Töö tõend vs panuse tõend

Crypto NYC korraldas hiljuti mõttevahetuse teemal Proof of Work vs Proof of Stake. Saime kuulda üksmeelemehhanismidest Ethereumist ja Bitcoini arendajatelt Matt Corallolt ja Nate Rushilt. Matt on arendaja, kes on Bitcoin Core'iga töötanud alates 2011. aastast. Nate on teadur, kes annab oma panuse Casper koodibaasi.

Kaotasime kahe tunniga palju maad. Selles postituses püüan kokku võtta PoSi ja PoW vahelise kompromissi, mida nad sel õhtul arutasid. Pean märkima, et nad ei arutanud üldist PoW vs PoS. Pigem arutasid nad konkreetseid konsensusmehhanisme: Bitcoini konsensus - seda nimetatakse ka Nakamoto konsensuseks - ja Ethereumi CBC-i Casper Proof of Stake ettepanek.

Alustuseks määratleme kolm suurt atribuuti, mida me tahame, et blockchain-protokoll saavutaks:

Ohutus - soovime, et meie sõlmed lepiksid kokku ühe kehtiva tehingukomplekti.

Elujõulisus - me tahame, et meie sõlmpunktid teeksid tehingute valideerimisega edusamme.

Tsensuurile vastupanu - me ei taha, et keegi saaks tehinguid tsenseerida. Plokiahelate ainsaks eeliseks andmebaaside ees on see, et nad on avatud ja lubadeta.

Plokkketid ei suuda kõiki neid asju suurepäraselt saavutada, kuna enamus valijatest saab valetada, petta ja salaja kokku leppida. See tähendab, et peame küsima veelgi rohkem oma protokolle:

Pole usaldusväärseid kolmandaid osapooli - me ei taha turvalisuse, elujõulisuse ega tsensuurikindluse osas loota ühelegi üksusele.

Detsentraliseerimine - me ei taha, et meie süsteem kalduks ühe üksuse poole, kes kontrollib suuremat osa osalusest / räsivõimust, sest siis võivad need ohustada turvalisust, elujõulisust ja tsensuuritakistust.

Stiimulid - me ei saa neid avatud süsteeme igakülgse ründaja vastu kaitsta, kuid võime rünnakud muuta kulukaks ja muuta protokolli järgimise majanduslikult kasulikuks.

Ressursside kasutamine - soovime võimalusel minimeerida turvalisuse jaoks vajalike reaalmaailma ressursside (nt elekter ja serverid) kulusid.

Katastroofidest taastumine - tahame sujuvalt taastuda ohutuse, elujõulisuse või tsensuurikindluse ebaõnnestumisest.

Lihtsus - kõik muu on võrdne, lihtsamat protokolli on lihtsam rakendada, seda on võimalik puuduste osas kontrollida ja kontrollida.

Arutlejad vestlesid viisil, kuidas vaesed inimesed ja poS lähenevad neile omadustele. Püüan nende arvamuse kokku võtta.

Ohutus:

Mõlemad protokollid pakuvad turvalisust valijatele, kes kinnitavad kehtivaid tehinguid.

Üks erinevus on see, kas neil on lõplikkus. Lõplikkus on see, kui vaatleja saab olla kindel, et võrk kinnitab tehingu.

Töö plokkkettide tõenditel on ainult tõenäoline lõplikkus. Kasutaja ei saa olla kindel, et pole ühtegi raskemat ja tõelist ketti, mida nad pole veel näinud. Kasutaja saab tõenäosusliku lõplikkuse, kui ootab pärast tehingut mitu plokki. Iga plokiga on raskem nende tehingut mõne muu raskema ahelaga asendada. Nad saavad arvutada, kui palju nende tehingute tagastamine maksaks, et teada saada, kas mõni ründaja võib kellelegi väärt olla.

Kaalu tõendamine annab lõplikkuse. Kui valideerijad bloki üle hääletavad, on see blokk lõplik. See kiirem lõplikkus aitab luua mastaapsuse kihte nagu olekukanalid või varjestamine.

Elujõud:

Lõplikkus maksab osaluse tõestamise eest mõne elujõulisuse. Võrgusektsiooni olemasolul võib puududa igas sektsioonis konsensuse saavutamiseks vajalik enamus häältest. Võrk ei kiidaks ühtegi tehingut heaks, kaotades elujõulisuse.

Teisest küljest on mõne tehingu jaoks võrgupartitsiooni ajal endiselt saadaval tööahela tõend. Tehingud, mis võivad raskema partitsiooni kaevuriteni jõuda, muudavad selle plokkideks, mis saavad pärast partitsiooni lahendamist reaalseks ahelaks.

Tsensuuritakistus:

Mõlema protokolli eesmärk on olla piisavalt avatud, et kõik saaksid võrgus saatmistehinguid kasutada.

Üks konkreetne rünnak, mida nad arutasid, oli “eclipse rünnak”, kus ründaja katkestas võrgust võrgu. Ründaja saab juhtida kogu teavet, mis voolab sõlme ja sealt edasi. Tööjõu kaotuse korral kaotaks kaevur sissetuleku, kui nad ära lõigataks. Kaalutõendina võib varjutatud staker oma osaluse võrguühenduseta oleku eest vähendada. Mõlemal juhul võib varjunud sõlm siiski aru saada, et midagi on valesti, kuna näiv räsumäär või valideerijate näiline arv oleks rünnaku ajal väiksem.

Mõlemad debateerijad võrdlesid oma protokolle delegeeritud osaluse tõenditega, mida nad pidasid tsensuuriks nõrgaks. Väike arv üldtuntud kontrollijaid, kellel pole kaalul, saab tehinguid hõlpsalt tsenseerida. Delegeeritud valideerijad on regulaatoritele eriti head eesmärgid.

Detsentraliseerimine:

Meie väitlejad olid eriarvamusel selles osas, milline protokoll viib pikas perspektiivis enam-vähem tsentraliseerimiseni.

Meie tõestuskohtunik Matt tõdes, et kaevandamine on praegu üsna tsentraliseeritud, kuid väitis, et kaevandamine läheb varsti paremaks. Turule on tulemas rohkem ASIC-i müüjaid, loodab ta praeguse monopoli lagundada. Ka odavat elektrienergiat hakatakse õiglasemalt jaotama, kuna kogu maailmas on võrgus odavamad energiaallikad ja kommunaalkulud lasevad demineerijad kunstlikult odavatest energiaallikatest lahti.

Meie väitlejad läksid edasi-tagasi küsimusele, kas mäetööstusele on olemas mastaabisäästu. Matt väitis, et kuna elektri- ja jahutuskulud tõusevad marginaalil, on väiksematel kaevandamistoimingutel kulude eelised suurematega võrreldes. PoS-i pooldajad tõid välja, et olemasolevatel kaevandamistoimingutel on madalamad kulud.

Vaiakaitsja Nate tõend väidab, et PoS-il pole mastaabisäästu. Üks dollar on üks dollar. Kuna hääletamine toimub virtuaalse varaga, on vähe eeliseid, kus saada eeliseid. Matt vastas, osutades, et kapital kipub keskenduma. Nate vastas, et tulevikus võiksid nad protokolli sisse ehitada järkjärgulised mehhanismid, et kapitali tsentraliseerimist tasandada.

Stiimulid:

PoW-l ja PoS-l on stiimulitele erinev lähenemisviis. Laias laastus on tööstiimulite tõestamine lihtsam ja osaluse tõendamine keerukam.

Töö tõendina on mureküsimused lahus. Kaevuritel on kulusid, mis ei ole krüptovaluutas. Lisaks pole lõppkasutajad - valdajad - samad, mis kaevurid. Kaalu tõendamisel on valdajad ja kinnitajad samad, seega tuleb arvestada suurenenud stiimulite rünnaku pinnaga. Ei tohiks eeldada, et suured valdajad tahavad tingimata kaitsta võrgu turvalisust ja turvalisust.

Teisest küljest annab Proof of Stake'i mehhanism palju rohkem stiimuleid. Casperi CBC panuse tõendis on valideerijatel midagi kaotada. Kui nad ründavad võrku, kaotavad nad erinevalt töö tõenditest oma osaluse. PoW-s on 51% rünnak tasuta, kui see õnnestub. Selles mõttes vähendavad PoS-i täiendavad stiimulid rünnaku pinda, mitte ei suurenda seda.

Üks probleem on aga see, et Proof of Stake'i stiimulid elavad kõik süsteemis. Rünnakud võivad pärineda ka süsteemist väljastpoolt. Näiteks võib ründaja varastada või laenata palju eetrit, lühikest ETH / USD, panustada varastatud eetrisse, et rünnata turvalisust või elujõulisust, ja teha USD oma lühikese käigu pealt. Nad ei saa samamoodi elektrit varastada ega laenata.

Energiatarbimine:

Töö tõestamine on kuulsalt energiamahukas. Kas PoS on viis võrgu turvamiseks ilma nii palju reaalajas ressursse kasutamata?

Kui osaluse tõestamine võib pakkuda kõiki siin käsitletud turvalisi garantiisid, on see selgelt parem energiakasutuse osas. PoSi turvalisus oleks ka kasutajatele odavam, kuna turbekulud saab tasuda ründaja panusest, mitte inflatsioonist ja tehingutasudest.

Matt lükkas ressursside kasutamise tagasi, märkides, et see pole nii halb, kui paistab CO2 heitkoguste osas. Kaevurid kasutavad odavat elektrienergiat ja enamik odavaimaid energiaallikaid pärineb tänapäeval mittefossiilsete kütuste allikatest: hüdro-, päikese-, maasoojus- ja tippkoormusest.

Katastroofiabi:

Kui midagi läheb valesti, nagu vaieldav kõva kahvel, kuidas protokolle taastada?

Nate möönis, et PoS vajab turvalisuse tagamiseks inimesesilmust. Kui kasutaja sünkroonib oma sõlme, peab ta alustama hiljutise blokeeringuga. Viimane tähendab, et ta pole vanem kui tagatisraha kinnipidamise aeg, mis Casperis saab olema neli kuud. Ta ütleb, et see turvalisuse eeldus on siiski ok, sest isegi vaeses maailmas peab kasutaja turvalise kliendi allalaadimiseks kedagi usaldama. Nad saavad hiljuti räsi samast kohast, kust nad saavad oma turvalise kliendi.

51-protsendiline rünnak töö tõendusmaterjali vastu võib 51-protsendilise ründaja põgenemiseks nõuda rohkem inimtegevust. Kasutajad võivad soovida muuta oma räsialgoritmi ründaja ASIC-ide lihvimiseks, mis nõuaks arendaja ja kaevandaja sekkumist. Lisaks toimib see vastus ainult üks kord. Pärast olemasolevalt ASIC-sõbralikult räsimisskeemilt teisele skeemile üleminekut pole enam räsivõtte muudatusi, et pääseda kellegi käest, kellel on suurem osa arvuti võimsusest.

PoW vastus oli, et me peaksime arvestama kerge kahvli teise astme mõjudega. Kas lihtsama kahvliga süsteem muudaks paljud ahelad ja ajaks kasutajad segadusse? Nate ei osanud seda arvata, kuna liitumisel on kumbki tugev võrguefekt, olenevalt sellest, kumb on „peamine“.

Lihtsus:

Töö tõestamise tohutu eelis on see, et see on lihtne. See lihtsustab mõistmist ja arendamist.

Nate märkis, et konsensuse protokollid on aja jooksul muutunud lihtsamaks. PAXOS (1998) on keerulisem kui Tendermint (2014). Casper (nüüd) on ikka lihtsam.

Kuid isegi Casperil on keerulised rakenduse üksikasjad. Eriti ohtlikud on vead virnastajate jaoks, kuna nad võivad kaldkriipsutamisega kaotada palju raha. Üks viis selle riski vähendamiseks, lastes väikestel kinnitajatel konksul osalise kaldkriipsuga õngekonksud välja tõmmata, kui need ei põhjusta ohutust.

Muidugi tähendab keerukus keerulisemaid nuppe: nii preemiate kui karistuste omamine annab rohkem ruumi stiimulite kujundamiseks. See ruum peaks aitama kujundada tsensuurile vastupidavust, ressursside väiksemat kasutamist ja detsentraliseerimist.

Järeldus

Viimane punkt on oluline. Üksmeelemehhanismide loomiseks on veel uurimata kompromisse. Kõige veenvam viis nendele küsimustele vastamiseks on süsteemi üles ehitamine. Tehke katse!