Gasper

Gasper هو مزيج من أداة النهائية الصديقة Casper (كاسبر إف إف جي) وخوارزمية اختيار التفرع إل إم دي جوست. تشكل هذه المكونات معًا آلية الإجماع التي تؤمن إيثيريوم القائمة على إثبات الحصة (PoS). Casper هي الآلية التي تقوم بترقية كتل معينة لتصبح "نهائية" بحيث يمكن للوافدين الجدد إلى الشبكة أن يكونوا واثقين من أنهم يقومون بمزامنة السلسلة الأساسية. تستخدم خوارزمية اختيار التفرع الأصوات المتراكمة لضمان تمكن العقد من اختيار التفرع الصحيح بسهولة عند ظهور تفرعات في سلسلة الكتل.

ملاحظة تم تحديث التعريف الأصلي لـ كاسبر إف إف جي بشكل طفيف لإدراجه في Gasper. في هذه الصفحة، نأخذ في الاعتبار الإصدار المحدث.

المتطلبات الأساسية

لفهم هذه المادة، من الضروري قراءة الصفحة التمهيدية حول إثبات الحصة (PoS).

دور Gasper

يعمل Gasper فوق سلسلة الكتل القائمة على إثبات الحصة (PoS) حيث تقدم العقد الإيثر كوديعة تأمين يمكن تدميرها إذا كانت كسولة أو غير صادقة في اقتراح الكتل أو التحقق من صحتها. Gasper هي الآلية التي تحدد كيفية مكافأة المُدَقِّقين ومعاقبتهم، وتقرر الكتل التي يجب قبولها ورفضها، وأي تفرع من سلسلة الكتل يجب البناء عليه.

ما هي النهائية؟

النهائية هي خاصية لكتل معينة تعني أنه لا يمكن التراجع عنها ما لم يكن هناك فشل حرج في الإجماع وقام المهاجم بتدمير ما لا يقل عن 1/3 من إجمالي الإيثر في حصة التخزين. يمكن التفكير في الكتل النهائية على أنها معلومات تتيقن منها سلسلة الكتل. يجب أن تمر الكتلة عبر إجراء ترقية من خطوتين لتصبح الكتلة نهائية:

يجب أن يصوت ثلثا إجمالي الإيثر في حصة التخزين لصالح إدراج تلك الكتلة في السلسلة الأساسية. هذا الشرط يرقي الكتلة لتصبح "مبررة". من غير المرجح أن يتم التراجع عن الكتل المبررة، ولكن يمكن أن يحدث ذلك في ظل ظروف معينة.
عندما يتم تبرير كتلة أخرى فوق كتلة مبررة، تتم ترقيتها لتصبح "نهائية". إن جعل الكتلة نهائية هو التزام بإدراج الكتلة في السلسلة الأساسية. لا يمكن التراجع عنها ما لم يقم المهاجم بتدمير ملايين الإيثر (مليارات من $USD).

لا تحدث ترقيات الكتل هذه في كل خانة. بدلاً من ذلك، يمكن فقط تبرير وجعل كتل حدود الحقبة نهائية. تُعرف هذه الكتل باسم "نقاط الفحص". تأخذ الترقية في الاعتبار أزواجًا من نقاط الفحص. يجب أن يوجد "رابط الأغلبية الساحقة" بين نقطتي فحص متتاليتين (أي تصويت ثلثي إجمالي الإيثر في حصة التخزين على أن نقطة الفحص B هي السليل الصحيح لنقطة الفحص A) لترقية نقطة الفحص الأقدم لتصبح نهائية والكتلة الأحدث لتصبح مبررة.

نظرًا لأن النهائية تتطلب اتفاق ثلثي الأصوات على أن الكتلة أساسية، فلا يمكن للمهاجم إنشاء سلسلة نهائية بديلة دون:

امتلاك أو التلاعب بثلثي إجمالي الإيثر في حصة التخزين.
تدمير ما لا يقل عن ثلث إجمالي الإيثر في حصة التخزين.

ينشأ الشرط الأول لأن ثلثي الإيثر في حصة التخزين مطلوب لجعل السلسلة نهائية. ينشأ الشرط الثاني لأنه إذا صوت ثلثا إجمالي حصة التخزين لصالح كلا التفرعين، فيجب أن يكون ثلث قد صوت على كليهما. التصويت المزدوج هو شرط اقتطاع سيُعاقب عليه بأقصى حد، وسيتم تدمير ثلث إجمالي حصة التخزين. اعتبارًا من مايو 2022، يتطلب هذا من المهاجم حرق ما قيمته حوالي $10 billion من الإيثر. الخوارزمية التي تبرر وتجعل الكتل نهائية في Gasper هي شكل معدل قليلاً من أداة النهائية الصديقة Casper (كاسبر إف إف جي) (opens in a new tab).

الحوافز والاقتطاع

يُكافأ المُدَقِّقون على اقتراح الكتل والتحقق من صحتها بصدق. تتم مكافأتهم بالإيثر وإضافته إلى حصة التخزين الخاصة بهم. من ناحية أخرى، فإن المُدَقِّقين الغائبين والذين يفشلون في التصرف عند استدعائهم يفوتون هذه المكافآت ويفقدون أحيانًا جزءًا صغيرًا من حصة التخزين الحالية الخاصة بهم. ومع ذلك، فإن عقوبات عدم الاتصال بالإنترنت صغيرة، وفي معظم الحالات، ترقى إلى تكاليف الفرصة البديلة للمكافآت المفقودة. ومع ذلك، يصعب جدًا القيام ببعض إجراءات المُدَقِّق عن طريق الخطأ وتدل على بعض القصد الخبيث، مثل اقتراح كتل متعددة لنفس الخانة، أو الإثبات لكتل متعددة لنفس الخانة، أو التناقض مع أصوات نقاط الفحص السابقة. هذه سلوكيات "قابلة للاقتطاع" يُعاقب عليها بقسوة أكبر — يؤدي الاقتطاع إلى تدمير جزء من حصة التخزين الخاصة بالمُدَقِّق وإزالة المُدَقِّق من شبكة المُدَقِّقين. تستغرق هذه العملية 36 يومًا. في اليوم الأول، تكون هناك عقوبة أولية تصل إلى 1 ETH. ثم يُستنزف إيثر المُدَقِّق المقتطع ببطء طوال فترة الخروج، ولكن في اليوم 18، يتلقون "عقوبة ارتباط"، والتي تكون أكبر عندما يتم اقتطاع المزيد من المُدَقِّقين في نفس الوقت تقريبًا. الحد الأقصى للعقوبة هو حصة التخزين بأكملها. تم تصميم هذه المكافآت والعقوبات لتحفيز المُدَقِّقين الصادقين وتثبيط الهجمات على الشبكة.

تسرب الخمول

بالإضافة إلى الأمان، يوفر Gasper أيضًا "حيوية معقولة". هذا هو الشرط الذي ينص على أنه طالما أن ثلثي إجمالي الإيثر في حصة التخزين يصوت بصدق ويتبع البروتوكول، فستتمكن السلسلة من الوصول إلى النهائية بغض النظر عن أي نشاط آخر (مثل الهجمات أو مشكلات زمن الوصول أو الاقتطاعات). بعبارة أخرى، يجب اختراق ثلث إجمالي الإيثر في حصة التخزين بطريقة ما لمنع السلسلة من الوصول إلى النهائية. في Gasper، هناك خط دفاع إضافي ضد فشل الحيوية، يُعرف باسم "تسرب الخمول". يتم تنشيط هذه الآلية عندما تفشل السلسلة في الوصول إلى النهائية لأكثر من أربع حقب. يتم استنزاف حصة التخزين الخاصة بالمُدَقِّقين الذين لا يثبتون بنشاط للسلسلة ذات الأغلبية تدريجيًا حتى تستعيد الأغلبية ثلثي إجمالي حصة التخزين، مما يضمن أن إخفاقات الحيوية مؤقتة فقط.

اختيار التفرع

تضمن التعريف الأصلي لـ كاسبر إف إف جي خوارزمية اختيار التفرع التي فرضت القاعدة: follow the chain containing the justified checkpoint that has the greatest height حيث يُعرّف الارتفاع بأنه أكبر مسافة من كتلة التكوين. في Gasper، تم إيقاف قاعدة اختيار التفرع الأصلية لصالح خوارزمية أكثر تطورًا تسمى إل إم دي جوست. من المهم إدراك أنه في ظل الظروف العادية، لا تكون قاعدة اختيار التفرع ضرورية - فهناك مقترح الكتلة واحد لكل خانة، ويشهد المُدَقِّقون الصادقون على ذلك. فقط في حالات عدم التزامن الكبير في الشبكة أو عندما يراوغ مقترح الكتلة غير الصادق، تكون خوارزمية اختيار التفرع مطلوبة. ومع ذلك، عندما تنشأ هذه الحالات، فإن خوارزمية اختيار التفرع هي دفاع حاسم يؤمن السلسلة الصحيحة.

يرمز إل إم دي جوست إلى "الشجرة الفرعية المرصودة الأثقل الجشعة المدفوعة بأحدث رسالة" (latest message-driven greedy heaviest observed sub-tree). هذه طريقة مليئة بالمصطلحات لتعريف خوارزمية تختار التفرع الذي يحتوي على أكبر وزن متراكم من الإثباتات باعتباره التفرع الأساسي (الشجرة الفرعية الأثقل الجشعة) وأنه في حالة تلقي رسائل متعددة من مُدَقِّق، يتم أخذ أحدث رسالة فقط في الاعتبار (المدفوعة بأحدث رسالة). قبل إضافة أثقل كتلة إلى سلسلتها الأساسية، يقوم كل مُدَقِّق بتقييم كل كتلة باستخدام هذه القاعدة.