Blockchain

[Cermin] Bukti Filosofi Desain Pasak

Vitalik Buterin melalui Blog Vitalik Buterin

Ini adalah cerminan dari postingan di https://medium.com/@VitalikButerin/filosofi-desain-bukti-saham-506585978d51

Sistem seperti Ethereum (dan Bitcoin, dan NXT, dan Bitshares, dll) pada dasarnya adalah kelas organisme kriptoekonomi baru — entitas terdesentralisasi dan tidak memiliki yurisdiksi yang sepenuhnya ada di dunia maya, dikelola oleh kombinasi kriptografi, ekonomi, dan konsensus sosial. Mereka mirip seperti BitTorrent, namun juga tidak seperti BitTorrent, karena BitTorrent tidak memiliki konsep status — sebuah perbedaan yang ternyata sangat penting. Mereka kadang-kadang digambarkan sebagai perusahaan otonom yang terdesentralisasi, tapi mereka juga bukan korporasi — Anda tidak bisa melakukan hard fork pada Microsoft. Mereka seperti proyek perangkat lunak sumber terbuka, tetapi tidak juga seperti itu — Anda dapat melakukan fork pada blockchain, tetapi tidak semudah Anda dapat melakukan fork pada OpenOffice.

Jaringan ekonomi kripto ini hadir dalam berbagai bentuk – PoW berbasis ASIC, PoW berbasis GPU, PoS naif, PoS yang didelegasikan, semoga segera Casper PoS – dan masing-masing jenis ini pasti memiliki filosofi dasarnya sendiri. Salah satu contoh yang terkenal adalah visi bukti kerja yang maksimal, di mana “blockchain” yang benar, dalam bentuk tunggal, didefinisikan sebagai rantai dimana para penambang telah membakar modal ekonomi dalam jumlah terbesar untuk menciptakannya. Awalnya hanya sekedar aturan pilihan garpu dalam protokol, mekanisme ini dalam banyak kasus telah diangkat menjadi prinsip suci — lihat diskusi Twitter antara saya dan Chris DeRose sebagai contoh seseorang yang secara serius mencoba mempertahankan idenya dalam bentuk yang murni, bahkan dalam menghadapi hard fork protokol yang mengubah algoritma hash. Bitshare' bukti kepemilikan yang didelegasikan menyajikan filosofi lain yang koheren, di mana segala sesuatu sekali lagi mengalir dari satu prinsip, namun satu prinsip yang dapat dijelaskan dengan lebih sederhana: suara pemegang saham.

Masing-masing filosofi tersebut; Konsensus Nakamoto, konsensus sosial, konsensus pemungutan suara pemegang saham, mengarah pada serangkaian kesimpulan tersendiri dan mengarah pada sistem nilai yang cukup masuk akal jika dilihat dari sudut pandangnya sendiri — meskipun keduanya tentu dapat dikritik jika dibandingkan satu sama lain. Konsensus Casper juga memiliki landasan filosofis, meskipun sejauh ini belum diartikulasikan secara ringkas.

Saya sendiri, Vlad, Dominic, Jae dan yang lainnya semuanya memiliki pandangan mereka sendiri tentang mengapa protokol bukti kepemilikan ada dan bagaimana merancangnya, tetapi di sini saya bermaksud menjelaskan dari mana saya pribadi berasal.

Saya akan melanjutkan dengan membuat daftar observasi dan kemudian mengambil kesimpulan secara langsung.

  • Kriptografi benar-benar istimewa di abad ke-21 karena kriptografi adalah salah satu dari sedikit bidang di mana konflik permusuhan terus menguntungkan pihak yang bertahan. Kastil jauh lebih mudah dihancurkan daripada dibangun, pulau dapat dipertahankan namun masih dapat diserang, namun kunci ECC rata-rata orang cukup aman untuk melawan bahkan aktor tingkat negara bagian. Filosofi Cypherpunk pada dasarnya adalah tentang memanfaatkan asimetri yang berharga ini untuk menciptakan dunia yang lebih menjaga otonomi individu, dan ekonomi kripto sampai batas tertentu merupakan perpanjangan dari hal tersebut, kecuali kali ini melindungi keselamatan dan keaktifan sistem koordinasi dan kolaborasi yang kompleks. dari sekedar integritas dan kerahasiaan pesan pribadi. Sistem yang menganggap diri mereka sebagai pewaris ideologis dari semangat cypherpunk harus mempertahankan properti dasar ini, dan biaya penghancuran atau gangguannya jauh lebih mahal daripada biaya penggunaan dan pemeliharaannya.
  • “Semangat cypherpunk” bukan hanya tentang idealisme; membuat sistem yang lebih mudah untuk dipertahankan daripada diserang juga merupakan rekayasa yang baik.
  • Dalam skala jangka menengah hingga panjang, manusia cukup baik dalam mencapai konsensus. Bahkan jika musuh memiliki akses ke kekuatan hashing yang tidak terbatas, dan melakukan serangan sebesar 51% terhadap blockchain besar mana pun yang bahkan membalikkan sejarah bulan terakhir, meyakinkan komunitas bahwa rantai ini sah jauh lebih sulit daripada sekadar mengalahkan kekuatan hash rantai utama. . Mereka perlu menumbangkan penjelajah blok, setiap anggota komunitas yang tepercaya, New York Times, archive.org, dan banyak sumber lain di internet; Secara keseluruhan, meyakinkan dunia bahwa rantai serangan baru ini adalah yang pertama kali muncul di abad ke-21 yang padat teknologi informasi, sama sulitnya dengan meyakinkan dunia bahwa pendaratan di bulan oleh AS tidak pernah terjadi. Pertimbangan sosial inilah yang pada akhirnya melindungi blockchain apa pun dalam jangka panjang, terlepas dari apakah komunitas blockchain mengakuinya atau tidak (perhatikan itu Bitcoin Core memang mengakui keutamaan lapisan sosial ini).
  • Namun, blockchain yang dilindungi oleh konsensus sosial saja akan menjadi sangat tidak efisien dan lambat, dan terlalu mudah bagi perselisihan untuk terus berlanjut tanpa akhir (walaupun terdapat banyak kesulitan, itu sudah terjadi); karena itu, Konsensus ekonomi mempunyai peran yang sangat penting dalam melindungi keaktifan dan keselamatan properti dalam jangka pendek.
  • Karena bukti keamanan kerja hanya bisa didapat dari hadiah blok (dalam istilah Dominic Williams, itu tidak memiliki dua dari tiga Es), dan insentif bagi penambang hanya dapat diperoleh dari risiko kehilangan hadiah blok di masa depan, bukti kerja harus beroperasi berdasarkan logika kekuatan besar yang diberi insentif melalui imbalan besar. Pemulihan dari serangan di PoW sangatlah sulit: saat pertama kali hal ini terjadi, Anda dapat melakukan hard fork untuk mengubah PoW sehingga menjadikan ASIC penyerang tidak berguna, namun untuk kedua kalinya Anda tidak lagi memiliki opsi tersebut, sehingga penyerang dapat menyerang lagi dan lagi. lagi. Oleh karena itu, ukuran jaringan penambangan harus sedemikian besar sehingga serangan tidak dapat dibayangkan. Penyerang berukuran kurang dari X tidak disarankan untuk muncul karena jaringan terus-menerus menghabiskan X setiap hari. Saya menolak logika ini karena (i) itu membunuh pohon, dan (ii) gagal mewujudkan semangat cypherpunk — biaya serangan dan biaya pertahanan memiliki rasio 1:1, sehingga tidak ada keuntungan bagi bek.
  • Bukti kepemilikan mematahkan simetri ini dengan tidak mengandalkan imbalan untuk keamanan, melainkan penalti. Validator mempertaruhkan uang (“deposito”), diberi imbalan sedikit sebagai kompensasi karena mengunci modal dan memelihara node serta mengambil tindakan pencegahan ekstra untuk memastikan keamanan kunci pribadi mereka, namun sebagian besar biaya pengembalian transaksi berasal dari penalti yang ratusan atau ribuan kali lebih besar dari imbalan yang mereka peroleh selama ini. Jadi, “filosofi satu kalimat” dari bukti kepemilikan bukanlah “keamanan berasal dari pembakaran energi”, melainkan “keamanan berasal dari memberikan nilai ekonomi yang merugikan”. Blok atau negara bagian tertentu memiliki keamanan $X jika Anda dapat membuktikan bahwa mencapai tingkat penyelesaian yang sama untuk blok atau negara bagian mana pun yang bertentangan tidak dapat dicapai kecuali node berbahaya terlibat dalam upaya membuat peralihan membayar denda dalam protokol senilai $X.
  • Secara teoritis, mayoritas kolusi validator mungkin mengambil alih bukti rantai pasak, dan mulai bertindak jahat. Namun, (i) melalui desain protokol yang cerdas, kemampuan mereka untuk mendapatkan keuntungan tambahan melalui manipulasi tersebut dapat dibatasi semaksimal mungkin, dan yang lebih penting (ii) jika mereka mencoba mencegah validator baru untuk bergabung, atau melakukan serangan 51%, maka komunitas cukup mengoordinasikan hard fork dan menghapus simpanan validator yang melanggar. Serangan yang berhasil mungkin memerlukan biaya $50 juta, namun proses pembersihan konsekuensinya tidak akan sama bahwa jauh lebih berat dibandingkan kegagalan konsensus geth/paritas pada 2016.11.25. Dua hari kemudian, blockchain dan komunitas kembali ke jalurnya, penyerang menjadi lebih miskin sebesar $50 juta, dan komunitas lainnya kemungkinan besar menjadi lebih kaya karena serangan tersebut akan menyebabkan nilai token turun. up karena krisis pasokan yang terjadi. Itu asimetri serangan/pertahanan untuk Anda.
  • Hal di atas tidak boleh diartikan bahwa hard fork yang tidak terjadwal akan menjadi kejadian biasa; jika diinginkan, biaya a tunggal Serangan 51% pada bukti kepemilikan tentu saja dapat ditetapkan setinggi biaya a permanen 51% serangan terhadap bukti kerja, dan besarnya biaya serta ketidakefektifan suatu serangan seharusnya memastikan bahwa serangan tersebut hampir tidak pernah dilakukan dalam praktiknya.
  • Ekonomi bukanlah segalanya. Aktor individu mungkin termotivasi oleh motif ekstra-protokol, mereka mungkin diretas, mereka mungkin diculik, atau mereka mungkin mabuk dan memutuskan untuk menghancurkan blockchain suatu hari nanti dan menanggung biayanya. Selain itu, sisi baiknya, kesabaran moral individu dan inefisiensi komunikasi sering kali akan meningkatkan biaya serangan ke tingkat yang jauh lebih tinggi daripada nilai kerugian yang ditentukan protokol.. Ini merupakan keuntungan yang tidak dapat kita andalkan, namun pada saat yang sama merupakan keuntungan yang tidak boleh kita sia-siakan.
  • Oleh karena itu, protokol terbaik adalah protokol yang bekerja dengan baik dalam berbagai model dan asumsi — rasionalitas ekonomi dengan pilihan terkoordinasi, rasionalitas ekonomi dengan pilihan individu, toleransi kesalahan sederhana, toleransi kesalahan Bizantium (idealnya varian musuh adaptif dan non-adaptif), Model ekonomi perilaku yang terinspirasi dari Ariely/Kahneman (“kita semua hanya sedikit berbuat curang”) dan idealnya model lain yang realistis dan praktis untuk dipertimbangkan. Penting untuk memiliki kedua lapisan pertahanan: insentif ekonomi untuk mencegah kartel terpusat agar tidak bertindak anti-sosial, dan insentif anti-sentralisasi untuk mencegah terbentuknya kartel.
  • Protokol konsensus yang bekerja secepat mungkin memiliki risiko dan harus didekati dengan sangat hati-hati, karena jika kemungkinan menjadi sangat cepat terikat padanya insentif untuk melakukan hal tersebut, kombinasi tersebut akan memberikan imbalan pada tingkat yang sangat tinggi dan menimbulkan risiko sistemik sentralisasi tingkat jaringan (mis. semua validator dijalankan dari penyedia hosting yang sama). Protokol konsensus yang tidak terlalu peduli seberapa cepat validator mengirimkan pesan, selama mereka melakukannya dalam interval waktu yang cukup lama (misalnya 4–8 detik, seperti yang kita ketahui secara empiris bahwa latensi di ethereum biasanya ~500ms- 1s) tidak memiliki kekhawatiran ini. Jalan tengah yang memungkinkan adalah menciptakan protokol yang dapat bekerja dengan sangat cepat, namun mekanisme yang mirip dengan mekanisme paman Ethereum memastikan bahwa imbalan marjinal untuk sebuah node yang meningkatkan derajat konektivitas jaringannya melebihi titik yang mudah dicapai adalah cukup rendah.

Dari sini, tentu saja ada banyak detail dan banyak cara untuk membedakan detailnya, tetapi hal di atas adalah prinsip inti yang setidaknya menjadi dasar versi Casper saya. Dari sini, kita tentu bisa memperdebatkan trade-off antara nilai-nilai yang bersaing. Apakah kita memberi ETH tingkat penerbitan tahunan sebesar 1% dan mendapatkan biaya $50 juta untuk memaksa hard fork perbaikan, atau tingkat penerbitan tahunan nol dan mendapatkan biaya $5 juta untuk memaksa hard fork perbaikan? Kapan kita meningkatkan keamanan protokol berdasarkan model ekonomi dengan imbalan penurunan keamanannya berdasarkan model toleransi kesalahan? Apakah kita lebih peduli dengan tingkat keamanan yang dapat diprediksi atau tingkat penerbitan yang dapat diprediksi? Ini semua adalah pertanyaan untuk posting lain, dan berbagai caranya mengimplementasikan perbedaan trade-off antara nilai-nilai ini menjadi pertanyaan untuk postingan lainnya. Tapi kita akan melakukannya 🙂