تيليبورت داو: موازنة أمان التحقق من البيانات والكفاءة - أحدث الممارسات في تصميم العقدة الخفيفة

متقدم7/14/2024, 3:12:39 PM
شاركت TeleportDAO و Eigen Labs مؤخرا في تأليف ورقة تتناول قضايا الأمان والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة في الوصول إلى البيانات على السلسلة والتحقق منها داخل سلاسل إثبات الحصة (PoS). تقدم الورقة حلا جديدا يعزز أمان وكفاءة العقد الخفيفة في بلوكشين PoS من خلال تدابير مختلفة مثل الحوافز الاقتصادية ، وآليات ما قبل الأمن المؤمن عليها ، و "الأمان القابل للبرمجة" القابل للتخصيص ، والفعالية من حيث التكلفة.

لم يُقرأ بالكامل؛ اختصار

نشرت Teleportdao و Eigen Labs مؤخرا ورقة تركز على تحديات الأمان والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة في بلوكتشين إثبات الحصة (POS) عند الوصول إلى البيانات على السلسلة والتحقق منها. تقترح الورقة حلا جديدا لضمان أمن وكفاءة العقد الخفيفة في بلوكتشين نقاط البيع من خلال الحوافز الاقتصادية وآليات ما قبل الأمن المؤمن عليها و "الأمان القابل للبرمجة" القابل للتخصيص والفعالية من حيث التكلفة. هذا النهج المبتكر يستحق المزيد من البحث. ملاحظة: جمعت EiGen Labs ، المطور وراء بروتوكول استعادة Eigenlayer و Eigenda ، أكثر من 150 مليون دولار من شركات رأس المال الاستثماري الشهيرة مثل A16Z و Polychain و Blockchain Capital. تركز Teleportdao ، ومقرها في فانكوفر ، كندا ، على البنية التحتية للاتصالات عبر السلسلة بين سلاسل Bitcoin و EVM العامة. نجح البروتوكول في جمع 9 ملايين دولار من خلال بيع عام على CoinList ، مع مستثمرين بما في ذلك AppWorks و OIG Capital و DefinanceX و Oak Grove Ventures و Candaq Ventures و Ton و Across و Bitsmiley.

مشاكل في تصميم العقدة الخفيفة

حاليا ، في سلاسل الكتل POS (إثبات الحصة) ، يضمن المدققون أمان الشبكة عن طريق قفل قدر معين من الحصة (مثل 32 ETH في Ethereum) للمشاركة في شبكة الإجماع. هذا يعني أن أمن سلاسل الكتل POS محمي اقتصاديا: فكلما زادت الحصة الإجمالية ، ارتفعت التكلفة أو الخسارة المحتملة لأي شخص يحاول مهاجمة الشبكة. تعتمد آلية المصادرة هذه على ميزة تعرف باسم "أمن المساءلة" ، والتي تسمح بمصادرة حصة المدقق إذا وقعوا على دول متضاربة. العقد الكاملة حيوية في الحفاظ على سلامة بلوكشين نقاط البيع. يقومون بتخزين جميع بيانات المعاملات ، والتحقق من توقيعات الإجماع ، والحفاظ على سجل المعاملات الكامل ، وتنفيذ تحديثات الحالة. تتطلب هذه المهام موارد حوسبة كبيرة وأجهزة متقدمة ؛ على سبيل المثال ، يتطلب تشغيل عقدة Ethereum كاملة ما لا يقل عن 2 تيرابايت من تخزين SSD. من ناحية أخرى ، تقلل العقد الخفيفة من متطلبات موارد الحوسبة عن طريق تخزين رؤوس الكتلة فقط ، مما يجعلها مناسبة للتحقق من معاملات / حالات محددة في تطبيقات مثل محافظ الهاتف المحمول والجسور عبر السلسلة. ومع ذلك ، تعتمد العقد الخفيفة على العقد الكاملة للحصول على معلومات الكتلة أثناء التحقق من المعاملة. في الوقت الحالي ، تتركز الحصة السوقية لمقدمي خدمات Node تماما ، مما يضر بالأمان والاستقلال والفورية. تستكشف هذه المقالة حلولا لتحقيق التوازن بين تكاليف الحصول على البيانات وزمن الوصول لتحقيق الأمان الأمثل للعقد الخفيفة.

حلول تصميم عقدة خفيفة موجودة

قدمت Bitcoin التحقق البسيط من الدفع (SPV) كبروتوكول للعقد الخفيفة. يسمح SPV للعقد الخفيفة بالتحقق مما إذا كانت المعاملة مضمنة في كتلة معينة باستخدام دليل Merkle ورؤوس الكتلة. هذا يعني أن العقد الخفيفة تحتاج فقط إلى تنزيل رؤوس الكتلة للتحقق من نهائية المعاملة عن طريق التحقق من عمق الكتلة. وبالتالي ، فإن التكلفة الحسابية للتحقق من إجماع العقدة الخفيفة في Bitcoin منخفضة نسبيا. ومع ذلك ، في سلاسل الكتل POS مثل Ethereum ، تكون عمليات التحقق من الإجماع أكثر تعقيدا بطبيعتها. وهي تنطوي على الحفاظ على مجموعة كاملة من المدققين ، وتتبع تغييرات حصتهم ، وإجراء العديد من عمليات التحقق من التوقيع لشبكة الإجماع. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد أمان Pow Light Node على افتراض أن معظم العقد الكاملة صادقة. للتغلب على قيود SPV ، تقدم FlyClient والبراهين غير التفاعلية لإثبات العمل (Nipopow) إثباتات تكلفة دون خطية للعملاء. ومع ذلك ، فإن هذه الطرق أقل فعالية لنماذج إجماع نقاط البيع.

في سلاسل الكتل POS ، يتم تحقيق الأمن من خلال آلية المصادرة. يفترض هذا النظام أن المشاركين في الإجماع عقلانيون ، مما يعني أنهم لن يهاجموا الشبكة إذا تجاوزت التكلفة أي ربح محتمل. لخفض تكاليف التحقق ، يستخدم بروتوكول العقدة الخفيفة الحالي ل Ethereum لجنة مزامنة مكونة من 512 مدققا تم اختيارهم عشوائيا ، كل منهم يخزن 32 ETH ، لكن عملية التوقيع لا تخضع للمصادرة. وينطوي تصميم عدم المصادرة هذا على عيوب أمنية كبيرة؛ يمكن أن تؤدي التوقيعات غير النزيهة في لجنة المزامنة إلى تضليل العقد الخفيفة لقبول بيانات غير صالحة دون أي عقوبة. حتى مع وجود آلية مصادرة ، فإن الحصة الإجمالية للجنة SYNC صغيرة مقارنة بالمجموعة الواسعة من مدققي Ethereum (أكثر من 1 مليون اعتبارا من مارس 2024). لذلك ، لا توفر هذه الطريقة للعقد الخفيفة أمانا مكافئا لمجموعة مدقق Ethereum. هذا النموذج هو نوع خاص من الحسابات متعددة الأطراف في ظل إعدادات عقلانية ولكنه يفتقر إلى الضمانات الاقتصادية ويفشل في معالجة التهديدات من مزودي البيانات الخبيثين وغير العقلانيين.

لمواجهة تحديات الأمان والكفاءة في عملية تشغيل نظام الحصة المؤكدة ، يقدم بوبوس لعبة مقسمة لتحدي بشكل فعال شجرة ميركل المعادية لتوقيت الحصة المؤكدة. بينما يتم تحقيق الحد الأدنى من متطلبات المساحة وتجنب الحاجة لأن يكون العملاء متصلين على الإنترنت والحفاظ على الحصص ، لا يزال الأمر الخاص بالسماح للعملاء بالانسحاب عن الشبكة وإعادة الانضمام إليها دون تكبد تكاليف كبيرة بدون حل.

يستخدم نهج البحث الآخر الأدلة على عدم المعرفة لإنشاء أدلة موجزة. على سبيل المثال، تسهل مينا وبلومو التحقق الخفيف من التوافق باستخدام مجموعات snark العاكسة وأدلة انتقال الحالة القائمة على snark. ومع ذلك، تفرض هذه الأساليب أعباء حسابية كبيرة على منتجي الكتل لتوليد الأدلة ولا تعالج تعويض العقد الخفيفة عن الخسائر المحتملة. في بروتوكولات pos الأخرى (مثل بروتوكول tendermint في cosmos)، تم استكشاف دور العقد الخفيف في بروتوكول الاتصال بين السلاسل الكتلية (ibc) الخاص بهم. ولكن هذه التنفيذات مصممة خصيصًا للنظم البيئية الخاصة بهم وليست قابلة مباشرة للتطبيق على إيثيريوم أو سلاسل كتل pos الأخرى.

تصميم خطة عقدة خفيفة جديدة

بشكل عام، يتضمن الخطة الجديدة وحدة أمان اقتصادي لتحقيق الأمان البرمجي، مما يتيح للعقد الخفيفة اختيار تصاميم مختلفة استنادًا إلى متطلبات الأمان الخاصة بها. تتبع الافتراضات الأمان مبدأ 1 / n + 1 / m، مما يعني أنه ما دام هناك عقدة صادقة وفعالة واحدة على الأقل في كل من شبكة العقد الكاملة وشبكة المفتش، يمكن للشبكة أن تعمل بشكل صحيح.

الوحدات/الأدوار المشاركة

  • البلوكشين: البروتوكول مبني على بلوكشين قابل للبرمجة بقواعد محددة لنهاية الكتلة. على سبيل المثال، على بلوكشين الإيثيريوم، تعتبر الكتلة نهائية بعد مرور فترتين فرعيتين على الأقل، وعادة ما يستغرق حوالي 13 دقيقة.
  • عقد الحجز الذكي: يتضمن البروتوكول عقدًا للحجز في السلسلة الذكية يتبع التجريدات القياسية للعقود الذكية. يمكنه الوصول إلى هاش الكتلة السابقة في سلسلة الكتل. يمكن لجميع الأطراف إرسال المعلومات إلى هذا العقد.
  • مزودو البيانات: يقوم مزودو البيانات بتشغيل العقد الكاملة وتتبع أحدث حالة للبلوكشين. يتعهدون بالأصول ويقدمون خدمات للتحقق من صحة الحالات المطلوبة من قبل العقد الخفيفة. يقومون بتوقيع جميع البيانات المرسلة إلى العقد الخفيفة بمفاتيح تتوافق مع مفاتيحهم العامة، مما يضمن مصدر البيانات وسلامتها.
  • المفتشون: المفتشون هم عقد كاملة متصلة بعقد خفيفة تساعد في التحقق من البيانات. يمكن لأي شخص أن يصبح مفتشًا وكسب المكافآت عن طريق مراقبة ومعاقبة الأطراف السلوكية. للبساطة ، يفترض الخطة التالية أن تكون كل عقدة خفيفة متصلة بمفتش صادق على الأقل.
  • عقدات خفيفة: تهدف العقدات الخفيفة إلى التحقق مما إذا كانت حالة / عملية معينة مشمولة في سلسلة الكتل بتكلفة أدنى. يتصلون بمجموعة من مزودي البيانات والمفتشين خلال عملية التحقق.
  • الشبكة: تشكل مزودات البيانات شبكة ند لند (P2P) وتستخدم بروتوكول الشائعات لنشر البيانات. تتصل العقد الخفيفة بمزودات البيانات المتعددة لإرسال الطلبات واستلام الردود.

الخطة 1: الأمان أولاً

الخطة 1 تركز على ضمان موثوقية البيانات من خلال فترة تحدي وشبكة مفتشين. بمعنى بسيط، بعد أن تتلقى عقدة خفيفة البيانات الموقعة من قبل مزودي البيانات، تقوم بإعادة إرسال هذه البيانات إلى شبكة المفتشين للمراجعة. إذا تم اكتشاف أي بيانات احتيالية خلال فترة محددة، سيقوم المفتش بإخطار العقدة الخفيفة بأن البيانات غير موثوقة، وسيقوم وحدة المصادرة في العقد الذكي بمصادرة الرموز المراهنة من مزود البيانات. وإلا، يمكن للعقدة الخفيفة الاعتماد على موثوقية البيانات. العملية المحددة لعقدات الضوء لطلب البيانات هي كما يلي:

  1. تحصل العقد الخفيفة على أحدث قائمة لمزودي البيانات من الشبكة الحالية وتسترد العقدة الخفيفة أحدث قائمة لمزودي البيانات من الشبكة الحالية وتحدد فترة التحدي. يرجى ملاحظة أن فترات التحدي مستقلة لكل عقدة خفيفة، ولكن هناك فترة تحدي قصوى تنطبق على جميع العقد الخفيفة. فترة التحدي هي الوقت الأقصى الذي يتوفر فيه شبكة المفتشين للتحقق من موثوقية البيانات، لذلك كلما زادت المدة، زاد تأخير العملية الواحدة.
  2. بعد الحصول على القائمة، تختار العقدة الخفيفة مجموعة من مزودي البيانات وتضمن أن أموالهم المرهونة تتجاوز قيمة المعاملة الحالية. في النظرية، كلما كانت الأموال المرهونة أعلى، زادت تكلفة مزود البيانات للتصرف بشكل خبيث، وتقلل تكلفة الثقة للعقدة الخفيفة.
  3. ترسل العقدة الخفيفة طلب بيانات إلى هذه المجموعة من موفري البيانات ، بما في ذلك رقم الكتلة والحالة المستهدفة (إثبات تضمين المعاملة).
  4. تُجيب موفرات البيانات بالتجزئة عن هاش الكتلة المقابلة وبرهان الاستدراج للمعاملة، جنبًا إلى جنب مع توقيعاتهن.
  5. عند استلام هذه المعلومات، تقوم العقدة الخفيفة بإعادتها إلى شبكة المفتش المتصلة. إذا لم يتم استلام تحذير موثوقية البيانات بنهاية فترة التحدي، تقوم العقدة الخفيفة بالتحقق من التواقيع وفي حال كانت صحيحة، تؤكد موثوقية البيانات.

  1. ومع ذلك، إذا تلقى تحذير من شبكة المفتش، يجب على العقدة الخفيفة التخلص من التواقيع التي تم تلقيها مسبقاً. ستقدم شبكة المفتش دليلاً إلى وحدة المصادرة في العقد الذكي. إذا قام العقد الذكي بالتحقق من حدوث نشاط خبيث، سيتم مصادرة مخاطر مقدم البيانات. نظرًا لأن بعض أو كل مقدمي البيانات المحددين تم معاقبتهم، يحتاج العقدة الخفيفة إلى الحصول على قائمة جديدة لمقدمي البيانات من الشبكة الحالية لتأكيد حدوث حالة المصادرة.

نقاط أخرى:

  • يمكن لأي عقدة كاملة الانضمام إلى شبكة مزودي البيانات أو مغادرتها عن طريق تقديم طلبات "التسجيل" و "السحب" إلى العقد الذكي. هناك حد أدنى من متطلبات التخزين للانضمام إلى شبكة مزود البيانات. بمجرد أن تبدأ العقدة الكاملة في السحب ، تتغير حالتها إلى "يسار" ، ولن تتلقى بعد ذلك طلبات من العقد الخفيفة لمنع السلوك الضار السريع للداخل والخروج. بالإضافة إلى ذلك، تقوم شبكة موفر البيانات بتحديث قائمة الموفرين النشطين بشكل دوري. خلال هذه الفترة ، لا يمكن لموفري البيانات سحب أموالهم ، وستدخل طلبات السحب حيز التنفيذ في نهاية فترة التحديث الحالية. تكرار التحديث أعلى من فترة التحدي القصوى لضمان إكمال جميع اختبارات توفر بيانات العقدة الخفيفة. نظرا لنشاط الشبكة ، تحتاج العقد الخفيفة إلى الحصول على قائمة جديدة من الموفرين النشطين في كل دورة تحديث. إذا تم تمديد دورة التحديث ، يمكن أن تتمتع العقد الخفيفة بعملية تحقق أبسط (عن طريق تقدير القائمة النشطة بناء على طلبات "التسجيل" و "السحب" السابقة) ، ولكن العقد التي ترغب في المغادرة ستواجه انتظارا أطول.
  • عندما تتلقى شبكة المفتشين توقيعات البيانات ، فإنها تتحقق مما إذا كانت التوقيعات تنتمي إلى مزودي البيانات وما إذا كانت البيانات قد "تم تأكيدها نهائيا" في شبكة الإجماع. إذا لم تظهر البيانات على السلسلة الصالحة ، فهناك احتمالان. أولا ، لم يتم تأكيد البيانات أخيرا بواسطة blockchain ، حيث أن السلاسل المختلفة لها قواعد نهائية مختلفة ، مثل مبدأ أطول سلسلة. ثانيا ، المعاملة في كتلة على سلسلة صالحة أخرى. إذا كانت البيانات احتيالية ، فسترسل شبكة المفتش طلب مصادرة إلى العقد الذكي ، بما في ذلك المفتاح العام لمزود البيانات والتوقيع ورقم الكتلة ، إلى جانب إثبات حدث المصادرة لتنبيه عقدة الضوء. سيستخدم العقد الذكي مبادئ نهائية طبقة الإجماع لمقارنة رقم الكتلة المؤكد حاليا بالبيانات المستلمة. إذا لم يتطابقوا ، يتم تشغيل حدث المصادرة. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تمت معاقبة مزود البيانات على مجموعة أخرى من طلبات البيانات بعد اختياره بواسطة Light Node ، فستقوم شبكة Inspector Network على الفور بإخطار العقدة الخفيفة بالموثوقية المنخفضة لمزود البيانات ، مما يدفع Light Node إلى الحصول على قائمة جديدة واختيار موفرين آخرين.

تقييم:

  • الأمان: تستخدم عقدة الضوء وحدة الرهن وشبكة المفتش لتحديد تكلفة الإجراءات الخبيثة لمقدمي البيانات الرشيدة وغير الرشيدة، مما يعزز موثوقية البيانات. ومع ذلك، نظرًا لأن البروتوكول بأكمله يعتمد على شبكة الاتفاق (تم اختباره على إيثريوم في هذه الورقة)، فإذا تعرضت طبقة الاتفاق لهجوم، فإن هذا البروتوكول سيواجه أيضًا أزمة ثقة محتملة. لذا، يمكن إدخال آلية سمعة لضمان سلامة النظام في الحالات القصوى.
  • أمان على مستوى العقدة الكاملة: يهدف هذا الحل إلى تقديم افتراضات أمنية مكافئة لنقاط البيع الخاصة ب Ethereum ، مما يعني أن العقد الكاملة يجب أن تتحمل مخاطر المصادرة إذا أدلت ببيانات خاطئة.
  • نشاط الشبكة: إذا كانت الشبكة الحالية تحتوي فقط على عدد قليل من مزودي البيانات العقلانيين ، ستواجه العقدة الخفيفة عدة جولات من التأخيرات. ومع ذلك ، نظرًا لأن كفاءة كل مزود بيانات ليست صفرًا ، يمكن الانتهاء من كل طلب. لذلك ، طالما أن هناك عقدة كاملة عاقلة في الشبكة ، يمكنها الاستمرار في العمل. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن دخل مزودي البيانات مرتبط بمبلغ رهانهم ، فإن هذا يشجع العقد الكاملة على الرهان بزيادة لحماية الشبكة.
  • الكفاءة: يقدر المؤلفون أن مدققي Ethereum سيكونون المستخدمين الرئيسيين المشاركين كمزودي بيانات لأنهم يقومون بالفعل بتشغيل عقد كاملة ويمكنهم كسب دخل إضافي من خلال هذا البروتوكول. قد تحصل المعاملات الصغيرة على بيانات موثوقة من مزود بيانات واحد (تحتاج فقط إلى تحقق واحد للعقدة الخفيفة) ، بينما قد تتطلب المعاملات الكبيرة العديد من مزودي البيانات للحصول على بيانات موثوقة (يزداد عدد عمليات التحقق خطيا مع عدد مقدمي الخدمات).

الخطة 2: التركيز على الكفاءة

الخطة 2 تعتمد على الخطة الأولى من خلال إدخال آلية تأمين للتأكيد السريع للبيانات. ببساطة، بعد أن تحدد العقدة الخفيفة التأمين بناءً على مبلغ السياسة والمدة، يمكن استخدام جزء أو كل رهان مقدم البيانات لتعويض أي خسائر لاحقة تكبدها العقدة الخفيفة نتيجة للبيانات الخبيثة. يتيح هذا للعقدة الخفيفة إنشاء الإيمان الأولي بالبيانات بمجرد استلامها والتحقق من توقيع البيانات من قبل مقدم البيانات. العملية المحددة للعقدة الخفيفة لطلب البيانات هي كما يلي:

  1. تقوم العقدة الخفيفة بحساب الخسارة القصوى المحتملة للمعاملة الحالية ثم تقوم بتحديد مبلغ السياسة والمدة. يجب أن تتجاوز الأموال المراهنة من قبل مزود البيانات في التأمين مبلغ السياسة لضمان تعويض كافي.
  2. تحدد العقدة الخفيفة فترة التحدي للمعاملة. من المهم أن نلاحظ أن فترة السياسة يمكن أن تشمل فحص إدراج عدة معاملات، لذا فإن فترة التحدي الإجمالية التي يختارها العقدة الخفيفة لا يمكن أن تتجاوز فترة السياسة؛ وإلا فقد لا يتم ضمان بعض المعاملات.
  3. بعد اختيار المعلمات (مبلغ السياسة، فترة السياسة، مبلغ الأموال المرهونة من قبل مزود البيانات في التأمين، وقائمة نوايا مزود البيانات)، ترسل العقدة الخفيفة طلبًا إلى العقد الذكي. بعد الانتظار لفترة زمنية نهائية للكتلة، يتحقق مما إذا كان شراء التأمين ناجحًا. إذا فشل ذلك، فقد يكون ذلك بسبب اختيار عقدات خفيفة أخرى لنفس مزود البيانات واستقرت أولاً، مما يؤدي إلى عدم وجود مراهنات متبقية كافية لتلبية الطلب الأصلي.
  4. تقوم العقدة الخفيفة بإرسال طلب بيانات، والذي يتضمن رقم الكتلة، والحالة المستهدفة (دليل الإدراج للمعاملة)، ورقم التأمين.
  5. يُرسل مزود البيانات البيانات والتوقيع، الذي تتحقق منه العقدة الخفيفة وتُحول إلى شبكة المفتش. يتم تأكيد الصفقة مبدئيًا بعد ذلك.
  6. عند استلام البيانات والتوقيع، يتحقق المفتش أولاً من مصداقية البيانات. إذا تم اكتشاف سلوك خبيث، يتم تقديم البرهان إلى العقد الذكي، ويتم معاقبة مزود البيانات المقابل، مع توزيع العقوبة على عقدة الضوء.

نقاط أخرى:

  • الرموز المراهنة من قبل مقدمي البيانات في التأمين مستقلة لطلبات عقدة الضوء المختلفة لمنع مخاطر تعويضات التأمين المتعددة. بمجرد اختيار عقدة الضوء لمقدم بيانات، يقوم العقد الذكي بقفل الرموز المراهنة المقابلة في التأمين، ولا يمكن لعقدات الضوء الأخرى تخصيص هذه المراهنة حتى ينتهي الفترة السياسية. إذا كانت المعاملات مستقلة، يساوي مبلغ السياسة مبلغ المعاملة الأقصى. إذا كانت المعاملات غير مستقلة، يساوي مبلغ السياسة مجموع مبلغ المعاملة. بالنظر إلى نفس المبلغ المراهن، ستختار عقدات الضوء عمومًا أقل عدد ممكن من مقدمي البيانات لضمان كفاءة التحقق.
  • يمكن لمزودي البيانات بدء طلب "سحب" قبل انتهاء فترة التأمين ، ولكن لن يتم استلام مبلغ السحب إلا بعد انتهاء فترة البوليصة.
  • صراحة، يجب أن يكون فترة السياسة أطول من وقت تأكيد الكتلة النهائي + فترة التحدي الإجمالية + تأخير الاتصال + تأخير الحساب/التحقق. كلما تم اختيار مزودي البيانات أكثر، زادت فترة السياسة المطلوبة بناءً على فترة التحدي الإجمالية.

تقييم:

  • قابلية التوسع: تعتمد قابلية التوسع للخطة الثانية على إجمالي عدد الرموز التي يرغب مزودو البيانات في رهنها في التأمين.
  • تكلفة السياسة: نظرًا لأن مستويات الأمان الأعلى مرتبطة بفترة التحدي، يجب على مقدمي البيانات أن يراهنوا لمدة تساوي أو أطول من فترة التحدي. وبالتالي، تؤدي متطلبات الأمان الأعلى إلى فترات رهان أطول وتكاليف أعلى للعقدة الخفيفة. بصيغة الصيغ، تُحسب تكلفة الرهان لمقدمي البيانات كإيرادات عقدة مقدم البيانات / (الاستخدام الرهاني السنوي المتوسط مضروبًا بإجمالي عدد الكتل في السنة). السعر الذي يتعين على العقدة الخفيفة دفعه هو تكلفة الرهان مضروبة بفترة السياسة وحجم السياسة.

فعالية الخطة

أولاً، بالنسبة لكفاءة حساب عقدة الضوء، تُظهر خطط كل من عقدات الضوء كفاءة التحقق على مستوى الجزء من الثانية (حيث تحتاج عقدات الضوء فقط إلى التحقق من البيانات مرة واحدة فقط). ثانيًا، بالنسبة لتأخر عقدة الضوء، بموجب تكوينات تجريبية مختلفة (كما هو موضح في الشكل أدناه)، يكون التأخير أيضًا على مستوى الجزء من الثانية. من المهم ملاحظة أن التأخير يزداد بشكل خطي مع عدد موفري البيانات لكنه يظل دائمًا على مستوى الجزء من الثانية. بالإضافة إلى ذلك، في الخطة الأولى، نظرًا لأن عقدة الضوء تحتاج إلى انتظار نتائج فترة التحدي، فإن التأخير يصل إلى 5 ساعات. إذا كان شبكة المفتشين موثوقة وكفؤة بما فيه الكفاية، يمكن تقليل هذا التأخير لمدة 5 ساعات بشكل كبير.

ثالثًا ، من حيث تكاليف العقدة الخفيفة ، في الواقع ، تتحمل العقد الخفيفة تكلفتين رئيسيتين: رسوم الغاز والاقتطاعات التأمينية ، وكلاهما يزيد مع قيمة السياسة. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للمفتشين ، سيتم رد رسوم الغاز المشاركة في تقديم البيانات بواسطة المبلغ المصادر لضمان التحفيزات الكافية للمشاركة.

اتجاهات التوسع

  • مزيد من الضمانات: حاليًا، يراهن مزودو البيانات عملات إثريوم، ولكن يتم حساب معلومات العملية بالدولار الأمريكي. هذا يتطلب من العقد الخفيفة تقييم سعر صرف الإثريوم في كل مرة يحصلون فيها على بيانات لضمان كفاية الضمان. السماح بالعديد من العملات للرهان سيمنح مزودي البيانات خيارات أكثر ويقلل من المخاطر المرتبطة بعملة واحدة.
  • التفويض: يشبه التعدين المشترك، حيث يمكن لبعض المستثمرين التجزئة أن يفوضوا إيثريومهم إلى العقد الكاملة للمشاركة في شبكة مزودي البيانات، مع توزيع الأرباح وفقا لاتفاقاتهم، مما يشبه الإس-دي.
  • ضمان الكتلة: لتجنب فترة انتظار فترة التأكيد النهائية (12-13 ثانية على Ethereum) ، يمكن للعقد الخفيفة استخدام ضمان لتقليل وقت الانتظار هذا. تضيف العقد الخفيفة رمزا / معرفا عند تقديم طلبات البيانات وتحدد نوع الضمان المطلوب (التأكيد النهائي / المقترح). ثم يقدم مقدمو البيانات البيانات المقابلة والتوقيع عند استلام الطلب. إذا فشل مقدمو البيانات في اقتراح كتل بموجب سيناريو "الضمان المقترح" ، معاقبتهم.

ملاحظة: ستتم تثبيت الكتل المقترحة في النهاية أو ستصبح كتل عم ال

  • التكاليف والرسوم: بالنسبة لشبكة المفتشين ، يحتاجون إلى مشاركة مبلغ معين من الرموز (أكبر من رسوم الغاز) لتقديم أدلة على العقد الذكي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي استخدام براهين المعرفة الصفرية (ZKP) إلى تقليل التكاليف المرتبطة بهذه البراهين. بموجب آلية التأمين ، تذهب الأقساط التي تدفعها العقد الخفيفة إلى مزودي البيانات ، بينما تأخذ شبكة المفتشين جزءا من الأرباح المصادرة من مقدمي الخدمات الضارين.
  • توافر البيانات: مقدمو البيانات في الأساس عقد كامل. بالإضافة إلى المشاركة في شبكة طبقة الاتفاق، يمكنهم أيضًا التحقق من توافر البيانات. هناك خطةان للتحقق من التوافر: نموذج الاسترجاع ونموذج الدفع. يشمل نموذج الاسترجاع عقدًا خفيفًا يأخذ عينات بشكل عشوائي من البيانات التي ترسلها العقود الكاملة. يشمل نموذج الدفع منتجي الكتل توزيع كتل مختلفة لمقدمي البيانات. يتحمل مقدمو البيانات باستخدام نموذج الاسترجاع مسؤولية الرد على طلبات الأخذ من العينات. يقوم العقد الخفيف بتوجيه البيانات المستلمة إلى العقد/المحققين الموثوق بهم، الذين يحاولون إعادة بناء الكتلة. إذا لم يتمكنوا من ذلك، سيتم معاقبة مقدم البيانات. بروتوكول العقد الخفيف المقترح في هذه الورقة يقدم آلية تأمين، مما يوفر اتجاهًا جديدًا لبحوث توافر البيانات.

ملخص وتقييم

تقدم مخطط العقدة الخفيفة المقترح في هذه الورقة "الأمان القابل للبرمجة" لتلبية الاحتياجات الأمنية في مختلف الحالات. يعطي المخطط الأول الأولوية للأمان الأعلى على حساب زيادة التأخير، بينما يستخدم المخطط الثاني آلية التأمين لتقديم خدمات "التأكيد الفوري" للعقد الخفيفة. تنطبق هذه المخططات في السيناريوهات التي تتطلب نهائية المعاملات، مثل المعاملات الذرية والمعاملات عبر السلاسل الجانبية.

إخلاء المسؤولية:

  1. تمت إعادة طبع هذه المقالة من [شركاء يوريكا]. جميع حقوق الطبع والنشر تنتمي إلى المؤلف الأصلي [عندي، آرثر]. إذا كانت هناك اعتراضات على إعادة الطبع هذه، يرجى الاتصال بالبوابة تعلمالفريق، وسوف يتعاملون معه بسرعة.
  2. إخلاء المسؤولية: الآراء ووجهات النظر الواردة في هذه المقالة هي آراء المؤلف فقط ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
  3. تتم ترجمة المقالة إلى لغات أخرى بواسطة فريق تعلم Gate.io. ما لم يتم ذكره ، يُحظر نسخ أو توزيع أو سرقة المقالات المترجمة.

تيليبورت داو: موازنة أمان التحقق من البيانات والكفاءة - أحدث الممارسات في تصميم العقدة الخفيفة

متقدم7/14/2024, 3:12:39 PM
شاركت TeleportDAO و Eigen Labs مؤخرا في تأليف ورقة تتناول قضايا الأمان والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة في الوصول إلى البيانات على السلسلة والتحقق منها داخل سلاسل إثبات الحصة (PoS). تقدم الورقة حلا جديدا يعزز أمان وكفاءة العقد الخفيفة في بلوكشين PoS من خلال تدابير مختلفة مثل الحوافز الاقتصادية ، وآليات ما قبل الأمن المؤمن عليها ، و "الأمان القابل للبرمجة" القابل للتخصيص ، والفعالية من حيث التكلفة.

لم يُقرأ بالكامل؛ اختصار

نشرت Teleportdao و Eigen Labs مؤخرا ورقة تركز على تحديات الأمان والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة في بلوكتشين إثبات الحصة (POS) عند الوصول إلى البيانات على السلسلة والتحقق منها. تقترح الورقة حلا جديدا لضمان أمن وكفاءة العقد الخفيفة في بلوكتشين نقاط البيع من خلال الحوافز الاقتصادية وآليات ما قبل الأمن المؤمن عليها و "الأمان القابل للبرمجة" القابل للتخصيص والفعالية من حيث التكلفة. هذا النهج المبتكر يستحق المزيد من البحث. ملاحظة: جمعت EiGen Labs ، المطور وراء بروتوكول استعادة Eigenlayer و Eigenda ، أكثر من 150 مليون دولار من شركات رأس المال الاستثماري الشهيرة مثل A16Z و Polychain و Blockchain Capital. تركز Teleportdao ، ومقرها في فانكوفر ، كندا ، على البنية التحتية للاتصالات عبر السلسلة بين سلاسل Bitcoin و EVM العامة. نجح البروتوكول في جمع 9 ملايين دولار من خلال بيع عام على CoinList ، مع مستثمرين بما في ذلك AppWorks و OIG Capital و DefinanceX و Oak Grove Ventures و Candaq Ventures و Ton و Across و Bitsmiley.

مشاكل في تصميم العقدة الخفيفة

حاليا ، في سلاسل الكتل POS (إثبات الحصة) ، يضمن المدققون أمان الشبكة عن طريق قفل قدر معين من الحصة (مثل 32 ETH في Ethereum) للمشاركة في شبكة الإجماع. هذا يعني أن أمن سلاسل الكتل POS محمي اقتصاديا: فكلما زادت الحصة الإجمالية ، ارتفعت التكلفة أو الخسارة المحتملة لأي شخص يحاول مهاجمة الشبكة. تعتمد آلية المصادرة هذه على ميزة تعرف باسم "أمن المساءلة" ، والتي تسمح بمصادرة حصة المدقق إذا وقعوا على دول متضاربة. العقد الكاملة حيوية في الحفاظ على سلامة بلوكشين نقاط البيع. يقومون بتخزين جميع بيانات المعاملات ، والتحقق من توقيعات الإجماع ، والحفاظ على سجل المعاملات الكامل ، وتنفيذ تحديثات الحالة. تتطلب هذه المهام موارد حوسبة كبيرة وأجهزة متقدمة ؛ على سبيل المثال ، يتطلب تشغيل عقدة Ethereum كاملة ما لا يقل عن 2 تيرابايت من تخزين SSD. من ناحية أخرى ، تقلل العقد الخفيفة من متطلبات موارد الحوسبة عن طريق تخزين رؤوس الكتلة فقط ، مما يجعلها مناسبة للتحقق من معاملات / حالات محددة في تطبيقات مثل محافظ الهاتف المحمول والجسور عبر السلسلة. ومع ذلك ، تعتمد العقد الخفيفة على العقد الكاملة للحصول على معلومات الكتلة أثناء التحقق من المعاملة. في الوقت الحالي ، تتركز الحصة السوقية لمقدمي خدمات Node تماما ، مما يضر بالأمان والاستقلال والفورية. تستكشف هذه المقالة حلولا لتحقيق التوازن بين تكاليف الحصول على البيانات وزمن الوصول لتحقيق الأمان الأمثل للعقد الخفيفة.

حلول تصميم عقدة خفيفة موجودة

قدمت Bitcoin التحقق البسيط من الدفع (SPV) كبروتوكول للعقد الخفيفة. يسمح SPV للعقد الخفيفة بالتحقق مما إذا كانت المعاملة مضمنة في كتلة معينة باستخدام دليل Merkle ورؤوس الكتلة. هذا يعني أن العقد الخفيفة تحتاج فقط إلى تنزيل رؤوس الكتلة للتحقق من نهائية المعاملة عن طريق التحقق من عمق الكتلة. وبالتالي ، فإن التكلفة الحسابية للتحقق من إجماع العقدة الخفيفة في Bitcoin منخفضة نسبيا. ومع ذلك ، في سلاسل الكتل POS مثل Ethereum ، تكون عمليات التحقق من الإجماع أكثر تعقيدا بطبيعتها. وهي تنطوي على الحفاظ على مجموعة كاملة من المدققين ، وتتبع تغييرات حصتهم ، وإجراء العديد من عمليات التحقق من التوقيع لشبكة الإجماع. بالإضافة إلى ذلك ، يعتمد أمان Pow Light Node على افتراض أن معظم العقد الكاملة صادقة. للتغلب على قيود SPV ، تقدم FlyClient والبراهين غير التفاعلية لإثبات العمل (Nipopow) إثباتات تكلفة دون خطية للعملاء. ومع ذلك ، فإن هذه الطرق أقل فعالية لنماذج إجماع نقاط البيع.

في سلاسل الكتل POS ، يتم تحقيق الأمن من خلال آلية المصادرة. يفترض هذا النظام أن المشاركين في الإجماع عقلانيون ، مما يعني أنهم لن يهاجموا الشبكة إذا تجاوزت التكلفة أي ربح محتمل. لخفض تكاليف التحقق ، يستخدم بروتوكول العقدة الخفيفة الحالي ل Ethereum لجنة مزامنة مكونة من 512 مدققا تم اختيارهم عشوائيا ، كل منهم يخزن 32 ETH ، لكن عملية التوقيع لا تخضع للمصادرة. وينطوي تصميم عدم المصادرة هذا على عيوب أمنية كبيرة؛ يمكن أن تؤدي التوقيعات غير النزيهة في لجنة المزامنة إلى تضليل العقد الخفيفة لقبول بيانات غير صالحة دون أي عقوبة. حتى مع وجود آلية مصادرة ، فإن الحصة الإجمالية للجنة SYNC صغيرة مقارنة بالمجموعة الواسعة من مدققي Ethereum (أكثر من 1 مليون اعتبارا من مارس 2024). لذلك ، لا توفر هذه الطريقة للعقد الخفيفة أمانا مكافئا لمجموعة مدقق Ethereum. هذا النموذج هو نوع خاص من الحسابات متعددة الأطراف في ظل إعدادات عقلانية ولكنه يفتقر إلى الضمانات الاقتصادية ويفشل في معالجة التهديدات من مزودي البيانات الخبيثين وغير العقلانيين.

لمواجهة تحديات الأمان والكفاءة في عملية تشغيل نظام الحصة المؤكدة ، يقدم بوبوس لعبة مقسمة لتحدي بشكل فعال شجرة ميركل المعادية لتوقيت الحصة المؤكدة. بينما يتم تحقيق الحد الأدنى من متطلبات المساحة وتجنب الحاجة لأن يكون العملاء متصلين على الإنترنت والحفاظ على الحصص ، لا يزال الأمر الخاص بالسماح للعملاء بالانسحاب عن الشبكة وإعادة الانضمام إليها دون تكبد تكاليف كبيرة بدون حل.

يستخدم نهج البحث الآخر الأدلة على عدم المعرفة لإنشاء أدلة موجزة. على سبيل المثال، تسهل مينا وبلومو التحقق الخفيف من التوافق باستخدام مجموعات snark العاكسة وأدلة انتقال الحالة القائمة على snark. ومع ذلك، تفرض هذه الأساليب أعباء حسابية كبيرة على منتجي الكتل لتوليد الأدلة ولا تعالج تعويض العقد الخفيفة عن الخسائر المحتملة. في بروتوكولات pos الأخرى (مثل بروتوكول tendermint في cosmos)، تم استكشاف دور العقد الخفيف في بروتوكول الاتصال بين السلاسل الكتلية (ibc) الخاص بهم. ولكن هذه التنفيذات مصممة خصيصًا للنظم البيئية الخاصة بهم وليست قابلة مباشرة للتطبيق على إيثيريوم أو سلاسل كتل pos الأخرى.

تصميم خطة عقدة خفيفة جديدة

بشكل عام، يتضمن الخطة الجديدة وحدة أمان اقتصادي لتحقيق الأمان البرمجي، مما يتيح للعقد الخفيفة اختيار تصاميم مختلفة استنادًا إلى متطلبات الأمان الخاصة بها. تتبع الافتراضات الأمان مبدأ 1 / n + 1 / m، مما يعني أنه ما دام هناك عقدة صادقة وفعالة واحدة على الأقل في كل من شبكة العقد الكاملة وشبكة المفتش، يمكن للشبكة أن تعمل بشكل صحيح.

الوحدات/الأدوار المشاركة

  • البلوكشين: البروتوكول مبني على بلوكشين قابل للبرمجة بقواعد محددة لنهاية الكتلة. على سبيل المثال، على بلوكشين الإيثيريوم، تعتبر الكتلة نهائية بعد مرور فترتين فرعيتين على الأقل، وعادة ما يستغرق حوالي 13 دقيقة.
  • عقد الحجز الذكي: يتضمن البروتوكول عقدًا للحجز في السلسلة الذكية يتبع التجريدات القياسية للعقود الذكية. يمكنه الوصول إلى هاش الكتلة السابقة في سلسلة الكتل. يمكن لجميع الأطراف إرسال المعلومات إلى هذا العقد.
  • مزودو البيانات: يقوم مزودو البيانات بتشغيل العقد الكاملة وتتبع أحدث حالة للبلوكشين. يتعهدون بالأصول ويقدمون خدمات للتحقق من صحة الحالات المطلوبة من قبل العقد الخفيفة. يقومون بتوقيع جميع البيانات المرسلة إلى العقد الخفيفة بمفاتيح تتوافق مع مفاتيحهم العامة، مما يضمن مصدر البيانات وسلامتها.
  • المفتشون: المفتشون هم عقد كاملة متصلة بعقد خفيفة تساعد في التحقق من البيانات. يمكن لأي شخص أن يصبح مفتشًا وكسب المكافآت عن طريق مراقبة ومعاقبة الأطراف السلوكية. للبساطة ، يفترض الخطة التالية أن تكون كل عقدة خفيفة متصلة بمفتش صادق على الأقل.
  • عقدات خفيفة: تهدف العقدات الخفيفة إلى التحقق مما إذا كانت حالة / عملية معينة مشمولة في سلسلة الكتل بتكلفة أدنى. يتصلون بمجموعة من مزودي البيانات والمفتشين خلال عملية التحقق.
  • الشبكة: تشكل مزودات البيانات شبكة ند لند (P2P) وتستخدم بروتوكول الشائعات لنشر البيانات. تتصل العقد الخفيفة بمزودات البيانات المتعددة لإرسال الطلبات واستلام الردود.

الخطة 1: الأمان أولاً

الخطة 1 تركز على ضمان موثوقية البيانات من خلال فترة تحدي وشبكة مفتشين. بمعنى بسيط، بعد أن تتلقى عقدة خفيفة البيانات الموقعة من قبل مزودي البيانات، تقوم بإعادة إرسال هذه البيانات إلى شبكة المفتشين للمراجعة. إذا تم اكتشاف أي بيانات احتيالية خلال فترة محددة، سيقوم المفتش بإخطار العقدة الخفيفة بأن البيانات غير موثوقة، وسيقوم وحدة المصادرة في العقد الذكي بمصادرة الرموز المراهنة من مزود البيانات. وإلا، يمكن للعقدة الخفيفة الاعتماد على موثوقية البيانات. العملية المحددة لعقدات الضوء لطلب البيانات هي كما يلي:

  1. تحصل العقد الخفيفة على أحدث قائمة لمزودي البيانات من الشبكة الحالية وتسترد العقدة الخفيفة أحدث قائمة لمزودي البيانات من الشبكة الحالية وتحدد فترة التحدي. يرجى ملاحظة أن فترات التحدي مستقلة لكل عقدة خفيفة، ولكن هناك فترة تحدي قصوى تنطبق على جميع العقد الخفيفة. فترة التحدي هي الوقت الأقصى الذي يتوفر فيه شبكة المفتشين للتحقق من موثوقية البيانات، لذلك كلما زادت المدة، زاد تأخير العملية الواحدة.
  2. بعد الحصول على القائمة، تختار العقدة الخفيفة مجموعة من مزودي البيانات وتضمن أن أموالهم المرهونة تتجاوز قيمة المعاملة الحالية. في النظرية، كلما كانت الأموال المرهونة أعلى، زادت تكلفة مزود البيانات للتصرف بشكل خبيث، وتقلل تكلفة الثقة للعقدة الخفيفة.
  3. ترسل العقدة الخفيفة طلب بيانات إلى هذه المجموعة من موفري البيانات ، بما في ذلك رقم الكتلة والحالة المستهدفة (إثبات تضمين المعاملة).
  4. تُجيب موفرات البيانات بالتجزئة عن هاش الكتلة المقابلة وبرهان الاستدراج للمعاملة، جنبًا إلى جنب مع توقيعاتهن.
  5. عند استلام هذه المعلومات، تقوم العقدة الخفيفة بإعادتها إلى شبكة المفتش المتصلة. إذا لم يتم استلام تحذير موثوقية البيانات بنهاية فترة التحدي، تقوم العقدة الخفيفة بالتحقق من التواقيع وفي حال كانت صحيحة، تؤكد موثوقية البيانات.

  1. ومع ذلك، إذا تلقى تحذير من شبكة المفتش، يجب على العقدة الخفيفة التخلص من التواقيع التي تم تلقيها مسبقاً. ستقدم شبكة المفتش دليلاً إلى وحدة المصادرة في العقد الذكي. إذا قام العقد الذكي بالتحقق من حدوث نشاط خبيث، سيتم مصادرة مخاطر مقدم البيانات. نظرًا لأن بعض أو كل مقدمي البيانات المحددين تم معاقبتهم، يحتاج العقدة الخفيفة إلى الحصول على قائمة جديدة لمقدمي البيانات من الشبكة الحالية لتأكيد حدوث حالة المصادرة.

نقاط أخرى:

  • يمكن لأي عقدة كاملة الانضمام إلى شبكة مزودي البيانات أو مغادرتها عن طريق تقديم طلبات "التسجيل" و "السحب" إلى العقد الذكي. هناك حد أدنى من متطلبات التخزين للانضمام إلى شبكة مزود البيانات. بمجرد أن تبدأ العقدة الكاملة في السحب ، تتغير حالتها إلى "يسار" ، ولن تتلقى بعد ذلك طلبات من العقد الخفيفة لمنع السلوك الضار السريع للداخل والخروج. بالإضافة إلى ذلك، تقوم شبكة موفر البيانات بتحديث قائمة الموفرين النشطين بشكل دوري. خلال هذه الفترة ، لا يمكن لموفري البيانات سحب أموالهم ، وستدخل طلبات السحب حيز التنفيذ في نهاية فترة التحديث الحالية. تكرار التحديث أعلى من فترة التحدي القصوى لضمان إكمال جميع اختبارات توفر بيانات العقدة الخفيفة. نظرا لنشاط الشبكة ، تحتاج العقد الخفيفة إلى الحصول على قائمة جديدة من الموفرين النشطين في كل دورة تحديث. إذا تم تمديد دورة التحديث ، يمكن أن تتمتع العقد الخفيفة بعملية تحقق أبسط (عن طريق تقدير القائمة النشطة بناء على طلبات "التسجيل" و "السحب" السابقة) ، ولكن العقد التي ترغب في المغادرة ستواجه انتظارا أطول.
  • عندما تتلقى شبكة المفتشين توقيعات البيانات ، فإنها تتحقق مما إذا كانت التوقيعات تنتمي إلى مزودي البيانات وما إذا كانت البيانات قد "تم تأكيدها نهائيا" في شبكة الإجماع. إذا لم تظهر البيانات على السلسلة الصالحة ، فهناك احتمالان. أولا ، لم يتم تأكيد البيانات أخيرا بواسطة blockchain ، حيث أن السلاسل المختلفة لها قواعد نهائية مختلفة ، مثل مبدأ أطول سلسلة. ثانيا ، المعاملة في كتلة على سلسلة صالحة أخرى. إذا كانت البيانات احتيالية ، فسترسل شبكة المفتش طلب مصادرة إلى العقد الذكي ، بما في ذلك المفتاح العام لمزود البيانات والتوقيع ورقم الكتلة ، إلى جانب إثبات حدث المصادرة لتنبيه عقدة الضوء. سيستخدم العقد الذكي مبادئ نهائية طبقة الإجماع لمقارنة رقم الكتلة المؤكد حاليا بالبيانات المستلمة. إذا لم يتطابقوا ، يتم تشغيل حدث المصادرة. بالإضافة إلى ذلك ، إذا تمت معاقبة مزود البيانات على مجموعة أخرى من طلبات البيانات بعد اختياره بواسطة Light Node ، فستقوم شبكة Inspector Network على الفور بإخطار العقدة الخفيفة بالموثوقية المنخفضة لمزود البيانات ، مما يدفع Light Node إلى الحصول على قائمة جديدة واختيار موفرين آخرين.

تقييم:

  • الأمان: تستخدم عقدة الضوء وحدة الرهن وشبكة المفتش لتحديد تكلفة الإجراءات الخبيثة لمقدمي البيانات الرشيدة وغير الرشيدة، مما يعزز موثوقية البيانات. ومع ذلك، نظرًا لأن البروتوكول بأكمله يعتمد على شبكة الاتفاق (تم اختباره على إيثريوم في هذه الورقة)، فإذا تعرضت طبقة الاتفاق لهجوم، فإن هذا البروتوكول سيواجه أيضًا أزمة ثقة محتملة. لذا، يمكن إدخال آلية سمعة لضمان سلامة النظام في الحالات القصوى.
  • أمان على مستوى العقدة الكاملة: يهدف هذا الحل إلى تقديم افتراضات أمنية مكافئة لنقاط البيع الخاصة ب Ethereum ، مما يعني أن العقد الكاملة يجب أن تتحمل مخاطر المصادرة إذا أدلت ببيانات خاطئة.
  • نشاط الشبكة: إذا كانت الشبكة الحالية تحتوي فقط على عدد قليل من مزودي البيانات العقلانيين ، ستواجه العقدة الخفيفة عدة جولات من التأخيرات. ومع ذلك ، نظرًا لأن كفاءة كل مزود بيانات ليست صفرًا ، يمكن الانتهاء من كل طلب. لذلك ، طالما أن هناك عقدة كاملة عاقلة في الشبكة ، يمكنها الاستمرار في العمل. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن دخل مزودي البيانات مرتبط بمبلغ رهانهم ، فإن هذا يشجع العقد الكاملة على الرهان بزيادة لحماية الشبكة.
  • الكفاءة: يقدر المؤلفون أن مدققي Ethereum سيكونون المستخدمين الرئيسيين المشاركين كمزودي بيانات لأنهم يقومون بالفعل بتشغيل عقد كاملة ويمكنهم كسب دخل إضافي من خلال هذا البروتوكول. قد تحصل المعاملات الصغيرة على بيانات موثوقة من مزود بيانات واحد (تحتاج فقط إلى تحقق واحد للعقدة الخفيفة) ، بينما قد تتطلب المعاملات الكبيرة العديد من مزودي البيانات للحصول على بيانات موثوقة (يزداد عدد عمليات التحقق خطيا مع عدد مقدمي الخدمات).

الخطة 2: التركيز على الكفاءة

الخطة 2 تعتمد على الخطة الأولى من خلال إدخال آلية تأمين للتأكيد السريع للبيانات. ببساطة، بعد أن تحدد العقدة الخفيفة التأمين بناءً على مبلغ السياسة والمدة، يمكن استخدام جزء أو كل رهان مقدم البيانات لتعويض أي خسائر لاحقة تكبدها العقدة الخفيفة نتيجة للبيانات الخبيثة. يتيح هذا للعقدة الخفيفة إنشاء الإيمان الأولي بالبيانات بمجرد استلامها والتحقق من توقيع البيانات من قبل مقدم البيانات. العملية المحددة للعقدة الخفيفة لطلب البيانات هي كما يلي:

  1. تقوم العقدة الخفيفة بحساب الخسارة القصوى المحتملة للمعاملة الحالية ثم تقوم بتحديد مبلغ السياسة والمدة. يجب أن تتجاوز الأموال المراهنة من قبل مزود البيانات في التأمين مبلغ السياسة لضمان تعويض كافي.
  2. تحدد العقدة الخفيفة فترة التحدي للمعاملة. من المهم أن نلاحظ أن فترة السياسة يمكن أن تشمل فحص إدراج عدة معاملات، لذا فإن فترة التحدي الإجمالية التي يختارها العقدة الخفيفة لا يمكن أن تتجاوز فترة السياسة؛ وإلا فقد لا يتم ضمان بعض المعاملات.
  3. بعد اختيار المعلمات (مبلغ السياسة، فترة السياسة، مبلغ الأموال المرهونة من قبل مزود البيانات في التأمين، وقائمة نوايا مزود البيانات)، ترسل العقدة الخفيفة طلبًا إلى العقد الذكي. بعد الانتظار لفترة زمنية نهائية للكتلة، يتحقق مما إذا كان شراء التأمين ناجحًا. إذا فشل ذلك، فقد يكون ذلك بسبب اختيار عقدات خفيفة أخرى لنفس مزود البيانات واستقرت أولاً، مما يؤدي إلى عدم وجود مراهنات متبقية كافية لتلبية الطلب الأصلي.
  4. تقوم العقدة الخفيفة بإرسال طلب بيانات، والذي يتضمن رقم الكتلة، والحالة المستهدفة (دليل الإدراج للمعاملة)، ورقم التأمين.
  5. يُرسل مزود البيانات البيانات والتوقيع، الذي تتحقق منه العقدة الخفيفة وتُحول إلى شبكة المفتش. يتم تأكيد الصفقة مبدئيًا بعد ذلك.
  6. عند استلام البيانات والتوقيع، يتحقق المفتش أولاً من مصداقية البيانات. إذا تم اكتشاف سلوك خبيث، يتم تقديم البرهان إلى العقد الذكي، ويتم معاقبة مزود البيانات المقابل، مع توزيع العقوبة على عقدة الضوء.

نقاط أخرى:

  • الرموز المراهنة من قبل مقدمي البيانات في التأمين مستقلة لطلبات عقدة الضوء المختلفة لمنع مخاطر تعويضات التأمين المتعددة. بمجرد اختيار عقدة الضوء لمقدم بيانات، يقوم العقد الذكي بقفل الرموز المراهنة المقابلة في التأمين، ولا يمكن لعقدات الضوء الأخرى تخصيص هذه المراهنة حتى ينتهي الفترة السياسية. إذا كانت المعاملات مستقلة، يساوي مبلغ السياسة مبلغ المعاملة الأقصى. إذا كانت المعاملات غير مستقلة، يساوي مبلغ السياسة مجموع مبلغ المعاملة. بالنظر إلى نفس المبلغ المراهن، ستختار عقدات الضوء عمومًا أقل عدد ممكن من مقدمي البيانات لضمان كفاءة التحقق.
  • يمكن لمزودي البيانات بدء طلب "سحب" قبل انتهاء فترة التأمين ، ولكن لن يتم استلام مبلغ السحب إلا بعد انتهاء فترة البوليصة.
  • صراحة، يجب أن يكون فترة السياسة أطول من وقت تأكيد الكتلة النهائي + فترة التحدي الإجمالية + تأخير الاتصال + تأخير الحساب/التحقق. كلما تم اختيار مزودي البيانات أكثر، زادت فترة السياسة المطلوبة بناءً على فترة التحدي الإجمالية.

تقييم:

  • قابلية التوسع: تعتمد قابلية التوسع للخطة الثانية على إجمالي عدد الرموز التي يرغب مزودو البيانات في رهنها في التأمين.
  • تكلفة السياسة: نظرًا لأن مستويات الأمان الأعلى مرتبطة بفترة التحدي، يجب على مقدمي البيانات أن يراهنوا لمدة تساوي أو أطول من فترة التحدي. وبالتالي، تؤدي متطلبات الأمان الأعلى إلى فترات رهان أطول وتكاليف أعلى للعقدة الخفيفة. بصيغة الصيغ، تُحسب تكلفة الرهان لمقدمي البيانات كإيرادات عقدة مقدم البيانات / (الاستخدام الرهاني السنوي المتوسط مضروبًا بإجمالي عدد الكتل في السنة). السعر الذي يتعين على العقدة الخفيفة دفعه هو تكلفة الرهان مضروبة بفترة السياسة وحجم السياسة.

فعالية الخطة

أولاً، بالنسبة لكفاءة حساب عقدة الضوء، تُظهر خطط كل من عقدات الضوء كفاءة التحقق على مستوى الجزء من الثانية (حيث تحتاج عقدات الضوء فقط إلى التحقق من البيانات مرة واحدة فقط). ثانيًا، بالنسبة لتأخر عقدة الضوء، بموجب تكوينات تجريبية مختلفة (كما هو موضح في الشكل أدناه)، يكون التأخير أيضًا على مستوى الجزء من الثانية. من المهم ملاحظة أن التأخير يزداد بشكل خطي مع عدد موفري البيانات لكنه يظل دائمًا على مستوى الجزء من الثانية. بالإضافة إلى ذلك، في الخطة الأولى، نظرًا لأن عقدة الضوء تحتاج إلى انتظار نتائج فترة التحدي، فإن التأخير يصل إلى 5 ساعات. إذا كان شبكة المفتشين موثوقة وكفؤة بما فيه الكفاية، يمكن تقليل هذا التأخير لمدة 5 ساعات بشكل كبير.

ثالثًا ، من حيث تكاليف العقدة الخفيفة ، في الواقع ، تتحمل العقد الخفيفة تكلفتين رئيسيتين: رسوم الغاز والاقتطاعات التأمينية ، وكلاهما يزيد مع قيمة السياسة. بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة للمفتشين ، سيتم رد رسوم الغاز المشاركة في تقديم البيانات بواسطة المبلغ المصادر لضمان التحفيزات الكافية للمشاركة.

اتجاهات التوسع

  • مزيد من الضمانات: حاليًا، يراهن مزودو البيانات عملات إثريوم، ولكن يتم حساب معلومات العملية بالدولار الأمريكي. هذا يتطلب من العقد الخفيفة تقييم سعر صرف الإثريوم في كل مرة يحصلون فيها على بيانات لضمان كفاية الضمان. السماح بالعديد من العملات للرهان سيمنح مزودي البيانات خيارات أكثر ويقلل من المخاطر المرتبطة بعملة واحدة.
  • التفويض: يشبه التعدين المشترك، حيث يمكن لبعض المستثمرين التجزئة أن يفوضوا إيثريومهم إلى العقد الكاملة للمشاركة في شبكة مزودي البيانات، مع توزيع الأرباح وفقا لاتفاقاتهم، مما يشبه الإس-دي.
  • ضمان الكتلة: لتجنب فترة انتظار فترة التأكيد النهائية (12-13 ثانية على Ethereum) ، يمكن للعقد الخفيفة استخدام ضمان لتقليل وقت الانتظار هذا. تضيف العقد الخفيفة رمزا / معرفا عند تقديم طلبات البيانات وتحدد نوع الضمان المطلوب (التأكيد النهائي / المقترح). ثم يقدم مقدمو البيانات البيانات المقابلة والتوقيع عند استلام الطلب. إذا فشل مقدمو البيانات في اقتراح كتل بموجب سيناريو "الضمان المقترح" ، معاقبتهم.

ملاحظة: ستتم تثبيت الكتل المقترحة في النهاية أو ستصبح كتل عم ال

  • التكاليف والرسوم: بالنسبة لشبكة المفتشين ، يحتاجون إلى مشاركة مبلغ معين من الرموز (أكبر من رسوم الغاز) لتقديم أدلة على العقد الذكي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي استخدام براهين المعرفة الصفرية (ZKP) إلى تقليل التكاليف المرتبطة بهذه البراهين. بموجب آلية التأمين ، تذهب الأقساط التي تدفعها العقد الخفيفة إلى مزودي البيانات ، بينما تأخذ شبكة المفتشين جزءا من الأرباح المصادرة من مقدمي الخدمات الضارين.
  • توافر البيانات: مقدمو البيانات في الأساس عقد كامل. بالإضافة إلى المشاركة في شبكة طبقة الاتفاق، يمكنهم أيضًا التحقق من توافر البيانات. هناك خطةان للتحقق من التوافر: نموذج الاسترجاع ونموذج الدفع. يشمل نموذج الاسترجاع عقدًا خفيفًا يأخذ عينات بشكل عشوائي من البيانات التي ترسلها العقود الكاملة. يشمل نموذج الدفع منتجي الكتل توزيع كتل مختلفة لمقدمي البيانات. يتحمل مقدمو البيانات باستخدام نموذج الاسترجاع مسؤولية الرد على طلبات الأخذ من العينات. يقوم العقد الخفيف بتوجيه البيانات المستلمة إلى العقد/المحققين الموثوق بهم، الذين يحاولون إعادة بناء الكتلة. إذا لم يتمكنوا من ذلك، سيتم معاقبة مقدم البيانات. بروتوكول العقد الخفيف المقترح في هذه الورقة يقدم آلية تأمين، مما يوفر اتجاهًا جديدًا لبحوث توافر البيانات.

ملخص وتقييم

تقدم مخطط العقدة الخفيفة المقترح في هذه الورقة "الأمان القابل للبرمجة" لتلبية الاحتياجات الأمنية في مختلف الحالات. يعطي المخطط الأول الأولوية للأمان الأعلى على حساب زيادة التأخير، بينما يستخدم المخطط الثاني آلية التأمين لتقديم خدمات "التأكيد الفوري" للعقد الخفيفة. تنطبق هذه المخططات في السيناريوهات التي تتطلب نهائية المعاملات، مثل المعاملات الذرية والمعاملات عبر السلاسل الجانبية.

إخلاء المسؤولية:

  1. تمت إعادة طبع هذه المقالة من [شركاء يوريكا]. جميع حقوق الطبع والنشر تنتمي إلى المؤلف الأصلي [عندي، آرثر]. إذا كانت هناك اعتراضات على إعادة الطبع هذه، يرجى الاتصال بالبوابة تعلمالفريق، وسوف يتعاملون معه بسرعة.
  2. إخلاء المسؤولية: الآراء ووجهات النظر الواردة في هذه المقالة هي آراء المؤلف فقط ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
  3. تتم ترجمة المقالة إلى لغات أخرى بواسطة فريق تعلم Gate.io. ما لم يتم ذكره ، يُحظر نسخ أو توزيع أو سرقة المقالات المترجمة.
Empieza ahora
¡Regístrate y recibe un bono de
$100
!