병합 후 시대: 새로운 이더리움 합의의 돌파구와 재탄생
원작자: Frank Fan, 0xCryptolee
"당신이 약속할 용기가 있는 한 세상은 당신이 극복할 수 없는 장애물을 제거하도록 도울 것입니다. 당신의 성취되지 않은 꿈을 이루기 위해 우주는 결코 당신의 진보를 막지 않을 것입니다. 이것이 그것의 본질입니다."
——이더리움 PoW 시대의 마지막 블록 메시지
이더리움은 역사적인 업그레이드를 거쳐 새로운 단계에 진입했습니다. 합병 후에도 이더리움은 확장과 탈중앙화 방향으로 계속 발전할 것입니다. 병합은 PoS 시대의 첫 번째 단계에 불과합니다.Ethereum은 여전히 큰 도전에 직면해 있습니다.Validator 그룹의 중앙화, 확장 및 Lazy Validator 문제와 같은 문제는 여전히 응용 프로그램의 발생과 Ethereum의 보안 확장을 제한합니다.이것은 기사는 The Merge 시작에서 시작하여 점차적으로 POS가 채택한 합의 알고리즘을 분석하고 DVT 기술을 사용하여 검증자의 단일 지점 위험 문제를 해결하는 데 중점을 두며 실무자와 Ethereum의 문제 및 향후 개발 기회를 분석합니다. 이더리움에 어느 정도 기반이 있는 독자라면 이 글을 읽기를 권한다.
1. The Merge
1.1 배경
Merge는 이더리움 역사상 가장 큰 기술 업그레이드입니다.2022년 9월 15일 Execution Layer와 Consensus Layer가 병합되었습니다.가장 큰 변화는 Ethereum의 PoW 합의를 PoS 합의로 전환하는 것입니다.
그림 1: 병합
또한 이더리움의 에너지 소비량은 합병 후 거의 99.95% 감소했으며, Vitalik Buterin의 트윗에 따르면 이더리움의 합병으로 전 세계 전력 소비량은 0.2% 감소할 것이라고 합니다.
그림 2: 병합된 이더리움의 에너지 소비에 대한 Vitalik의 견해
1.2 합병으로 인한 변경
토큰 발행: PoW 시대의 ETH 토큰 발행은 중단되고, PoS 합의를 통해서만 새로운 ETH가 생성되며, 이더리움의 인플레이션율이 감소합니다.기본 수수료가 15gwei를 초과하면 이더리움도 디플레이션에 들어갑니다.
그림 3: 합병 후 Burn Total
서약 수입: 가스 수수료와 MEV 수입은 검증인에게 할당되며 검증인의 약속 통화 표준 수입은 5-7%에 이릅니다.
그림 4: 로켓 풀 스테이킹 수익률
출금 : 합병 후 약정한 ETH는 즉시 출금이 불가능하며, 상하이 업그레이드 이후 출금 제한이 해제되며 자금 출금 시 사용자가 직접 출금할 수 없습니다. 입금액과 시간에 대한 특정 제한이 있으므로 출금이 열린 후에는 많은 수의 출금 및 매도가 발생하지 않습니다. 자세한 내용은 EIP-4895: Beacon Chain 푸시 인출을 작업으로 참조하십시오.
데이터 구조 변경: 합의 블록에는 실행 블록의 해시 값이 포함되며 실행 블록의 PoW 관련 매개변수는 더 이상 유효하지 않습니다. mixHash 필드는 EVM 호출을 위한 이더리움 고유의 RANDAO 난수를 기록하며, 이더리움 개발자는 스마트 계약 개발에서 이 난수를 직접 사용할 수 있습니다.
그림 5: 병합 후 데이터 구조 변경
합의 대체: PoW 합의는 PoS로 대체되고 원래 채굴자의 책임은 검증자로 대체됩니다.동시에 두 개의 체인이 있으며 두 개의 클라이언트 노드가 동시에 실행되어야 합니다. 실행 계층 클라이언트(EL)와 합의 계층 클라이언트(CL).
그림 6: 병합된 Ethereum 클라이언트
PoS 합의로 전환한 후 이더리움의 알고리즘이 Ethash에서 Casper FFG(Gasper) 블록으로 전환되었으므로 이더리움의 합의 알고리즘과 블록 생성 방법에 대해 계속 알아보도록 하겠습니다!
2. Gasper
현재 비컨체인에 서약13,830,378 ETH, 활성 유효성 검사기의 수는432,203(2022년 9월 23일 기준) PBFT의 특성상 비콘체인에 있는 검증자의 수가 많고, 네트워크 통신 데이터의 양이 많다 단순 PBFT는 더 이상 이더리움 네트워크에 적용할 수 없으므로 이더리움 네트워크 구조에 PBFT 채택 Gasper 알고리즘을 사용하여 네트워크 아키텍처의 아이디어를 개선하고 설계했습니다.
개스퍼는 비컨체인 프로토콜의 파이널리티 도구(finality gadget)로 참여자들이 어떤 블록을 고정되고 변경 불가능한 것으로 인식해야 하는지 결정하고, 포크체인을 포크할 때 어떤 포크체인이 메인인지 결정하는 데 사용된다. Gasper의 최종성은 "Casper Friendly Finality Gadget(casper FFG)" 문서의 개념을 일반화합니다.
그림 7: 스테이킹 및 유효성 검사기 상황
2.1 개념
그림 8: 에포크와 슬롯의 그림
슬롯(타임 슬롯): 병합 후 슬롯은 블록이며 위원회는 12S 내에 슬롯 생성을 담당합니다.
에포크: 32개의 슬롯마다 에포크를 형성하며, 1에포크의 시간은 384S, 즉 6.4분입니다.
위원회: 각 검증인 위원회는 최소 128명의 검증인을 할당하고, 검증인은 자신이 담당하는 슬롯에 대한 증명 작업을 수행하며, 위원회의 검증인 1명은 임의로 제안자로 선정되어 블록을 생성합니다.
증명(투표 서명): 각 슬롯에 해당하는 위원회의 유효성 검사기는 이전 Epoch의 거래를 승인하기 위해 이전 Epoch에 투표하고 서명해야 합니다.
검증인(Validator): 이더리움 더 머지의 합의 알고리즘이 POS로 전환되면서 기존 채굴자는 검증인으로 대체되었고, 검증인은 32ETH 자산을 약정하여 검증인이 되어 블록 생성 및 각 슬롯의 서명 작업에 참여하는 책임을 진다. 시대.
Proposer(제안자): Proposer는 RANDAO에서 생성된 난수에 의해 선택된 위원회의 Validator에서 오며 Slot 블록의 패키징을 위해 선택됩니다.
비콘 체인(Beacon Chain): PoW 합의를 대체하는 PoS 블록체인 비콘 체인 노드는 Rollup을 위한 더 많은 저장 공간을 제공하기 위해 Data Blob의 트랜잭션 유형을 마운트하는 데 사용됩니다.
2.2 프로세스
Epoch 시작 시 RANDAO는 각 Slot(시간 슬롯)에 Committee(검증 위원회)를 할당하여 이전 Epoch에 대한 Attestation(서명 투표)을 수행합니다.
현재 Epoch의 32개 슬롯에 여러 Aggregator를 할당하여 위원회의 이전 Epoch 증명을 집계하고 슬롯 블록에 기록합니다.
RANDAO는 제안자가 난수를 생성하여 블록을 생성할 책임이 있다고 판단합니다.
그림 9: 위원회 블록 생성
현재 Epoch에서 각 Slot이 블록을 생성할 때 위원회는 이전 Epoch의 체크포인트에 대해 Attestation을 수행하며, 2개의 체크포인트를 Attestation한 후 마지막 체크포인트를 Finalize하여 32개의 Slot이 차례로 모두 체크될 때까지 Attestation을 수행합니다. 이 Epoch 라운드가 종료됩니다. Post-Epoch의 첫 번째 슬롯이 시작되면 Pre-Epoch는 최종 합의에 도달했습니다. 즉, Post-Epoch는 Pre-Epoch와 현재 Epoch를 경험하여 총 두 라운드의 Epoch를 수행합니다(두 개의 Attestation 체크포인트 때문에, 충돌하는 체크포인트, 검증자의 1/3은 악을 행했을 것입니다.예를 들어, 3개의 블록 높이 32 64 96은 높이 64의 체크포인트에 도달하지 못할 수 있으며 96번째에 체크포인트가 있을 것입니다. 32일 높이 확정), 시간은 12.8분, 체인에서 트랜잭션이 확정되는 소위 최종성입니다.
2.3 특징
RANDAO는 체인에서 임의의 숫자를 제공합니다. RANDAO에 의해 생성된 난수는 실행 레이어 블록에 입력되고 스마트 계약은 난수를 직접 사용할 수 있습니다.체인에 기본 난수를 보유한 후 DeFi는 새로운 응용 프로그램을 가질 수 있습니다.예를 들어 도박 DeFi 응용 프로그램은 직접 RANDAO를 사용하여 생성된 신뢰 및 난수.
그림 10: RANDAO
2.4 Latest Message Driven GHOST (LMD-GHOST, 최신 메시지로 구동되는 GHOST)
이더리움의 새로운 POS 합의 메커니즘에서 LMD-GHOST는 포크 선택 규칙으로 사용되며, 포크가 발생하면 GHOST는 더 많은 메시지 지원을 받는 하위 트리를 선택합니다. 이면의 아이디어는 체인 헤드를 계산할 때 과거에 생성된 투표가 아닌 각 유효성 검사기의 가장 최근 투표만 고려하여 GHOST를 실행하는 데 필요한 계산량을 줄이는 것입니다.
더 배우고 싶은 분들은 다음을 참고하세요.https://eprint.iacr.org/2013/881.pdf
2.5 결과 문제
통신 및 검증 비용 증가: 검증자를 더 많이 보유하는 것이 좋을까요? 사실 검증자 수의 증가는 데이터 가용성 샘플링(DAS) 및 탈중앙화에 도움이 되지만, 검증자 증가는 단일 슬롯에 더 많은 검증자가 존재한다는 것을 의미하며 각각의 서명을 수집할 때 Aggregator가 추가됩니다. 또한 집계된 서명의 검증 비용도 증가하여 사실상 검증자 노드의 부담이 증가합니다.
장거리 공격: 장거리 공격이란 유효성 검사기가 Withdraw에서 비콘 체인에 ETH를 약속한 후 현재 체인에 있기 때문에 이전 개인 키를 사용하여 서명된 블록을 악의적으로 분기할 수 있음을 의미합니다. 더 이상 약속된 자산이 아니며 현재 블록 높이까지 빈 블록을 빠르게 생성하여 네트워크를 공격합니다. 이 역시 향후 가능한 공격 방법이다. 이더리움은 Pre-Epoch의 체크포인트에 투표하도록 설계되었으며, 그 설계 아이디어는 가능한 공격을 피하기 위해 초기 상태를 지속적으로 발전시키는 것입니다.
3. 이더리움 스테이킹 채굴
3.1 Staking
서약 임계값: 검증자는 의무를 수행하고 합의 블록 생성에 참여하기 위해 32ETH를 마진 자산으로 서약해야 합니다.
검증자의 책임: 계약에 명시된 시간에 블록 및 증명을 생성합니다.
3.1.1 스테이킹 방식
솔로 스테이킹: 솔로 스테이킹 방식은 32 ETH를 검증인으로 투자하고자 하는 서약자가 검증인 노드를 클라우드 서버에서 운영하는 것입니다. 자신의 집에 있는 서버 장치는 이더리움 노드를 실행합니다.차이점은 클라우드 서비스에서 실행되는 노드가 더 안정적입니다.네트워크 합의에 참여하면 정전 및 네트워크로 인한 속도 저하를 방지하고 패널티를 줄일 수 있습니다. 집에서 노드를 구축하는 이점은 하드웨어와 네트워크 서비스의 결합에 있으며, 클라우드 서버보다 비용이 저렴하고 여기에서 서약자는 사용할 호스팅 솔루션을 선택할 수 있습니다.
스테이킹 풀 : 32 ETH는 서민들에게 큰돈이기 때문에 일반 소액자금을 가진 플레저들은 네트워크 컨센서스에 참여하고 싶지만 스스로 노드를 운영할 수 없기에 담보 풀 솔루션이 존재한다. 많은 자금을 흡수하여 트랙의 선두 솔루션이 된 메인 프로젝트에 이어 Rocket Pool 및 Swell 등과 같은 탈 중앙화 수준이 더 높은 솔루션이 있습니다. Unamano와 같은 이더리움 스테이킹 분야를 돕고 개발하기 위해 만들어졌습니다.
노드 운영 측면에서 Lido는 일부 전문 운영자를 지정하여 네트워크 노드를 운영하는 것도 상대적인 집중화 지점이며 운영자는 서명 개인 키를 보유하고 사용자 자산은 부분적으로 Lido와 운영자를 신뢰합니다. 출금 개인키, 2021년 7월 이전 출금 주소는 6/11 다중서명 주소이며, 다중서명 개인키는 업계 OG에서 보관하고 있으며, 2021년 7월 이후 출금 주소는 업그레이드 가능한 계약 주소를 가리키며, 관리하기 위해 DAO에서 관리합니다. Rocket Pool은 노드 측면에서 보다 분산된 것을 선택합니다.누구나 노드를 운영자로 실행하기 위해 16ETH와 해당 하드웨어 및 소프트웨어 장비만 제공하면 됩니다.운영자의 임계값은 낮아졌지만 Rocket Pool은 운영을 줄이기 위해 $RPL 서약을 도입합니다. 악을 행하는 사업의 위험.
Staking Pool의 솔루션을 통해 일반 사용자는 소량의 ETH를 계약에 예치하여 이더리움의 채굴 보상을 얻는 동시에 stETH 및 rETH와 같은 이자부 토큰을 반환하여 약속된 자산의 유동성을 해제하여 이더리움의 차변을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 중앙 집중화 정도와 자본 사용의 효율성은 커뮤니티에 가장 낙관적인 방향입니다.
CEX, 중앙 집중식 수탁자: Solo Staking 및 Staking Pool 외에도 중앙 집중식 거래소 및 여러 자산 관리 기관이 Ethereum 스테이킹의 주요 참여자입니다.예를 들어 Coinbase 및 Binance도 자체 스테이킹 서비스를 시작했습니다.저위험에 참여하십시오. 소량의 ETH를 흡수하여 이더리움 서약 채굴. 세 가지 방식 모두 탈중앙화와 보안 측면에서 장단점을 가지고 있으며 이는 약속자의 수탁자에 의존하지만 세 가지 방식이 해당 자금과 사용자를 확보하고 공동으로 이더를 유지한다는 데는 의심의 여지가 없습니다. 그리고 분권화.
3.1.2 위험 및 숨겨진 위험
합병 후 정말 괜찮습니까? 아래 그림의 데이터에서 비콘체인 출금 제한 해제 후 상황을 엿볼 수 있습니다.
그림 11: 합병 후 약정된 ETH의 행방
현재 이더리움의 약정액은 주로 Lido, Coinbase, Solo Staking에 집중되어 있으며, 합병 후 Lido, Coinbase 등 상대적으로 중앙 집중화된 기관 및 약정으로 다수의 새로운 이더리움 약정이 유입되고 있으며, 출금 제한이 해제된 후, 원래 서약된 이더리움은 Lido와 Coinbase에 재배포될 것이라고 생각합니다. 시간이 지남에 따라 Lido와 Coinbase는 점점 더 많은 Ethereum 검증자와 서약을 마스터하여 결국 Ethereum에 탈중앙화를 가져올 것입니다. 그들이 Ethereum을 제어할 때 심각한 위협이 됩니다. 이 상황을 다시 깨고자 하는 트랜잭션은 Lido 또는 Coinbase와 같은 대규모 마이닝 풀에 의해 거부될 것입니다. 왜냐하면 ETH를 Ethereum에 약속하려는 트랜잭션이 체인을 사용할지 여부를 최종적으로 결정할 수 있기 때문입니다. 새로 생성된 ETH는 또한 더 많은 ETH를 가진 사람들의 손에 집중될 것인데, 그들은 그들이 약속할 때 많은 양의 ETH를 가지고 있기 때문에 의심할 여지 없이 이더리움의 탈중앙화에 도움이 될 것입니다.새로운 도전, 우리는 커뮤니티와 핵심 개발자를 기대할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 함께 노력합니다.
3.1.3 보상 유형
증명 보상: 각 슬롯 위원회는 이전 에포크 히스토리컬 블록 체크포인트에서 증명을 수행해야 합니다.성공적인 증명 후 증명 보상은 검증인의 수입 중 하나로 획득됩니다. (높은 확률, 낮은 보상)
그림 12: 증명 보상
블록 보상: 각 슬롯에는 블록을 패키징하기 위한 제안자로 검증자가 있으며 제안자로 선택된 검증자는 블록 보상을 받을 수 있습니다. (낮은 확률, 더 많은 보상)
그림 13: 제안 보상
MEV (miner extractable value) 수입: MEV 수입에는 가스 수수료 수입 외에 샌드위치 공격 수입도 포함됩니다. 400M.MEV 검증자의 수입은 검증자의 중요한 수입 구성 요소 중 하나가 되었습니다.
그림 14: 합병 후 MEV 상황
3.1.4 페널티 유형
느린 작업에 대한 처벌: 합의된 기대에 따라 블록을 생성하지 못함: 블록 증명이 예상된 시간에 수행되지 않았습니다.
악성 행위는 슬래시(slash)로 이어집니다: 하나의 슬롯에 두 개의 블록이 생성되거나 두 개의 증명이 수행되고, Casper FFG 합의 규칙을 위반하여 잘못된 블록이 제안됩니다.
3.2 개인키 유형
서명 개인 키: 서명 개인 키는 검증자가 블록 증명 및 제안을 포함한 임무를 수행할 때 메시지에 서명하는 데 사용되며 이 키는 6.4분마다 한 번씩, 즉 매 Epoch마다 사용됩니다.
출금 개인키: 담보 자산 추출 및 보상 차단에 사용되는 키는 오프라인 저장이 필요하며, 상하이 포크 후 출금 개인키로 ETH 및 보상 출금이 가능합니다.
3.3 ETH2 담보 위험
도난당한 개인 키: ETH2의 서명/출금 개인 키를 도난당했습니다.
단일 실패 지점/검증자 가용성: 현재 검증자는 존재하며 단일 시스템 또는 노드로 임무를 수행합니다. 프로토콜의 엄격한 규칙은 여러 노드에서 동일한 유효성 검사기를 실행하는 것과 같이 유효성 검사기가 "슬래시"될 수 있는 일반적인 형태의 중복성을 금지합니다. 스테이킹 서비스를 사용하는 경우 키는 클라우드 서버(예: AWS)에 있습니다. 구성 요소가 실패하면 유효성 검사기는 유효성 검사를 중지하여 불이익을 받습니다.
4. 분산 검증 기술(DVT)
서약 수준에서 우리는 서약 임계값을 낮추고 서약 서비스의 분산화를 개선하기 위한 분산형 서약 솔루션을 보유하고 있지만 Validator 수준에서는 여전히 단일 위험 지점이 있습니다.이제 단일 검증자가 네트워크의 여러 클라이언트를 실행합니다. 결국, 네트워크 이유 또는 정전과 같은 물리적 요인으로 인해 속도 저하 페널티가 발생하는 경우 슬롯은 유효한 서명을 수집할 수 없으며 중복 방식으로 여러 위치에서 동일한 유효성 검사기 노드를 실행할 수 없습니다. 혼돈은 네트워크에 대한 공격으로 간주되지만 서명 개인 키를 분할하고 DVT 기술을 사용하여 단일 실패 지점의 위험을 줄일 수 있습니다.네트워크 업그레이드로 인해 노드의 넓은 영역 오프라인 상태입니다. 구체적인 분석을 위해 자세히 살펴보겠습니다.
4.1 개념
운영자: 노드(또는 노드들)를 실행하는 사람 또는 엔티티.
오퍼레이터 노드: Ethereum 유효성 검사기의 작업을 수행하는 하드웨어 및 소프트웨어를 나타냅니다. 이러한 작업은 노드 단독으로 수행하거나 DVT 도구를 사용하여 다른 노드와 공동으로 수행할 수 있습니다.
분산 유효성 검사기 기술: 분산 유효성 검사기 기술은 단일 Ethereum 유효성 검사기의 작업을 분산된 노드 그룹에 분산시키는 기술입니다. 단일 시스템에서 실행되는 유효성 검사기 클라이언트와 비교할 때 분산 유효성 검사기 기술은 보다 안전하고 분산된 서비스를 제공할 수 있습니다.
그림 15: 유효성 검사기, 노드, 위원회 및 운영자 간의 관계
4.2 분산 유효성 검사기 노드를 실행해야 합니다.
이더리움 실행 계층 클라이언트
이더리움 합의 계층 클라이언트
Ethereum 분산 유효성 검사기 클라이언트
이더리움 유효성 검사기 클라이언트
4.3 DV가 ETH2 서약 위험을 방지하는 방법
개인 키 도난
임계값 서명 기술(m-of-n)을 사용하면 개인 키 도난 위험을 방지할 수 있습니다.
전체 유효성 검사기 키는 여러 개의 작은 키로 분할됩니다.
전체 키의 서명을 생성하기 위해 분할 키가 집계됩니다.
그림 16: 키 분할 및 집계 서명
노드 다운
Crash Faults：
이유: 정전, 네트워크 중단, 하드웨어 오류 및 소프트웨어 오류로 인한 충돌
예방 조치: 여러 위치에서 동일한 노드의 중복 백업 체계를 실행하여 노드가 오프라인이 되는 것을 방지합니다.
Byzantine Faults：
원인: 소프트웨어 버그 및 네트워크 공격으로 인해 발생합니다.
예방 조치: 여러 참여 노드가 합의를 통해 결정을 내리고 단일 노드는 결정을 내릴 수 없습니다.
4.4 전체 아키텍처
그림 17: DVT 전체 아키텍처
분산 유효성 검사기는 개인 키 샤드를 사용하여 원격으로 메시지에 서명합니다.
분산검증기 클라이언트에서 분산검증기의 서명은 집계 서명 기술을 통해 집계되며 임계값에 도달한 후 블록이 서명됩니다.
4.5 DVT 기술을 실현하기 위한 두 가지 경로
SSS를 이용한 DVT 접근 방식: 이 방식은 32 ETH를 약정한 주체에 의해 서명 개인 키(sk, pk) 및 인출 개인 키를 생성하고 비밀 공유 체계 프로그램을 실행하여 위원회 노드 간에 sk 키의 공유를 안전하게 분배합니다.
DKG 프로토콜을 사용하는 DVT에 대한 접근 방식: DKG 체계에는 개인 서명 키의 몫을 검증자에게 분배하는 단일 엔티티가 없지만 DKG 프로토콜을 함께 실행하는 검증자 위원회 노드 그룹이 있습니다. 따라서 비밀키와 공개키(sk, pk), 그리고 sk의 n개의 공유 sk_1, ..., sk_n이 생성되고, i=1, ...n의 공유 sk_i를 소유하는 i번째 노드.
그림 18: DKG 프로토콜
4.6 임계값 서명 체계(TSS)(임계값 서명 체계)
검증자가 블록에 동의하고 서명이 필요한 경우 BLS 임계값 서명 체계를 사용하여 서명을 실현합니다. 이를 통해 N 검증자가 데이터를 공동 서명할 수 있으며 t+1(0) 검증자가 올바르게 서명하면 전체 서명이 달성됩니다. tss 체계를 통해 각 검증자가 완전한 서명 개인 키를 얻을 수 없음을 깨닫고 완전한 서명의 원활한 생성을 보장합니다.
5. 주류 프로젝트에서 DVT 보기
5.1 SSV
겉으로 보기에 SSV는 이더리움 스테이킹 생태계에 대한 강력하고 분산된 진입을 제공합니다. 조금 더 깊이 들어가면 SSV는 합의 계층이 있는 복잡한 다중 서명 지갑이며 SSV는 비콘 체인 노드와 유효성 검사기 클라이언트 사이에서 버퍼 역할을 합니다.
5.1.1 구성의 주요 구성요소
분산 키 생성: 운영자는 SSV 프로그램을 실행하여 공유 공개 및 개인 키 집합을 계산하고 생성합니다. 각 운영자는 개인 키의 한 부분만 소유하므로 단일 운영자가 일방적인 결정을 내리기 위해 전체 개인 키에 영향을 미치거나 제어할 수 없습니다.
Shamir Secret Sharing: 이 메커니즘은 미리 정의된 KeyShares 임계값을 사용하여 인증자 키를 재구성하는 데 사용되며 단일 KeyShared는 메시지 서명에 사용할 수 없습니다. SSV는 BLS 기술을 사용하여 서명을 집계하여 검증자의 전체 키 서명을 생성할 수 있습니다. Shamir와 BLS를 결합하여 검증자의 서명 개인 키를 슬라이스로 공유하고 서명이 필요할 때 집계 및 재조립합니다.
다자 계산: 보안 다자 계산(MPC)을 비밀 공유에 적용하여 SSV의 KeyShares를 운영자 간에 안전하게 배포할 수 있도록 하고 분산 계산을 통해 개별 장치에서 검증자 키를 다시 작성하지 않고 검증자 책임을 수행합니다.
Istanbul Byzantine Fault Tolerance Consensus: 이스탄불 비잔틴 내결함성(IBFT) 알고리즘을 기반으로 하는 SSV의 합의 레이어를 모두 하나로 묶는 것입니다. 알고리즘은 블록 제안 및 다른 참가자와의 정보 공유를 담당하는 유효성 검사기 노드(KeyShare)를 무작위로 선택합니다. KeyShares의 사전 결정된 임계값이 블록이 유효하다고 판단하면 블록이 체인에 추가됩니다. 따라서 일부 운영자(임계값까지)가 결함이 있거나 현재 온라인 상태가 아닌 경우에도 합의에 도달할 수 있습니다.
그림 19: SSV V2 네트워크 토폴로지
5.1.2 SSV 생태계의 세 가지 유형의 참여자
스테이커: 유효성 검사기의 최적의 효율성, 보안 및 분산화를 위해 SSV/DVT 기술을 활용하는 교환, 진행자 또는 개인 ETH 보유자. 스테이커는 검증자를 관리하기 위해 운영자에게 SSV 토큰으로 비용을 지불합니다.
운영자: 운영자는 하드웨어 인프라를 제공하고 SSV 프로토콜을 실행하며 유효성 검사기 및 SSV 네트워크의 전반적인 상태를 유지 관리할 책임이 있습니다. 운영자는 SSV 토큰에서 서비스 수수료를 결정하고 검증자 운영 및 유지 관리에 대한 수수료를 검증자에게 청구합니다.
DAO(SSV 토큰 보유자): ssv.network DAO는 ssv.network 프로토콜 및 자금의 소유권과 거버넌스를 분산시키고 SSV는 네트워크의 기본 토큰입니다. SSV 토큰을 가진 사람은 누구나 DAO에 참여하여 제안 및 투표가 필요한 기타 항목에 투표할 수 있습니다. 소유한 SSV 토큰의 수는 네트워크에 영향을 미치는 결정에 대한 투표권을 결정합니다.
5.1.3 ssv.network DAO는 다음 작업을 담당합니다.
운영자 점수: ssv.network는 운영자와 제공되는 품질, 경험 및 서비스에 대해 0-100% 분산되고 투명한 점수에 의존합니다. DAO는 또한 "검증된 운영자"(VO)를 검토하고 VO 목록을 유지 관리할 책임이 있습니다. 스테이커는 이 순위를 보고 사용하여 검증자를 관리하는 오퍼레이터를 선택할 수 있습니다.
네트워크 수수료: ssv.network를 사용하려면 스테이커는 네트워크 수수료를 지불해야 합니다. 네트워크 수수료는 검증자당 부과되는 고정 수수료이며 운영자 수수료에 추가됩니다. 네트워크 수수료는 DAO 자금으로 직접 유입되며 DAO 투표 프로세스를 통해 SSV 생태계 및 활동의 추가 개발에 자금을 지원하는 데 사용할 수 있습니다.
재무부: 스테이커가 지불하는 네트워크 수수료는 SSV 프로토콜 및 생태계를 성장시키는 프로젝트에 사용되는 DAO 재무부에 자금을 지원합니다. 프로토콜 개발 및 네트워크 성장을 위한 보조금, SSV 토큰 보유자와의 직접 수익 공유, 마케팅 및 커뮤니티 인센티브, 자금 다각화를 위한 토큰 스왑, SSV 토큰과 교환하는 전략적 파트너의 투자가 포함될 수 있습니다.
투표: 승인 요청 및 투표가 필요한 DAO에 제출된 기타 제안. SSV 토큰을 보유한 사람은 보조금 요청, 검증 운영자가 되기 위한 요청 및 고려를 위해 DAO에 제출된 기타 아이디어 또는 요청과 같이 DAO에 영향을 미치는 결정에 투표할 수 있습니다.
5.2 Obol
오볼은 멀티 오퍼레이터를 통해 스테이킹 트러스트의 최소화를 촉진하는 프로토콜로, 이 프로토콜은 낮은 트러스트 비용으로 이더리움 서약 혜택을 얻기 위해 다양한 web3 제품의 핵심 모듈로 사용될 수 있습니다.
5.2.1 Obol의 네 가지 핵심 공개 제품:
Distributed Validator Launchpad: Distributed Validator 부트스트랩을 위한 CLI 도구 및 dApp
Charon: Charon은 Obol Network의 분산 유효성 검사기 클라이언트이며 신뢰 최소화 검증을 가능하게 하는 첫 번째 단계입니다. Charon은 내결함성, 고가용성 유효성 검사를 지원하여 한 그룹의 사람들이 단일 시스템이 아닌 여러 시스템에서 공동으로 유효성 검사기를 실행할 수 있도록 합니다.
그림 20: Charon 내부 아키텍처
Obol Managers: 분산 유효성 검사기 형성을 위한 신뢰할 수 있는 스마트 계약 세트
Obol 테스트넷: 모든 규모의 운영자가 Obol 메인넷 네트워크에 서비스를 제공하기 전에 배포를 테스트할 수 있도록 하는 일련의 지속적인 공개 인센티브 테스트넷입니다.
5.2.2 주요 개념:
분산 유효성 검사기: 분산 유효성 검사기는 여러 노드/머신에서 실행되는 이더리움 지분 증명 유효성 검사기입니다. 이 기능은 DVT(Distributed Validator Technology)를 사용하여 달성됩니다. 분산 유효성 검사기 기술은 단일 실패 지점 문제를 방지합니다.DVT 클러스터 참여 노드의 <33%가 오프라인 상태가 되면 나머지 활성 노드는 여전히 서명에 대한 합의에 도달하고 스테이킹 유효성 검사기에 대한 유효한 서명을 생성할 수 있습니다. 이는 미션 크리티컬 시스템의 가동 중지 시간을 최소화하는 데 사용되는 일반적인 패턴인 활성 중복 접근 방식입니다.
분산 검증자 노드: 분산 검증자 노드는 운영자가 분산 검증자 운영자의 임무를 수행하기 위해 구성하고 실행해야 하는 클라이언트 세트입니다. 운영자는 동일한 하드웨어에서 중복 실행 및 합의 클라이언트를 실행하고, 실행 계층 릴레이(예: mev-boost) 및 기타 계측 서비스를 실행하여 최적의 성능을 보장할 수 있습니다. 위의 예에서 클라이언트 스택에는 Geth, Lighthouse, Charon 및 Teku가 포함됩니다.
그림 21: Obol 클라이언트 예
실행 클라이언트: 실행 계층 클라이언트(이전에는 Eth1 클라이언트라고 함)는 EVM을 실행하고 이더리움 네트워크의 트랜잭션 풀을 관리합니다.
실행 계층 클라이언트에는 Go-Ethereum, Nethermind, Erigon이 포함됩니다.
합의 클라이언트: 합의 클라이언트의 책임은 일반적으로 비콘 체인으로 알려진 이더리움의 지분 증명 합의 계층을 실행하는 것입니다. 컨센서스 레이어 클라이언트에는 Prysm, Teku, Lighthouse, Nimbus, Lodestra가 포함됩니다.
Distributed Validator Client：
분산 검증자 클라이언트는 표준화된 REST API를 통해 검증자 클라이언트↔합의 계층 클라이언트의 정보 흐름을 가로채고 두 가지 핵심 책임에 집중합니다.
모든 검증자가 서명한 후보 책임에 대한 합의
모든 유효성 검사기의 서명을 분산 유효성 검사기 서명으로 결합
유효성 검사기 클라이언트: 유효성 검사기 클라이언트는 하나 이상의 이더리움 유효성 검사기를 실행하는 코드 조각입니다.
유효성 검사기 클라이언트에는 다음이 포함됩니다. Vouch, Prysm, Teku, Lighthouse
분산 유효성 검사기 클러스터: 분산 유효성 검사기 클러스터는 함께 연결된 분산 유효성 검사기 노드 모음입니다.
분산 유효성 검사기 키: 분산 유효성 검사기 키는 지분 증명 합의에 참여하기 위한 임계값 키 역할을 하는 BLS 개인 키 집합입니다.
분산 유효성 검사기 키 공유: 분산 유효성 검사기 개인 키의 개인 키입니다.
분산 유효성 검사기 키 생성 식: 분산 유효성 검사기에서 내결함성을 달성하려면 개별 개인 키 공유를 함께 생성해야 합니다. 신뢰할 수 있는 딜러가 개인 키를 생성하고 분할하여 배포하는 대신 분산 검증자 클러스터의 각 운영자는 소위 분산 키 생성 의식에 참여합니다. . 분산 유효성 검사기 키 생성 의식은 DKG 의식의 한 유형입니다. 의식은 서명된 검증인 입금 및 종료 데이터와 모든 검증인 키 공유 및 관련 메타데이터를 생성합니다.
6. 요약 및 전망
6.1 요약
기사 전반에 걸쳐 The Merge를 시작으로 합병 후 이더리움이 채택한 Casper FFG 알고리즘에 대해 설명하고 블록 생성 방식과 합병 후 몇 가지 새로운 기술 개념에 익숙해진 다음 이더리움의 새로운 채굴 방식과 기존 스테이킹 솔루션, 검증인의 단일 실패 지점 문제에 대해 알아보고 DVT 기술에 깊이 들어가 DVT가 두 프로젝트의 사례를 통해 이 문제를 어떻게 해결했는지 간략하게 설명했습니다. 독자가 이더리움의 합의 알고리즘과 탈중앙화의 발전 방향을 이해할 수 있도록 일정한 참고 자료를 제공합니다.
6.2 전망
The Merge 이후 Ethereum은 점차적으로 Danksharding을 구현할 것입니다.첫째, EIP-4488은 calldata의 가스 비용을 16gwei에서 3gwei로 줄여 롤업의 속도 향상 및 확장을 강력하게 지원합니다. danksharding Blob 트랜잭션 유형의 도입으로 이더리움은 롤업을 위한 더 많은 저장 공간을 제공하고 D/A 비용을 줄이며 점진적으로 Danksharding을 실현할 수 있습니다.
Danksharding에서 설명한 데이터 가용성 샘플링(DAS) 및 블록 제안자/빌더 분리(PBS) 아이디어를 실현하려면 이더리움 네트워크에 충분한 노드가 있고 데이터 가용성 샘플링을 구현하기에 충분한 분산화가 필요합니다. 즉, 확장성과 저비용 D/A를 보장하기 위해서는 이더리움의 탈중앙화가 가장 중요한 부분인데, 이더리움의 후속 개발에는 탈중앙화 서약과 DVT 및 기타 기술이 중요하기 때문입니다.
원본 링크
참조
https://www.ethereum.cn/validated-staking-on-eth2-2-two-ghosts-in-a-trench-coat
2.https://www.youtube.com/watch?v=awBX1SrXOhk
3.https://github.com/ObolNetwork/
4.https://www.ethereum.cn/Eth2/distributed-validator-specs
5.https://medium.com/nethermind-eth/sorting-out-distributed-validator-technology-a6f8ca1bbce3
6.https://docs.ssv.network/learn/introduction
8.https://ecn.mirror.xyz/kFzA6fZKF-qIjAOvOkJT03WizNea0Bo2Gx6tUDamFsY
10.https://twitter.com/VitalikButerin/status/1570299062800510976?s=19
15.https://ethos.dev/beacon-chain/
16.https://medium.com/nethermind-eth/sorting-out-distributed-validator-technology-a6f8ca1bbce3
