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Diversidade dos clientes

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O comportamento de um nó Ethereum é controlado pelo software do cliente que ele executa. Existem vários clientes Ethereum em nível de produção, cada um desenvolvido e mantido em diferentes idiomas por equipes separadas. Os clientes são construídos para uma especificação comum que garante que os clientes se comuniquem perfeitamente entre si e tenham a mesma funcionalidade e forneçam uma experiência de usuário equivalente. No entanto, no momento, a distribuição de clientes entre os nós não é igual o suficiente para realizar essa fortificação de rede em todo o seu potencial. O ideal é que os usuários se dividam de forma aproximadamente igualitária entre os vários clientes para trazer o máximo de diversidade de clientes possível para a rede.

Pré-requisitos

Se você ainda não entende o que são nós e clientes, confira nós e clientes. As camadas de execução e consenso estão definidas no glossário.

Por que existem vários clientes?

Vários clientes desenvolvidos e mantidos de forma independente existem porque a diversidade do cliente torna a rede mais resiliente a ataques e bugs. Vários clientes são uma força única para o Ethereum – outras cadeias de blocos dependem da infalibilidade de um único cliente. No entanto, não basta simplesmente ter vários clientes disponíveis, eles têm que ser adotados pela comunidade e o total de nós ativos distribuídos de forma relativamente uniforme entre eles.

Por que a diversidade de clientes é importante?

Ter muitos clientes desenvolvidos e mantidos de forma independente é vital para a saúde de uma rede descentralizada. Vamos explorar as razões do porquê.

Bugs

Um bug em um cliente individual é um risco menor para a rede ao representar uma minoria de nós Ethereum. Com uma distribuição aproximadamente uniforme de nós entre muitos clientes, a probabilidade de a maioria dos clientes sofrer de um problema compartilhado é pequena e, como resultado, a rede é mais robusta.

Resiliência a ataques

A diversidade de clientes também oferece resiliência a ataques. Por exemplo, um ataque que engana um determinado cliente em um determinado ramo da cadeia, provavelmente não será bem-sucedido porque é improvável que outros clientes sejam explorados da mesma forma e a cadeia canônica permanece incorruptível. A baixa diversidade de clientes aumenta o risco associado a um hack no cliente dominante. A diversidade de clientes já provou ser uma defesa importante contra ataques maliciosos na rede, por exemplo, o ataque de negação de serviço do Shanghai em 2016 foi possível porque os invasores foram capazes de enganar o cliente dominante (Geth) para executar uma operação lenta de E/S de disco dezenas de milhares de vezes por bloco. Como clientes alternativos também estavam online e não compartilharam a vulnerabilidade, o Ethereum foi capaz de resistir ao ataque e continuar operando enquanto a vulnerabilidade no Geth foi corrigida.

Finalidade da prova de participação

Um bug em um cliente de consenso com mais de 33% dos nós Ethereum poderia impedir a finalização da Beacon Chain, o que significa que os usuários não podem confiar que as transações não sejam revertidas ou alteradas em algum momento. Isso seria muito problemático para muitos dos aplicativos construídos em cima do Ethereum, particularmente o DeFi.

🚨 Pior ainda, um bug crítico em um cliente com uma maioria de dois terços poderia fazer com que a cadeia se dividisse e finalizasse incorretamente, gerando um grande conjunto de validadores que ficam presos em uma cadeia inválida. Se quiserem voltar a integrar à cadeia correta, esses validadores enfrentam cortes ou uma lenta e cara retirada e reativação voluntária. A magnitude de uma escala de remoção com o número de nós culpáveis com uma maioria de dois terços reduzido ao máximo (32 ETH).

Embora estes sejam cenários improváveis, o ecossistema Ethereum pode mitigar seus riscos nivelando a distribuição de clientes entre os nós ativos. Idealmente, nenhum cliente de consenso chegaria a uma participação de 33% dos nós totais.

Responsabilidade compartilhada

Há também um custo humano para ter a maioria dos clientes. Isso coloca excesso de tensão e responsabilidade em uma pequena equipe de desenvolvimento. Quanto menor a diversidade de clientes, maior a carga de responsabilidade para os desenvolvedores que mantêm a maioria dos clientes. Promover essa responsabilidade em várias equipes é bom tanto para a saúde da rede de nós do Ethereum quanto para sua rede de pessoas.

Diversidade do cliente atual

Gráfico de pizza mostrando a diversidade do cliente Dados do diagrama de ethernodes.org e clientdiversity.org

Os dois gráficos de pizza acima mostram imagens da diversidade atual do cliente para as camadas de execução e consenso (no momento da escrita em janeiro de 2022). A camada de execução é dominada esmagadoramente por Geth, com Open Ethereum a um segundo de distância, Erigon em terceiro e Nethermind em quarto, com outros clientes compostos por menos de 1% da rede. O cliente mais comumente usado na camada de consenso – Prysm – não é tão dominante quanto o Geth, mas ainda representa mais de 60% da rede. Lighthouse e Teku compõem ~20% e ~14% respectivamente, e outros clientes são raramente usados.

Os dados da camada de execução foram obtidos da Ethernodes em 23/01/22. Os dados para clientes de consenso foram obtidos de Michael Sproul. Os dados do cliente de consenso são mais difíceis de obter porque os clientes da Beacon Chain nem sempre têm vestígios claros que podem ser usados para identificá-los. Os dados foram gerados usando um algoritmo de classificação que confunde às vezes alguns dos clientes minoritários (consulte aqui para obter mais detalhes). No diagrama acima, essas classificações ambíguas são tratadas com um rótulo (por exemplo, Nimbus/Teku). No entanto, é claro que a maior parte da rede está executando o Prysm. Os dados são um retrato sobre um conjunto fixo de blocos (neste caso, blocos Beacon nos espaços 2048001 a 2164916) e o domínio do Prysm às vezes foi maior, excedendo 68%. Apesar de serem apenas capturas, os valores no diagrama fornecem uma boa noção geral do estado atual da diversidade do cliente.

Os dados da diversidade do cliente atualizados para a camada de consenso agora estão disponíveis em clientdiversity.org.

Camada de execução

Até agora, a conversação em torno da diversidade do cliente tem se concentrado principalmente na camada de consenso. No entanto, o cliente de execução Geth atualmente representa cerca de 85% de todos os nós. Essa porcentagem é problemática pelos mesmos motivos dos clientes de consenso. Por exemplo, um bug no Geth afetando a manipulação de transações ou a construção de cargas de execução pode fazer com que clientes de consenso finalizem transações problemáticas ou com bugs. Portanto, o Ethereum seria mais saudável com uma distribuição mais uniforme dos clientes de execução, idealmente sem nenhum cliente representando mais de 33% da rede.

Use um cliente minoritário

Endereçar a diversidade do cliente requer mais do que usuários individuais para escolher clientes minoritários – requer pools de mineração/validadores e instituições como os principais dapps e exchanges para mudar também os clientes. No entanto, todos os usuários podem fazer sua parte para reparar o desequilíbrio atual e normalizar o uso de todo o software Ethereum disponível. Após A Fusão, todos os operadores de nó serão obrigados a executar um cliente de execução e um cliente de consenso. Escolher combinações dos clientes sugeridos abaixo ajudará a aumentar a diversidade do cliente.

Clientes de execução

Besu

Nethermind

Erigon

Akula

Go-Ethereum

Clientes de consenso

Nimbus

Lighthouse

Teku

Lodestarem análise e auditoria

Os usuários técnicos podem ajudar a acelerar esse processo escrevendo mais tutoriais e documentações para clientes minoritários e encorajando seus pares operacionais de nó a migrar para longe dos clientes dominantes. Guias para mudar para um cliente de consenso minoritário estão disponíveis em clientdiversity.org.

Painéis de diversidade de clientes

Vários painéis fornecem estatísticas de diversidade de cliente em tempo real para a camada de execução e consenso.

Camada de consenso:

Camada de execução:

Leitura adicional

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