Blockchain

[Oglindă] O dovadă a filozofiei de proiectare a mizei

Vitalik Buterin prin intermediul Blogul Vitalik Buterin

Aceasta este o oglindă a postării de la https://medium.com/@VitalikButerin/a-proof-of-stake-design-philosophy-506585978d51

Sisteme precum Ethereum (și Bitcoin, și NXT și Bitshares etc.) sunt o clasă fundamental nouă de organisme criptoeconomice - entități descentralizate, fără jurisdicție, care există în întregime în spațiul cibernetic, menținute printr-o combinație de criptografie, economie și consens social. Sunt cam ca BitTorrent, dar nici nu sunt ca BitTorrent, deoarece BitTorrent nu are concept de stat - o distincție care se dovedește a fi extrem de importantă. Ele sunt uneori descrise ca corporații autonome descentralizate, dar nici nu sunt chiar corporații — nu poți să forkezi Microsoft. Sunt un fel de proiecte de software cu sursă deschisă, dar nici ele nu sunt chiar așa - puteți bifurca un blockchain, dar nu la fel de ușor pe cât puteți bifurca OpenOffice.

Aceste rețele criptoeconomice vin în multe variante - PoW bazat pe ASIC, PoW bazat pe GPU, PoS naiv, PoS delegat, sperăm că în curând Casper PoS - și fiecare dintre aceste arome vine inevitabil cu propria filozofie de bază. Un exemplu binecunoscut este viziunea maximalistă a dovezii de lucru, în care „blockchain-ul corect, singular, este definit ca lanțul pe care minerii au ars cea mai mare cantitate de capital economic pentru a-l crea. Inițial, o simplă regulă de alegere a furcii în protocol, acest mecanism a fost în multe cazuri ridicat la un principiu sacru - vezi această discuție pe Twitter între mine și Chris DeRose pentru un exemplu de cineva care încearcă serios să apere ideea într-o formă pură, chiar și în fața hard fork-urilor de protocol de schimbare a algoritmului hash. Bitshares' dovada de miză delegată prezintă o altă filozofie coerentă, în care totul decurge din nou dintr-un singur principiu, dar care poate fi descris și mai simplu: votează acționarii.

Fiecare dintre aceste filozofii; Consensul Nakamoto, consensul social, consensul de vot al acționarilor, duce la propriul set de concluzii și duce la un sistem de valori care are destul de mult sens atunci când sunt privite în propriile sale condiții - deși pot fi cu siguranță criticate în comparație între ele. Consensul Casper are și o bază filozofică, deși una care până acum nu a fost la fel de succint articulată.

Eu însumi, Vlad, Dominic, Jae și alții avem cu toții propriile păreri despre motivul pentru care există protocoalele de dovadă a mizei și cum să le elaborez, dar aici intenționez să explic de unde vin eu personal.

Voi trece direct la enumerarea observațiilor și apoi a concluziilor.

  • Criptografia este cu adevărat specială în secolul 21 pentru că Criptografia este unul dintre puținele domenii în care conflictele adverse continuă să favorizeze puternic apărătorul. Castelele sunt mult mai ușor de distrus decât de construit, insulele pot fi apărate, dar pot fi încă atacate, dar cheile ECC ale unei persoane obișnuite sunt suficient de sigure pentru a rezista chiar și actorilor la nivel de stat. Filosofia Cypherpunk se referă în mod fundamental la valorificarea acestei asimetrii prețioase pentru a crea o lume care păstrează mai bine autonomia individului, iar criptoeconomia este într-o oarecare măsură o extensie a acesteia, cu excepția de data aceasta protejarea siguranței și a vieții sistemelor complexe de coordonare și colaborare, mai degrabă. decât pur și simplu integritatea și confidențialitatea mesajelor private. Sistemele care se consideră moștenitori ideologici ai spiritului cypherpunk ar trebui să mențină această proprietate de bază și să fie mult mai costisitoare de a distruge sau de a perturba decât de utilizat și întreținut.
  • „Spiritul cypherpunk” nu este doar despre idealism; a face sisteme care sunt mai ușor de apărat decât de atacat este, de asemenea, pur și simplu o inginerie a sunetului.
  • La o scară de timp medie până la lungă, oamenii sunt destul de buni la consens. Chiar dacă un adversar a avut acces la o putere de hashing nelimitată și a ieșit cu un atac de 51% al oricărui blockchain major care a revenit chiar și în ultima lună de istorie, a convinge comunitatea că acest lanț este legitim este mult mai greu decât a depăși puterea hash a lanțului principal. . Ar trebui să submineze exploratorii de blocuri, fiecare membru de încredere al comunității, New York Times, archive.org și multe alte surse de pe internet; una peste alta, a convinge lumea că noul lanț de atac este cel care a venit pe primul loc în secolul 21, dens în tehnologia informației, este la fel de greu ca a convinge lumea că aterizările pe Lună din SUA nu au avut loc niciodată. Aceste considerații sociale sunt cele care protejează în cele din urmă orice blockchain pe termen lung, indiferent dacă comunitatea blockchain-ului o admite sau nu (Rețineți că Bitcoin Core admite acest primat al stratului social).
  • Cu toate acestea, un blockchain protejat doar de consens social ar fi mult prea ineficient și lent și prea ușor pentru ca dezacordurile să continue fără sfârșit (deși, în ciuda tuturor dificultăților, s-a întâmplat); prin urmare, consensul economic joacă un rol extrem de important în protejarea proprietăților de viață și siguranță pe termen scurt.
  • Deoarece dovada securității muncii poate veni doar din recompense în bloc (în termenii lui Dominic Williams, aceasta lipsesc două dintre cele trei Es), iar stimulentele pentru mineri pot veni doar din riscul ca aceștia să-și piardă viitoarele recompense de bloc, dovada muncii operează în mod necesar pe o logică a puterii masive stimulată să existe prin recompense masive. Recuperarea în urma atacurilor în PoW este foarte grea: prima dată când se întâmplă, puteți schimba cu greu PoW-ul și, prin urmare, faceți ASIC-urile atacatorului inutil, dar a doua oară nu mai aveți această opțiune și astfel atacatorul poate ataca din nou și din nou. Prin urmare, dimensiunea rețelei miniere trebuie să fie atât de mare încât atacurile să fie de neconceput. Atacatorii cu dimensiunea mai mică de X sunt descurajați să apară prin faptul că rețeaua cheltuiește constant X în fiecare zi. Resping această logică pentru că (i) ea ucide copaciși (ii) nu reușește să realizeze spiritul cypherpunk - costul atacului și costul apărării sunt la un raport de 1:1, deci nu există niciun avantaj al apărătorului.
  • Dovada mizei rupe această simetrie, bazându-se nu pe recompense pentru securitate, ci mai degrabă pe penalități. Validatorii pun bani („depozite”) în joc, sunt recompensați ușor pentru a-i compensa pentru blocarea capitalului lor și menținerea nodurilor și luarea de precauții suplimentare pentru a asigura siguranța cheii lor private, dar cea mai mare parte a costurilor de revenire a tranzacțiilor provine din penalități care sunt de sute sau de mii de ori mai mari decât recompensele pe care le-au primit între timp. „Filozofia cu o singură propoziție” a dovezii de miză nu este, prin urmare, „securitatea vine din arderea energiei”, ci mai degrabă „securitatea vine din punerea în valoare economică cu pierdere”. Un anumit bloc sau stare are $X securitate dacă puteți demonstra că atingerea unui nivel egal de finalizare pentru orice bloc sau stare conflictuală nu poate fi realizată decât dacă noduri rău intenționate complice în încercarea de a face comutatorul să plătească penalități în protocol în valoare de X $.
  • Teoretic, o coluziune majoritară de validatori poate prelua o dovadă a lanțului de mize și poate începe să acționeze rău intenționat. Cu toate acestea, (i) prin proiectarea inteligentă a protocolului, capacitatea lor de a câștiga profituri suplimentare printr-o astfel de manipulare poate fi limitată cât mai mult posibil și, mai important, (ii) dacă încearcă să împiedice noi validatori să se alăture sau să execute atacuri de 51%, atunci comunitatea poate coordona pur și simplu un hard fork și poate șterge depozitele validatorilor ofensători. Un atac de succes poate costa 50 de milioane de dolari, dar procesul de curățare a consecințelor nu va fi acea mult mai oneros decât cel eșecul consensului geth/paritate din 2016.11.25. Două zile mai târziu, blockchain-ul și comunitatea au revenit pe drumul cel bun, atacatorii sunt mai săraci cu 50 de milioane de dolari, iar restul comunității este probabil mai bogat, deoarece atacul va fi cauzat pierderea valorii jetonului. up din cauza crizei aprovizionării care a rezultat. Asta e asimetrie de atac/apărare pentru tine.
  • Cele de mai sus nu ar trebui să fie interpretate ca însemnând că furculițele neprogramate vor deveni o întâmplare obișnuită; dacă se dorește, costul a singur Atacul de 51% la dovada mizei poate fi cu siguranță setat la fel de mare ca și costul unui permanent 51% atac asupra dovezilor de lucru, iar costul absolut și ineficacitatea unui atac ar trebui să asigure că acesta nu este aproape niciodată încercat în practică.
  • Economia nu este totul. Actorii individuali pot fi motivați de motive extra-protocol, pot fi piratați, pot fi răpiți sau pur și simplu se pot îmbăta și decid să distrugă blockchain-ul într-o zi și la naiba cu costul. În plus, din partea bună, toleranțele morale ale indivizilor și ineficiența comunicării vor ridica adesea costul unui atac la niveluri mult mai mari decât valoarea nominală definită de protocol.. Acesta este un avantaj pe care nu ne putem baza, dar în același timp este un avantaj pe care nu trebuie să-l aruncăm inutil.
  • Prin urmare, cele mai bune protocoale sunt protocoalele care funcționează bine sub o varietate de modele și ipoteze — raționalitate economică cu alegere coordonată, raționalitate economică cu alegere individuală, toleranță simplă la greșeală, toleranță la greșeală bizantină (în mod ideal, atât variantele adversare adaptative, cât și cele neadaptative); Modele economice comportamentale inspirate de Ariely/Kahneman („toți înșelăm doar puțin”) și, în mod ideal, orice alt model care este realist și practic pentru a raționa. Este important să existe ambele straturi de apărare: stimulente economice pentru a descuraja cartelurile centralizate de a acționa antisocial și stimulente anticentralizare pentru a descuraja în primul rând formarea cartelurilor.
  • Protocoalele de consens care funcționează cât mai repede posibil au riscuri și ar trebui abordate cu foarte multă atenție, dacă este cazul, pentru că dacă posibilitate a fi foarte rapid este legat de stimulente pentru a face acest lucru, combinația va recompensa niveluri foarte ridicate și care induc riscuri sistemice de centralizare la nivel de rețea (de exemplu, toți validatorii care rulează de la același furnizor de găzduire). Protocoale de consens cărora nu le pasă prea mult cât de repede un validator trimite un mesaj, atâta timp cât o fac într-un interval de timp acceptabil de lung (de exemplu, 4-8 secunde, deoarece știm empiric că latența în ethereum este de obicei ~500 ms-). 1s) nu au aceste preocupări. O posibilă cale de mijloc este crearea de protocoale care să funcționeze foarte repede, dar în care mecanisme similare cu mecanismul unchiului lui Ethereum asigură că recompensa marginală pentru un nod care își mărește gradul de conectivitate la rețea dincolo de un punct ușor de atins este destul de scăzută.

De aici, există, desigur, multe detalii și multe modalități de a diverge asupra detaliilor, dar cele de mai sus sunt principiile de bază pe care se bazează cel puțin versiunea mea de Casper. De aici, putem dezbate cu siguranță compromisuri între valorile concurente. Oferim ETH o rată anuală de emitere de 1% și obținem un cost de 50 de milioane USD pentru forțarea unui hard fork de remediere sau o rată de emitere anuală zero și obținem un cost de 5 milioane USD pentru forțarea unui hard fork de remediere? Când creștem securitatea unui protocol sub modelul economic în schimbul scăderii securității acestuia în cadrul unui model de toleranță la erori? Ne pasă mai mult să avem un nivel previzibil de securitate sau un nivel previzibil de emitere? Toate acestea sunt întrebări pentru o altă postare și diferitele modalități de a le face Punere în aplicare a diferitele compromisuri dintre aceste valori sunt întrebări pentru încă mai multe postări. Dar vom ajunge la asta 🙂