ఒక ఎథీరియం బ్లాక్ ఖరారు కావడానికి సుమారు 15 నిమిషాలు పడుతుంది. అయినప్పటికీ, మనం ఎథీరియం యొక్క ఏకాభిప్రాయ యంత్రాంగం బ్లాక్లను మరింత సమర్థవంతంగా ధృవీకరించేలా చేయవచ్చు మరియు నిశ్చయత్వానికి పట్టే సమయాన్ని గణనీయంగా తగ్గించవచ్చు. పదిహేను నిమిషాలు వేచి ఉండే బదులు, బ్లాక్లు ఒకే స్లాట్లో ప్రతిపాదించబడతాయి మరియు ఖరారు చేయబడతాయి. ఈ భావనను సింగిల్ స్లాట్ ఫైనాలిటీ (SSF) అని పిలుస్తారు.
నిశ్చయత్వం అంటే ఏమిటి?
ఎథీరియం యొక్క ప్రూఫ్-ఆఫ్-స్టేక్ (PoS) ఆధారిత ఏకాభిప్రాయ యంత్రాంగంలో, నిశ్చయత్వం అనేది మొత్తం స్టేక్ చేయబడిన ETHలో కనీసం 33% దహనం చేయకుండా బ్లాక్చైన్ నుండి ఒక బ్లాక్ను మార్చలేము లేదా తీసివేయలేము అనే హామీని సూచిస్తుంది. ఇది 'క్రిప్టో-ఆర్థిక' భద్రత, ఎందుకంటే చైన్ యొక్క క్రమాన్ని లేదా కంటెంట్ను మార్చడానికి అయ్యే అత్యంత అధిక వ్యయం కారణంగా ఏ హేతుబద్ధమైన ఆర్థిక నటుడైనా దీనిని ప్రయత్నించకుండా నిరోధిస్తుంది అనే నమ్మకం నుండి ఈ భద్రత వస్తుంది.
వేగవంతమైన నిశ్చయత్వం కోసం ఎందుకు లక్ష్యంగా పెట్టుకోవాలి?
ప్రస్తుతం నిశ్చయత్వానికి పట్టే సమయం చాలా ఎక్కువగా ఉంది. చాలా మంది వినియోగదారులు నిశ్చయత్వం కోసం 15 నిమిషాలు వేచి ఉండటానికి ఇష్టపడరు, మరియు అధిక లావాదేవీల సామర్థ్యం కోరుకునే యాప్లు మరియు ఎక్స్ఛేంజీలు తమ లావాదేవీలు శాశ్వతమైనవని నిర్ధారించుకోవడానికి అంతసేపు వేచి ఉండటం అసౌకర్యంగా ఉంటుంది. బ్లాక్ ప్రతిపాదన మరియు ఖరారు మధ్య జాప్యం ఉండటం వలన దాడి చేసే వ్యక్తి నిర్దిష్ట బ్లాక్లను సెన్సార్ చేయడానికి లేదా MEVని సంగ్రహించడానికి ఉపయోగించే చిన్న రీఆర్గ్లకు (reorgs) అవకాశం ఏర్పడుతుంది. బ్లాక్లను దశలవారీగా అప్గ్రేడ్ చేసే యంత్రాంగం కూడా చాలా సంక్లిష్టమైనది మరియు భద్రతా లోపాలను మూసివేయడానికి అనేకసార్లు ప్యాచ్ చేయబడింది, దీని వలన ఎథీరియం కోడ్బేస్లో సూక్ష్మమైన బగ్లు తలెత్తే అవకాశం ఉన్న భాగాలలో ఇది ఒకటిగా మారింది. నిశ్చయత్వానికి పట్టే సమయాన్ని ఒకే స్లాట్కు తగ్గించడం ద్వారా ఈ సమస్యలన్నింటినీ తొలగించవచ్చు.
వికేంద్రీకరణ / సమయం / ఓవర్హెడ్ ట్రేడ్-ఆఫ్
నిశ్చయత్వ హామీ అనేది కొత్త బ్లాక్ యొక్క తక్షణ లక్షణం కాదు; కొత్త బ్లాక్ ఖరారు కావడానికి సమయం పడుతుంది. దీనికి కారణం ఏమిటంటే, నెట్వర్క్లో మొత్తం స్టేక్ చేయబడిన ETHలో కనీసం 2/3 వంతు ప్రాతినిధ్యం వహించే ధృవీకర్తలు బ్లాక్ ఖరారైనట్లు పరిగణించబడటానికి దానికి ఓటు వేయాలి ("ధృవీకరణ" చేయాలి). ఒక బ్లాక్ ఆ 2/3 థ్రెషోల్డ్ను సాధించిందో లేదో తెలుసుకోవడానికి నెట్వర్క్లోని ప్రతి ధృవీకరించే నోడ్ ఇతర నోడ్ల నుండి ధృవీకరణలను ప్రాసెస్ చేయాలి.
ఖరారు కావడానికి అనుమతించబడిన సమయం ఎంత తక్కువగా ఉంటే, ప్రతి నోడ్ వద్ద అంత ఎక్కువ కంప్యూటింగ్ పవర్ అవసరం అవుతుంది ఎందుకంటే ధృవీకరణ ప్రాసెసింగ్ వేగంగా జరగాలి. అలాగే, నెట్వర్క్లో ఎక్కువ ధృవీకరించే నోడ్లు ఉంటే, ప్రతి బ్లాక్ కోసం ఎక్కువ ధృవీకరణలను ప్రాసెస్ చేయాల్సి ఉంటుంది, ఇది అవసరమైన ప్రాసెసింగ్ పవర్ను కూడా పెంచుతుంది. ఎక్కువ ప్రాసెసింగ్ పవర్ అవసరమైతే, తక్కువ మంది వ్యక్తులు పాల్గొనగలరు ఎందుకంటే ప్రతి ధృవీకరించే నోడ్ను అమలు చేయడానికి మరింత ఖరీదైన హార్డ్వేర్ అవసరం. బ్లాక్ల మధ్య సమయాన్ని పెంచడం వలన ప్రతి నోడ్ వద్ద అవసరమైన కంప్యూటింగ్ పవర్ తగ్గుతుంది కానీ నిశ్చయత్వానికి పట్టే సమయం కూడా పెరుగుతుంది, ఎందుకంటే ధృవీకరణలు నెమ్మదిగా ప్రాసెస్ చేయబడతాయి.
అందువల్ల, ఓవర్హెడ్ (కంప్యూటింగ్ పవర్), వికేంద్రీకరణ (చైన్ను ధృవీకరించడంలో పాల్గొనగల నోడ్ల సంఖ్య) మరియు నిశ్చయత్వానికి పట్టే సమయం మధ్య ట్రేడ్-ఆఫ్ ఉంటుంది. ఆదర్శవంతమైన సిస్టమ్ కనీస కంప్యూటింగ్ పవర్, గరిష్ట వికేంద్రీకరణ మరియు నిశ్చయత్వానికి కనీస సమయాన్ని సమతుల్యం చేస్తుంది.
ఎథీరియం యొక్క ప్రస్తుత ఏకాభిప్రాయ యంత్రాంగం ఈ మూడు పారామితులను ఇలా సమతుల్యం చేసింది:
- కనీస స్టేక్ను 32 ETHకి సెట్ చేయడం. ఇది వ్యక్తిగత నోడ్ల ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడాల్సిన ధృవీకర్తల ధృవీకరణల సంఖ్యపై గరిష్ట పరిమితిని సెట్ చేస్తుంది మరియు తద్వారా ప్రతి నోడ్ కోసం గణన అవసరాలపై గరిష్ట పరిమితిని సెట్ చేస్తుంది.
- నిశ్చయత్వానికి పట్టే సమయాన్ని ~15 నిమిషాలకు సెట్ చేయడం. ఇది సాధారణ హోమ్ కంప్యూటర్లలో రన్ అయ్యే ధృవీకర్తలకు ప్రతి బ్లాక్ కోసం ధృవీకరణలను సురక్షితంగా ప్రాసెస్ చేయడానికి తగినంత సమయాన్ని ఇస్తుంది.
ప్రస్తుత యంత్రాంగ రూపకల్పనతో, నిశ్చయత్వానికి పట్టే సమయాన్ని తగ్గించడానికి, నెట్వర్క్లోని ధృవీకర్తల సంఖ్యను తగ్గించడం లేదా ప్రతి నోడ్ కోసం హార్డ్వేర్ అవసరాలను పెంచడం అవసరం. అయినప్పటికీ, ధృవీకరణలను ప్రాసెస్ చేసే విధానంలో మెరుగుదలలు చేయవచ్చు, ఇవి ప్రతి నోడ్ వద్ద ఓవర్హెడ్ను పెంచకుండా మరిన్ని ధృవీకరణలను లెక్కించడానికి అనుమతిస్తాయి. మరింత సమర్థవంతమైన ప్రాసెసింగ్ రెండు ఎపోక్లలో కాకుండా ఒకే స్లాట్లో నిశ్చయత్వాన్ని నిర్ణయించడానికి అనుమతిస్తుంది.
SSFకి మార్గాలు
ప్రస్తుత ఏకాభిప్రాయ యంత్రాంగం ఒక బ్లాక్ను ధృవీకరించడానికి ప్రతి ధృవీకర్త ప్రాసెస్ చేయాల్సిన సందేశాల సంఖ్యను తగ్గించడానికి, కమిటీలు అని పిలువబడే బహుళ ధృవీకర్తల నుండి ధృవీకరణలను మిళితం చేస్తుంది. ప్రతి ధృవీకర్తకు ప్రతి ఎపోక్ (32 స్లాట్లు)లో ధృవీకరించే అవకాశం ఉంటుంది కానీ ప్రతి స్లాట్లో, 'కమిటీ' అని పిలువబడే ధృవీకర్తల ఉపసమితి మాత్రమే ధృవీకరిస్తుంది. కొంతమంది ధృవీకర్తలను 'అగ్రిగేటర్లు'గా ఎంచుకునే సబ్నెట్లుగా విభజించడం ద్వారా వారు అలా చేస్తారు. ఆ అగ్రిగేటర్లు ప్రతి ఒక్కరూ తమ సబ్నెట్లోని ఇతర ధృవీకర్తల నుండి చూసే అన్ని సంతకాలను ఒకే సమగ్ర సంతకంగా మిళితం చేస్తారు. అత్యధిక సంఖ్యలో వ్యక్తిగత సహకారాలను చేర్చే అగ్రిగేటర్ వారి సమగ్ర సంతకాన్ని బ్లాక్ ప్రతిపాదకుడికి పంపుతారు, వారు దానిని ఇతర కమిటీల నుండి సమగ్ర సంతకంతో పాటు బ్లాక్లో చేర్చుతారు.
ఈ ప్రక్రియ ప్రతి ఎపోక్లో ప్రతి ధృవీకర్త ఓటు వేయడానికి తగినంత సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది, ఎందుకంటే 32 slots * 64 committees * 256 validators per committee = 524,288 validators per epoch. రాసే సమయానికి (ఫిబ్రవరి 2023) ~513,000 క్రియాశీల ధృవీకర్తలు ఉన్నారు.
ఈ స్కీమ్లో, ప్రతి ధృవీకర్త తమ ధృవీకరణలను మొత్తం ఎపోక్ అంతటా పంపిణీ చేయడం ద్వారా మాత్రమే బ్లాక్పై ఓటు వేయడం సాధ్యమవుతుంది. అయినప్పటికీ, యంత్రాంగాన్ని మెరుగుపరచడానికి సంభావ్య మార్గాలు ఉన్నాయి, తద్వారా ప్రతి ధృవీకర్తకు ప్రతి స్లాట్లో ధృవీకరించే అవకాశం ఉంటుంది.
ఎథీరియం ఏకాభిప్రాయ యంత్రాంగం రూపొందించబడినప్పటి నుండి, సంతకం అగ్రిగేషన్ స్కీమ్ (BLS) మొదట అనుకున్నదానికంటే చాలా ఎక్కువ స్కేలబుల్ అని కనుగొనబడింది, అయితే సంతకాలను ప్రాసెస్ చేయడానికి మరియు ధృవీకరించడానికి క్లయింట్ల సామర్థ్యం కూడా మెరుగుపడింది. భారీ సంఖ్యలో ధృవీకర్తల నుండి ధృవీకరణలను ప్రాసెస్ చేయడం వాస్తవానికి ఒకే స్లాట్లో సాధ్యమవుతుందని తేలింది. ఉదాహరణకు, ఒక మిలియన్ ధృవీకర్తలు ప్రతి స్లాట్లో రెండుసార్లు ఓటు వేయడం మరియు స్లాట్ సమయాలను 16 సెకన్లకు సర్దుబాటు చేయడంతో, స్లాట్లో మొత్తం 1 మిలియన్ ధృవీకరణలను ప్రాసెస్ చేయడానికి నోడ్లు సెకనుకు కనీసం 125,000 అగ్రిగేషన్ల చొప్పున సంతకాలను ధృవీకరించాల్సి ఉంటుంది. వాస్తవానికి, ఒక సాధారణ కంప్యూటర్కు ఒక సంతకం ధృవీకరణ చేయడానికి సుమారు 500 నానోసెకన్లు పడుతుంది, అంటే 125,000 ధృవీకరణలను ~62.5 msలో చేయవచ్చు - ఇది ఒక సెకను థ్రెషోల్డ్ కంటే చాలా తక్కువ.
ఉదాహరణకు, స్లాట్కు యాదృచ్ఛికంగా ఎంపిక చేయబడిన 125,000 ధృవీకర్తల సూపర్ కమిటీలను సృష్టించడం ద్వారా మరింత సామర్థ్య లాభాలను పొందవచ్చు. ఈ ధృవీకర్తలు మాత్రమే బ్లాక్పై ఓటు వేయగలరు మరియు అందువల్ల ధృవీకర్తల ఈ ఉపసమితి మాత్రమే బ్లాక్ ఖరారు చేయబడిందో లేదో నిర్ణయిస్తుంది. ఇది మంచి ఆలోచన కాదా అనేది ఎథీరియంపై విజయవంతమైన దాడి ఎంత ఖరీదైనదిగా ఉండాలని కమ్యూనిటీ కోరుకుంటుంది అనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. దీనికి కారణం ఏమిటంటే, మొత్తం స్టేక్ చేయబడిన ఈథర్లో 2/3 వంతు అవసరం కాకుండా, దాడి చేసే వ్యక్తి ఆ సూపర్ కమిటీలో స్టేక్ చేయబడిన ఈథర్లో 2/3 వంతుతో నిజాయితీ లేని బ్లాక్ను ఖరారు చేయవచ్చు. ఇది ఇప్పటికీ పరిశోధనలో ఉన్న క్రియాశీల ప్రాంతం, కానీ మొదటి స్థానంలో సూపర్ కమిటీలు అవసరమయ్యేంత పెద్ద ధృవీకర్తల సెట్ కోసం, ఆ సబ్కమిటీలలో ఒకదానిపై దాడి చేయడానికి అయ్యే ఖర్చు చాలా ఎక్కువగా ఉంటుందని ఆమోదయోగ్యంగా అనిపిస్తుంది (ఉదా., దాడికి అయ్యే ETH డినామినేటెడ్ ఖర్చు 2/3 * 125,000 * 32 = ~2.6 million ETH అవుతుంది). ధృవీకర్తల సెట్ పరిమాణాన్ని పెంచడం ద్వారా దాడి ఖర్చును సర్దుబాటు చేయవచ్చు (ఉదా., దాడి ఖర్చు 1 మిలియన్ ఈథర్, 4 మిలియన్ ఈథర్, 10 మిలియన్ ఈథర్ మొదలైన వాటికి సమానంగా ఉండేలా ధృవీకర్త పరిమాణాన్ని ట్యూన్ చేయండి). కమ్యూనిటీ యొక్క ప్రాథమిక పోల్స్ (opens in a new tab) 1-2 మిలియన్ ఈథర్ అనేది ఆమోదయోగ్యమైన దాడి ఖర్చు అని సూచిస్తున్నట్లు అనిపిస్తుంది, అంటే సూపర్ కమిటీకి ~65,536 - 97,152 ధృవీకర్తలు ఉంటారు.
అయినప్పటికీ, ధృవీకరణ అనేది నిజమైన అడ్డంకి కాదు - సంతకం అగ్రిగేషన్ అనేది ధృవీకరించే నోడ్లకు నిజంగా సవాలు విసురుతుంది. సంతకం అగ్రిగేషన్ను స్కేల్ చేయడానికి బహుశా ప్రతి సబ్నెట్లోని ధృవీకర్తల సంఖ్యను పెంచడం, సబ్నెట్ల సంఖ్యను పెంచడం లేదా అగ్రిగేషన్ యొక్క అదనపు లేయర్లను జోడించడం (అంటే, కమిటీల కమిటీలను అమలు చేయడం) అవసరం కావచ్చు. పరిష్కారంలో భాగంగా ప్రత్యేక అగ్రిగేటర్లను అనుమతించడం ఉండవచ్చు - ప్రతిపాదకుడు-నిర్మాత విభజన (PBS) మరియు డాంక్షార్డింగ్ కింద రోలప్ డేటా కోసం బ్లాక్ బిల్డింగ్ మరియు కమిట్మెంట్లను రూపొందించడం ప్రత్యేక బ్లాక్ బిల్డర్లకు ఎలా అవుట్సోర్స్ చేయబడుతుందో అదే విధంగా.
SSFలో ఫోర్క్ ఎంపిక నియమం పాత్ర ఏమిటి?
నేటి ఏకాభిప్రాయ యంత్రాంగం ఫైనాలిటీ గ్యాడ్జెట్ (2/3 వంతు ధృవీకర్తలు ఒక నిర్దిష్ట చైన్ను ధృవీకరించారో లేదో నిర్ణయించే అల్గారిథం) మరియు ఫోర్క్ ఎంపిక నియమం (బహుళ ఎంపికలు ఉన్నప్పుడు ఏ చైన్ సరైనదో నిర్ణయించే అల్గారిథం) మధ్య గట్టి కలయికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఫోర్క్ ఎంపిక అల్గారిథం చివరిగా ఖరారైన బ్లాక్ నుండి ఉన్న బ్లాక్లను మాత్రమే పరిగణిస్తుంది. SSF కింద ఫోర్క్ ఎంపిక నియమం పరిగణించడానికి ఎలాంటి బ్లాక్లు ఉండవు, ఎందుకంటే బ్లాక్ ప్రతిపాదించబడిన అదే స్లాట్లో నిశ్చయత్వం సంభవిస్తుంది. దీని అర్థం SSF కింద ఏ సమయంలోనైనా ఫోర్క్ ఎంపిక అల్గారిథం లేదా ఫైనాలిటీ గ్యాడ్జెట్ యాక్టివ్గా ఉంటుంది. 2/3 వంతు ధృవీకర్తలు ఆన్లైన్లో ఉండి నిజాయితీగా ధృవీకరించిన బ్లాక్లను ఫైనాలిటీ గ్యాడ్జెట్ ఖరారు చేస్తుంది. ఒకవేళ బ్లాక్ 2/3 థ్రెషోల్డ్ను మించలేకపోతే, ఏ చైన్ను అనుసరించాలో నిర్ణయించడానికి ఫోర్క్ ఎంపిక నియమం అమలులోకి వస్తుంది. ఇది >1/3 ధృవీకర్తలు ఆఫ్లైన్లోకి వెళ్లినప్పుడు చైన్ను పునరుద్ధరించే నిష్క్రియాత్మకత క్షీణత యంత్రాంగాన్ని నిర్వహించడానికి కూడా అవకాశాన్ని సృష్టిస్తుంది, అయితే కొన్ని అదనపు సూక్ష్మ నైపుణ్యాలతో.
అపరిష్కృత సమస్యలు
ప్రతి సబ్నెట్కు ధృవీకర్తల సంఖ్యను పెంచడం ద్వారా అగ్రిగేషన్ను స్కేల్ చేయడంలో ఉన్న సమస్య ఏమిటంటే, ఇది పీర్-టు-పీర్ నెట్వర్క్పై ఎక్కువ లోడ్కు దారితీస్తుంది. అగ్రిగేషన్ల లేయర్లను జోడించడంలో ఉన్న సమస్య ఏమిటంటే, ఇది ఇంజనీర్ చేయడానికి చాలా సంక్లిష్టమైనది మరియు జాప్యాన్ని జోడిస్తుంది (అంటే, బ్లాక్ ప్రతిపాదకుడు అన్ని సబ్నెట్ అగ్రిగేటర్ల నుండి వినడానికి ఎక్కువ సమయం పట్టవచ్చు). BLS సంతకం అగ్రిగేషన్తో కూడా, ప్రతి స్లాట్లో సాధ్యమయ్యే విధంగా ప్రాసెస్ చేయగలిగే దానికంటే నెట్వర్క్లో ఎక్కువ క్రియాశీల ధృవీకర్తలు ఉన్న దృశ్యాన్ని ఎలా ఎదుర్కోవాలో కూడా స్పష్టంగా లేదు. ఒక సంభావ్య పరిష్కారం ఏమిటంటే, SSF కింద ప్రతి స్లాట్లో అందరు ధృవీకర్తలు ధృవీకరిస్తారు మరియు కమిటీలు లేవు కాబట్టి, ప్రభావవంతమైన నిల్వపై ఉన్న 32 ETH పరిమితిని పూర్తిగా తొలగించవచ్చు, అంటే బహుళ ధృవీకర్తలను నిర్వహించే ఆపరేటర్లు తమ స్టేక్ను ఏకీకృతం చేసి తక్కువ సంఖ్యలో రన్ చేయవచ్చు, మొత్తం ధృవీకర్తల సెట్ను లెక్కించడానికి ధృవీకరించే నోడ్లు ప్రాసెస్ చేయాల్సిన సందేశాల సంఖ్యను తగ్గించవచ్చు. ఇది పెద్ద స్టేకర్లు తమ ధృవీకర్తలను ఏకీకృతం చేయడానికి అంగీకరించడంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఏ సమయంలోనైనా ధృవీకర్తల సంఖ్య లేదా స్టేక్ చేయబడిన ETH మొత్తంపై స్థిరమైన పరిమితిని విధించడం కూడా సాధ్యమే. అయినప్పటికీ, ఏ ధృవీకర్తలు పాల్గొనడానికి అనుమతించబడతారు మరియు ఏవి అనుమతించబడవు అని నిర్ణయించడానికి దీనికి కొంత యంత్రాంగం అవసరం, ఇది అవాంఛిత ద్వితీయ ప్రభావాలను సృష్టించే అవకాశం ఉంది.
ప్రస్తుత పురోగతి
SSF పరిశోధన దశలో ఉంది. ఇది చాలా సంవత్సరాల వరకు అందుబాటులోకి వస్తుందని ఆశించబడటం లేదు, బహుశా వెర్కిల్ ట్రీస్ మరియు డాంక్షార్డింగ్ వంటి ఇతర ముఖ్యమైన అప్గ్రేడ్ల తర్వాత రావచ్చు.