Kỷ nguyên hậu hợp nhất: Sự đột phá và tái sinh của sự đồng thuận Ethereum mới
Tác giả gốc: Frank Fan, 0xCryptolee
"Chỉ cần bạn có dũng khí để thực hiện một lời hứa, thế giới sẽ giúp bạn loại bỏ những trở ngại không thể vượt qua. Để thực hiện ước mơ còn dang dở của bạn, vũ trụ sẽ không bao giờ cản bước tiến của bạn. Đây chính là bản chất của nó."
——Thông báo khối cuối cùng trong kỷ nguyên PoW của Ethereum
Ethereum đã trải qua một đợt nâng cấp lịch sử và quá trình phát triển của nó đã bước sang một giai đoạn mới. Sau khi sáp nhập, Ethereum sẽ tiếp tục phát triển theo hướng mở rộng và phân cấp. Hợp nhất chỉ là bước đầu tiên trong kỷ nguyên PoS. Ethereum vẫn đang phải đối mặt với những thách thức lớn. Các vấn đề như tập trung hóa nhóm trình xác thực, mở rộng và Vấn đề trình xác thực lười biếng vẫn hạn chế sự bùng nổ của các ứng dụng và mở rộng bảo mật của Ethereum. Điều này bài viết sẽ bắt đầu từ The Merge bắt đầu, dần dần phân tích thuật toán đồng thuận được POS áp dụng, tập trung khám phá việc sử dụng công nghệ DVT để giải quyết vấn đề rủi ro điểm đơn của trình xác minh và phân tích các vấn đề cũng như cơ hội phát triển trong tương lai của Ethereum với các học viên. Độc giả có nền tảng nhất định về Ethereum được khuyến nghị đọc bài viết này.
1. The Merge
1.1 Bối cảnh
Hợp nhất là nâng cấp kỹ thuật lớn nhất trong lịch sử của Ethereum. Vào ngày 15 tháng 9 năm 2022, Lớp thực thi và Lớp đồng thuận đã được hợp nhất. Thay đổi lớn nhất là chuyển sự đồng thuận PoW của Ethereum sang sự đồng thuận PoS.
Hình 1: Hợp nhất
Ngoài ra, mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum đã giảm gần 99,95% sau khi sáp nhập, theo tweet của Vitalik Buterin, việc sáp nhập Ethereum sẽ giảm 0,2% mức tiêu thụ điện toàn cầu.
Hình 2: Quan điểm của Vitalik về mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum được hợp nhất
1.2 Những thay đổi do sáp nhập mang lại
Phát hành mã thông báo: Việc phát hành mã thông báo ETH trong kỷ nguyên PoW dừng lại, ETH mới chỉ được tạo thông qua sự đồng thuận của PoS và tỷ lệ lạm phát của Ethereum giảm xuống. Khi phí cơ sở vượt quá 15gwei, Ethereum thậm chí còn rơi vào tình trạng giảm phát.
Hình 3: Burn Total sau sáp nhập
Thu nhập cầm cố: Phí gas và thu nhập MEV được phân bổ cho Người xác thực và thu nhập tiêu chuẩn tiền tệ cầm cố của người xác thực đạt 5-7%.
Hình 4: Lợi suất Staking của Rocket Pool
Rút tiền: ETH được cam kết sau khi sáp nhập không thể rút ngay lập tức và hạn chế rút tiền sẽ được dỡ bỏ sau khi nâng cấp ở Thượng Hải và người dùng không thể rút tiền trực tiếp khi rút tiền. Để tránh rút tiền quy mô lớn, cho một lần rút tiền Có có những hạn chế nhất định về số lượng và thời gian gửi tiền, vì vậy sau khi mở rút tiền, sẽ không có nhiều lần rút tiền và bán tháo. Để biết thông tin cụ thể, vui lòng tham khảo EIP-4895: Rút tiền đẩy chuỗi Beacon dưới dạng hoạt động
Thay đổi cấu trúc dữ liệu: Khối đồng thuận sẽ chứa giá trị Hash của Khối thực thi và các tham số liên quan đến PoW trong Khối thực thi sẽ không còn hiệu lực. Trường mixHash sẽ ghi lại số ngẫu nhiên RANDAO gốc của Ethereum cho các cuộc gọi EVM.Các nhà phát triển Ethereum có thể trực tiếp sử dụng số ngẫu nhiên này trong quá trình phát triển hợp đồng thông minh.
Hình 5: Cấu trúc dữ liệu thay đổi sau khi Merge
Thay thế đồng thuận: Đồng thuận PoW được thay thế bằng PoS và trách nhiệm của người khai thác ban đầu được thay thế bằng người xác minh. Có hai chuỗi đồng thời và hai nút máy khách cần được chạy cùng lúc, Máy khách tầng thực thi (EL) và Đồng thuận Máy khách lớp (CL).
Hình 6: Ứng dụng khách Ethereum đã hợp nhất
Sau khi chuyển sang đồng thuận PoS, thuật toán của Ethereum đã được chuyển đổi từ khối Ethash sang khối Casper FFG (Gasper), chúng ta hãy tiếp tục khám phá thuật toán đồng thuận và phương pháp tạo khối của Ethereum!
2. Gasper
Hiện đang được cam kết trên chuỗi đèn hiệu13,830,378 ETH, số lượng trình xác thực đang hoạt động là432,203(kể từ ngày 23 tháng 9 năm 2022), theo đặc điểm của PBFT, số lượng trình xác minh trong chuỗi đèn hiệu lớn và lượng dữ liệu truyền thông mạng lớn, PBFT đơn giản không còn áp dụng được cho mạng Ethereum, vì vậy Ethereum thông qua PBFT trên cấu trúc mạng Ý tưởng về kiến trúc mạng đã được cải tiến và thiết kế, sử dụng thuật toán Gasper.
Gasper là một công cụ cuối cùng (tiện ích cuối cùng) trong giao thức chuỗi đèn hiệu, được sử dụng để xác định những khối nào sẽ được người tham gia công nhận là cố định và không thể thay đổi, đồng thời được sử dụng để xác định chuỗi rẽ nhánh nào là chuỗi chính khi rẽ nhánh. Tính hữu hạn của Gasper khái quát hóa các khái niệm từ bài báo "Tiện ích cuối cùng thân thiện với Casper (casper FFG)".
Hình 7: Tình hình Staking và Trình xác thực
2.1 Khái niệm
Hình 8: Minh họa Epoch và Slot
Slot (khe thời gian): Sau khi hợp nhất, Slot là một khối và một ủy ban chịu trách nhiệm tạo Slot trong vòng 12S.
Kỷ nguyên: Cứ 32 Khe tạo thành một Kỷ nguyên và thời gian của một Kỷ nguyên là 384S, tức là 6,4 phút.
Ủy ban: Mỗi ủy ban của người xác thực sẽ phân bổ tối thiểu Người xác thực là 128. Người xác thực sẽ thực hiện các hoạt động Chứng thực trên các Vị trí mà họ chịu trách nhiệm và một Người xác thực trong ủy ban sẽ được chọn ngẫu nhiên làm Người đề xuất để tạo khối.
Chứng thực (chữ ký biểu quyết): Người xác thực trong ủy ban tương ứng với mỗi Vị trí cần bỏ phiếu và ký vào Kỷ nguyên trước đó để đảm bảo rằng họ chấp thuận giao dịch trong Kỷ nguyên trước đó.
Trình xác thực (Validator): Do thuật toán đồng thuận của Ethereum The Merge đã được chuyển sang POS, các công cụ khai thác ban đầu đã được thay thế bằng Trình xác thực. Trình xác thực trở thành Trình xác thực bằng cách cầm cố tài sản 32ETH và chịu trách nhiệm tham gia vào quá trình tạo khối và công việc chữ ký của các vị trí trong mỗi kỷ nguyên.
Người đề xuất (người đề xuất): Người đề xuất đến từ Người xác thực trong ủy ban, được chọn theo số ngẫu nhiên do RANDAO tạo và được chọn để đóng gói khối Vị trí.
Beacon chain (chuỗi báo hiệu): Chuỗi khối PoS dùng để thay thế đồng thuận PoW. Nút chuỗi báo hiệu được sử dụng để gắn loại giao dịch Data Blobs nhằm cung cấp thêm không gian lưu trữ cho Rollup.
2.2 Quy trình
Khi bắt đầu Epoch, RANDAO chỉ định một Ủy ban (ủy ban xác minh) cho mỗi Slot (khe thời gian) để tiến hành Chứng thực (bỏ phiếu chữ ký) trên Epoch trước đó.
Phân bổ nhiều Bộ tổng hợp cho 32 vị trí của Kỷ nguyên hiện tại để tổng hợp Chứng thực của ủy ban về Kỷ nguyên trước đó và ghi nó vào khối Vị trí.
RANDAO xác định rằng Người đề xuất chịu trách nhiệm tạo khối bằng cách tạo số ngẫu nhiên.
Hình 9: Tạo khối ủy ban
Trong Kỷ nguyên hiện tại, khi mỗi Vị trí đang tạo một khối, ủy ban sẽ thực hiện Chứng thực trên điểm kiểm tra của Kỷ nguyên trước đó. Sau khi Chứng thực hai điểm kiểm tra, điểm kiểm tra cuối cùng sẽ được Hoàn thiện cho đến khi tất cả 32 Vị trí được kiểm tra lần lượt. ra, và vòng Kỷ nguyên này kết thúc. Khi Slot đầu tiên của Post-Epoch bắt đầu, Pre-Epoch đã đạt được sự đồng thuận cuối cùng, đó là Post-Epoch đã trải qua Pre-Epoch và Epoch hiện tại, tổng cộng là hai vòng của Epoch (vì có hai điểm kiểm tra Chứng thực, nếu có điểm kiểm tra xung đột, 1/3 số người xác minh chắc chắn đã làm điều ác.Ví dụ: độ cao ba khối là 32 64 96 có thể không đến được điểm kiểm tra ở độ cao 64 và sẽ có điểm kiểm tra ở vị trí thứ 96. Lúc này, chiều cao thứ 32 được hoàn thiện), thời gian là 12,8 phút và giao dịch được xác nhận trên chuỗi, đây được gọi là giao dịch cuối cùng.
2.3 Tính năng
RANDAO đưa ra các số ngẫu nhiên trên chuỗi. Số ngẫu nhiên do RANDAO tạo sẽ được đưa vào Khối thực thi và hợp đồng thông minh có thể trực tiếp sử dụng số ngẫu nhiên. Sau khi có số ngẫu nhiên gốc trên chuỗi, DeFi có thể có các ứng dụng mới. Ví dụ: các ứng dụng DeFi đánh bạc có thể trực tiếp độ tin cậy và số ngẫu nhiên được tạo bằng RANDAO.
Hình 10: RANDAO
2.4 GHOST được điều khiển bởi tin nhắn mới nhất (LMD-GHOST, GHOST được điều khiển bởi tin nhắn mới nhất)
Trong cơ chế đồng thuận POS mới của Ethereum, LMD-GHOST được sử dụng làm quy tắc lựa chọn ngã ba. Khi một ngã ba xảy ra, GHOST sẽ chọn một cây con nhận được nhiều hỗ trợ thông báo hơn. Ý tưởng đằng sau nó là giảm số lượng tính toán cần thiết để chạy GHOST bằng cách chỉ xem xét phiếu bầu gần đây nhất của mỗi người xác thực khi tính toán người đứng đầu chuỗi, thay vì bất kỳ phiếu bầu nào được tạo trong quá khứ.
Bạn nào muốn tìm hiểu thêm có thể tham khảo:https://eprint.iacr.org/2013/881.pdf
2.5 Các vấn đề hệ quả
Tăng chi phí liên lạc và xác minh: Có nhiều người xác minh hơn có tốt hơn không? Trên thực tế, mặc dù việc tăng số lượng người xác minh có lợi cho việc lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu (DAS) và phân cấp, nhưng việc tăng số lượng người xác minh có nghĩa là sẽ có nhiều người xác minh hơn trong một vị trí và Trình tổng hợp sẽ được thêm vào khi thu thập chữ ký của từng người người xác minh. Ngoài ra, chi phí xác minh của chữ ký tổng hợp cũng sẽ tăng lên, điều này hầu như sẽ làm tăng gánh nặng cho nút người xác minh.
Tấn công tầm xa: Một cuộc tấn công tầm xa có nghĩa là sau khi người xác thực cam kết ETH trên chuỗi beacon trong Rút tiền, anh ta có thể sử dụng khóa riêng cũ để rẽ nhánh độc hại trong một khối đã được ký, bởi vì nó hiện đang ở trên chuỗi đó. không còn bất kỳ tài sản cầm cố nào nữa, sau đó nhanh chóng tạo các khối trống theo chiều cao khối hiện tại để tấn công mạng. Đây cũng là một phương pháp tấn công có thể xảy ra trong tương lai. Ethereum được thiết kế để bỏ phiếu cho điểm kiểm tra của Pre-Epoch và ý tưởng thiết kế của nó là liên tục nâng cao trạng thái ban đầu để tránh các cuộc tấn công có thể xảy ra.
3. Khai thác cổ phần Ethereum
3.1 Staking
Ngưỡng cam kết: Để thực hiện nhiệm vụ của mình và tham gia tạo khối đồng thuận, người xác minh cần cam kết 32ETH làm tài sản ký quỹ.
Trách nhiệm của người xác minh: xuất trình các khối và chứng thực tại thời điểm quy định trong thỏa thuận.
3.1.1 Phương pháp đặt cược
Đặt cược một mình: Cách đặt cược một mình là người cầm cố muốn đầu tư 32 ETH với tư cách là người xác thực sẽ chạy nút xác thực trên máy chủ đám mây. Ngoài việc chọn chạy nút trên máy chủ đám mây, bạn cũng có thể chọn đặt máy chủ tại nhà riêng của bạn Thiết bị chạy nút Ethereum Sự khác biệt là nút chạy trên dịch vụ đám mây ổn định hơn Khi tham gia vào sự đồng thuận của mạng, nó có thể tránh và giảm hình phạt do chậm do mất điện và mạng lý do. Ưu điểm của việc xây dựng một nút tại nhà nằm ở sự kết hợp giữa phần cứng và dịch vụ mạng. Chi phí thấp hơn so với máy chủ đám mây và tại đây, người cầm cố có thể chọn sử dụng giải pháp lưu trữ nào.
Nhóm đặt cược: Vì 32 ETH là rất nhiều tiền đối với người bình thường, những người cầm cố với số tiền nhỏ thông thường muốn tham gia vào sự đồng thuận của mạng nhưng không thể tự chạy các nút, vì vậy có một giải pháp nhóm cầm cố.Giải pháp cầm cố bán phi tập trung Lido là dự án chính, đã thu hút một lượng tiền lớn và trở thành giải pháp hàng đầu trong đường đua, tiếp theo là các giải pháp có mức độ phân cấp cao hơn như Rocket Pool và Swell, v.v. Ngoài các giải pháp nhóm đặt cược hiện có, giải pháp tổng hợp chẳng hạn như Unamo đã được tạo ra để trợ giúp và phát triển lĩnh vực Ethereum Staking.
Về hoạt động của nút, Lido chọn chỉ định một số nhà khai thác chuyên nghiệp để điều hành các nút mạng, đây cũng là một điểm tập trung tương đối của nó. Nhà điều hành nắm giữ khóa riêng chữ ký và tài sản của người dùng một phần tin tưởng vào Lido và nhà điều hành. khóa cá nhân rút tiền, Trước tháng 7 năm 2021, địa chỉ rút tiền là địa chỉ đa chữ ký 6/11 và khóa riêng tư đa chữ ký được OG lưu giữ trong ngành. Sau tháng 7 năm 2021, địa chỉ rút tiền trỏ đến địa chỉ hợp đồng có thể nâng cấp, mà được quản lý bởi DAO để quản lý. Rocket Pool chọn cách phi tập trung hơn về các nút. Bất kỳ ai cũng chỉ cần cung cấp 16 ETH và thiết bị phần cứng và phần mềm tương ứng để chạy một nút với tư cách là người điều hành. Mặc dù ngưỡng cho các nhà khai thác được hạ xuống, Rocket Pool đưa ra cam kết $RPL để giảm hoạt động Nguy cơ làm ăn gian ác.
Giải pháp của Staking Pool cho phép người dùng thông thường gửi một lượng nhỏ ETH vào hợp đồng để nhận phần thưởng khai thác của Ethereum, đồng thời trả lại các token chịu lãi suất như stETH và rETH để giải phóng tính thanh khoản của tài sản cầm cố, điều này giúp tăng cường hơn nữa khả năng ghi nợ của Ethereum Mức độ tập trung hóa và hiệu quả sử dụng vốn là hướng đi lạc quan nhất cho cộng đồng.
CEX, người giám sát tập trung: Ngoài Solo Staking và Staking Pool, các sàn giao dịch tập trung và một số tổ chức quản lý tài sản là những bên tham gia chính trong việc staking Ethereum.Ví dụ: Coinbase và Binance cũng đã ra mắt dịch vụ staking của riêng họ. Ethereum cam kết khai thác bằng cách hấp thụ một lượng nhỏ ETH. Ba kế hoạch có những ưu điểm và nhược điểm riêng về phân cấp và bảo mật, phụ thuộc vào người được ủy thác của những người cầm cố, nhưng chắc chắn rằng ba kế hoạch đã chiếm được số tiền và người dùng tương ứng, đồng thời cùng nhau duy trì ether. và phi tập trung hóa.
3.1.2 Rủi ro và nguy hiểm tiềm ẩn
Có thực sự ổn sau khi sáp nhập? Tôi không nghĩ vậy Từ dữ liệu trong hình bên dưới, chúng ta có thể xem qua tình hình sau khi dỡ bỏ các hạn chế rút tiền đối với beacon chain.
Hình 11: Vị trí của ETH được cầm cố sau khi sáp nhập
Hiện tại, số lượng Ethereum cầm cố chủ yếu tập trung ở Lido, Coinbase và Solo Staking. Sau khi sáp nhập, một số lượng lớn Ethereum mới cầm cố chảy vào các tổ chức và thỏa thuận tương đối tập trung như Lido và Coinbase. Sau khi các hạn chế rút tiền được dỡ bỏ, Tôi nghĩ rằng Ethereum được cam kết ban đầu sẽ được phân phối lại cho Lido và Coinbase. Theo thời gian, Lido và Coinbase sẽ làm chủ ngày càng nhiều người xác minh và cam kết Ethereum, điều này cuối cùng sẽ mang lại sự phân cấp cho Ethereum. Mối đe dọa nghiêm trọng, khi họ kiểm soát Ethereum, cho các giao dịch muốn phá vỡ tình trạng này một lần nữa, họ sẽ bị các nhóm khai thác lớn như Lido hoặc Coinbase từ chối, bởi vì giao dịch mà bạn muốn cam kết ETH cho Ethereum có thể Họ có quyết định cuối cùng về việc có tiếp tục chuỗi hay không và mới ETH được tạo ra cũng sẽ tập trung vào tay những người có nhiều ETH hơn, bởi vì họ có một lượng lớn ETH khi cam kết, điều này chắc chắn sẽ có lợi cho việc phân cấp Ethereum. làm việc cùng nhau để giải quyết vấn đề này.
3.1.3 Các loại phần thưởng
Phần thưởng chứng thực: Mỗi ủy ban vị trí phải thực hiện Chứng thực trên điểm kiểm tra khối lịch sử Epoch trước đó. Sau khi Chứng thực thành công, phần thưởng Chứng thực sẽ nhận được dưới dạng một trong những thu nhập của Người xác thực. (xác suất cao, phần thưởng thấp)
Hình 12: Phần thưởng chứng thực
Phần thưởng khối: Mỗi Vị trí sẽ có Người xác thực làm người đề xuất đóng gói khối và Người xác thực được chọn làm người đề xuất có thể nhận phần thưởng khối. (Xác suất thấp, phần thưởng nhiều hơn)
Hình 13: Phần thưởng đề xuất
Thu nhập MEV (giá trị khai thác có thể khai thác): Ngoài thu nhập từ phí gas, thu nhập MEV còn bao gồm thu nhập từ các cuộc tấn công bánh sandwich. Theo dữ liệu của EigenPhi, khối lượng các cuộc tấn công bánh sandwich trong 7 ngày qua là trên 100 triệu và khối lượng cao nhất là gần 400M.MEV Thu nhập của người xác minh đã trở thành một trong những thành phần thu nhập quan trọng của người xác minh.
Hình 14: Tình hình MEV sau sáp nhập
3.1.4 Các loại hình phạt
Hình phạt cho việc làm chậm: Không tạo ra các khối theo kỳ vọng đồng thuận: Việc chứng thực các khối không được thực hiện vào thời gian dự kiến.
Hành vi độc hại dẫn đến dấu gạch chéo (slash): hai khối được tạo ra trong một Khe duy nhất hoặc hai Chứng thực được thực hiện; các khối sai được đề xuất vi phạm các quy tắc đồng thuận của Casper FFG.
3.2 Loại khóa riêng
Khóa riêng của chữ ký: Khóa riêng của chữ ký được người xác minh sử dụng để ký các thông báo khi thực hiện nhiệm vụ, bao gồm cả việc chứng thực và đề xuất các khối. Khóa này sẽ được sử dụng sau mỗi 6,4 phút, nghĩa là mỗi Epoch.
Khóa cá nhân rút tiền: Khóa được sử dụng để trích xuất tài sản cam kết và khối phần thưởng cần được lưu trữ ngoại tuyến. Sau ngã ba Thượng Hải, ETH đã cam kết và phần thưởng có thể được rút bằng khóa cá nhân rút tiền.
3.3 Rủi ro cầm cố ETH2
Khóa cá nhân bị đánh cắp: Khóa cá nhân ký/rút tiền của ETH2 đã bị đánh cắp.
Một điểm lỗi/Tính khả dụng của trình xác thực: Hiện tại, trình xác thực tồn tại và thực hiện nhiệm vụ của chúng dưới dạng một máy hoặc nút duy nhất. Các quy tắc nghiêm ngặt của giao thức nghiêm cấm các hình thức dự phòng phổ biến, chẳng hạn như chạy cùng một trình xác thực trên nhiều nút, điều này có thể dẫn đến việc trình xác thực bị "chém". Nếu sử dụng dịch vụ đặt cược, các khóa được đặt trên máy chủ đám mây (chẳng hạn như AWS). Nếu bất kỳ thành phần nào không thành công, trình xác thực sẽ bị phạt bằng cách ngừng xác thực.
4. Công nghệ xác minh phân tán (DVT)
Ở cấp độ cam kết, mặc dù chúng tôi có giải pháp cam kết phi tập trung để giảm ngưỡng cam kết và cải thiện tính phi tập trung của các dịch vụ cam kết, nhưng ở cấp độ Trình xác thực, vẫn có một điểm rủi ro duy nhất. Cuối cùng, nếu vì lý do mạng hoặc các yếu tố vật lý như mất điện sẽ gây ra các hình phạt chậm lại, vị trí sẽ không thể thu thập chữ ký hợp lệ và chúng tôi không thể chạy cùng một nút trình xác thực ở nhiều nơi theo cách dự phòng, bởi vì điều này sẽ gây ra chữ ký Sự hỗn loạn sẽ được coi là một cuộc tấn công vào mạng, nhưng chúng ta có thể chia khóa riêng chữ ký và sử dụng công nghệ DVT để giảm nguy cơ lỗi một điểm. Do nâng cấp mạng, diện tích nút lớn đang ngoại tuyến, để phân tích cụ thể mời các bạn cùng khám phá thêm!
4.1 Khái niệm
nhà điều hành: Một người hoặc thực thể điều hành một nút (hoặc nhiều nút).
nút vận hành: Đề cập đến một phần cứng và phần mềm thực hiện các tác vụ của trình xác thực Ethereum. Các tác vụ này có thể được thực hiện bởi một mình nút hoặc cùng với các nút khác bằng các công cụ DVT.
Công nghệ trình xác thực phân tán: Công nghệ trình xác thực phân tán là công nghệ phân phối công việc của một trình xác thực Ethereum duy nhất cho một nhóm các nút phi tập trung. So với các ứng dụng khách trình xác thực chạy trên một máy duy nhất, công nghệ trình xác thực phân tán có thể cung cấp các dịch vụ phi tập trung và an toàn hơn.
Hình 15: Mối quan hệ giữa Trình xác thực, Nút, Ủy ban và Người vận hành
4.2 Cần chạy các nút trình xác thực phân tán
Máy khách lớp thực thi Ethereum
Ứng dụng khách lớp đồng thuận Ethereum
Ứng dụng khách trình xác thực phân tán Ethereum
Ứng dụng khách trình xác thực Ethereum
4.3 Cách DV ngăn ngừa rủi ro cầm cố ETH2
khóa riêng bị đánh cắp
Việc sử dụng công nghệ chữ ký ngưỡng (m-of-n) có thể ngăn chặn nguy cơ đánh cắp khóa riêng
Khóa trình xác thực đầy đủ được chia thành nhiều khóa nhỏ hơn
Các khóa tách được tổng hợp để tạo chữ ký của khóa đầy đủ
Hình 16: Tách khóa và tổng hợp chữ ký
nút xuống
Crash Faults：
Lý do: sự cố do mất điện, mất mạng, lỗi phần cứng và lỗi phần mềm;
Các biện pháp phòng ngừa: ngăn nút chuyển sang trạng thái ngoại tuyến bằng cách chạy sơ đồ sao lưu dự phòng của cùng một nút ở nhiều nơi;
Byzantine Faults：
Nguyên nhân: Do lỗi phần mềm và tấn công mạng;
Các biện pháp phòng ngừa: nhiều nút tham gia đưa ra quyết định thông qua sự đồng thuận và một nút duy nhất không thể đưa ra quyết định.
4.4 Kiến trúc tổng thể
Hình 17: Kiến trúc tổng thể của DVT
Trình xác nhận phân tán ký tin nhắn từ xa bằng cách sử dụng phân đoạn khóa riêng
Trong ứng dụng khách trình xác minh phân tán, chữ ký của trình xác minh phân tán được tổng hợp thông qua công nghệ chữ ký tổng hợp và khối được ký sau khi đạt đến ngưỡng.
4.5 Hai con đường để hiện thực hóa công nghệ DVT
Cách tiếp cận DVT bằng SSS: Sơ đồ này tạo khóa riêng có chữ ký (sk, pk) và rút khóa riêng của các thực thể cam kết 32 ETH và chạy chương trình Sơ đồ chia sẻ bí mật để phân phối an toàn phần chia sẻ khóa sk giữa các nút ủy ban.
Cách tiếp cận DVT bằng giao thức DKG: Trong sơ đồ DKG, không có một thực thể nào phân phối phần khóa ký riêng tư cho người xác minh, mà là một nhóm các nút ủy ban xác minh để chạy giao thức DKG cùng nhau. Do đó, một khóa bí mật và khóa chung (sk, pk), và n phần chia sẻ sk_1, ..., sk_n của sk được tạo và nút thứ i của i=1, ...n sở hữu phần chia sẻ sk_i.
Hình 18: Giao thức DKG
4.6 Threshold Signature Schemes (TSS) (lược đồ chữ ký ngưỡng)
Khi người xác minh đồng ý về khối và cần ký, sơ đồ chữ ký ngưỡng BLS được sử dụng để nhận dạng chữ ký. Nó cho phép N người xác minh đồng ký dữ liệu và có được chữ ký đầy đủ nếu t+1(0) người xác minh ký chính xác. Thông qua sơ đồ tss, người ta nhận ra rằng mỗi người xác minh không thể có được khóa riêng chữ ký hoàn chỉnh và nó cũng đảm bảo tạo ra chữ ký hoàn chỉnh suôn sẻ.
5. Xem DVT từ các dự án chính thống
5.1 SSV
Nhìn bề ngoài, SSV cung cấp một lối vào mạnh mẽ, phi tập trung vào hệ sinh thái đặt cược Ethereum. Đi sâu hơn một chút, SSV là một ví đa chữ ký phức tạp với lớp đồng thuận và SSV hoạt động như một bộ đệm giữa các nút chuỗi đèn hiệu và ứng dụng khách trình xác thực.
5.1.1 Các thành phần chính của cấu hình
Tạo khóa phân tán: Người vận hành tính toán và tạo bộ khóa chung và khóa riêng bằng cách chạy chương trình SSV. Mỗi nhà điều hành chỉ sở hữu một phần duy nhất của khóa riêng, đảm bảo rằng không một nhà điều hành nào có thể tác động hoặc kiểm soát toàn bộ khóa riêng để đưa ra quyết định đơn phương.
Chia sẻ bí mật Shamir: Cơ chế này được sử dụng để tái tạo lại khóa xác thực bằng cách sử dụng ngưỡng KeyShares được xác định trước, không thể sử dụng một KeyShared duy nhất để ký thư. SSV có thể tổng hợp chữ ký bằng công nghệ BLS để tạo chữ ký khóa đầy đủ của người xác minh. Bằng cách kết hợp Shamir và BLS, khóa riêng chữ ký của người xác minh được chia sẻ bởi các lát và được tổng hợp và lắp ráp lại khi cần có chữ ký.
Tính toán đa bên: Áp dụng tính toán đa bên an toàn (MPC) để chia sẻ bí mật, cho phép Chia sẻ khóa của SSV được phân phối an toàn giữa các nhà khai thác và tính toán phi tập trung để thực hiện trách nhiệm của người xác minh mà không cần xây dựng lại các khóa xác minh trên các thiết bị riêng lẻ .
Đồng thuận về khả năng chịu lỗi của Byzantine Byzantine: Liên kết tất cả lại với nhau là lớp đồng thuận của SSV, dựa trên thuật toán Chịu lỗi của Byzantine Byzantine (IBFT). Thuật toán chọn ngẫu nhiên một nút xác thực (KeyShare), chịu trách nhiệm về các đề xuất khối và chia sẻ thông tin với những người tham gia khác. Sau khi ngưỡng KeyShares được xác định trước coi khối hợp lệ, nó sẽ được thêm vào chuỗi. Do đó, có thể đạt được sự đồng thuận ngay cả khi một số nhà khai thác (đến một ngưỡng) bị lỗi hoặc hiện không trực tuyến.
Hình 19: Cấu trúc liên kết mạng SSV V2
5.1.2 Ba loại chủ thể tham gia trong hệ sinh thái SSV
Người đặt cược: Sàn giao dịch, người hỗ trợ hoặc chủ sở hữu ETH cá nhân sử dụng công nghệ SSV/DVT để đạt được hiệu quả, bảo mật và phân cấp tối ưu cho người xác thực của họ. Người đặt cược trả tiền cho người vận hành bằng mã thông báo SSV để quản lý người xác thực của họ.
Người vận hành: Người vận hành cung cấp cơ sở hạ tầng phần cứng, chạy giao thức SSV và chịu trách nhiệm duy trì tình trạng chung của trình xác thực và mạng ssv. Người vận hành xác định phí dịch vụ của họ bằng mã thông báo SSV và tính phí cho người xác thực một khoản phí để vận hành và duy trì người xác thực.
DAO (người nắm giữ mã thông báo SSV): ssv.network DAO phân cấp quyền sở hữu và quản trị giao thức và tiền của ssv.network và SSV là mã thông báo gốc của mạng. Bất kỳ ai có mã thông báo SSV đều có thể tham gia DAO, bỏ phiếu cho các đề xuất và các mục khác yêu cầu bỏ phiếu. Số lượng mã thông báo SSV sở hữu xác định quyền biểu quyết đối với các quyết định ảnh hưởng đến mạng.
5.1.3 ssv.network DAO chịu trách nhiệm thực hiện các nhiệm vụ sau:
Tính điểm của nhà điều hành: ssv.network dựa vào các nhà điều hành và điểm số minh bạch và phi tập trung từ 0-100% về chất lượng, trải nghiệm và dịch vụ được cung cấp của họ. DAO cũng chịu trách nhiệm xem xét "Người vận hành đã được xác minh" (VO) và duy trì danh sách các VO. Người đặt cược có thể xem và sử dụng các bảng xếp hạng này để chọn Người vận hành quản lý người xác thực của họ
Phí mạng: Để sử dụng ssv.network, Người đặt cược cần phải trả phí mạng. Phí mạng là một khoản phí cố định được tính cho mỗi người xác thực được cộng vào phí của nhà điều hành. Phí mạng chảy trực tiếp vào kho bạc của DAO và có thể được sử dụng để tài trợ cho sự phát triển hơn nữa của hệ sinh thái SSV và các hoạt động thông qua quy trình bỏ phiếu của DAO.
Kho bạc: Phí mạng được trả bởi những người đặt cược tài trợ cho kho bạc DAO, được sử dụng cho các dự án phát triển giao thức và hệ sinh thái SSV. Có thể bao gồm các khoản tài trợ để phát triển giao thức và tăng trưởng mạng, chia sẻ doanh thu trực tiếp với chủ sở hữu mã thông báo SSV, khuyến khích tiếp thị và cộng đồng, hoán đổi mã thông báo để đa dạng hóa ngân quỹ và đầu tư từ các đối tác chiến lược để đổi lấy mã thông báo SSV.
Bỏ phiếu: Các yêu cầu cấp phép và các đề xuất khác được gửi tới DAO yêu cầu bỏ phiếu. Bất kỳ ai nắm giữ mã thông báo SSV đều có thể bỏ phiếu cho các quyết định ảnh hưởng đến DAO, chẳng hạn như yêu cầu cấp, yêu cầu trở thành nhà điều hành xác minh và các ý tưởng hoặc yêu cầu khác được gửi tới DAO để xem xét.
5.2 Obol
Obol là một giao thức thúc đẩy việc giảm thiểu sự tin cậy đặt cược thông qua nhiều nhà điều hành. Giao thức này có thể được sử dụng làm mô-đun cốt lõi của các sản phẩm web3 khác nhau để nhận được lợi ích cam kết Ethereum với chi phí tin cậy thấp.
5.2.1 Bốn sản phẩm công cộng cốt lõi của Obol:
Launchpad Trình xác thực phân tán: Công cụ CLI và dApp để khởi động Trình xác thực phân tán
Charon: Charon là ứng dụng khách trình xác thực phân tán của Mạng Obol và là bước đầu tiên hướng tới việc kích hoạt xác minh giảm thiểu độ tin cậy. Charon hỗ trợ khả năng xác thực có khả năng chịu lỗi cao, cho phép một nhóm người chạy trình xác nhận chung trên nhiều máy thay vì một máy duy nhất.
Hình 20: Kiến trúc bên trong Charon
Trình quản lý Obol: Một tập hợp các hợp đồng thông minh đáng tin cậy để hình thành trình xác thực phân tán
Mạng thử nghiệm Obol: Một tập hợp các mạng thử nghiệm được khuyến khích công khai đang diễn ra cho phép các nhà khai thác thuộc mọi quy mô kiểm tra việc triển khai của họ trước khi phục vụ mạng lưới chính Obol.
5.2.2 Các khái niệm chính:
Trình xác thực phân tán: Trình xác thực phân tán là trình xác thực bằng chứng cổ phần của Ethereum chạy trên nhiều nút/máy. Chức năng này đạt được bằng cách sử dụng Công nghệ Trình xác thực Phân tán (DVT). Công nghệ trình xác thực phân tán tránh được vấn đề về điểm lỗi duy nhất. Nếu <33% nút tham gia trong cụm DVT ngoại tuyến, các nút hoạt động còn lại vẫn có thể đạt được sự đồng thuận về việc ký và tạo chữ ký hợp lệ cho trình xác thực Đặt cược. Đây là một phương pháp dự phòng tích cực, một mô hình phổ biến được sử dụng để giảm thiểu thời gian chết cho các hệ thống quan trọng.
Nút trình xác thực phân tán: Nút trình xác thực phân tán là một tập hợp các máy khách mà người vận hành cần định cấu hình và chạy để hoàn thành nhiệm vụ của người vận hành trình xác thực phân tán. Người vận hành có thể chạy các máy khách đồng thuận và thực thi dự phòng trên cùng một phần cứng, chạy các bộ chuyển tiếp lớp thực thi (chẳng hạn như mev-boost) và các dịch vụ thiết bị đo đạc khác để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Trong ví dụ trên, ngăn xếp máy khách bao gồm Geth, Lighthouse, Charon và Teku.
Hình 21: Ví dụ về máy khách Obol
Máy khách thực thi: Máy khách lớp thực thi (trước đây gọi là máy khách Eth1) chịu trách nhiệm chạy EVM và quản lý nhóm giao dịch của mạng Ethereum.
Các máy khách lớp thực thi bao gồm: Go-Ethereum, Nethermind, Erigon.
Consensus Cilent: Trách nhiệm của khách hàng đồng thuận là chạy lớp đồng thuận bằng chứng cổ phần của Ethereum, thường được gọi là chuỗi đèn hiệu. Các máy khách lớp đồng thuận bao gồm: Prysm, Teku, Lighthouse, Nimbus, Lodestra.
Distributed Validator Client：
Ứng dụng khách trình xác nhận phân tán chặn luồng thông tin của ứng dụng khách trình xác nhận hợp lệ↔ứng dụng lớp đồng thuận thông qua API REST được tiêu chuẩn hóa và tập trung vào hai trách nhiệm cốt lõi:
Đồng thuận về trách nhiệm của ứng cử viên được ký bởi tất cả những người xác nhận
Kết hợp chữ ký của tất cả các trình xác thực thành chữ ký của trình xác nhận phân tán
Ứng dụng khách trình xác thực: Ứng dụng khách trình xác thực là một đoạn mã chạy một hoặc nhiều trình xác thực Ethereum.
Các khách hàng của trình xác thực bao gồm: Vouch, Prysm, Teku, Lighthouse
Cụm trình xác thực phân tán: Cụm trình xác thực phân tán là tập hợp các nút trình xác thực phân tán được kết nối với nhau.
Khóa xác thực phân tán: Khóa xác thực phân tán là một tập hợp các khóa riêng BLS, cùng đóng vai trò là khóa ngưỡng để tham gia vào sự đồng thuận bằng chứng cổ phần.
Chia sẻ khóa của Trình xác thực được phân phối: Khóa riêng của khóa riêng của trình xác thực được phân phối.
Lễ tạo khóa của trình xác thực phân tán: Để đạt được khả năng chịu lỗi trong trình xác thực phân tán, các chia sẻ khóa riêng tư riêng lẻ cần được tạo cùng nhau. Thay vì nhờ một đại lý đáng tin cậy tạo khóa riêng, chia nhỏ và phân phối nó, mỗi người vận hành trong cụm trình xác thực phân tán tham gia vào cái gọi là nghi thức tạo khóa phân tán, có ưu điểm là không phải lúc nào một khóa riêng hoàn chỉnh được tạo ra . Lễ tạo khóa trình xác nhận phân tán là một loại nghi lễ DKG. Buổi lễ tạo ra dữ liệu gửi và thoát của trình xác thực đã ký, cũng như tất cả các chia sẻ khóa của trình xác thực và siêu dữ liệu liên quan của chúng.
6. Tóm tắt và Triển vọng
6.1 Tóm tắt
Xuyên suốt bài viết, bắt đầu từ The Merge, nó mô tả thuật toán Casper FFG được Ethereum áp dụng sau khi sáp nhập, làm quen với phương pháp tạo khối và một số khái niệm kỹ thuật mới sau khi sáp nhập, sau đó nói về phương pháp khai thác mới của Ethereum và giải pháp đặt cược hiện có, đã tìm hiểu về vấn đề lỗi duy nhất của trình xác thực, sau đó đi sâu vào công nghệ DVT và mô tả ngắn gọn cách DVT giải quyết vấn đề này thông qua trường hợp của hai dự án. Toàn bộ bài viết được mô tả theo ý tưởng của phân quyền, vì Nó cung cấp một tài liệu tham khảo nhất định để người đọc hiểu thuật toán đồng thuận của Ethereum và hướng phát triển của phân quyền.
6.2 Triển vọng
Sau khi hợp nhất, Ethereum sẽ dần triển khai Danksharding. Đầu tiên, EIP-4488 sẽ giảm chi phí gas của calldata từ 16gwei xuống 3gwei, điều này sẽ hỗ trợ mạnh mẽ cho việc tăng tốc và mở rộng rollup. Bước tiếp theo là triển khai Proto- danksharding Việc giới thiệu loại giao dịch Blobs cho phép Ethereum cung cấp thêm không gian lưu trữ để tổng hợp, giảm chi phí D/A và dần dần hiện thực hóa Danksharding.
Để hiện thực hóa các ý tưởng về lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu (DAS) và phân tách người đề xuất/người xây dựng khối (PBS) được mô tả trong Danksharding, cần đảm bảo rằng có đủ nút trong mạng Ethereum và phân cấp đủ để triển khai lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu Điều đó có nghĩa là, để đảm bảo mở rộng và D/A chi phí thấp, việc phân cấp Ethereum là phần quan trọng nhất, bởi vì kế hoạch cam kết phi tập trung và DVT và các công nghệ khác là rất quan trọng đối với sự phát triển tiếp theo của Ethereum.
liên kết gốc
Người giới thiệu
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
