Les validateurs indépendants sont essentiels à la sécurité, à la décentralisation et à la résistance à la censure d'Ethereum. Ils exécutent des nœuds distribués à travers le monde et ne peuvent pas être facilement influencés. Cependant, ils sont confrontés à plusieurs défis majeurs :

• [ ] Seuil de participation élevé : L'exigence de mise en jeu de 32 ETH constitue un obstacle important pour de nombreux participants potentiels.
• [ ] Coût d'Opportunité : Le capital bloqué est bien supérieur à la perte potentielle due au mauvais comportement des validateurs (c'est-à-dire la réduction).
• Liquidité limitée : les validateurs indépendants ne peuvent pas facilement mettre en jeu leur capital et obtenir un effet de levier tout en exploitant leur validateur.
• [ ]

Pour résoudre ces problèmes, nous proposons le protocole SOLO, qui prend en charge le minage sans autorisation de jetons de liquid staking (LST) pour des parties de l'enjeu qui sont peu susceptibles d'être perdues, même en cas de slashing. Après la mise à niveau de Pectra, cela permet de miner jusqu'à 96,1% de l'enjeu, sauf en cas d'événement de slashing significatif et de pénalités d'inactivité prolongée. Cela réduira le coût d'entrée pour les validateurs indépendants à seulement 1,25 ETH. Le protocole permet également aux validateurs indépendants d'emprunter efficacement contre leurs parties mises en jeu autrement illiquides.

Notre mécanisme crée un LST unifié et homogène pour tous les validateurs, sans avoir recours à la gouvernance, au matériel de confiance (par exemple, SGX) ou à des ensembles d'opérateurs autorisés. Le protocole exploite l'EIP-7002 de Pectra (permettant des retraits de la couche de consensus déclenchés par la couche d'exécution) et l'EIP-7251 (augmentant la flexibilité de la limite de mise en jeu pour les validateurs multi-nœuds en ajustant le "solde effectif maximum"). Les validateurs doivent simplement soumettre leurs informations de retrait au protocole.

Pour contrer les coûts réduits qui pourraient découler d'une attaque de 51% sur Ethereum et empêcher tout validateur unique de prendre le contrôle, le protocole utilise un mécanisme économique anti-centralisation. Cela limite dynamiquement l'effet de levier réalisable, entravant de manière disproportionnée les gros validateurs, visant à empêcher toute entité unique de prendre un contrôle excessif sur Ethereum.

Contexte

Le protocole d'Ethereum utilise deux types d'incitations négatives pour les validateurs: les pénalités et la réduction. Les validateurs qui manquent à leurs devoirs de preuve ou de synchronisation du comité sont pénalisés. Ces pénalités sont relativement légères, permettant aux validateurs de récupérer d'une journée d'arrêt et environ une journée de fonctionnement normal.

Cependant, le slashing est beaucoup plus sévère. Il s'applique aux violations de protocole graves, telles que la proposition ou la preuve de plusieurs blocs pour le même créneau. Cette pénalité se compose de quatre parties:

• [ ] Pénalité initiale : Après la mise à niveau de Pectra, il s'agira d'une réduction de 1 ETH pour chaque 4096 ETH de solde effectif. Pour un validateur de 32 ETH, la perte sera de 0,00781 ETH.
• Pénalité de corrélation pour les événements de réduction à grande échelle : elle est généralement nulle, mais si un tiers ou plus de l'ETH mis en jeu est réduit dans les 18 jours précédant ou suivant la réduction du validateur, la pénalité pourrait épuiser tout le solde du validateur. En cas de réduction de 1 % de l'ETH mis en jeu, un validateur de 32 ETH pourrait perdre jusqu'à 0,96 ETH en pénalités de corrélation.
• [ ] Les pénalités de preuve manquées : Ethereum invalidera automatiquement toutes les preuves d'un validateur pénalisé jusqu'à ce qu'elles soient dans un état retirables, ce qui se produit après 8192 époques. Pour les validateurs de 32 ETH d'aujourd'hui, cette pénalité équivaut à 0,0564 ETH.
• [ ] Pénalité d'omission inactive : Si la chaîne n'a pas été finalisée, un validateur pénalisé encourt des coûts supplémentaires. Un validateur de 32 ETH subira une perte de 0.0157 ETH pour avoir manqué 128 époques.
• [ ]

Si le montant total d'ETH mis en jeu est réduit de jusqu'à 1% et que les omissions inactives n'excèdent pas 128 époques, un validateur de 32 ETH pourrait subir une perte d'environ 1,04 ETH, soit seulement environ 3,25% de leur solde.

Cela signifie que, en dehors des événements de réduction à grande échelle spéciaux, la majorité des ETH détenus par un seul validateur indépendant ne sont pas en danger, même si le validateur se livre à des actes répréhensibles arbitraires.

Travail précédent

Dans ce contexte, de nombreux projets ont exploré la pratique des jetons de liquid staking (LST) :

• Justin Drake a proposé un mécanisme LST pour les validateurs indépendants qui repose sur du matériel de confiance (SGX) pour éviter les pénalités de slashing.
• Dankrad Feist a introduit un système de mise en jeu à deux niveaux avec des couches distinctes pour les fonds sanctionnés et non sanctionnés.
• [ ] Lido permet aux détenteurs d'ETH de « prêter » leur ETH aux opérateurs de nœuds sans que ces opérateurs ne détournent les fonds. Leur « module de validation communautaire » prend en charge une participation sans autorisation pour les validateurs indépendants qui s'engagent avec une garantie.
• [ ] Rocket Pool permet aux validateurs indépendants d'emprunter jusqu'à 24 ETH pour chaque 8 ETH qu'ils fournissent. Cependant, ils doivent également miser des jetons RPL (au moins 10% du montant emprunté) et partager les récompenses des validateurs proportionnellement.
• [ ] frxETH permet aux validateurs individuels anonymes d'emprunter jusqu'à 24 ETH pour chaque 8 ETH fournis, mais les ETH empruntés ne peuvent être utilisés que pour créer de nouveaux validateurs.
• [ ]

Avantages uniques de SOLO pour les validateurs indépendants :

• [ ] Il permet aux validateurs de créer des validateurs avec aussi peu que 1,25 ETH.
• Il prend en charge l'émission d'un seul LST homogène pour n'importe quel validateur sans se fier à un matériel de confiance, à la gouvernance, à un ensemble d'opérateurs autorisés ou à la mise en jeu de jetons supplémentaires.
• [ ] Il indemnise les détenteurs de LST pour la valeur temps de l’ETH et le risque de créances irrécouvrables par le biais de taux de financement basés sur le marché.
• [ ] Aucune modification d'Ethereum n'est nécessaire, à part les mises à jour de Pectra, EIP-7002 et EIP-7251.
• Il compense dynamiquement les risques potentiels posés par une attaque à 51% sur Ethereum, en utilisant un mécanisme qui empêche de manière disproportionnée les gros validateurs d'accumuler des enjeux excessifs.
• [ ]

Vue d'ensemble du protocole

Ce mécanisme s'inspire des systèmes de stablecoin synthétiques tels que RAI. Les opérateurs de nœuds agissent en tant qu'emprunteurs, créant un jeton de Liquid Staking (LST) appelé SOLO contre l'ETH misé par les validateurs, tandis que les détenteurs de SOLO agissent en tant que prêteurs. Si la "dette" en SOLO d'un validateur par rapport à leur mise devient trop élevée, ils seront liquidés et contraints de se retirer. Les taux de financement dynamiques compensent les détenteurs de SOLO pour la valeur temporelle de l'ETH sous-jacent et le risque de mauvaise dette, maintenant le prix du jeton proche de 1 ETH.

Le protocole définit un ratio prêt-valeur (LTV), où le collatéral pour le prêt est le solde effectif du validateur sur la couche de consensus Ethereum, qui change dynamiquement en raison du minting SOLO, du financement, des pénalités ou des récompenses du validateur. Le seuil de liquidation est inférieur au LTV maximal autorisé et est inférieur à 100%.

Nous estimons que le ratio prêt/valeur maximum est de 96,1 %, avec un seuil de liquidation à 96,4 %.

Création et destruction

Pour créer du SOLO, le retrait du validateur doit pointer vers un contrat d'agent contrôlé par le protocole. L'opérateur peut enregistrer le validateur en appelant la fonction d'enregistrement. Ensuite, l'opérateur peut créer du SOLO pour le validateur en appelant la fonction de création. Le protocole fournit également une méthode de « déploiement » pour transférer de manière atomique 32 ETH depuis l'appelant, déployer un nouveau validateur via le contrat de dépôt d'Ethereum, définir le retrait du validateur vers le contrat d'agent, l'enregistrer et créer du SOLO en une seule transaction.

Pour les retraits, les opérateurs initient une sortie complète en déclenchant une sortie volontaire sur la couche de consensus ou en appelant la fonction de retrait. Les retraits partiels ne peuvent être déclenchés que par un retrait, garantissant que le seuil de liquidation n'est pas atteint. Tout comme la liquidation, ces actions reposent sur l'EIP-7002. Après que le retrait est terminé, l'opérateur appelle la fonction de réclamation pour recevoir de l'ETH de l'enjeu.

Liquidation et Slashing

Lorsque le ratio de garantie d'un validateur tombe en dessous de 1, il devient éligible à la liquidation, et la liquidation intervient lorsque son ratio prêt-valeur dépasse le seuil de liquidation. Une fois que les conditions sont remplies, n'importe qui peut déclencher le processus de liquidation en appelant la méthode de liquidation sur le validateur. Cet appel déclenche le retrait du validateur. Après que le retrait soit effectué, le contrat met aux enchères les ETH reçus aux détenteurs de SOLO pour rembourser la dette du validateur. Tout excédent d'ETH peut être restitué au validateur (ou retenu par le protocole en tant que frais de liquidation). Au-delà de la compensation des sanctions, les détenteurs de SOLO supportent le risque de mauvaises dettes. À la fin du processus de sanctions, le protocole reçoit tous les ETH mis en jeu restants du validateur sanctionné. Le protocole met ensuite aux enchères les ETH pour les échanger contre des SOLO afin de rembourser la dette du validateur sanctionné, ce qui suit un processus similaire à la liquidation.

Taux de financement

Nous proposons un taux de financement dynamique basé sur le marché. Les créateurs de SOLO (débiteurs) paient ce taux aux détenteurs de SOLO (prêteurs). Il fonctionne en augmentant proportionnellement la dette, et les détenteurs de SOLO bénéficient d'un rebase continu de jetons (similaire à stETH de Lido). Si le prix de SOLO tombe en dessous de 1 ETH, le taux de financement augmente, rendant SOLO plus attrayant à détenir. À l'inverse, si le prix de SOLO dépasse 1 ETH, le taux de financement diminue, réduisant l'attractivité de la détention de SOLO. Dans des cas extrêmes où SOLO reste en dessous de 1 ETH pendant une période prolongée, le taux de financement augmentera finalement à un niveau qui entraînera la liquidation de toutes les positions. Le taux peut être plafonné à 0 %, sans ajustement négatif.

Pour éviter un découplage prolongé, le protocole permet la frappe infinie de SOLO à un ratio de 1:1 par rapport à l’ETH natif tant que le taux de financement est de 0 %. N’importe qui peut échanger des SOLO contre des ETH sur une base de 1:1 dans ces conditions. Cette réserve d’EPF doit être épuisée avant que le taux de financement ne puisse dépasser 0%.

En pratique, toute augmentation des rendements du protocole peut déclencher une forte demande de SOLO, ce qui à son tour fait augmenter le taux de financement. L'inverse est également vrai. Avec des seuils plus bas, ce mécanisme d'auto-équilibrage devient plus efficace. Néanmoins, SOLO permet aux validateurs de déployer des fonds empruntés dans des opportunités à rendement plus élevé tout en continuant à exploiter leurs validateurs. Si ces rendements, combinés aux récompenses des validateurs, dépassent le coût du capital, cela peut être une stratégie potentiellement rentable.

Validateur (Mécanisme Anti-Centralisation)

Cette solution adopte un modèle de prêt flash, permettant aux utilisateurs de déployer directement des validateurs via des DEX et des services de prêt flash. Avec un ratio LTV maximal de 96,1 %, le montant minimum requis est d'environ 1,25 ETH, ce qui réduit considérablement le coût pour les validateurs indépendants.

En réduisant le coût de la création de validateurs, le protocole favorise la décentralisation et une augmentation des petits validateurs. Cependant, cela pourrait également réduire le coût de l'accumulation de grosses parts, ce qui pourrait même poser un risque pour Ethereum en cas d'attaque réussie à 51 %. En théorie, à la fois les attaquants et les utilisateurs honnêtes peuvent bénéficier de ce protocole, mais les attaquants en collusion sont plus susceptibles d'exploiter cet avantage de manière efficace. Pour atténuer ce risque, nous proposons un mécanisme anti-centralisation : un ajustement dynamique de l'effet de levier qui abaisse automatiquement le ratio prêt-valeur maximum à mesure que la part du protocole dans l'ETH total mis en jeu augmente.

Considérez le « LTV marginal » d'un seul validateur - le ratio entre la quantité de SOLO créée pour chaque nouvelle unité d'ETH mis en jeu en tant que garantie. Pour ceux qui n'ont pas encore utilisé le protocole, leur LTV marginal est égal au LTV maximum. Mais pour ceux qui ont déjà utilisé le protocole (en particulier les participants à grande échelle), le calcul est différent. En raison du mécanisme anti-centralisation, chaque unité supplémentaire de garantie déposée augmente le LTV de l'intégralité de leur mise, ce qui les oblige à déposer une garantie supplémentaire pour soutenir leur dette SOLO existante. Cela signifie que le LTV marginal pour les grands validateurs est en réalité inférieur à celui des plus petits validateurs. Les utilisateurs qui ont déjà utilisé une grande quantité de garantie font face à un LTV marginal inférieur par rapport aux utilisateurs plus petits. Le graphique ci-dessous illustre les deux effets du mécanisme anti-centralisation. La ligne rouge représente le LTV marginal pour les petits stakers utilisant SOLO en fonction du pourcentage total mis en jeu utilisant SOLO. La ligne bleue montre le LTV marginal pour les stakers qui contrôlent déjà la moitié de l'offre de SOLO.

Importamment, ce mécanisme ne repose sur aucun mécanisme anti-sybil basé sur l'identité. Les attaquants ne peuvent pas l'éviter en répartissant leurs avoirs entre plusieurs validateurs ou en consolidant une grande quantité d'ETH dans un seul validateur. Ce mécanisme anti-centralisation offre un désincitatif économique pour les grands stakers accumulant des parts via SOLO.

SOLO adresse les principaux défis auxquels sont confrontés les validateurs indépendants : des barrières à l'entrée élevées et une liquidité limitée pour leurs actifs mis en jeu. En résumé, nous pensons que ce mécanisme peut rendre la validation en solo plus attrayante.

Avertissement :

1. Cet article est reproduit à partir de [ foresightnews]. Les droits d'auteur appartiennent à l'auteur original [Caire & Diego, ethresear.ch]. Si vous avez des objections à la reproduction, veuillez contacter Équipe d'apprentissage Gatel'équipe s'en occupera dès que possible selon les procédures pertinentes.
2. Avertissement : Les points de vue et opinions exprimés dans cet article ne représentent que les points de vue personnels de l'auteur et ne constituent pas un conseil en investissement.
3. L'équipe de Gate Learn a traduit l'article dans d'autres langues. La copie, la distribution ou le plagiat des articles traduits est interdit sauf mention contraire.