Titkos vezetőválasztás
A jelenlegi proof-of-stake alapú konszenzusmechanizmusban a következő blokkjavaslók nyilvánosak, és az IP-címüket hozzájuk lehet kapcsolni. Tehát a támadók be tudják azonosítani, hogy melyik validátor fogja a következő blokkot javasolni, megtámadhatják őt egy szolgáltatásmegtagadásos (denial-of-service/DOS) támadással, így nem tudják időben javasolni a blokkot.
Ez lehetőséget nyújt a támadó számára, hogy profitra tegyen szert. Például a blokkjavasló, akit a slot n+1-ra választottak, megtámadja a blokkjavaslót a slot n-ben, így az nem tud blokkot javasolni. Így a támadó két slotra vonatkozó MEV-et (maximálisan kinyerhető értéket) tud kivonni, vagy az összes tranzakciót egyben berakja egy blokkba, hogy az összes díjat megszerezze. Ez nagy valószínűséggel jobban érinti az otthoni validálókat, mint a szofisztikált, szervezeti validátorokat, akik fejlettebb módokon tudják védeni magukat, így ennek az egésznek centralizáló hatása van.
Számos megoldás létezik erre a problémára. Az egyik az elosztottvalidátor-technológia(opens in a new tab), ami elosztja a validátorhoz szükséges feladatokat több számítógépen, némi duplikációval (extra kapacitással), így a támadónak sokkal nehezebb megakadályozni a javaslatot egy adott slotban. A legrobusztusabb megoldás a Single Secret Leader Election (SSLE), vagyis az egyetlen, titkos vezető kiválasztása.
Egyetlen, titkos vezető kiválasztása
Az SSLE-ben okos kriptográfia biztosítja, hogy csak a kiválasztott validátor tudja, hogy őt választották. Minden validátor elköteleződik egy titok mellett, amelyet mind ismernek. Az elköteleződéseket összekeverik és újrakonfigurálják, hogy senki se tudja összekapcsolni azokat a validátorok elköteleződésével, de minden validátor tudja, hogy melyik tartozik őhozzá. Majd a rendszer véletlenszerűen választ egyet. Ha egy validátor azt észleli, hogy az ő elköteleződésére esett a választás, akkor tudja, hogy neki kell javasolnia a blokkot.
Ennek az elképzelésnek a vezető implementációja a Whisk(opens in a new tab). Ami a következőképpen működik:
- A validátorok elköteleződnek egy közös titok mellett. Az elköteleződési séma úgy van kialakítva, hogy bár köthető a validátor személyazonosságához, de egyúttal véletlenszerű is, így egy harmadik fél nem tudja visszafejteni az adott validátor személyazonosságát.
- A korszak kezdetén a validátorok véletlenszerű csoportja kerül kiválasztásra, hogy mintát vegyenek a 16 384 validátorból a RANDAO használatával.
- A következő 8182 slotra (1 nap), a blokkjavaslók összekeverik és véletlenszerűsítik az elköteleződések csoportját a saját privát entrópiájukat (véletlenszerűség) használva.
- Ezután RANDAO készít egy sorba rendezett listát az elköteleződésekből. Ez a lista az Ethereum slotokhoz kapcsolódik.
- A validátorok látják, hogy az elköteleződésük egy specifikus slothoz kapcsolódik, és annak bekövetkeztével javasolják a blokkot.
- Ezeket a lépéseket ismétlik, hogy a hozzárendelés előrébb tartson, mint az aktuális slot.
Ekkor a támadók nem tudják előre, hogy amelyik validátor jön legközelebb, így nem tudják megtámadni DOS módszerrel.
Egynél több titkos vezető kiválasztása (SnSLE)
Van egy másik javaslat is, amelynek lényege, hogy a validátorok mindegyikének véletlenszerű esélye legyen a blokkjavaslásra minden slotban, hasonlóan ahhoz, ahogy a proof-of-work működött, ennek a neve aegynél több titkos vezető kiválasztása (SnSLE). Az adott napi protokollban lévő validátorok véletlenszerű kiválasztásához egyszerű módot kínál a RANDAO-funkció. Ennek lényege, hogy egy kellően véletlenszerű szám keletkezik, amelyet több független validátor adat kevert hashekből. Az SnSLE esetében ezeket a hasheket lehetne használni a következő blokkjavasló kiválasztására, például a legkevesebb értékű hasht választva. Az érvényes hashek tartománya behatárolható, hogy finomhangolják a valószínűségét egy adott validátor kiválasztásának minden slotban. Ha a hashnek kevesebbnek kell lennie, mint 2^256 * 5 / N ahol N az aktív validátorok számát jelenti, akkor annak az esélye, hogy valamelyik egyéni validátort kiválasztják a slotban az 5/N. Ebben a példában 99,3% az esélye, hogy legalább egy blokkjavasló valid hasht készített minden slotban.
Jelenlegi helyzet
Az SSLE és az SnSLE még kutatási fázisban van. Nincs véglegesített specifikáció egyik elképzelésre sem. Az SSLE és az SnSLE egymással versengő javaslatok, nem lehet mindkettőt bevezetni. A bevezetéshez több kutatásra és fejlesztésre, prototípus-készítésre és a nyilvános teszthálózatokon való telepítésre van szükség.