การออกแบบหลักฐานการจำนอง EPoS ที่มีประสิทธิภาพ
ในเดือนพฤษภาคมของปีนี้ เราเผยแพร่การออกแบบเริ่มต้นของกลไกการเดิมพันตามการประมูลของ Harmony ตั้งแต่นั้นมา เราได้รับคำติชมและข้อเสนอแนะจากหลายฝ่าย รวมถึงบริษัท stake-as-a-service (stake-as-a-service) ผู้ตรวจสอบความถูกต้องรายบุคคล และ Vitalik ผู้ก่อตั้ง Ethereum เราให้ความสำคัญกับข้อเสนอแนะเหล่านี้อย่างจริงจัง รวมถึงภาระการดำเนินงานที่เกิดจากการเสนอราคาบ่อยครั้ง และข้อกำหนดที่สูงเกินไปในการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 7 ยุค (7 วัน) นอกจากนี้ยังมีปัญหาบางอย่างที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขเกี่ยวกับการออกแบบนี้ เช่น วิธีสนับสนุนการมอบหมาย (โทเค็น) และวิธีนำการรวมรางวัลบล็อกไปใช้ในบล็อกเชนแบบชาร์ด ในบทความนี้ เราจะหารือเกี่ยวกับแนวคิดการออกแบบระบบ PoS และแนะนำกลไกการจำนองล่าสุดของ Harmony อย่างยิ่งใหญ่หลักฐานการจำนองที่ถูกต้องชื่อเรื่องรอง
วิธีเลือกตัวตรวจสอบความถูกต้อง
ในปัจจุบัน บล็อกเชน PoS ส่วนใหญ่มีแนวคิดของ "คณะกรรมการ" ซึ่งเป็นกลุ่มของผู้ตรวจสอบที่มีสิทธิ์ในการสร้างและตรวจสอบบล็อก (ตามบล็อกเชนเฉพาะ พวกเขาเรียกอีกอย่างว่าผู้สร้างบล็อก โหนดขั้นสูง เป็นต้น) โดยปกติแล้ว จำนวนที่นั่งในคณะกรรมการจะมีจำกัด (เช่น 21 ที่นั่งสำหรับ EOS, 100 สำหรับ Cosmos) สิ่งที่เรียกว่าปัญหาการเลือกตั้งผู้ตรวจสอบความถูกต้องนั้นเป็นกลไกที่กำหนดว่าใครจะได้ที่นั่งในคณะกรรมการ ในทางทฤษฎี สิ่งนี้เปรียบได้กับปัญหาทางเศรษฐกิจของวิธีการจัดสรรทรัพยากรที่มีจำกัดในโลกแห่งความเป็นจริง ในทางเศรษฐศาสตร์ วิธีการจัดสรรทรัพยากรที่มีจำกัดสามารถทำได้ (แต่ไม่จำกัดเพียง):
1) โดยการกำหนดราคาหรือการเสนอราคาซึ่งหมายความว่าได้รับราคาสูงสุด
2) ตามมาตรฐานสังคมเช่น สถานะทางสังคมและชื่อเสียง
3) บริโภคเท่าไรตามเวลาเช่น การเข้าคิวลงทะเบียน การแบ่งสวัสดิการตามอาวุโส เป็นต้น
4) โดยการเลือกแบบสุ่มเช่น หวย ซื้อรถถูกหวย เป็นต้น;
ในความเป็นจริง วิธีการคัดเลือกผู้ตรวจสอบความถูกต้องในคณะกรรมการก็แก้ไขด้วยวิธีที่คล้ายกัน มาดูวิธีการทั่วไปใน PoS ที่มีอยู่:
ครั้งแรก:ตามจำนวนโทเค็นที่เดิมพัน(Cosmos, Polkadot): ในโมเดลนี้ ผู้ตรวจสอบที่มีเดิมพันสูงสุดจะได้รับที่นั่งในจำนวนจำกัด สิ่งนี้คล้ายกับการประมูลในโลกแห่งความเป็นจริง การออกแบบตามการเสนอราคาดั้งเดิมของเราก็จัดอยู่ในหมวดหมู่นี้เช่นกัน
ประเภทที่สอง:เลือกสุ่มระหว่างนักเดิมพันทั้งหมด(Ethereum 2.0, Tezos): โมเดลนี้มีข้อกำหนดขั้นต่ำเฉพาะสำหรับผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่มีศักยภาพในการเดิมพัน ตัวอย่างเช่น Ethereum 2.0 ต้องการขั้นต่ำ 32 ETH และ Tezos ต้องการ 8,000 XTZ เพื่อให้มีสิทธิ์ได้รับการสุ่มเลือกเข้าสู่คณะกรรมการ แบบจำลองนี้เป็นการผสมผสานระหว่างการกำหนดราคาและการเลือกแบบสุ่ม
ประเภทที่สาม:ด้วยชื่อเสียงทางสังคมและการลงคะแนนเสียง(EOS, Tron): ใน EOS ผู้ผลิตบล็อกที่จำกัด 21 รายจะพิจารณาจากจำนวนผู้ตรวจสอบการลงคะแนนที่ได้รับจากผู้ถือโทเค็น มาตรการที่คล้ายกับชื่อเสียงทางสังคมนี้เป็นมาตรฐานที่มีอยู่นอกเครือข่าย
เวลาเวลานอกจากนี้ยังมีปัจจัยอื่น ๆ เช่น Peercoin ใช้เวลาในการถือครองเหรียญ
ชื่อเรื่องรอง
วิธีกระจายรางวัลบล็อก
โดยปกติแล้ว สำหรับแต่ละบล็อกที่ได้รับการยืนยันสำเร็จ ระบบ PoS จะแจกจ่ายรางวัลบล็อกให้กับผู้ตรวจสอบความถูกต้องเพื่อกระตุ้นให้พวกเขามีส่วนร่วมในฉันทามติ ในบล็อกเชน PoS ที่มีอยู่ส่วนใหญ่ ผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะได้รับรางวัลบล็อกตามสัดส่วนของเงินเดิมพัน การออกแบบนี้ได้รับผลกระทบจากปัญหา "rich get richer" ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่โทเค็นการเดิมพันที่มีความเข้มข้นมากเกินไป ตัวอย่างเช่น จากผู้ตรวจสอบความถูกต้อง 100 คนใน Cosmos ในขณะที่เขียนตัวตรวจสอบความถูกต้อง 10 อันดับแรกถือมากกว่า 50% ของโทเค็นเดิมพัน
อีกทางเลือกหนึ่งที่สามารถบรรเทาปัญหานี้ได้คือการให้รางวัลบล็อกแก่เจ้าหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้องทั้งหมดโดยไม่คำนึงว่าพวกเขาวางเดิมพันมากน้อยเพียงใด นี่เป็นแนวคิดที่เราคิดขึ้นในการออกแบบการวางเดิมพันตามการเสนอราคาเดิมของเรา (แนวคิดที่คล้ายกันนี้ก็เป็นพื้นฐานเช่นกัน ของ NPoS แบบจำลองการเดิมพันของ Polkadot) การให้รางวัลที่เท่าเทียมกันจะกระตุ้นให้ผู้ตรวจสอบความถูกต้องแจกจ่ายโทเค็นที่เดิมพันเท่าๆ กัน เนื่องจากผู้เดิมพันที่เดิมพันมากกว่าจะมีอัตราผลตอบแทนต่ำกว่าผู้เดิมพันที่เดิมพันน้อยกว่า อย่างไรก็ตาม ผู้ถือโทเค็นรายใหญ่ยังคงสามารถเข้าร่วมใน PoS ในฐานะผู้เดิมพันหลายคนได้โดยการแบ่งโทเค็นที่เดิมพันของตน ดังนั้นปัญหาของ "คนรวยยิ่งรวยขึ้น" จึงไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ แต่บรรเทาลงได้ในระดับหนึ่งเท่านั้น
นอกเหนือจากปัจจัยด้านการออกแบบที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ปัจจัยอื่นๆ ที่สมจริงยิ่งกว่าก็มีความสำคัญต่อการสร้างเศรษฐกิจการเดิมพันที่เป็นมิตรต่อผู้ตรวจสอบความถูกต้อง ดอกเบี้ยทบต้นของรางวัลบล็อกเป็นวิธีการสำคัญสำหรับผู้ตรวจสอบเพื่อเพิ่มรางวัลให้สูงสุด ในเรื่องนี้ การออกแบบที่ให้รางวัลเดียวกันไม่สามารถสนับสนุนดอกเบี้ยทบต้นได้ เนื่องจากหากตัวตรวจสอบเพิ่มรางวัลบล็อกใหม่ให้กับเงินเดิมพันอีกครั้ง จะไม่สร้างรางวัลเพิ่มเติม นอกจากนี้ การสนับสนุนการมอบหมายโทเค็นยังเป็นข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับบล็อกเชน PoS เนื่องจากช่วยให้ผู้ถือโทเค็นทั่วไปสามารถเดิมพันและรับรางวัลโดยไม่จำเป็นต้องเรียกใช้โหนดตรวจสอบความถูกต้อง การออกแบบกลไกการจำนองเบื้องต้นตามการประมูลก่อนหน้านี้ของเราไม่เหมาะสำหรับการมอบสิทธิ์โทเค็น เนื่องจากการเสนอราคาเป็นลักษณะการทำงานที่ไม่แน่นอน และหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่โทเค็นของผู้มอบสิทธิ์จะถูกใช้อย่างไม่เหมาะสมหรือไม่เพียงพอในระหว่างกระบวนการประมูล
สำหรับการออกแบบระบบ Sharding ของ Harmony มีข้อจำกัดในการออกแบบเฉพาะ: สำหรับแต่ละ Sharding จำนวนจำนองเพียงหนึ่งในส่วนของระบบทั้งหมด (N คือจำนวนของ Shards) และจำเป็นต้องมี Validator จำนวนมากที่มีค่าเท่ากัน สิทธิ์ (จำนวนเดิมพัน) เพื่อกระจายอำนาจของผู้เล่นรายใหญ่ใน Shards (ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในเอกสารทางเทคนิคทางเทคนิคของเรา) มิฉะนั้น เศษหนึ่งชิ้นสามารถถูกโจมตีได้โดยง่ายโดยตัวตรวจสอบที่มีเหรียญเดิมพันจำนวนมาก (เช่น การโจมตี 1%)
โดยสรุปแล้ว เป้าหมายการออกแบบของเรามีดังนี้:
● จำนวนโทเค็นเดิมพันระหว่างผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะต้องมีการกระจายเท่า ๆ กัน (เพื่อหลีกเลี่ยงการรวมศูนย์ของเงินเดิมพัน)
● สนับสนุนกลไกการมอบหมายที่เรียบง่ายและมีรายละเอียด
ชื่อเรื่องรอง
กลไก EPOS ป้องกันการรวมศูนย์การจำนอง
กลไกการพิสูจน์การจำนองของ Harmony EPoS (Effective Proof-of-Stake) ซึ่งเป็นกลไกการจำนองที่มีประสิทธิภาพ สามารถหลีกเลี่ยงการรวมศูนย์ของโทเค็นการจำนอง ในขณะที่ยังคงรองรับดอกเบี้ยทบต้นและการมอบหมายโทเค็น เหมาะสำหรับการตรวจสอบที่ต้องการสิทธิ์ที่เท่าเทียมกันจำนวนมาก ระบบชาร์ดดิ้ง
การเลือกตัวตรวจสอบ
ใน EPoS เราจะเลือกตัวตรวจสอบตามการจัดอันดับของโทเค็นของนักเดิมพัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแต่ละยุค (ประมาณ 1 วัน) ผู้เดิมพันสูงสุด 1,600 คนจะได้รับที่นั่งตรวจสอบความถูกต้องจำนวนจำกัด 1,600 ที่นั่ง (4 เศษ * 400 ที่นั่ง) เมื่อยุคสมัยเปลี่ยนไป อันดับการจำนองใหม่จะเป็นตัวกำหนดว่าใครจะเป็นผู้ตรวจสอบสำหรับยุคถัดไป
บล็อกรางวัลตามสินเชื่อที่อยู่อาศัยที่มีประสิทธิภาพ
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น ทั้งกลไกการให้รางวัลแบบบล็อกตามอัตราส่วนการจำนองหรือกลไกการให้รางวัลแบบบล็อกที่ปฏิบัติต่อทุกคนอย่างเท่าเทียมกันไม่สามารถบรรลุเป้าหมายการออกแบบของเราได้อย่างสมบูรณ์ (รวมถึงการกระจายการจำนองที่เท่าเทียมกันและปัญหาดอกเบี้ยทบต้นของการจำนอง) ใน EPoS รางวัลบล็อกของผู้ตรวจสอบจะไม่ถูกจัดสรรตามจำนวนจำนองจริง แต่ตามสัดส่วนของ "จำนวนจำนองที่มีผลบังคับใช้" คำจำกัดความที่เป็นเอกฉันท์ของจำนวนจำนองที่มีผลบังคับใช้มีดังต่อไปนี้ เราใช้ median_stake เพื่อแสดงค่ากลางของ staker สูงสุด 1,600 คน และactual_stake เป็นตัวแทนเดิมพันจริงที่ถือโดยผู้ตรวจสอบความถูกต้องแต่ละคน
ในที่นี้ c คือพารามิเตอร์โปรโตคอล (เช่น c = 0.15) เงินเดิมพันที่มีประสิทธิภาพของผู้ตรวจสอบคือเงินเดิมพันจริงที่ถูกจำกัดโดยเกณฑ์บน (1 + c) * median_stake และเกณฑ์ล่าง (1-c) * median_stake
คำอธิบายภาพ
เส้นโค้งจำนวนจำนองจริงและจำนวนจำนองจริงของผู้ตรวจสอบ 1600 อันดับแรก
ด้วยการแนะนำการเดิมพันที่มีประสิทธิภาพ ผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่มีอันดับสูงกว่าจะถูกลงโทษทางการเงินอย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการเดิมพันโทเค็นมากเกินไป ในขณะที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่มีอันดับต่ำกว่าจะได้รับรางวัลเพิ่มเติม การเดิมพันที่มีประสิทธิภาพทำหน้าที่เป็นอีควอไลเซอร์ ผลักดันให้มีการกระจายโทเค็นการเดิมพันระหว่างผู้ตรวจสอบความถูกต้องมากยิ่งขึ้น หลีกเลี่ยงการรวมศูนย์
เพื่อให้ได้ดอกเบี้ยทบต้น Validator ในโซนสีน้ำเงินและสีเขียวสามารถรับดอกเบี้ยทบต้นได้โดยตรงโดยการเดิมพันรางวัลบล็อคซ้ำ ๆ ในโหนด Validator เดิม ในขณะที่ Validator ในโซนสีเหลืองสามารถรับได้โดยการเริ่มโหนด Validator ใหม่เพื่อรับรางวัลบล็อคเพิ่มเติม สำหรับกลุ่มการขุดที่มีโทเค็นจำนวนมาก การออกแบบนี้บังคับให้ตัวเองต้องกระจายอำนาจเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวเพียงจุดเดียว
นอกจากนี้ EPoS ยังรองรับการมอบหมายโทเค็นที่ใช้งานง่ายและมีประสิทธิภาพ โดยที่ผู้ถือโทเค็นสามารถมอบหมายโทเค็นให้กับตัวตรวจสอบหนึ่งตัวหรือมากกว่า โดยขึ้นอยู่กับอัตราค่าคอมมิชชั่น เวลาทำงาน และตำแหน่งของพวกเขาในการจัดอันดับ หลังจากหักค่าคอมมิชชันที่กำหนดโดยผู้ตรวจสอบแล้ว รางวัลบล็อกจะถูกแจกจ่ายให้กับผู้มอบหมายตามสัดส่วนของโทเค็นที่ได้รับมอบหมาย สำหรับผู้มอบหมาย การมอบหมายให้ผู้ตรวจสอบในพื้นที่สีเขียวจะได้รับผลตอบแทนที่สูงกว่าในเชิงเศรษฐกิจ ซึ่งยังสามารถป้องกันโทเค็นจำนวนมากไม่ให้ถูกมอบหมายให้เป็นผู้ตรวจสอบหลักและหลีกเลี่ยงการรวมศูนย์การจำนองได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การออกแบบ EPoS เหล่านี้ทำให้บรรลุเป้าหมายการออกแบบเพื่อหลีกเลี่ยงการกระจายอำนาจของการจำนอง ในขณะที่สนับสนุนการมอบหมายและดอกเบี้ยทบต้นของการจำนอง
กลไกการลดหลักประกัน
สำหรับลายเซ็นคู่
● ตัดอย่างน้อย 2%โทเค็นจำนอง จำนวนของเครื่องหมายทับพร้อมกันจะปรับขนาดเป็นเชิงเส้นกับจำนวนของเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องที่ถูกเฉือนพร้อมกัน (เช่นหากหนึ่งในสามของผู้ตรวจสอบความถูกต้องลงชื่อสองครั้ง เครื่องหมายทับจะเพิ่มขึ้นเป็น 33% สำหรับแต่ละรายการ）
● เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่ากฎการเฉือนนี้ช่วยเสริมผลการกระจายอำนาจของกลไกการจำนองที่มีประสิทธิภาพก่อนหน้านี้ต่อครัวเรือนขนาดใหญ่เอง หากโหนดผู้จำนองหลายโหนดของครัวเรือนขนาดใหญ่เปิดการโจมตีพร้อมกัน โทเค็นจำนองของพวกเขาก็จะลดลงอย่างรุนแรงเช่นกัน
สำหรับโหนดที่ไม่ได้ออนไลน์
● ทุกๆ สามชั่วโมงออฟไลน์ สิทธิ์การลงคะแนนของผู้ตรวจสอบความถูกต้องจะเป็นรั่วไหล 25%, การรั่วไหลหมายความว่าโทเค็นบางส่วนถูกบังคับลบออกจากการจำนองโดยไม่สูญเสียความเป็นเจ้าของ ซึ่งแตกต่างจากการลดหย่อน
● หลังจากออฟไลน์ติดต่อกัน 12 ชั่วโมง ผู้ตรวจสอบจะเสียสิทธิเลือกตั้งทั้งหมดและเข้าสู่ภาวะซบเซา。ผู้ตรวจสอบที่หยุดทำงานจะได้รับการลงโทษโทเค็น 0.1%. หากตัวตรวจสอบกลับมาออนไลน์อีกครั้ง สิทธิ์ในการลงคะแนนจะถูกเรียกคืน
● สำหรับผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่หยุดชะงัก จะไม่ได้รับการพิจารณาในการเลือกตั้งผู้ตรวจสอบความถูกต้องครั้งต่อไป พวกเขาสามารถส่งรายการ "ขอเข้าร่วม"ในที่สุด
ในที่สุด
กลไกการจำนองและรูปแบบสิ่งจูงใจเป็นองค์ประกอบหลักของบล็อกเชน PoS ในทางหนึ่ง พวกมันมีความสำคัญพอๆ กับโปรโตคอลบล็อกเชน ข้อมูลเกี่ยวกับกลไกการเดิมพันและรูปแบบสิ่งจูงใจของบล็อกเชน PoS ในปัจจุบันนั้นกระจายอยู่ในหลายแห่ง และเป็นการยากที่จะเข้าใจความแตกต่างและความเฉพาะเจาะจงของระบบเหล่านี้อย่างชัดเจน ในเรื่องนี้ เราได้สรุปแผนภูมิเปรียบเทียบของกลไกการปักหลักและแรงจูงใจของโครงการ PoS กระแสหลักหลายโครงการ ซึ่งรวมถึงรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเวิร์กโฟลว์การปักหลักของ Harmony
สุดท้ายนี้ สำหรับผู้ตรวจสอบความถูกต้องแบบเดิมพันที่ต้องการลองใช้กลไก EPoS ก่อนใช้ mainnet ยินดีต้อนรับสู่เกม Pangea ของเรา ซึ่งเป็นเกมที่มีแบบจำลองที่สร้างแรงจูงใจบนเครือข่ายทดสอบ Harmony ข้อเสนอแนะที่คุณเสนอใน Pangea จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบ EPoS และเตรียมพร้อมสำหรับ mainnet
