên trong kỷ nguyên PoS, Ethereum vẫn phải đối mặt với những thách thức lớn, các vấn đề như tập trung hóa nhóm xác thực, mở rộng và vấn đề Trình xác thực lười biếng vẫn hạn chế sự bùng nổ của các ứng dụng và việc mở rộng an toàn của Ethereum. sẽ bắt đầu từ Bắt đầu từ Hợp nhất, chúng tôi sẽ phân tích dần dần thuật toán đồng thuận được POS sử dụng, tập trung vào việc khám phá việc sử dụng công nghệ DVT để giải quyết vấn đề rủi ro một điểm cho người xác thực, đồng thời phân tích các vấn đề và cơ hội phát triển trong tương lai của Ethereum với những người thực hành. Chúng tôi khuyên những độc giả có nền tảng nhất định về Ethereum nên đọc bài viết này.
Một: Hợp nhất
1.1 Bối cảnh
Hợp nhất là bản nâng cấp kỹ thuật lớn nhất trong lịch sử của Ethereum. Nó đã đạt được sự hợp nhất giữa Lớp thực thi và Lớp đồng thuận vào ngày 15 tháng 9 năm 2022. Thay đổi lớn nhất của nó là chuyển cơ chế đồng thuận PoW của Ethereum sang cơ chế đồng thuận PoS.
Hình 1: Hợp nhất
Ngoài ra, mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum đã giảm gần 99,95% sau khi sáp nhập. Theo tweet của Vitalik Buterin, việc sáp nhập Ethereum sẽ giảm mức tiêu thụ điện toàn cầu 0,2%.
Hình 2: Quan điểm của Vitalik về mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum sau khi sáp nhập
1.2 Những thay đổi do sáp nhập mang lại
Mã thông báo Phát hành bổ sung: ETH trong kỷ nguyên PoW Mã thông báo Việc phát hành bổ sung dừng lại, ETH mới chỉ được tạo thông qua các khối đồng thuận PoS và tỷ lệ lạm phát của Ethereum giảm. Khi phí cơ bản vượt quá 15gwei, Ethereum thậm chí còn rơi vào tình trạng giảm phát.
Hình 3: Burn Total sau khi sáp nhập
Thu nhập đặt cược: Phí gas và thu nhập MEV được phân bổ cho Người xác thực và thu nhập dựa trên tiền tệ cam kết của người xác thực đạt 5-7%.
Hình 4: Lợi suất đặt cược của Rocket Pool
Rút tiền: ETH đã cam kết sau khi sáp nhập không thể rút ngay lập tức. Các hạn chế về Rút tiền sẽ không được ban hành cho đến khi Thượng Hải được nâng cấp. Và khi rút tiền, người dùng không thể rút trực tiếp. Để tránh việc rút tiền quy mô lớn, vì Có những giới hạn nhất định về số lượng và thời gian của một lần rút tiền, vì vậy sau khi mở các lần rút tiền, sẽ không có số lượng lớn các lần rút tiền và bán tháo. Để biết thông tin cụ thể, vui lòng tham khảo EIP-4895: Hoạt động rút tiền đẩy chuỗi Beacon
Thay đổi cấu trúc dữ liệu: Khối đồng thuận sẽ chứa giá trị Hash của Khối thực thi và các tham số liên quan đến PoW trong Khối thực thi sẽ không còn hiệu lực. Trường mixHash sẽ ghi lại số ngẫu nhiên RANDAO gốc của Ethereum để EVM gọi. Các nhà phát triển Ethereum có thể trực tiếp sử dụng số ngẫu nhiên này trong việc phát triển hợp đồng thông minh.
Hình 5: Thay đổi cấu trúc dữ liệu sau khi Merge
Thay thế đồng thuận: Đồng thuận PoW được thay thế bằng PoS và trách nhiệm ban đầu của người khai thác được thay thế bởi người xác thực. Có hai chuỗi cùng một lúc và hai nút máy khách cần được chạy cùng lúc, Máy khách lớp thực thi (EL) ) và Máy khách lớp đồng thuận (CL) .
Hình 6: Ứng dụng khách Ethereum đã hợp nhất
Sau khi chuyển sang cơ chế đồng thuận PoS, thuật toán của Ethereum đã được chuyển đổi từ Ethash sang Casper FFG (Gasper). So với thuật toán trước đó, Gasper tiết kiệm năng lượng hơn và không cần sử dụng máy khai thác chuyên dụng để tính giá trị độ khó, nhưng thông qua phương pháp ngẫu nhiên để tạo khối, chúng ta hãy tiếp tục khám phá thuật toán đồng thuận và phương pháp tạo khối của Ethereum!
Hai: Gasper
Hiện tại, 13.830.378 ETH được cam kết trên chuỗi beacon và số lượng người xác minh đang hoạt động là 432.203 (tính đến ngày 23 tháng 9 năm 2022). Theo đặc điểm của PBFT, chuỗi beacon có số lượng người xác minh lớn và số lượng lớn lượng dữ liệu truyền thông mạng, PBFT đơn giản không còn phù hợp với mạng Ethereum, vì vậy Ethereum áp dụng ý tưởng PBFT để cải thiện và thiết kế cấu trúc mạng và sử dụng thuật toán Gasper.
Gasper là một tiện ích cuối cùng trong giao thức chuỗi beacon. Nó được sử dụng để xác định khối nào sẽ được người tham gia công nhận là cuối cùng và không thể thay đổi. Nó cũng được dùng để xác định phân nhánh nào trong một phân nhánh. Chuỗi là chuỗi chính. Tính hữu hạn của Gasper khái quát hóa khái niệm này trong bài báo "Tiện ích cuối cùng thân thiện với Casper (casper FFG)".
Hình 7: Cam kết và Tình huống của người xác minh
2.1 Khái niệm
Hình 8: Biểu tượng Epoch và Slot
Slot (khe thời gian): Sau khi hợp nhất, Slot là một khối và có một ủy ban chịu trách nhiệm tạo Slot trong vòng 12S.
Kỷ nguyên: Cứ 32 Khe tạo thành một Kỷ nguyên và thời gian của một Kỷ nguyên là 384S, tức là 6,4 phút.
Ủy ban (Ủy ban xác minh): Mỗi ủy ban xác minh sẽ được chỉ định tối thiểu 128 Người xác thực. Những người xác minh sẽ thực hiện các hoạt động Chứng thực trên các Vị trí mà họ chịu trách nhiệm và Người xác thực trong ủy ban sẽ được chọn ngẫu nhiên làm Người đề xuất để thực hiện đầu ra.mảnh.
Chứng thực (chữ ký biểu quyết): Người xác thực trong ủy ban tương ứng với từng Slot cần biểu quyết và ký tên vào Kỷ nguyên trước đó để đảm bảo rằng nó phê duyệt các giao dịch trong Kỷ nguyên trước đó.
Trình xác thực: Vì thuật toán đồng thuận đã được chuyển sang POS sau The Merge of Ethereum, nên các công cụ khai thác ban đầu đã được thay thế bằng Trình xác thực. Người xác thực trở thành Người xác thực bằng cách cầm cố tài sản 32ETH và chịu trách nhiệm tham gia vào quá trình sản xuất khối và công việc chữ ký của các vị trí trong mỗi vị trí Kỷ nguyên.
Người đề xuất: Người đề xuất đến từ Người xác thực trong ủy ban, được chọn theo số ngẫu nhiên do RANDAO tạo ra và được chọn để đóng gói khối Slot.
Chuỗi Beacon: Chuỗi khối PoS được sử dụng để thay thế sự đồng thuận PoW. Nút chuỗi Beacon được sử dụng để gắn kết loại giao dịch của Data Blobs nhằm cung cấp thêm không gian lưu trữ cho Rollup.
2.2 Quy trình
Khi bắt đầu Kỷ nguyên, mỗi Slot được chỉ định một Ủy ban (Ủy ban Xác minh) thông qua RANDAO để tiến hành Chứng thực (bỏ phiếu chữ ký) trên Kỷ nguyên trước đó.
Chỉ định nhiều Bộ tổng hợp cho 32 Vị trí của Kỷ nguyên hiện tại. Tổng hợp Chứng thực của ủy ban trong Kỷ nguyên trước đó và ghi nó vào khối Vị trí.
RANDAO xác định Người đề xuất chịu trách nhiệm tạo khối bằng cách tạo số ngẫu nhiên.
Hình 9: Ủy ban tạo ra một khối
Trong Kỷ nguyên hiện tại, khi mỗi Vị trí đang tạo ra một khối, ủy ban sẽ thực hiện Chứng thực trên điểm kiểm tra của Kỷ nguyên trước đó. Sau khi hai điểm kiểm tra được Chứng thực, điểm kiểm tra trước đó sẽ được hoàn thành cho đến khi tất cả 32 Vị trí được hoàn thành theo trình tự. được thực hiện tại điểm kiểm tra và vòng Epoch này kết thúc. Khi Slot đầu tiên của Hậu Kỷ nguyên bắt đầu, Tiền Kỷ nguyên đạt được sự đồng thuận cuối cùng, tức là Hậu Kỷ nguyên đã trải qua Tiền Kỷ nguyên và Kỷ nguyên hiện tại, tổng cộng có hai vòng Kỷ nguyên (vì ngoài hai điểm kiểm tra Chứng thực, Nếu có các checkpoint xung đột thì 1/3 số validator đã làm điều ác, ví dụ 3 block có chiều cao 32, 64, 96 thì checkpoint có thể không đạt được ở độ cao 64, sẽ chỉ có checkpoint ở chiều cao 96. Tại thời điểm này, khối 32 Chiều cao đã được hoàn tất), thời gian là 12,8 phút và giao dịch được xác định trên chuỗi, được gọi là kết thúc.
2.3 Tính năng
RANDAO được gán một số ngẫu nhiên trên chuỗi. Các số ngẫu nhiên do RANDAO tạo ra sẽ được đưa vào Khối lớp thực thi và các hợp đồng thông minh có thể sử dụng trực tiếp các số ngẫu nhiên. Sau khi có các số ngẫu nhiên gốc trên chuỗi, các ứng dụng DeFi mới có thể ra đời. Ví dụ: các ứng dụng DeFi cờ bạc có thể được tin cậy trực tiếp và các số ngẫu nhiên được tạo bằng RANDAO.
Hình 10: RANDAO
2.4 Tin nhắn mới nhất điều khiển GHOST (LMD-GHOST, GHOST điều khiển bởi tin nhắn mới nhất)
Trong cơ chế đồng thuận POS mới của Ethereum, LMD-GHOST được sử dụng làm quy tắc lựa chọn phân nhánh. Khi phân nhánh xảy ra, GHOST sẽ chọn cây con có nhiều hỗ trợ thông báo hơn. Ý tưởng đằng sau điều này là giảm lượng tính toán cần thiết để chạy GHOST bằng cách chỉ xem xét phiếu bầu gần đây nhất của mỗi người xác thực khi tính toán người đứng đầu chuỗi, thay vì bất kỳ phiếu bầu nào được tạo ra trong quá khứ.
Những ai muốn tìm hiểu thêm có thể xem: https://eprint.iacr.org/2013/881.pdf
2.5 Các vấn đề phát sinh
Chi phí liên lạc và xác minh tăng lên: Có nhiều người xác minh hơn có tốt hơn không? Trên thực tế, điều này không phải như vậy.Mặc dù việc tăng số lượng trình xác thực có lợi cho việc Lấy mẫu sẵn có dữ liệu (DAS) và phân cấp, nhưng việc tăng số lượng trình xác thực có nghĩa là số lượng trình xác thực trong một Slot cũng sẽ tăng lên. được thêm vào khi thu thập chữ ký của từng người xác nhận. Ngoài gánh nặng liên lạc giữa người xác minh và người xác minh, chi phí xác minh chữ ký tổng hợp cũng sẽ tăng lên, điều này hầu như sẽ làm tăng gánh nặng cho nút xác minh.
Tấn công tầm xa: Một cuộc tấn công tầm xa có nghĩa là sau khi người xác nhận cam kết ETH trên chuỗi beacon bằng Rút tiền, anh ta có thể sử dụng khóa riêng cũ để tiến hành phân nhánh độc hại trong khối đã ký trước đó, bởi vì tại thời điểm này Không có tài sản thế chấp nào trên chuỗi và sau đó các khối trống nhanh chóng được tạo ra theo chiều cao khối hiện tại để tấn công mạng. Đây cũng là một phương thức tấn công có thể xảy ra trong tương lai. Ethereum được thiết kế để bỏ phiếu cho các điểm kiểm tra trước Kỷ nguyên. Ý tưởng thiết kế của nó là liên tục nâng cao trạng thái ban đầu để tránh các cuộc tấn công có thể xảy ra.
Ba: Cam kết khai thác Ethereum
3.1 S lấy
Ngưỡng cam kết: Để thực hiện nhiệm vụ của mình và tham gia sản xuất khối đồng thuận, người xác nhận cần phải cam kết 32ETH làm tài sản ký quỹ.
Trách nhiệm của người xác thực: Tạo các khối và chứng thực tại thời điểm được chỉ định trong giao thức.
3.1.1 Phương thức đặt cược
Solo Stake: Phương thức solo stake dành cho người cầm cố muốn đầu tư 32 ETH làm người xác minh chạy nút xác minh trên máy chủ đám mây, ngoài việc chọn chạy nút trên máy chủ đám mây, bạn có thể cũng chọn chạy node tại nhà riêng của mình. Điểm khác biệt giữa việc đặt thiết bị máy chủ để chạy node Ethereum là chạy node trên dịch vụ đám mây ổn định hơn. Khi tham gia đồng thuận mạng, bạn có thể tránh và giảm bớt hình phạt do chậm do mất điện và lý do mạng.Ưu điểm của việc xây dựng các nút riêng tại nhà nằm ở phần cứng và Chi phí dịch vụ mạng thấp hơn so với máy chủ đám mây và người cầm cố có thể chọn sử dụng giải pháp lưu trữ nào.
Nhóm đặt cược: Vì 32 ETH là một số tiền rất lớn đối với người bình thường, nên những người cầm cố thông thường với số tiền nhỏ muốn tham gia vào sự đồng thuận của mạng nhưng không thể tự chạy các nút, do đó, giải pháp nhóm đặt cược đã xuất hiện, trong đó có bán được phép. giải pháp đặt cược phi tập trung Lido làm dự án chính, nó đã thu hút một lượng lớn tiền và trở thành giải pháp hàng đầu trong cuộc đua, tiếp theo là các giải pháp phi tập trung hơn như Rocket Pool và Swell, v.v., bên cạnh các giải pháp nhóm đặt cược hiện có, cũng đã tạo ra các giải pháp tổng hợp như Unamano để trợ giúp và phát triển lĩnh vực Đặt cược Ethereum.
Về mặt vận hành nút, Lido chọn chỉ định một số nhà khai thác chuyên nghiệp để chạy các nút mạng. Đây cũng là một điểm tương đối tập trung. Nhà điều hành kiểm soát khóa riêng chữ ký và tài sản của người dùng tin tưởng một phần vào Lido và nhà điều hành. Về phần rút tiền, Khóa riêng. Trước tháng 7 năm 2021, địa chỉ rút tiền là địa chỉ đa chữ ký 6/11. Khóa riêng nhiều chữ ký được OG trong ngành lưu giữ. Sau tháng 7 năm 2021, địa chỉ rút tiền trỏ đến địa chỉ hợp đồng có thể nâng cấp . Hợp đồng được quản lý bởi DAO. Rocket Pool được phân cấp nhiều hơn về mặt lựa chọn nút. Bất kỳ ai cũng chỉ cần cung cấp 16 ETH và thiết bị phần mềm và phần cứng tương ứng để chạy một nút với tư cách là nhà điều hành. Mặc dù nó hạ thấp ngưỡng cho các nhà khai thác, Rocket Pool giới thiệu đặt cược $RPL để giảm chi phí vận hành ... Nguy cơ doanh nhân làm điều ác.
Giải pháp Stake Pool cho phép người dùng thông thường gửi một lượng nhỏ ETH vào các hợp đồng để nhận phần thưởng khai thác Ethereum và đồng thời trả lãi. Mã thông báo Chẳng hạn như stETH và rETH để giải phóng tính thanh khoản của tài sản cầm cố, giúp nâng cao hơn nữa hiệu quả phân cấp và sử dụng vốn của Ethereum và là hướng đi lạc quan nhất của cộng đồng.
CEX, cơ quan giám sát tập trung: Ngoài Solo Stake và Stake Pool, các nền tảng giao dịch tập trung và một số tổ chức quản lý tài sản là những bên tham gia chính vào hoạt động đặt cược Ethereum. Ví dụ: Coinbase và Binance cũng đã ra mắt dịch vụ Đặt cược của riêng họ, tham gia vào khai thác đặt cược Ethereum có rủi ro thấp bằng cách hấp thụ một lượng nhỏ ETH. Ba giải pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng về mặt phân cấp và bảo mật, tùy thuộc vào người mà người cầm cố tin tưởng, nhưng không còn nghi ngờ gì nữa rằng cả ba giải pháp đều đã chiếm được số tiền và người dùng tương ứng, đồng thời cùng duy trì Ethereum.
3.1.2 Rủi ro và nguy hiểm tiềm ẩn
Mọi chuyện có thực sự ổn sau khi sáp nhập? Tôi không nghĩ vậy. Từ dữ liệu trong hình bên dưới, chúng ta có thể hiểu sơ qua về tình hình sau khi các hạn chế rút tiền trên beacon chain được dỡ bỏ.
Hình 11: Đích đến của ETH cầm cố sau khi sáp nhập
Hiện tại, số lượng cam kết Ethereum chủ yếu tập trung ở Lido, Coinbase và Solo Stake. Sau khi sáp nhập, một số lượng lớn các cam kết Ethereum mới đã chảy đến các tổ chức và giao thức tương đối tập trung như Lido và Coinbase. Sau khi các hạn chế rút tiền được dỡ bỏ đã dỡ bỏ, , tôi nghĩ rằng Ethereum đã cam kết ban đầu sẽ được phân phối lại cho Lido và Coinbase. Khi thời gian trôi qua, Lido và Coinbase sẽ kiểm soát ngày càng nhiều trình xác thực Ethereum và số tiền cam kết, và cuối cùng là phân cấp Ethereum. muốn phá vỡ tình trạng này một lần nữa sẽ bị các nhóm khai thác lớn như Lido hoặc Coinbase từ chối, vì bạn muốn cam kết ETH với Ethereum. Họ có tiếng nói cuối cùng về việc liệu một giao dịch có thể được đưa vào chuỗi hay không và ETH mới được tạo cũng sẽ tập trung vào tay những người có nhiều ETH hơn, vì họ có số lượng ETH lớn khi đặt cọc, điều này chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến sự phân cấp của Ethereum. để giải quyết vấn đề này.
3.1.3 Loại phần thưởng
Phần thưởng chứng thực: Ủy ban của mỗi vị trí phải thực hiện Chứng thực trên điểm kiểm tra khối lịch sử Epoch trước đó. Sau khi Chứng thực thành công, phần thưởng Chứng thực sẽ được nhận như một trong những thu nhập của Người xác thực. (Xác suất cao, phần thưởng thấp)
Hình 12: Phần thưởng chứng thực
Phần thưởng khối: Mỗi Slot sẽ có Người xác thực là người đề xuất đóng gói khối. Người xác thực được chọn làm người đề xuất có thể nhận được phần thưởng khối. (xác suất thấp, phần thưởng cao)
Hình 13: Phần thưởng đề xuất
Thu nhập MEV (giá trị có thể trích xuất của thợ mỏ): Ngoài thu nhập từ phí gas, thu nhập MEV còn bao gồm thu nhập từ các cuộc tấn công bánh sandwich. Theo dữ liệu từ EigenPhi, Khối lượng các cuộc tấn công bánh sandwich trong bảy ngày qua đã trên 100 triệu và Khối lượng cao nhất là gần 400 triệu, thu nhập MEV đã trở thành một trong những thành phần thu nhập quan trọng của người xác minh.
Hình 14: Tình hình MEV sau sáp nhập
3.1.4 Các loại hình phạt
Hình phạt đối với công việc chậm: Không tạo được khối như mong đợi theo sự đồng thuận: Không chứng thực các khối vào thời gian dự kiến.
Hành vi độc hại dẫn đến gạch chéo (hình phạt): tạo ra hai khối hoặc thực hiện hai Chứng thực trong một Khe duy nhất; đề xuất các khối sai vi phạm quy tắc đồng thuận Casper FFG.
3.2 Loại khóa riêng
Ký khóa riêng: Khóa riêng ký được sử dụng để ký tin nhắn khi người xác minh thực hiện nhiệm vụ của mình, bao gồm chứng thực và đề xuất các khối. Khóa này sẽ được sử dụng 6,4 phút một lần, tức là mỗi Kỷ nguyên.
Khóa riêng rút tiền: Khóa được sử dụng để rút tài sản đã cầm cố và phần thưởng khối cần được lưu trữ ngoại tuyến. Sau fork Thượng Hải, khóa riêng rút tiền có thể được sử dụng để rút ETH và phần thưởng đã cam kết.
3.3 Rủi ro cam kết ETH2
Khóa riêng bị đánh cắp: Chữ ký/khóa riêng rút tiền của ETH2 đã bị đánh cắp.
Điểm lỗi/tính hợp lệ duy nhất của trình xác thực: Hiện tại, trình xác thực tồn tại dưới dạng một máy hoặc nút duy nhất và thực hiện nhiệm vụ của chúng. Các quy tắc nghiêm ngặt của giao thức nghiêm cấm các hình thức dự phòng phổ biến, chẳng hạn như chạy cùng một trình xác thực trên nhiều nút, điều này có thể dẫn đến việc trình xác thực bị "cắt". Nếu sử dụng dịch vụ đặt cược, các khóa sẽ được đặt trên máy chủ đám mây (chẳng hạn như AWS). Nếu có vấn đề với bất kỳ thành phần nào, người xác thực sẽ ngừng xác thực và sẽ bị phạt.
Bốn: Công nghệ xác minh phân tán (DVT)
Ở cấp độ đặt cược, mặc dù chúng tôi có các giải pháp đặt cược phi tập trung để hạ thấp ngưỡng đặt cược và cải thiện khả năng phân cấp của các dịch vụ đặt cược, nhưng ở cấp độ Trình xác thực, vẫn có một điểm rủi ro duy nhất. Bây giờ, một trình xác thực duy nhất điều hành mạng. nhiều khách hàng, nếu có hình phạt làm chậm do lý do mạng hoặc yếu tố vật lý như mất điện, khe cắm không thể thu thập chữ ký hợp lệ. Chúng tôi không thể chạy cùng một nút xác thực ở nhiều nơi một cách dư thừa vì điều này sẽ gây ra sự nhầm lẫn về chữ ký và được coi là một cuộc tấn công vào mạng. Tuy nhiên, chúng ta có thể chia khóa riêng chữ ký và sử dụng công nghệ DVT để giảm nguy cơ lỗi điểm đơn. Khi thực hiện nâng cấp, nó cũng cung cấp không gian nâng cấp cho các nút. Một diện tích lớn các nút sẽ không thể offline do nâng cấp mạng. Để phân tích cụ thể mời các bạn cùng khám phá bên dưới nhé!
4.1 Khái niệm
: Một người hoặc thực thể chạy một nút (hoặc nhiều nút).
Nút vận hành: đề cập đến một phần cứng và phần mềm thực hiện các nhiệm vụ của trình xác thực Ethereum. Các nhiệm vụ này có thể được hoàn thành bởi một mình nút hoặc kết hợp với các nút khác bằng công cụ DVT.
Công nghệ trình xác thực phân tán: Công nghệ trình xác thực phân tán là công nghệ phân phối công việc của một trình xác thực Ethereum duy nhất cho một nhóm các nút phi tập trung. So với các máy khách xác thực chạy trên một máy, công nghệ xác thực phân tán có thể cung cấp các dịch vụ phi tập trung và an toàn hơn.
Hình 15: Mối quan hệ giữa Trình xác thực, Nút, Ủy ban và Người vận hành
4.2 Các nút xác thực phân tán cần chạy
Máy khách lớp thực thi Ethereum
Ứng dụng khách lớp đồng thuận Ethereum
Ứng dụng xác thực phân phối Ethereum
Ứng dụng xác thực Ethereum
4.3 Cách DV ngăn chặn rủi ro khi cam kết ETH2
Khóa riêng bị đánh cắp
Sử dụng công nghệ chữ ký ngưỡng (m-of-n) có thể ngăn chặn việc lấy khóa riêng bị đánh cắp Nguy cơ bị đánh cắp
Khóa xác thực hoàn chỉnh được chia thành nhiều khóa nhỏ hơn
Sự phân tách các khóa nhỏ được tổng hợp để tạo chữ ký của khóa hoàn chỉnh
Hình 16: Phân tách khóa và chữ ký tổng hợp
Node down
Lỗi sự cố:
Nguyên nhân: do mất điện và mất mạng mất kết nối, lỗi phần cứng, treo máy do lỗi phần mềm;
Biện pháp phòng ngừa: Ngăn chặn các nút chuyển sang chế độ ngoại tuyến bằng cách chạy các giải pháp sao lưu dự phòng cho cùng một nút ở nhiều nơi;
Lỗi Byzantine:
Nguyên nhân: do lỗi phần mềm, tấn công mạng;
Biện pháp phòng ngừa: Nhiều nút tham gia đưa ra quyết định thông qua sự đồng thuận và một nút duy nhất không thể đưa ra quyết định nó Quyết định.
4.4 Kiến trúc tổng thể
Hình 17: Kiến trúc tổng thể DVT
Trình xác thực được phân phối ký tin nhắn từ xa bằng cách sử dụng các phân đoạn khóa riêng
Được truyền trong ứng dụng khách của trình xác thực được phân phối Công nghệ chữ ký tổng hợp tổng hợp các chữ ký của các trình xác minh được phân phối và khi đạt đến ngưỡng, khối sẽ được ký.
4.5 Hai con đường để triển khai công nghệ DVT
Một cách tiếp cận DVT bằng SSS: The lược đồ tạo khóa riêng chữ ký (sk, pk) và khóa riêng rút tiền của thực thể cam kết 32 ETH và chạy chương trình Lược đồ chia sẻ bí mật để phân phối an toàn cổ phần của khóa sk giữa các nút ủy ban.
Cách tiếp cận DVT bằng giao thức DKG: Trong sơ đồ DKG, không có thực thể nào phân phối cổ phần của khóa riêng ký cho người xác minh, nhưng Một nhóm các nút ủy ban xác thực chạy giao thức DKG cùng nhau. Do đó, một khóa bí mật và khóa chung (sk, pk) và n phần chia sẻ sk_1,...,sk_n của sk được tạo và nút thứ i của i=1,...n sở hữu phần chia sẻ sk_i.
Hình 18: Giao thức DKG
4.6 Lược đồ chữ ký ngưỡng (TSS)
Khi người xác thực đồng ý về một khối yêu cầu chữ ký, sơ đồ chữ ký ngưỡng BLS được sử dụng để triển khai chữ ký. Nó cho phép N người xác minh đồng ký dữ liệu và chữ ký hoàn chỉnh đạt được khi người xác minh t+1 (0<t<n) ký chính xác. Thông qua giải pháp tss, người ta nhận thấy rằng mọi người xác minh không thể có được khóa riêng chữ ký hoàn chỉnh và việc tạo chữ ký hoàn chỉnh một cách suôn sẻ được đảm bảo.
Năm: DVT từ góc nhìn của các dự án dòng chính
5.1 SSV
Nhìn bề ngoài, SSV cung cấp một lối vào mạnh mẽ, phi tập trung vào hệ sinh thái đặt cược Ethereum. Đi sâu hơn một chút, SSV là một ví đa chữ ký phức tạp với lớp đồng thuận. SSV hoạt động như một bộ đệm giữa các nút chuỗi đèn hiệu và máy khách xác thực.
5.1.1 Các thành phần cấu hình chính
Tạo khóa phân tán: Người vận hành tính toán và tạo bộ khóa chung và khóa riêng bằng cách chạy chương trình SSV. Mỗi nhà điều hành chỉ sở hữu một phần khóa riêng, đảm bảo rằng không một nhà điều hành nào có thể tác động hoặc kiểm soát toàn bộ khóa riêng để đưa ra quyết định đơn phương.
Chia sẻ bí mật Shamir: Cơ chế này được sử dụng để xây dựng lại các khóa của trình xác thực bằng cách sử dụng ngưỡng KeyShares được xác định trước. Không thể sử dụng một KeyShared duy nhất để ký tin nhắn.
SSV có thể tận dụng công nghệ BLS để tổng hợp chữ ký nhằm tạo ra chữ ký khóa hoàn chỉnh của người xác minh. Bằng cách kết hợp Shamir và BLS, các khóa riêng ký của người xác nhận được chia sẻ trên các lát và được tổng hợp và tập hợp lại khi cần có chữ ký.
Tính toán nhiều bên: Áp dụng tính toán an toàn nhiều bên (MPC) để chia sẻ bí mật, cho phép KeyShares của SSV được phân phối an toàn giữa các nhà khai thác và thực hiện xác minh. trách nhiệm của người xác thực mà không cần phải tạo lại khóa xác thực trên từng thiết bị.
Đồng thuận về dung sai lỗi Byzantine của Istanbul: Liên kết tất cả lại với nhau là lớp đồng thuận của SSV, dựa trên thuật toán Dung sai lỗi Byzantine của Istanbul (IBFT). Thuật toán chọn ngẫu nhiên một nút xác thực (KeyShare), nút này chịu trách nhiệm chặn các đề xuất và chia sẻ thông tin với những người tham gia khác. Khi ngưỡng KeyShares được xác định trước coi khối đó là hợp lệ, nó sẽ được thêm vào chuỗi. Do đó, có thể đạt được sự đồng thuận ngay cả khi một số nhà khai thác (đã đạt đến ngưỡng) gặp sự cố hoặc hiện đang ngoại tuyến.
Hình 19: Cấu trúc liên kết mạng SSV V2
5.1.2 Ba loại người tham gia trong hệ sinh thái SSV
Người đặt cược: Nền tảng giao dịch, nhà cung cấp dịch vụ hoặc chủ sở hữu ETH cá nhân sử dụng công nghệ SSV/DVT để đạt được hiệu quả, bảo mật và phân quyền tối ưu cho người xác thực của họ. Người đặt cược trả tiền cho người vận hành bằng Mã thông báo SSV để quản lý người xác thực của họ.
Người vận hành: Người vận hành cung cấp cơ sở hạ tầng phần cứng, chạy giao thức SSV và chịu trách nhiệm duy trì các trình xác thực cũng như tình trạng chung của mạng ssv. toán tử SSV Mã thông báo Xác định phí cho các dịch vụ của mình và tính phí cho người xác thực một khoản phí để vận hành và duy trì người xác nhận.
DAO (chủ sở hữu mã thông báo SSV): ssv.network DAO phân cấp quyền sở hữu và quyền quản trị của giao thức và quỹ ssv.network. SSV có nguồn gốc từ mạng Mã thông báo . Bất cứ ai có SSV Mã thông báo Bất kỳ ai cũng có thể tham gia DAO và bỏ phiếu cho các đề xuất cũng như các dự án khác yêu cầu bỏ phiếu. SSV sở hữu Mã thông báo Con số xác định quyền biểu quyết đối với các quyết định ảnh hưởng đến mạng.
5.1.3 ssv.network DAO chịu trách nhiệm thực hiện công việc sau:
Chấm điểm nhà điều hành: ssv.network dựa vào các nhà điều hành và đưa ra đánh giá phi tập trung và minh bạch từ 0-100% về chất lượng, trải nghiệm và dịch vụ được cung cấp của họ. DAO cũng chịu trách nhiệm kiểm tra "Nhà điều hành đã được xác minh" (VO) và duy trì danh sách VO. Người đặt cược có thể xem và sử dụng các thứ hạng này để chọn Nhà điều hành nhằm quản lý người xác thực của họ
Phí mạng: Để sử dụng ssv.network, Người đặt cược cần phải trả phí mạng. Phí mạng là một khoản phí cố định được tính cho mỗi người xác nhận và được thêm vào phí của nhà điều hành. Phí mạng chảy trực tiếp vào kho bạc DAO và có thể được sử dụng để tài trợ cho sự phát triển hơn nữa của hệ sinh thái và hoạt động SSV thông qua quy trình bỏ phiếu DAO.
Kho bạc: Phí mạng do các nhà đầu tư trả sẽ tài trợ cho kho bạc DAO, được sử dụng cho các dự án phát triển hệ sinh thái và giao thức SSV. Có thể bao gồm các khoản tài trợ để phát triển giao thức và phát triển mạng lưới, với SSV Mã thông báo Người nắm giữ trực tiếp chia sẻ doanh thu, tiếp thị và khuyến khích cộng đồng, Mã thông báo Trao đổi để đa dạng hóa nguồn vốn, đầu tư từ đối tác chiến lược để đổi lấy SSV Mã thông báo .
Biểu quyết: Các yêu cầu tài trợ được gửi tới DAO và các đề xuất khác yêu cầu biểu quyết. Bất cứ ai đang nắm giữ SSV Mã thông báo Bất kỳ ai cũng có thể bỏ phiếu cho các quyết định ảnh hưởng đến DAO, chẳng hạn như yêu cầu cấp phép, yêu cầu trở thành người vận hành xác thực và các ý tưởng hoặc yêu cầu khác được gửi đến DAO để xem xét.
5.2 Obol
Obol là một phương pháp thúc đẩy việc giảm thiểu sự tin cậy đặt cược thông qua giao thức nhiều nhà khai thác , có thể được sử dụng làm mô-đun cốt lõi của nhiều loại sản phẩm web3 để có được thu nhập đặt cược Ethereum với chi phí tin cậy thấp.
5.2.1 Bốn sản phẩm công cốt lõi của Obol:
Bảng khởi chạy trình xác thực phân tán: Các công cụ CLI và dApp để khởi động các trình xác thực phân tán
Charon: Charon là ứng dụng khách trình xác thực phân tán của Obol Network. Đây cũng là bước đầu tiên để kích hoạt xác minh giảm thiểu độ tin cậy. Charon hỗ trợ xác thực có khả năng chịu lỗi, tính sẵn sàng cao, cho phép một nhóm người cùng chạy trình xác thực trên nhiều máy, thay vì trên một máy duy nhất.
Hình 20: Kiến trúc bên trong Charon
Trình quản lý Obol: một tập hợp các hợp đồng thông minh đáng tin cậy để hình thành các trình xác thực phân tán
Mạng thử nghiệm Obol : Một tập hợp các mạng thử nghiệm được khuyến khích công khai đang diễn ra cho phép các nhà khai thác ở mọi quy mô kiểm tra quá trình triển khai của họ trước khi phục vụ mạng mạng chính Obol.
5.2.2 Các khái niệm chính:
Trình xác thực phân tán: Trình xác thực phân tán là trình xác thực bằng chứng cổ phần Ethereum chạy trên nhiều nút/máy. Chức năng này đạt được bằng cách sử dụng Công nghệ xác thực phân tán (DVT). Công nghệ trình xác thực phân tán tránh được vấn đề điểm lỗi duy nhất. Nếu <33% nút tham gia trong cụm DVT ngoại tuyến, các nút hoạt động còn lại vẫn có thể đạt được sự đồng thuận về chữ ký và tạo chữ ký hợp lệ cho trình xác thực Đặt cược. Đây là dự phòng tích cực, một mô hình phổ biến được sử dụng để giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động trên các hệ thống quan trọng.
Nút xác thực phân tán: Nút xác thực phân tán là một tập hợp các máy khách mà người vận hành cần định cấu hình và chạy để thực hiện trách nhiệm của người điều hành trình xác thực phân tán. Người vận hành có thể chạy các máy khách đồng thuận và thực thi dự phòng trên cùng một phần cứng, chạy các chuyển tiếp lớp thực thi (chẳng hạn như mev-boost) và các dịch vụ thiết bị đo lường khác để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Trong ví dụ trên, nhóm khách hàng bao gồm Geth, Lighthouse, Charon và Teku.
Hình 21: Ví dụ về ứng dụng khách Obol
Máy khách thực thi: Máy khách lớp thực thi (trước đây gọi là máy khách Eth1) chịu trách nhiệm cụ thể trong việc chạy EVM và quản lý nhóm giao dịch của mạng Ethereum.
Các khách hàng của lớp thực thi bao gồm: Go-Ethereum, Nethermind và Erigon.
Consensus Cilent: Ứng dụng khách đồng thuận chịu trách nhiệm vận hành lớp đồng thuận bằng chứng cổ phần của Ethereum, thường được gọi là chuỗi đèn hiệu. Các khách hàng của lớp đồng thuận bao gồm: Prysm, Teku, Lighthouse, Nimbus, Lodestra.
Ứng dụng khách của Trình xác thực được phân phối:
Ứng dụng của Trình xác thực được phân phối chặn thông qua lớp đồng thuận của máy khách của Trình xác thực API REST được tiêu chuẩn hóa luồng thông tin khách hàng và tập trung vào hai trách nhiệm cốt lõi:
Đạt được sự đồng thuận về trách nhiệm của ứng viên được ký bởi tất cả những người xác thực
Kết hợp chữ ký của tất cả người xác thực thành chữ ký người xác nhận được phân phối
Ứng dụng khách của trình xác thực: Ứng dụng khách của trình xác thực là một đoạn mã chạy một hoặc nhiều trình xác thực Ethereum.
Các khách hàng của trình xác thực bao gồm: Vouch, Prysm, Teku, Lighthouse
Cụm trình xác thực phân tán: A cụm trình xác thực phân tán là tập hợp các nút trình xác thực phân tán được kết nối với nhau.
Hình 22: Cấu trúc liên kết mạng DVT của Obol
Khóa xác thực phân tán: Khóa xác thực phân tán là một tập hợp các khóa riêng BLS, cùng đóng vai trò là khóa ngưỡng để tham gia bằng chứng cổ phần đoàn kết.
Chia sẻ khóa của trình xác thực được phân phối: khóa riêng của khóa riêng của trình xác thực được phân phối.
Lễ tạo khóa của trình xác thực phân tán: Để đạt được khả năng chịu lỗi trong trình xác thực phân tán, các chia sẻ khóa riêng tư riêng lẻ cần phải được tạo cùng nhau. Thay vì nhờ một đại lý đáng tin cậy tạo khóa riêng, phân tách và phân phối nó, mỗi nhà điều hành trong cụm trình xác thực phân tán sẽ tham gia vào cái gọi là nghi thức tạo khóa phân tán, có ưu điểm là không có khóa riêng hoàn chỉnh nào được xây dựng. Lễ tạo khóa xác thực phân tán là một loại Lễ DKG. Buổi lễ tạo ra dữ liệu gửi và thoát của người xác thực đã ký, cũng như tất cả các cổ phần khóa của người xác thực và siêu dữ liệu liên quan của chúng.
Sáu: Tóm tắt và triển vọng
6.1 Tóm tắt
Toàn bộ bài viết bắt đầu với The Merge, mô tả thuật toán Casper FFG được Ethereum áp dụng sau khi sáp nhập. Chúng ta đã quen với phương pháp tạo khối sau khi sáp nhập và một số khái niệm kỹ thuật mới, sau đó nói về phương pháp mới Các phương pháp Khai thác Ethereum và các giải pháp đặt cược hiện có, tôi đã tìm hiểu về vấn đề lỗi duy nhất của trình xác thực, sau đó đi sâu vào công nghệ DVT và mô tả ngắn gọn cách DVT giải quyết vấn đề này thông qua trường hợp của hai dự án. phân quyền Phần tường thuật ý tưởng này cung cấp một tài liệu tham khảo nhất định để người đọc hiểu về thuật toán đồng thuận và hướng phát triển phi tập trung của Ethereum.
6.2 Triển vọng
Ethereum sẽ dần dần triển khai Danksharding sau The Merge, đầu tiên là thông qua EIP-4488 Giảm chi phí gas của calldata từ 16gwei đến 3gwei, cung cấp hỗ trợ mạnh mẽ về tốc độ và mở rộng tổng hợp. Bước tiếp theo là giới thiệu loại giao dịch Blobs trong Proto-danksharding, để Ethereum có thể cung cấp thêm không gian lưu trữ cho tổng hợp, giảm chi phí của D /A và dần dần triển khai Danksharding.
Để hiện thực hóa việc lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu (DAS) và phân tách người đề xuất/người xây dựng khối (PBS) được mô tả trong Danksharding, cần phải đảm bảo rằng tính khả dụng của dữ liệu trên mạng Ethereum việc lấy mẫu chỉ có thể được thực hiện nếu có đủ nút và sự phân cấp. Nói cách khác, để đảm bảo mở rộng và D/A chi phí thấp, việc phân quyền của Ethereum là phần quan trọng nhất vì kế hoạch cam kết phi tập trung. DVT và các công nghệ khác là rất quan trọng cho sự phát triển tiếp theo của Ethereum.
Liên kết gốc
Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:
Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats
Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App
Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia
