Часто задаваемые вопросы
Что такое доказательство доли владения
Доказательство доли владения (PoS) — это класс алгоритмов, который может обеспечивать безопасность блокчейнов, гарантируя, что злоумышленники, действующие нечестно, потеряют ценные активы. Системы доказательства доли владения требуют от набора валидаторов предоставления некоторого актива, который может быть уничтожен, если валидатор будет уличен в доказуемо нечестном поведении. Эфириум использует механизм доказательства доли владения для защиты блокчейна.
Как доказательство доли владения соотносится с доказательством выполнения работы?
Как доказательство выполнения работы (PoW), так и доказательство доли владения являются механизмами, которые экономически демотивируют злоумышленников от спама или мошенничества в сети. В обоих случаях узлы, активно участвующие в консенсусе, вкладывают «в сеть» некоторый актив, который они потеряют в случае неправильного поведения.
В доказательстве выполнения работы этим активом является энергия. Узел, известный как майнер, запускает алгоритм, цель которого — вычислить значение быстрее, чем любой другой узел. Самый быстрый узел получает право предложить блок в цепь. Чтобы изменить историю цепи или доминировать в предложении блоков, майнер должен обладать такой вычислительной мощностью, чтобы всегда выигрывать гонку. Это непомерно дорого и сложно осуществить, что защищает цепь от атак. Энергия, необходимая для «майнинга» с использованием доказательства выполнения работы, является реальным активом, за который платят майнеры.
Доказательство доли владения требует от узлов, известных как валидаторы, явной отправки криптоактива в смарт-контракт. Если валидатор ведет себя неправильно, эта криптовалюта может быть уничтожена, поскольку они «стейкают» свои активы напрямую в цепь, а не косвенно через затраты энергии.
Доказательство выполнения работы гораздо более энергоемко, поскольку в процессе майнинга сжигается электричество. Доказательство доли владения, с другой стороны, требует лишь очень небольшого количества энергии — валидаторы Эфириума могут работать даже на маломощном устройстве, таком как Raspberry Pi. Считается, что механизм доказательства доли владения в Эфириуме более безопасен, чем доказательство выполнения работы, поскольку стоимость атаки выше, а последствия для злоумышленника более серьезны.
Сравнение доказательства выполнения работы и доказательства доли владения — спорная тема. Блог Виталика Бутерина (opens in a new tab) и дебаты между Джастином Дрейком и Лин Олден дают хорошее резюме аргументов.
Является ли доказательство доли владения энергоэффективным?
Да. Узлы в сети с доказательством доли владения используют крошечное количество энергии. Стороннее исследование пришло к выводу, что вся сеть Эфириума на основе доказательства доли владения потребляет около 0.0026 ТВт·ч/год — примерно в 13 000 раз меньше, чем игровая индустрия только в США.
Подробнее об энергопотреблении Эфириума.
Безопасно ли доказательство доли владения?
Доказательство доли владения в Эфириуме очень безопасно. Механизм исследовался, разрабатывался и тщательно тестировался на протяжении восьми лет перед запуском. Гарантии безопасности отличаются от блокчейнов с доказательством выполнения работы. В доказательстве доли владения злонамеренные валидаторы могут быть активно наказаны (подвергнуты «слэшингу») и исключены из набора валидаторов, что обойдется им в значительную сумму ETH. При доказательстве выполнения работы злоумышленник может продолжать повторять свою атаку, пока у него есть достаточная хеш-мощность. Также организовать эквивалентные атаки на Эфириум с доказательством доли владения дороже, чем при доказательстве выполнения работы. Чтобы повлиять на живучесть цепи, требуется не менее 33% от общего количества застейканного эфира в сети (за исключением случаев очень сложных атак с крайне низкой вероятностью успеха). Для контроля содержимого будущих блоков требуется не менее 51% от общего количества застейканных ETH, а для переписывания истории — более 66% от общего стейка. Протокол Эфириума уничтожит эти активы в сценариях атаки 33% или 51%, а также посредством социального консенсуса в сценарии атаки 66%.
- Подробнее о защите доказательства доли владения Эфириума от злоумышленников
- Подробнее об архитектуре доказательства доли владения (opens in a new tab)
Делает ли доказательство доли владения Эфириум дешевле?
Нет. Стоимость отправки транзакции (комиссия за газ) определяется динамическим рынком комиссий, который растет вместе с увеличением спроса в сети. Механизм консенсуса не влияет на это напрямую.
Что такое узлы, клиенты и валидаторы?
Узлы — это компьютеры, подключенные к сети Эфириума. Клиенты — это программное обеспечение, которое они запускают и которое превращает компьютер в узел. Существует два типа клиентов: клиенты исполнения и клиенты консенсуса. Оба необходимы для создания узла. Валидатор — это дополнительное расширение для клиента консенсуса, которое позволяет узлу участвовать в консенсусе доказательства доли владения. Это означает создание и предложение блоков при выборе, а также подтверждение блоков, о которых они узнают в сети. Чтобы запустить валидатор, оператор узла должен внести 32 ETH в депозитный контракт.
Является ли доказательство доли владения новой идеей?
Нет. Пользователь на BitcoinTalk предложил базовую идею доказательства доли владения (opens in a new tab) в качестве обновления для Биткоина в 2011 году. Прошло одиннадцать лет, прежде чем она была готова к внедрению в основной сети Ethereum. Некоторые другие цепи внедрили доказательство доли владения раньше Эфириума, но не специфический механизм Эфириума (известный как Gasper).
Что особенного в доказательстве доли владения Эфириума?
Механизм доказательства доли владения Эфириума уникален по своей архитектуре. Это был не первый разработанный и внедренный механизм доказательства доли владения, но он является самым надежным. Механизм доказательства доли владения известен как «Casper». Casper определяет, как выбираются валидаторы для предложения блоков, как и когда делаются подтверждения, как они подсчитываются, вознаграждения и штрафы, выдаваемые валидаторам, условия слэшинга, отказоустойчивые механизмы, такие как утечка при бездействии, и условия для «финальности». Финальность — это условие, согласно которому для того, чтобы блок считался постоянной частью канонической цепи, за него должно проголосовать не менее 66% от общего количества застейканных ETH в сети. Исследователи разработали Casper специально для Эфириума, и Эфириум — первый и единственный блокчейн, который его внедрил.
В дополнение к Casper, доказательство доли владения Эфириума использует алгоритм выбора форка под названием LMD-GHOST. Это необходимо на случай возникновения ситуации, когда для одного и того же слота существуют два блока. Это создает два форка блокчейна. LMD-GHOST выбирает тот, который имеет наибольший «вес» подтверждений. Вес — это количество подтверждений, взвешенных по эффективному балансу валидаторов. LMD-GHOST уникален для Эфириума.
Комбинация Casper и LMD-GHOST известна как Gasper.
Что такое слэшинг?
Слэшинг — это термин, обозначающий уничтожение части стейка валидатора и исключение валидатора из сети. Количество ETH, потерянных при слэшинге, масштабируется в зависимости от количества валидаторов, подвергающихся слэшингу — это означает, что валидаторы, вступившие в сговор, наказываются более сурово, чем одиночки.
Зачем валидаторам нужно 32 ETH?
Валидаторы должны стейкать ETH, чтобы им было что терять в случае неправильного поведения. Причина, по которой они должны стейкать именно 32 ETH, заключается в том, чтобы позволить узлам работать на скромном оборудовании. Если бы минимальное количество ETH на валидатора было меньше, то количество валидаторов и, следовательно, количество сообщений, которые должны обрабатываться в каждом слоте, увеличилось бы, а это означает, что для работы узла потребовалось бы более мощное оборудование.
Как выбираются валидаторы?
Один валидатор псевдослучайным образом выбирается для того, чтобы стать предлагающим блок в каждом слоте с использованием алгоритма под названием RANDAO, который смешивает хеш от предлагающего блок с сидом (начальным значением), обновляемым в каждом блоке. Это значение используется для выбора конкретного валидатора из общего набора валидаторов. Выбор валидатора фиксируется на две эпохи вперед.
Что такое стейк-грайндинг?
Стейк-грайндинг — это категория атак на сети с доказательством доли владения, при которой злоумышленник пытается сместить алгоритм выбора валидатора в пользу своих собственных валидаторов. Атаки стейк-грайндинга на RANDAO требуют около половины всех застейканных ETH.
Подробнее о стейк-грайндинге (opens in a new tab)
Что такое социальный слэшинг?
Социальный слэшинг — это способность сообщества координировать форк блокчейна в ответ на атаку. Это позволяет сообществу восстановиться после того, как злоумышленник финализирует нечестную цепь. Социальный слэшинг также может быть использован против атак цензуры.
- Подробнее о социальном слэшинге (opens in a new tab)
- Виталик Бутерин о социальном слэшинге (opens in a new tab)
Подвергнусь ли я слэшингу?
Будучи валидатором, очень сложно подвергнуться слэшингу, если только вы намеренно не участвуете в злонамеренном поведении. Слэшинг применяется только в очень специфических сценариях, когда валидаторы предлагают несколько блоков для одного и того же слота или противоречат сами себе в своих подтверждениях — вероятность того, что это произойдет случайно, крайне мала.
Подробнее об условиях слэшинга (opens in a new tab)
Что такое проблема «ничего на кону»?
Проблема «ничего на кону» — это концептуальная проблема некоторых механизмов доказательства доли владения, в которых есть только вознаграждения и нет штрафов. Если на кону ничего нет, прагматичный валидатор с одинаковой радостью подтвердит любой или даже несколько форков блокчейна, поскольку это увеличивает его вознаграждение. Эфириум обходит это, используя условия финальности и слэшинг для обеспечения одной канонической цепи.
Подробнее о проблеме «ничего на кону» (opens in a new tab)
Что такое алгоритм выбора форка?
Алгоритм выбора форка реализует правила, определяющие, какая цепь является канонической. В оптимальных условиях нет необходимости в правиле выбора форка, поскольку на каждый слот приходится только один предлагающий блок и один блок для выбора. Однако иногда несколько блоков для одного и того же слота или поздно поступившая информация приводят к появлению нескольких вариантов организации блоков вблизи головы цепи. В этих случаях все клиенты должны одинаково применять определенные правила, чтобы убедиться, что все они выбирают правильную последовательность блоков. Алгоритм выбора форка кодирует эти правила.
Алгоритм выбора форка в Эфириуме называется LMD-GHOST. Он выбирает форк с наибольшим весом подтверждений, то есть тот, за который проголосовало большинство застейканных ETH.
Что такое финальность в доказательстве доли владения?
Финальность в доказательстве доли владения — это гарантия того, что данный блок является постоянной частью канонической цепи и не может быть отменен, если только не произойдет сбой консенсуса, при котором злоумышленник сожжет 33% от общего количества застейканного эфира. Это «криптоэкономическая» финальность, в отличие от «вероятностной финальности», которая актуальна для блокчейнов с доказательством выполнения работы. При вероятностной финальности не существует явных финализированных/нефинализированных состояний для блоков — просто становится все менее и менее вероятным, что блок может быть удален из цепи по мере его устаревания, и пользователи сами определяют, когда они достаточно уверены в том, что блок «безопасен». При криптоэкономической финальности за пары блоков контрольных точек должны проголосовать 66% застейканного эфира. Если это условие выполняется, блоки между этими контрольными точками явно становятся «финализированными».
Что такое «слабая субъективность»?
Слабая субъективность — это особенность сетей с доказательством доли владения, где социальная информация используется для подтверждения текущего состояния блокчейна. Новым узлам или узлам, повторно подключающимся к сети после длительного нахождения в автономном режиме, может быть предоставлено недавнее состояние, чтобы узел мог сразу увидеть, находится ли он в правильной цепи. Эти состояния известны как «контрольные точки слабой субъективности», и их можно получить от других операторов узлов по сторонним каналам, из обозревателей блоков или из нескольких публичных конечных точек.
Подробнее о слабой субъективности
Является ли доказательство доли владения цензуроустойчивым?
Цензуроустойчивость в настоящее время трудно доказать. Однако, в отличие от доказательства выполнения работы, доказательство доли владения предлагает возможность координировать слэшинг для наказания цензурирующих валидаторов. В протоколе планируются изменения, которые отделяют сборщиков блоков от предлагающих блоки и внедряют списки транзакций, которые сборщики должны включать в каждый блок. Это предложение известно как разделение предлагающего и создающего (PBS) и помогает предотвратить цензурирование транзакций валидаторами.
Подробнее о разделении предлагающего и создающего (PBS) (opens in a new tab)
Может ли система доказательства доли владения Эфириума подвергнуться атаке 51%?
Да. Доказательство доли владения уязвимо для атак 51%, так же как и доказательство выполнения работы. Вместо того чтобы требовать 51% хеш-мощности сети, злоумышленнику требуется 51% от общего количества застейканных ETH. Злоумышленник, накопивший 51% от общего стейка, получает контроль над алгоритмом выбора форка. Это позволяет злоумышленнику цензурировать определенные транзакции, проводить краткосрочные реорганизации и извлекать MEV путем изменения порядка блоков в свою пользу.
Подробнее об атаках на доказательство доли владения
Что такое социальная координация и зачем она нужна?
Социальная координация — это последняя линия защиты Эфириума, которая позволит восстановить честную цепь после атаки, финализировавшей нечестные блоки. В этом случае сообществу Эфириума придется координироваться «по сторонним каналам» и согласиться использовать честный форк меньшинства, подвергнув при этом слэшингу валидаторов злоумышленника. Это потребует, чтобы приложения и биржи также признали честный форк.
Подробнее о социальной координации
Становятся ли богатые богаче при доказательстве доли владения?
Чем больше ETH кто-то может застейкать, тем больше валидаторов он может запустить и тем больше вознаграждений он может накопить. Вознаграждения масштабируются линейно в зависимости от количества застейканных ETH, и каждый получает одинаковый процентный доход. Доказательство выполнения работы обогащает богатых больше, чем доказательство доли владения, потому что более богатые майнеры, покупающие оборудование в больших масштабах, выигрывают от эффекта масштаба, а это означает, что связь между богатством и вознаграждением нелинейна.
Является ли доказательство доли владения более централизованным, чем доказательство выполнения работы?
Нет, доказательство выполнения работы имеет тенденцию к централизации, поскольку затраты на майнинг растут и вытесняют частных лиц, затем вытесняют небольшие компании и так далее. Текущая проблема с доказательством доли владения заключается во влиянии деривативов ликвидного стейкинга (LSD). Это токены, представляющие ETH, застейканные каким-либо провайдером, которые любой может обменять на вторичных рынках без фактического вывода ETH из стейкинга. LSD позволяют пользователям стейкать менее 32 ETH, но они также создают риск централизации, когда несколько крупных организаций могут в конечном итоге контролировать большую часть стейка. Вот почему соло-стейкинг является лучшим вариантом для Эфириума.
Подробнее о централизации стейка в LSD (opens in a new tab)
Почему я могу стейкать только ETH?
ETH — это собственная валюта Эфириума. Крайне важно иметь единую валюту, в которой номинированы все стейки, как для учета эффективных балансов при взвешивании голосов, так и для безопасности. Сам ETH является фундаментальным компонентом Эфириума, а не смарт-контрактом. Включение других валют значительно увеличило бы сложность и снизило бы безопасность стейкинга.
Является ли Эфириум единственным блокчейном с доказательством доли владения?
Нет, существует несколько блокчейнов с доказательством доли владения. Ни один из них не идентичен Эфириуму; механизм доказательства доли владения Эфириума уникален.
Что такое Слияние?
Слияние — это момент, когда Эфириум отключил свой механизм консенсуса на основе доказательства выполнения работы и включил механизм консенсуса на основе доказательства доли владения. Слияние произошло 15 сентября 2022 года.
Что такое живучесть и безопасность?
Живучесть (liveness) и безопасность (safety) — это две фундаментальные проблемы безопасности для блокчейна. Живучесть — это доступность финализирующей цепи. Если цепь перестает финализироваться или пользователи не могут легко получить к ней доступ, это сбои живучести. Чрезвычайно высокая стоимость доступа также может рассматриваться как сбой живучести. Безопасность относится к тому, насколько сложно атаковать цепь — то есть финализировать конфликтующие контрольные точки.