Eth2 ビーコン チェーン: 最初に知っておくべきこと
編集者注: この記事は以下からのものです。イーサリアム愛好家 (ID: ethfans)編集者注: この記事は以下からのものです。
イーサリアム愛好家 (ID: ethfans)
イーサリアム愛好家 (ID: ethfans)
、著者：ethos.dev、翻訳：A Jian、許可を得てOdailyにより転載。
初めてブロックチェーンの世界に「まあまあ」とため息をついたときの喜びをまだ覚えていますか?
ビーコン チェーンは Eth2 システム全体の中核ですが、ビーコン チェーンに関する内容のほとんどは単なる技術用語であり、些細で十分な深さがありません。
まず、シャード、ステーキングバリデーター、証明、委員会、チェックポイント、ファイナリティのパノラマを見てみましょう。
ここでは、ビーコンチェーンの要素とメカニズムを徹底的に理解します。また、少ない労力でより多くのことを実現できるよう、例を示し、重要な詳細を特定します。
読者はすでにイーサリアム ブロックチェーンまたはビットコイン ブロックチェーンをしっかりと理解しており、プルーフ オブ ステークについてもよく理解していることを前提としています。
まず、シャード、ステーキングバリデーター、証明、委員会、チェックポイント、ファイナリティのパノラマを見てみましょう。
断片化: 高い理想
ビーコン チェーンを理解するには、まずシャーディングの概念を理解することが役立ちます。ブロックチェーン (イーサリアムを含む) がスケーラビリティ (拡張性) を向上させる際に現在直面している主な問題は、すべてのノードがすべてのトランザクションを検証して実行する必要があることです。
コンピューター サイエンスの観点から見ると、スループットを拡張するには主に 2 つの方法があります。
A. 垂直方向の拡張: 一般的な考え方は、ノードを強化し、ノードをますます強力にすることです。
B. 水平方向の拡張: ノードをさらに追加します。
分散化するには、ブロックチェーンシステムは水平方向に拡張するしかありません。 Ethereum 2.0 (Eth2 または Serenity とも呼ばれます) の目標の 1 つは、一般的な消費者向けハードウェアでノードを実行できるようにすることです。シャーディングという用語の本来の意味は、データベース上で水平パーティショニング（水平パーティショニング）を実行することです。
基本的に、シャード チェーンはノードのサブセット (つまり、ネットワーク全体のサブセット) によって処理されます。システム内の仮想マイナーであるバリデーターは、異なるシャードに割り当てられ、独自のシャード チェーン上でのみトランザクションを処理および検証します。
このシステムでは、ブロックごとにシャードを処理するノードのグループが常に変化します。
ブロックチェーン システムをシャーディングする場合の主な課題は、シャーディングのセキュリティです。バリデーターはシャード全体に分散されているため、悪意のあるバリデーターが単一のシャードを侵害することはそれほど難しくありません。
したがって、シャーディング ソリューションの核心は次のとおりです。 バリデータをランダムにシャッフルして、各シャード ブロックが (擬似) ランダムに選択されたバリデータの委員会によって処理されるようにし、1 つのバリデータがすべてのステークよりも少ないステークを制御するようにします。 バリデータの 1/3 のステークを持つ攻撃者は、成功の確率は 0 (数学的にありそうもない)。
不正行為の証明、保管証明、データの可用性チェックも重要なセキュリティ コンポーネントですが、説明するには専用の記事が必要です。
Eth2 の現在の計画では、64 個のシャードを有効にすることです。シャーディングとビーコン チェーンは概念的には互いに分離されていますが、システム全体のいくつかの重要な要素について説明します。
シャーディングの概念はビーコン チェーンの機能とニーズを反映しており、シャーディングの概念を通じて、なぜこれらの追加部分を従来のブロックチェーン システムに追加する必要があるのかを理解できます。この新しい分野は、ある程度の洞察力を持つ読者からの革新も歓迎します。
イーサリアム 2.0 の段階
イーサリアム 2.0 は 3 つのフェーズで導入されます。
フェーズ 0: ビーコン チェーン
フェーズ 1: 断片化
フェーズ 2: 実行
それは人体の 3 つの部分にたとえることができます。
フェーズ 0: 心臓
フェーズ 1: 四肢
フェーズ 2: 脳
それは雄大なオーケストラに例えることもできます。
フェーズ 1: 機器
フェーズ 2: ミュージシャン
各ステージはシステムに統合されており、異なる役割を果たします。フェーズ 1 では他のフェーズよりも静かに機能が導入されますが、フェーズ 2 では実行が中心となります。
スロットとエポック
ビーコン チェーンはイーサリアム 2.0 の心臓部であり、システム全体の調和と合意の主要テーマです。
スロット (slodt) は 12 秒で、エポックは 32 スロット、つまり 6.4 分で構成されます。
画像の説明
- 期間 0 の 32 タイムスロット。ジェネシスブロックはエポック0で作成されます -
(この記事で使用されているパラメータ データはすべてビーコン チェーン技術仕様 v0.10.1 からのものです)
スロットは、ビーコン チェーン ブロックとシャード ブロックを生成する機会をマークするために使用されます。ビーコン チェーンと各シャードでは、各タイム スロットに新しいブロックを生成する機会があります。ビーコン チェーンとシャード チェーンが慎重に設計され、緊密に同期されていることが想像できます。理想的には、12 秒ごとに 1 つのビーコン チェーン ブロックが存在し、64 個のシャード ブロックが異なるシャード チェーンに分散されます。バリデーターは時間内に同期する必要があります。
したがって、スロットには空のブロックが含まれる場合があることを除けば、スロットはブロック時間に似ています。ビーコン チェーンとシャード チェーンのジェネシス ブロックはタイム スロット 0 で生成されますが、シャード チェーンはワールド ブロックの起点であるビーコン チェーンのエポック 0 まで実行を開始しません。
PoW ブロックチェーンはマイナーによって維持されますが、イーサリアム 2.0 のプルーフ オブ ステーク システムは「仮想マイナー」、つまり検証者に依存しています。バリデーターは、イーサリアム 2.0 プロトコルのコンセンサスプロセスに積極的に参加します。 TA に対する経済的インセンティブについては、「ビーコン チェーン検証者に対する報酬と罰」セクションで後述します。
ブロックの提案者とは、ブロックを生成するためにランダムに選択されるバリデーターを指します。
ほとんどの場合、バリデーターは単なる証人であり、ビーコン チェーン ブロックとシャード チェーン ブロックに投票します。これらの投票はビーコン チェーンに記録され、ビーコン チェーンの最新のブロックとシャード チェーンの最新のブロックも決定されます。
画像の説明
- ある期間の28番目のスロットでは、該当するブロック提案がありません（提案者として割り当てられたバリデータが何らかの理由でブロックを提案しませんでした） -
いわゆる認証は検証者によって開始される投票であり、その重みは検証者の残高によって決まります。構成証明メッセージは検証者によってブロックに追加され、ブロックとともに伝播されます。
また、検証者は相互に監視し、他の検証者が矛盾する投票を行ったり、複数の不正行為ブロックを提案したりすることを報告することができ、その報告が真実であれば報酬を得ることができます。
ビーコン チェーンの主な内容は、バリデーター アドレスのレジストリ、各バリデーターのステータス、構成証明メッセージ、およびシャードにリンクする情報です。バリデーターは、参加する前にビーコン チェーンによってアクティブ化される必要があり、以下の「ビーコン チェーン バリデーターのアクティブ化とライフサイクル」セクションで説明されているように、ステータスを変更することもできます。
副題
ステーキングに参加するバリデーター: 用語の意味
プルーフ・オブ・ワーク・ブロックチェーンでは、ユーザーはハードウェアを制御してコンセンサスに参加することでマイナーになります。イーサリアム2.0では、ユーザーはETHをステーキングすることでバリデーターの資格を取得し、バリデーターを制御することでネットワークに参加することができます。したがって、検証者は仮想的であり、質権者によって能動的にアクティブ化されます。
ステーカーをステークに、バリデーターを残高に関連付けると、理解しやすくなります。各バリデーターの最大残高は 32 ETH ですが、誓約者は自分の ETH すべてを誓約することができます。 32 ETH を入金するたびに、バリデーター資格を 1 つ獲得できます。
バリデータは、ビーコン チェーン ノードを利用して通常の機能を実行するバリデータ クライアントによって動作します。ビーコンチェーンノードは、ビーコンチェーンの動作に追従し、ビーコンチェーンの情報を読み取る機能を有する。バリデータ クライアントは、ビーコン チェーン ノード自体の機能を実行することも、他の人のビーコン チェーン ノードに接続することもできます。
クロスリンク: シャードをビーコン チェーンに根付かせます
いわゆるクロスリンクとは、ビーコン チェーン ブロックに配置され、特定のシャード ブロックを指すデータを指します。ビーコン チェーンは、クロスリンクを通じてシャード チェーン (最新のブロック) を追跡します。 64 個のシャードがあるため、各ビーコン チェーンには最大 64 個のクロスリンクを含めることができます。そのタイムスロットで他の 63 シャードのブロックを提案するバリデーターが存在しない場合、ビーコン チェーン ブロックにはクロスリンクが 1 つだけ存在する可能性があります。クロスリンク機能は Eth2 フェーズ 1 で導入される予定で、各シャード チェーンをビーコン チェーンにルートでき、ビーコン チェーンをシャード チェーン フォークの選択、シャード チェーンの確実性のリンクとして機能させることができます。 、およびシャード間通信。
委員会概要
委員会はバリデーターのグループです。セキュリティ上の理由から、すべてのタイムスロット、ビーコン チェーン、およびすべてのシャード チェーンに、少なくとも 128 人のバリデーターで構成される委員会が設置されます。攻撃者が委員会のバリデーターの 2/3 を制御できる確率は 1 兆分の 1 未満です。
ビーコン チェーンの名前は、乱数を公的に提供するその機能 (つまり、「ランダムネス ビーコン」) に由来しています。ビーコン チェーンは、「RANDAO」と呼ばれる疑似ランダム プロセスで合意に達します。
画像の説明
バリデーターは、バリデーターの残高に基づいて RANDAO によって選択されます。バリデーターが同じスロットの提案者と委員会のメンバーの両方になることは可能ですが、これは標準ではありません。これが起こる確率は 32 分の 1 であるため、各期間に 1 回発生すると推定されます。上の図は、バリデーターの数が 8192 未満の場合の状況を示しています。そうでない場合は、1 つのスロットに少なくとも 2 つの委員会が存在します。
この記事では、ビーコン チェーンにサービスを提供するバリデータであるビーコン チェーン委員会に焦点を当てます。ビーコン チェーン委員会は、ビーコン チェーン ブロックチェーン上でクロスリンクを生成するためにシャードにランダムに割り当てられます。さらに、委員会のメンバーは長期にわたって一定ではなく、クロスリンクの生成を担当する委員会はブロックごとに入れ替わります。
シャードチェーンのみのブロックを生成する委員会は、将来の解釈に委ねられます。シャード チェーン バリデーターは、ビーコン チェーンと対話せずに多くのビーコン チェーン ブロックを生成する場合がありますが、シャードが他のシャードと通信したい場合は、ビーコン チェーン委員会がシャード ブロックをビーコン チェーン ブロックにクロスリンクする必要があります。
画像の説明
- このプロトコルは、バリデーターが常にブロックチェーンの最上位と見なすブロックに投票することを前提としています -
上の図は、3 つのタイムスロットで何が起こっているかを合成したものです。スロット 1 では、バリデーターがブロックを提案し、そのブロックは 2 人のバリデーターによって監視され、委員会 A の 1 人のバリデーターがオフラインになります。タイムスロット 2 では、誰かが再びブロックを提案しましたが、委員会 B の検証者はそれを確認できなかったため、その証人メッセージは、TA がビーコン チェーンの先頭 (最新のブロック) がまだタイムスロット 1 のブロックで生成されていると信じていることを示しています。 。このベリファイアはスロット 1 のオフライン ベリファイアと同じではないことに注意してください。ビーコンチェーンの最上位ブロックの投票は「LMD GHOST投票」と呼ばれます。タイムスロット 3 では、委員会 C のすべてのバリデーターが LMD GHOST フォーク選択ルールを実行し、同じブロックをビーコン チェーンのトップになるように独立して投票します。
バリデーターは一度に 1 つの委員会のみに参加します。一般に、システムには 8,192 人を超えるバリデーターが存在するため、スロットごとに複数の委員会が存在することになります。委員会はすべて同じ規模であり、少なくとも 128 人の検証者がいます。システム内のバリデーターが 4096 人未満の場合、委員会の規模が 128 人未満になるため、セキュリティが低下します。
委員：鍵
各エポックでは、バリデーターはスロットに均等に分割され、さらに同じサイズの委員会に分割されます。すべての検証者は、ビーコン チェーンの先頭を示す証人メッセージを自分のタイム スロットで発行する必要があります。各委員会は、独自のスロット内の特定のシャードへのクロスリンクを試みます。シャッフル アルゴリズムは、各委員会に少なくとも 128 人の検証者がいることを保証するために、委員会の数を増減します。
例として、16384 個のバリデータがあると仮定します。これらのバリデータのうち 512 個がスロット 1 に擬似ランダムに割り当てられ、別の 512 個がスロット 2 に割り当てられます。スロット 1 の 512 人のバリデータはさらに 4 つの委員会に分割されます。 512 人のバリデーター全員がスロット 1 で LMD GHOST 投票を開始する必要があります。1 つの委員会の 128 人のバリデーターがシャード 33 にクロスリンクしようとします。他の委員会の 128 人のバリデーターがシャード 55 にクロスリンクしようとします。ある委員会が 55 にクロスリンクしようとします。シャード 22 とシャード 11。
タイムスロット 2 では、プロセスが繰り返されます。同じ 512 人のバリデーターが 4 つの委員会に分かれています。これらがシャード 41、20、17、15 に割り当てられているとします。 512 人のバリデーター全員がスロット 2 のビーコン チェーンのトップに投票します。これらの委員会はまた、シャード 41、20、17、および 15 のクロスリンクを提案しようとします。
ただし、上記のプロセスでは、検証者の投票は期間ではなく時間帯に基づいています。国政選挙ではなく地方自治体に投票するようなものです。すべてのバリデーターが同じことに投票したことはありません。次のセクションでは、チェックポイントとファイナリティについて説明し、各バリデーターがそのスロットで開始する必要がある期間固有の投票について説明します。つまり、自分のタイムスロットでは、そのタイムスロットのチェックポイントにも投票します。
ビーコンチェーンのチェックポイント
チェックポイントは、エポックの最初のスロット中に発生するブロックです。一定期間の最初のタイムスロットにブロックが生成されなかった場合、最後に適格なブロックがチェックポイント ブロックとして識別されます。エポックごとに 1 つのチェックポイント ブロックがあり、ブロックは複数のエポックに対して同時にチェックポイントされる場合があります。
画像の説明
～ 1周期に64タイムスロットが含まれる場合のチェックポイントの概念図 ～
エポック境界ブロック (エポック境界ブロック) は、一部の文献 (上の図の出典でもあるギャスパー論文など) で使用される用語であり、チェックポイントの同義語と考えることができます。
LMD GHOST 投票を開始するとき、検証者は最新のチェックポイントにも投票します。投票者が確立したい新しいチェックポイントは「ターゲット チェックポイント」と呼ばれます。この種の投票は Casper FFG 投票と呼ばれ、投票には「ソース チェックポイント」 (ソース) と呼ばれる、投票者によって識別された最後のチェックポイントも含まれます。上の図では、エポック 1 のバリデーターがジェネシス ブロックをソース チェックポイントとして投票し、スロット 64 で生成されたブロックをターゲット チェックポイントとして選択しました。エポック 2 では、同じバリデーターが同じチェックポイントに再度投票しました。
スロットに割り当てられたバリデータのみがそのスロットのブロックに投票する必要がありますが、すべてのバリデータは各スロットのチェックポイントに対して FFG 投票を発行する必要があります。
ほとんど
すべてのアクティブなバリデーターの合計残高の 2/3 によって支持された投票が多数決となります。
簡単な例で説明しましょう。アクティブなバリデーターが 3 つあり、そのうちの 2 つは 8 ETH の残高を持ち、もう 1 つは 32 ETH の残高を持っていると仮定します。その場合、最大のバリデーターを含む投票のみが多数決となり得ます。他の 2 つのバリデーターが別のチェックポイントに投票した可能性があっても、残高の合計は 50% しか占めず、過半数を形成することはできません。
最初のレベルのタイトル
エポックの終わりに、総残高の 2/3 が裏付けられている (過半数を形成している) 場合、チェックポイントは正当化されます。
チェックポイント B が合理化され、次の期間のチェックポイントも合理化された場合、B は確定されます。通常、チェックポイントは 2 つの期間 (約 12.8 分) 以内に完了します。
平均すると、ユーザーのトランザクションは常にエポックの中央にパックされ、次のチェックポイントまでは半分のエポックがあるため、トランザクションはファイナリティを得るまでに 2.5 エポック (16 分) を通過します。理想的には、証明書の 2/3 以上が期間の最初の 22 スロット内にパッケージ化されます。したがって、取引が完了するまでの平均時間は 14 分 (16 + 32 + 22 スロット) です。ブロック確認は、ブロック監視メッセージから合理化、そして確実性へと段階的にアップグレードされます。ユーザー自身が、トランザクションが確認されるまで待つか、あるいは低レベルのセキュリティで十分かどうかを決定できます。
画像の説明
- スロット 32 で生成された最後のブロックを終了する際に、スロット 64 のチェックポイントが合理化されました -
ビーコンチェーンの頂点
(上) エポック境界ブロックはスロット 96 で生成され、エポック 2 チェックポイントの認証 (投票) が含まれていました。認証の数は 2/3 の過半数要件を満たしています。その後、期間 2 のチェックポイントが合理化され、同時に以前の合理化されたチェックポイントである期間 1 のチェックポイントが確定されます。スロット 32 のブロックがファイナライズされ、以前のすべてのブロックがファイナライズされます。チェックポイントをファイナライズする場合、同時にファイナライズできるブロックの数に制限はありません。したがって、ファイナリティは期間の境界でのみ生成されますが、認証メッセージはブロックごとに蓄積され、以下の「ジェネシスブロックからブロックチェーンのトップへの旅」セクションで別の説明が提供されます。
スロット 1 からスロット 32 までのビーコン チェーン ブロックに含まれるすべてのクロスリンクも、シャード チェーンを最終的なものにします。つまり、ビーコン チェーン ブロックが確定すると、そのブロックに含まれるクロスリンクに対応するシャード チェーン ブロックも確定します。クロスリンクだけではシャード ブロックを完成させるのに十分ではなく、シャード チェーンのフォーク選択にのみ役立ちます。
副題
同様に、ジェネシスブロックから始まるストーリーラインを観察することができます。スロット 1 からスロット 36 までのすべての提案者が 1 つずつブロックを提案し、これらのブロックがチェーン上に表示されます。エポック 1 のすべてのブロックについて、そのチェックポイント (スロット 32 のブロック) は累積的にバリデーターの 55% によって目撃されています。バリデーターがスロット 64 でブロックを提案したとき、それにはエポック 1 チェックポイントへの認証も含まれていました。現在、バリデーターの 70% がエポック 1 チェックポイントを目撃しているため、エポック 1 チェックポイントは正当化されます。エポック 2 が完了すると、エポック 2 チェックポイント (スロット 64 のブロック) に蓄積された認証は過半数の 2/3 未満になります。タイムスロット 96 のブロックが提案されたとき、ブロック 2 のチェックポイントの監視メッセージも含まれていたため、この時点でタイムスロット 2 のチェックポイントも 2/3 過半数の要件に達し、合理化されました。期間 2 のチェックポイントを合理化すると、期間 1 のチェックポイントと以前のすべてのブロックも終了します。
場合によっては、ブロックを合理化すると、2 つ以上の期間前にブロックが終了することがあります。 Gasper の論文では、この状況について説明していますが、この状況は、高いネットワーク遅延、ネットワークの分離、および強力な攻撃者の極端な場合にのみ発生すると予想されます。
決定論により、トランザクションが永続的にオンチェーンに書き込まれ、変更できないことが保証されるため、シャードとイーサリアムブロックのユーザーにとって決定論は最優先事項です。決定論により、シャード間の通信の複雑さも軽減されます。ファイナリティがないと、シャード内およびシャード間でのトランザクションのロールバックが混乱を招く可能性があり、シャーディングの利点が損なわれることさえあります。
証言を深く理解する
証人メッセージには、LMD GHOST 投票と FFG 投票が含まれます。理想的には、すべてのバリデーターがエポックごとに構成証明メッセージを発行します。チェーン上にパッケージ化される証人メッセージには 32 のタイムスロットがあります。これは、検証者が 1 つの期間内に 2 つの構成証明メッセージをチェーン上にパッケージ化できることを意味します。証言メッセージがパッケージ化されてアップロードされる時間も、検証者が獲得できる報酬の量を決定します。最も多くの報酬は、証言メッセージが存在する時間帯に証人メッセージをパッケージ化してアップロードすることで獲得できます。検証者に証明書を準備するのに十分な時間を与えるために、検証者は自分がどの委員会に所属しているかを事前に知ることになります。ブロック プロポーザーは、エポックの開始時に 1 回だけ割り当てられます。さらに、秘密のリーダー選挙研究は、ブロック提案者に対する攻撃や賄賂の軽減にも取り組んでいます。
委員会のメカニズムにより、すべての証人の署名を集約し、技術的な最適化のためにそれらを単一の集約署名に変換することが可能になります。同じ委員会のすべてのバリデーターが同じ LMD GHOST および FFG 票を投じた場合、署名を集約することができます (単一の署名になります)。
最初のレベルのタイトル
ビーコンチェーンバリデーターのインセンティブとペナルティ
深くなりすぎないように、バリデーターのインセンティブに関連する 6 つの対策のみについて説明します。
証人の報酬
証人処罰
ステーカーにとっての典型的な減価償却リスク
斬り込みと内部告発者の報酬
ブロック提案者の報酬
非アクティブペナルティ
現在の証人メッセージ (LMD GHOST 投票および FFG 投票を含む) が他の検証者の大部分と一致する場合、検証者に報酬を与えることができます。 Eth2 フェーズ 1 では、バリデーターはクロスリンクを送信することで報酬を受け取ることもできます。ブロックが完了すると、バリデーターの報酬も決定されます。
一方で、検証者が認証をコミットしなかったり、最終化できないブロックに投票したりした場合にも、ペナルティが課せられます。
スラッシュの範囲は、0.5 ETH からバリデーターの全額の賭け金までです。検証者によって送信された認証メッセージがプロトコルで定義されているスラッシュ条件に違反した場合、TA は自身の資本の少なくとも 1/32 を失い、検証者チームから追放されます。ペナルティは、バリデーターが 8192 エポックの間オフラインであった場合と同じくらい厳しいです。このプロトコルは、同様の期間内に削減されたバリデーターの数に基づいて追加のペナルティも課します。この追加ペナルティの計算式は、バリデータのバランス × 3 × スラッシュされたバリデータの割合です。その後、すべてのバリデーターの 1/3 がスラッシュ条件に違反すると、全体のバランスが失われます。同様に、これらの不正行為を報告した検証者には内部告発者として報酬が与えられます。
ブロックの提案者は、提案されたブロックが完了した後に比例報酬も受け取ります。常にオンラインで、提案をうまく行うバリデーターは、報酬総額を約 1/8 に増やします。スラッシュイベントが発生すると、提案者はスラッシュされた証拠を梱包することで少額の報酬も受け取ります。 Eth2 フェーズ 0 では、すべての内部告発者の報酬はブロック提案者に送られます。
イーサリアム 2.0 システムには多くのメカニズムがあり、これらのメカニズムの評価は、すべてのメカニズムの全体的な効果から開始する必要があります。最後の種類の報酬と罰は、いわゆる「怠惰の罰」です。基本的に、最後のブロックがファイナライズされてから 4 エポックが経過した場合 (新しいチェックポイントがファイナライズされていない場合)、すべてのバリデータは、新しいチェックポイントがファイナライズされるまで二次関数的に増加する遅延ペナルティを受けます。遅延ペナルティにより、バリデーターの 50% がオフラインであっても、システムは 21 日後にブロックのファイナライズを再開します。
副題
没収条件
スラッシュの主な条件は、ダブルプロポーザル、FFG ダブル投票、FFG サラウンド投票の 3 つです。 LMD GHOST 投票にはペナルティはかかりません。
二重提案とは、ブロック提案者が同じスロット内で複数のブロックを提案することを意味します。
二重投票とは、バリデーターが FFG 投票を送信するときに、複数の投票が同じターゲット チェックポイントを指しますが、参照されるソース チェックポイントが異なることを意味します。
周囲の投票とは、検証者が FFG 投票を送信するときに、複数の投票によって示されるチェックポイントが正確に円の形状になることを意味します。例として、バリデーターがエポック 5 で、スロット 32 のブロックをソース チェックポイントとして、スロット 128 のブロックをターゲット チェックポイントとして投票したとします。
エポック 6 でのバリデーターの投票がスロット 64 のブロックをソースとして、スロット 96 のブロックをターゲット チェックポイントとしてチェックポイントする場合、その投票はエポック 5 での TA 自身の投票によって囲まれます (取り囲まれます)。
エポック 6 でのバリデーターの投票がスロット 0 のブロックをソース チェックポイントとして使用し、スロット 160 のブロックをターゲット チェックポイントとして使用する場合、この投票はエポック 5 での TA 自身の投票を囲みます。
このバリデータがタイムスロット 6 のブロック 128 に再度投票する場合、そのソース チェックポイントがまだタイムスロットのブロック 32 でない限り、二重投票となり、スラッシュされます。同じ FFG 票は没収されません。
他のバリデーターを報告するバリデーターは、他のバリデーターが罰せられるべきであることを証明するために、証明書メッセージに矛盾する投票を含める必要があります。また、長い歴史から矛盾する投票を効率的に見つけることは、アルゴリズムとデータ構造の課題でもあります。そのため、Open Engineering Challenge Slash Detector も貢献者を募集しています。
適切に管理されたバリデーターは通常、スラッシュの影響を受けません。どの証明書に署名したかを覚えていれば十分です。正直な検証者は、他の検証者のアクションの影響を受けません。バリデーターが矛盾する証明書に署名したり二重提案をしたりしない限り、それらはスラッシュされません。
より良い操作エクスペリエンス、より信頼できる情報源、さらにより優れた DoS 保護を得るために、バリデータ クライアントは複数のビーコン チェーン ノードを同時に使用することがあります。このモードでは、バックアップバリデータクライアントを使用する場合を含め、バリデータが競合するメッセージに署名しないように注意する必要があります。
最初のレベルのタイトル
ビーコンチェーンバリデーターのアクティベーションとライフサイクル
バリデーターになりたいすべてのユーザーは、バリデーターとしての資格を得るために、まず 32 ETH を持っている必要があります。ユーザーは、バリデータ資格を取得するために、イーサリアムメインネット上のマージン契約に 32 ETH を誓約します。
一方、ビーコン チェーンは、残高が 16ETH に減ったすべての検証者を思いとどまらせます (非アクティブ化)。プレッジ ユーザーは残りの検証者の残高を引き出すことができますが、これは Eth2 フェーズ 0 ではまだ可能ではありません。
技術的な詳細については、「イーサリアム 2.0 フェーズ 0 バリデーターのライフサイクル」を参照してください。以下の画像もこのソースからのものです。
要約する
短期間で一連の検証者の大規模な変更を回避するために、単一期間内にアクティブ化および取り消しできる検証者の数を制限するメカニズムがあります。これにより、多くのバリデーターをアクティブにしてシステムを迅速に攻撃する攻撃を開始することがはるかに困難になります。
ビーコン チェーンには、バリデーターのバランスの変化を回避する「有効バランス」と呼ばれる概念も使用されており、技術的な最適化が可能です。
要約する
各エポックでは、バリデーターは異なるスロットに均等に分散され、さらに同じサイズの委員会に分割されます。バリデーターは呼び出されるスロットを 1 つだけ持ち、1 つの委員会にのみ存在します。したがって：
期間内のすべての検証者は、集合的な意思決定を通じて特定のチェックポイントを最終決定しようとします。その方法は FFG 投票です。
各タイムスロットのすべての検証者は、集合的な意思決定を通じてビーコン チェーンの最上位ブロックを選択しようとします。方法は LMD GHOST 投票です。
委員会内のすべてのバリデータは、シャードをビーコン チェーンにクロスリンクすることを試みるために集合的に投票します。
プロトコルに最もよく準拠した行動が最も多くの報酬を獲得します。
