Khám phá An toàn và Hiệu quả trong Thiết kế Nút Nhẹ

Người mới bắt đầu5/29/2024, 1:15:17 AM
Một bài báo được công bố chung bởi TeleportDAO và Eigen Labs khám phá vấn đề về an ninh và hiệu suất mà các nút nhẹ gặp phải trong các chuỗi khối chứng minh cổ phần (PoS) và đề xuất một giải pháp mới. Thông qua động lực kinh tế, cơ chế bảo hiểm trước an ninh và "an ninh có thể lập trình", nó nhằm mục tiêu cải thiện sự an toàn và hiệu suất của các nút nhẹ, điều này rất quan trọng đối với sự phát triển của giao tiếp qua chuỗi và công nghệ chuỗi khối.

Chuyển tiếp Tiêu Đề Gốc 'TeleportDAO: Sự Đối Đầu giữa An Toàn và Hiệu Quả của Xác Thực Dữ Liệu - Thực Hành Thiết Kế Node Nhẹ Mới Nhất'

Tóm tắt;

TeleportDAO và Eigen Labs gần đây đã cùng xuất bản một bài báo tập trung vào những thách thức về bảo mật và hiệu quả mà các nút ánh sáng phải đối mặt khi truy cập và xác minh dữ liệu trên chuỗi trong các blockchain bằng chứng cổ phần (PoS). Bài viết này đề xuất một giải pháp mới để đảm bảo tính bảo mật và hiệu quả của các nút ánh sáng trong các blockchain PoS thông qua một loạt các biện pháp như khuyến khích kinh tế và các cơ chế bảo mật trước được bảo hiểm, cũng như "bảo mật có thể lập trình" tùy chỉnh và hiệu quả chi phí. Nó rất hướng tới tương lai và đáng để nghiên cứu chuyên sâu.

Lưu ý: Eigen Labs là nhà phát triển đằng sau các giao thức Restaking EigenLayer và EigenDA. Eigen Labs hiện đã huy động hơn 150 triệu đô la Mỹ từ các cơ quan vốn rủi ro nổi tiếng như a16z, Polychain và Blockchain Capital.

TeleportDAO đặt trụ sở tại Vancouver, Canada. Đây là một dự án cơ sở hạ tầng giao tiếp qua chuỗi chéo tập trung vào các chuỗi công cộng Bitcoin và EVM. Giao thức đã thành công trong việc huy động 9 triệu đô la trong một vòng bán hàng và tài trợ công khai thông qua Coinlist. Vòng tài trợ này đã nhận sự tham gia từ nhiều nhà đầu tư bao gồm Appworks, OIG Capital, DefinanceX, Oak Grove Ventures, Candaq Ventures, TON, Across và bitSmiley.

Vấn Đề Hiện Tại Trong Thiết Kế Nút Nhẹ

Hiện tại, trong các blockchain PoS, các trình xác thực tham gia vào mạng lưới đồng thuận bằng cách khóa một lượng cổ phần nhất định (chẳng hạn như 32 ETH trong Ethereum) để đảm bảo an ninh mạng. Do đó, bản chất của bảo mật blockchain PoS được bảo vệ bởi kinh tế, nghĩa là tổng số cổ phần càng lớn thì chi phí hoặc tổn thất cần thiết để tấn công mạng đồng thuận càng lớn. Việc thực hiện cơ chế cắt giảm này dựa trên một tính năng gọi là "an toàn trách nhiệm giải trình", nghĩa là, nếu trình xác thực ký trạng thái xung đột, cổ phần có thể bị cắt giảm.

Các nút đầy đủ đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì tính toàn vẹn của blockchain PoS. Chúng lưu trữ tất cả thông tin giao dịch khối, xác minh chữ ký đồng thuận, sao chép bản sao hoàn chỉnh lịch sử giao dịch và thực hiện cập nhật trạng thái. Các quy trình này đòi hỏi rất nhiều tài nguyên tính toán và phần cứng phức tạp. Ví dụ: chạy một nút Ethereum đầy đủ yêu cầu ít nhất 2 TB dung lượng lưu trữ SSD. Ngược lại, các nút ánh sáng làm giảm yêu cầu tài nguyên máy tính và chỉ lưu trữ các tiêu đề khối, vì vậy chúng chỉ phù hợp với các tình huống trong đó các giao dịch / trạng thái cụ thể được xác minh, chẳng hạn như ví di động và cầu nối chuỗi chéo. Ngoài ra, light node dựa vào full node để cung cấp thông tin khối khi xác minh giao dịch, tuy nhiên thị phần hiện tại của các nhà cung cấp dịch vụ node tương đối tập trung nên không thể đảm bảo đầy đủ tính bảo mật, độc lập và tức thời. Do đó, bài viết này khám phá sự đánh đổi giữa chi phí thu thập dữ liệu và độ trễ cho các nút ánh sáng để đạt được bảo mật tối ưu.

Giải pháp thiết kế Nút Ánh Sáng Hiện Tại

Bitcoin giới thiệu Simple Payment Verification (SPV) như là giao thức nút nhẹ của mình. SPV cho phép các nút nhẹ sử dụng Merkle Proof và block headers để xác minh xem giao dịch có được bao gồm trong một khối cụ thể hay không. Do đó, các nút nhẹ chỉ cần tải xuống block header của blockchain để xác minh tính chắc chắn của giao dịch bằng cách kiểm tra sâu độ của khối. Trong trường hợp này, chi phí tính toán để xác minh sự đồng thuận bởi các nút nhẹ trong Bitcoin là tương đối thấp. Tuy nhiên, trong các blockchain PoS như Ethereum, việc thiết kế kiểm tra sự đồng thuận inherently phức tạp hơn. Nó liên quan đến việc duy trì toàn bộ tập hợp các validators, theo dõi sự thay đổi cổ phần của họ, và thực hiện nhiều kiểm tra chữ ký cho mạng đồng thuận. Mặt khác, sự an toàn của các nút nhẹ PoW phụ thuộc vào giả định rằng hầu hết các nút đầy đủ là trung thực. Để giải quyết các hạn chế của SPV, FlyClient và Non-Interactive Proof of Work (NiPoPoW) chứng minh các khối này cho các khách hàng với chi phí sublinear. Tuy nhiên, khả năng áp dụng của chúng đối với mô hình đồng thuận PoS là yếu.

Ngược lại, các chuỗi khối PoS đạt được tính bảo mật thông qua cơ chế cắt giảm. Hệ thống dựa vào việc các bên tham gia đồng thuận là hợp lý và không tấn công mạng nếu chi phí của cuộc tấn công vượt quá bất kỳ lợi nhuận tiềm năng nào. Để giảm chi phí xác minh, giao thức nút nhẹ hiện tại của Ethereum dựa vào một ủy ban đồng bộ bao gồm 512 người kiểm chứng Ethereum được chọn ngẫu nhiên, mỗi người cược 32 Ethereum, nhưng quá trình ký sẽ không bị phạt. Thiết kế không thể cắt giảm này có một lỗ hổng bảo mật lớn, và chữ ký không trung thực trong ủy ban đồng bộ có thể đánh lừa các nút nhẹ để chấp nhận dữ liệu không hợp lệ mà không bị trừng phạt. Ngay cả khi có cơ chế cắt giảm, tổng cược của Ủy ban Đồng bộ vẫn nhỏ so với hồ bơi người kiểm chứng Ethereum rất lớn (tính đến tháng 3 năm 2024, số lượng người kiểm chứng Ethereum đã vượt quá 1 triệu). Do đó, cách tiếp cận này không thể cung cấp cho các nút nhẹ tính bảo mật tương đương với tập người kiểm chứng Ethereum. Mô hình này đại diện cho một biến thể đặc biệt của tính toán đa bên trong một môi trường hợp lý, nhưng không thể cung cấp các cam kết dựa trên kinh tế hoặc giải quyết các mối đe dọa từ các nhà cung cấp dữ liệu độc ác, không hợp lý.

Để giải quyết các thách thức về bảo mật và hiệu suất trong quá trình khởi động PoS, PoPoS giới thiệu một trò chơi phân đoạn để thách thức hiệu quả cây Merkle đối thủ của thời gian PoS. Trong khi họ đạt được lượng dấu vết tối thiểu và tránh yêu cầu khách hàng luôn luôn trực tuyến và gắn kết, vấn đề về việc cho phép khách hàng ngắt kết nối mà không phải chịu chi phí đáng kể để tham gia lại mạng vẫn chưa được giải quyết.

Một cách tiếp cận nghiên cứu khác tập trung vào việc sử dụng các bằng chứng không có kiến thức để tạo ra các bằng chứng ngắn gọn. Ví dụ: Mina và Plumo tạo điều kiện hiệu quả cho việc xác minh sự đồng thuận nhẹ bằng cách sử dụng thành phần SNARK đệ quy và bằng chứng chuyển đổi trạng thái dựa trên SNARK. Tuy nhiên, những cách tiếp cận này áp đặt một gánh nặng tính toán đáng kể cho các nhà sản xuất khối để tạo ra bằng chứng và chúng không giải quyết vấn đề bù đắp các nút ánh sáng cho các tổn thất tiềm năng. Trong bối cảnh của các giao thức PoS khác, chẳng hạn như giao thức Tendermint được sử dụng trong Cosmos, vai trò của các nút ánh sáng được khám phá trong giao thức Giao tiếp liên Blockchain (IBC) của chúng. Tuy nhiên, các triển khai này dành riêng cho hệ sinh thái tương ứng của chúng và không áp dụng trực tiếp cho Ethereum hoặc các blockchain PoS khác.

Thiết Kế Nút Ánh Sáng Mới

Nói chung, giải pháp mới giới thiệu một mô-đun bảo mật kinh tế để đạt được “bảo mật có thể lập trình”, và các nút nhẹ có thể quyết định về các thiết kế giải pháp khác nhau dựa trên nhu cầu bảo mật của riêng họ. Giả định bảo mật cơ bản là 1/N + 1/M, tức là, miễn là có một nút trung thực và hợp lệ trong nút đầy đủ và mạng người khởi tố, thì hoạt động bình thường của mạng có thể được đảm bảo.

  • Blockchain: Giao thức được xây dựng trên một blockchain có thể lập trình được, và các quy tắc để hoàn tất các khối là xác định. Ví dụ, trên blockchain Ethereum, việc hoàn tất một khối yêu cầu ít nhất hai kỷ nguyên kế tiếp, thường mất khoảng 13 phút.
  • Hợp Đồng Slashing: Giao thức bao gồm một hợp đồng slashing trên chuỗi đáp ứng tiêu chuẩn trừu tượng của hợp đồng thông minh. Nó có quyền truy cập vào hash khối của khối trước đó trong blockchain. Tất cả các bên đều có thể gửi tin nhắn đến hợp đồng này.
  • Nhà Cung Cấp Dữ Liệu: Nhà cung cấp dữ liệu chạy các nút đầy đủ và theo dõi trạng thái mới nhất của chuỗi khối. Họ cam kết tài sản và cung cấp dịch vụ để xác minh tính hợp lệ của trạng thái được yêu cầu bởi các nút nhẹ. Họ ký tất cả dữ liệu gửi đến các nút nhẹ bằng khóa bí mật tương ứng với khóa công khai của họ, từ đó xác minh nguồn và tính toàn vẹn của dữ liệu.
  • Các Vị Trí Viên: Các vị trí viên là các nút đầy đủ được kết nối với các nút nhẹ để hỗ trợ trong việc xác minh dữ liệu. Bất kỳ ai cũng có thể trở thành một vị trí viên và có lợi nhuận bằng cách theo dõi và cắt giảm các bên hành vi không đúng. Để đơn giản, kế hoạch sau đây giả định rằng mỗi nút nhẹ được kết nối ít nhất với một vị trí viên trung thực.
  • Nút nhẹ: Một nút nhẹ xác minh xem một trạng thái/giao dịch cụ thể có được bao gồm trong chuỗi khối với chi phí thấp nhất hay không. Trong quá trình xác minh, nút nhẹ kết nối với một nhóm các nhà cung cấp dữ liệu và người kiện cáo.
  • Mạng: Các nhà cung cấp dữ liệu hình thành một mạng ngang hàng (p2p) và sử dụng giao thức Gossip để phổ biến dữ liệu. Các nút nhẹ kết nối với một số nhà cung cấp dữ liệu để gửi yêu cầu và nhận phản hồi.

Tùy chọn 1: An toàn là ưu tiên hàng đầu

Tùy chọn 1 chủ yếu đạt được tính minh bạch dữ liệu thông qua việc giới thiệu một thời kỳ thách thức và mạng lưới người kiện. Đơn giản, sau khi nút nhẹ nhận dữ liệu được ký bởi nhà cung cấp, nó gửi phần dữ liệu này đến mạng lưới người kiện để xem xét. Trong một khoảng thời gian nhất định, nếu có gian lận dữ liệu, người kiện sẽ nhắc nhở nút nhẹ rằng dữ liệu không đáng tin cậy, và mô-đun phạt của hợp đồng thông minh sẽ phạt các token cam kết của nhà cung cấp. Ngược lại, nút nhẹ có thể tin tưởng tính minh bạch của các dữ liệu này.

Quá trình cụ thể của nút nhẹ yêu cầu dữ liệu:

  1. Nút nhẹ nhận được danh sách nhà cung cấp dữ liệu mới nhất từ mạng hiện tại và xác định một giai đoạn thách thức. Đáng chú ý rằng giai đoạn thách thức này là độc lập giữa các nút nhẹ khác nhau, nhưng giới hạn trên của giai đoạn thách thức áp dụng cho tất cả các nút nhẹ. Giai đoạn thách thức là thời gian dài nhất mà mạng người khởi tố kiểm tra tính minh bạch của dữ liệu, vì vậy càng lâu thì độ trễ cho mỗi giao dịch cũng càng lớn.
  2. Sau khi nhận được danh sách, nút sáng sẽ chọn một nhóm nhà cung cấp dữ liệu và đảm bảo rằng số tiền cược của họ lớn hơn giá trị của giao dịch hiện tại. Lý thuyết, càng cao số tiền cược, chi phí vi phạm của nhà cung cấp dữ liệu càng cao, và chi phí tin cậy của nút sáng càng thấp.
  3. Nút ánh sáng gửi yêu cầu dữ liệu tương ứng đến nhóm các nhà cung cấp dữ liệu này, bao gồm số khối tương ứng và trạng thái mục tiêu (chứng minh sự bao gồm của giao dịch này).
  4. Nhà cung cấp dữ liệu gửi mã khối tương ứng và chứng minh sự bao gồm của giao dịch, và ký kèm một chữ ký.
  5. Sau khi nút nhẹ nhận được các tài liệu được đề cập ở trên, nó sẽ chuyển tiếp chúng đến mạng lưới công tố viên hiện tại mà nó đang kết nối. Nếu không nhận được cảnh báo đáng tin cậy về dữ liệu sau khi kết thúc thời gian thách thức, nút nhẹ sẽ xác minh chữ ký này và vượt qua kiểm tra độ tin cậy dữ liệu nếu không có lỗi.

  1. Nhưng nếu một cảnh báo được nhận từ mạng lưới người khởi tố, nút nhẹ cần loại bỏ chữ ký đã nhận trước đó. Mạng lưới người khởi tố sẽ nộp bằng chứng liên quan cho mô-đun hình phạt của hợp đồng thông minh. Nếu hợp đồng thông minh phát hiện ra rằng vi phạm thực sự đã xảy ra sau khi kiểm tra dữ liệu, số cược của nhà cung cấp dữ liệu tương ứng sẽ bị phạt. Khi một phần / tất cả các nhà cung cấp dữ liệu đã được phạt, nút nhẹ cần lấy lại một danh sách mới của các nhà cung cấp dữ liệu từ mạng lưới hiện tại để xác nhận rằng sự kiện cắt giảm đã thực sự xảy ra.

Những điểm khác:

  • Bất kỳ nút đầy đủ nào cũng có thể tham gia hoặc rời khỏi mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu bằng cách bắt đầu các yêu cầu "đăng ký" và "rút tiền" đối với hợp đồng thông minh. Có ngưỡng đặt cọc tối thiểu để đăng ký tham gia vào mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu. Khi một nút đầy đủ chọn bắt đầu rút tiền, trạng thái của chúng trong mạng sẽ ngay lập tức thay đổi thành "rời đi" và chúng không còn có thể nhận được yêu cầu từ các nút ánh sáng, để ngăn chặn hành vi độc hại tiềm ẩn của việc vào và ra nhanh chóng. Ngoài ra, mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu cập nhật danh sách các nhà cung cấp dữ liệu hiện đang hoạt động theo chu kỳ, trong đó các nhà cung cấp dữ liệu không thể nhận được tiền rút. Yêu cầu rút tiền sẽ có hiệu lực trong khối cuối cùng của chu kỳ cập nhật hiện tại và tần suất cập nhật sẽ cao hơn giới hạn thời gian thử thách để đảm bảo rằng tất cả các thử nghiệm tính khả dụng của dữ liệu nút ánh sáng đã được hoàn thành. Do hoạt động của mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu, các nút ánh sáng cần lấy lại danh sách các nhà cung cấp hiện đang hoạt động mỗi khi mạng được cập nhật. Nếu chu kỳ cập nhật được kéo dài, các nút nhẹ có thể tận hưởng quy trình xác minh hợp lý hơn (bằng cách ước tính danh sách hoạt động hiện tại thông qua các yêu cầu "đăng ký" và "rút tiền" của chu kỳ trước), nhưng các nút muốn rời đi sẽ phải đối mặt với thời gian chờ đợi lâu hơn.
  • Khi nhận được chữ ký dữ liệu, mạng lưới công tố viên kiểm tra xem chữ ký có thuộc về nhà cung cấp dữ liệu hay không và đánh giá xem dữ liệu đã được "xác nhận cuối cùng" trong mạng đồng thuận hay chưa. Nếu dữ liệu không xuất hiện trên một chuỗi hợp lý, có hai khả năng. Đầu tiên, dữ liệu vẫn chưa được xác nhận cuối cùng bởi blockchain hiện tại, các chuỗi khác nhau có các quy tắc cuối cùng khác nhau, chẳng hạn như nguyên tắc chuỗi dài nhất. Thứ hai, giao dịch nằm trong một khối của một chuỗi hợp lý khác. Nếu dữ liệu trên bị phát hiện là giả mạo, mạng công tố viên sẽ gửi yêu cầu cắt giảm đến hợp đồng thông minh, bao gồm khóa công khai của nhà cung cấp dữ liệu, chữ ký của nhà cung cấp dữ liệu, số khối, đồng thời gửi bằng chứng về sự kiện chém để nhắc nhở nút ánh sáng. Khi nhận được dữ liệu này, hợp đồng thông minh đo lường xem số khối hiện tại cuối cùng được xác nhận có phù hợp với dữ liệu nhận được theo nguyên tắc cuối cùng của lớp đồng thuận hay không. Nếu chúng không nhất quán, thì sự kiện chém được kích hoạt. Hơn nữa, nếu một nhà cung cấp dữ liệu được chọn bởi nút ánh sáng bị cắt giảm vì một nhóm yêu cầu dữ liệu khác, mạng công tố viên sẽ nhanh chóng gửi sự kiện cắt giảm để nhắc nhở nút ánh sáng rằng độ tin cậy dữ liệu của nhà cung cấp dữ liệu thấp và nút ánh sáng sau đó sẽ lấy lại danh sách và chọn các nhà cung cấp khác.

Đánh giá:

  • Bảo mật: Nút nhẹ xác định chi phí của hành vi độc hại đối với các nhà cung cấp dữ liệu hợp lý và không hợp lý thông qua mô-đun đặt cược và mạng lưới người kháng cáo, tăng cường tính minh thạch của dữ liệu. Tuy nhiên, vì toàn bộ giao thức dựa trên mạng lưới đồng thuận (bài báo này thử nghiệm trên Ethereum), một khi lớp đồng thuận bị tấn công, giao thức cũng có thể đối mặt với nguy cơ khủng hoảng tin cậy tiềm ẩn. Do đó, một cơ chế danh tiếng có thể được giới thiệu thêm để đảm bảo rủi ro hệ thống trong các tình huống cực đoan.
  • Bảo mật cấp Nút đầy đủ: Kế hoạch này nhằm cung cấp bảo mật tương đương với giả định PoS của Ethereum, nghĩa là, các nút đầy đủ cần chịu rủi ro bị cắt giảm vì đưa ra các tuyên bố sai lầm.
  • Hoạt động Mạng: Nếu mạng hiện tại chỉ có một vài nhà cung cấp dữ liệu hợp lý, nút nhẹ sẽ phải đối mặt với nhiều vòng trễ, nhưng vì lưu lượng của mỗi nhà cung cấp dữ liệu không phải là không, mỗi yêu cầu sẽ luôn được hoàn thành. Do đó, miễn là mạng có một nút đầy đủ hợp lý, nó có thể đảm bảo mạng có thể tiếp tục hoạt động. Đồng thời, với doanh thu của nhà cung cấp dữ liệu liên kết với lượng cược, điều này cũng khuyến khích các nút đầy đủ bảo vệ mạng bằng cách cược nhiều hơn là cần thiết.
  • Hiệu suất: Nhóm tác giả của bài viết dự đoán rằng các nút xác thực Ethereum là người dùng chính tham gia cung cấp dữ liệu, vì các nút xác thực đã chạy đầy đủ nút và có thể kiếm thêm thu nhập thông qua giao thức này. Các giao dịch nhỏ có thể nhận được dữ liệu đáng tin cậy thông qua một nhà cung cấp dữ liệu duy nhất (nút nhẹ chỉ cần xác minh một lần), trong khi các giao dịch lớn có thể cần nhiều nhà cung cấp dữ liệu để nhận dữ liệu đáng tin cậy (số lần xác minh tăng tuyến tính theo số nhà cung cấp).

Tùy chọn 2: Hiệu quả đầu tiên

Giải pháp 2 thực hiện xác nhận dữ liệu nhanh chóng bằng cách đề xuất một cơ chế bảo hiểm dựa trên Giải pháp 1. Đơn giản, sau khi nút nhẹ xác định bảo hiểm theo số tiền và thời gian của chính sách, một phần/toàn bộ của cam kết từ bên cung cấp dữ liệu có thể được hoàn lại cho các tổn thất sau này của nút nhẹ do hiểu biết dữ liệu. Do đó, sau khi nút nhẹ nhận và xác minh chữ ký dữ liệu được cung cấp bởi bên cung cấp, nó có thể xác định uy tín ban đầu của dữ liệu.

Quy trình cụ thể của nút sáng yêu cầu dữ liệu:

  1. Nút nhẹ tính toán mức tiềm năng mất mát tối đa của giao dịch hiện tại, sau đó đặt số tiền bảo hiểm và thời gian bảo hiểm. Số tiền kêu gọi cam kết bởi nhà cung cấp dữ liệu cho bảo hiểm phải lớn hơn số tiền bảo hiểm để đảm bảo đủ số tiền trả nợ.
  2. Nút nhẹ xác định thời gian thách thức cho giao dịch. Đáng chú ý rằng thời kỳ chính sách có thể bao gồm kiểm tra sự bao gồm của nhiều giao dịch, do đó tổng thời gian thách thức được chọn bởi nút nhẹ không thể vượt quá thời kỳ chính sách, nếu không một số giao dịch có thể không được bao gồm.
  3. Sau khi chọn các thông số (số tiền bảo hiểm, thời hạn bảo hiểm, số tiền cam kết bởi người cung cấp dữ liệu cho bảo hiểm, danh sách các nhà cung cấp dữ liệu dự kiến), nút nhẹ có thể gửi yêu cầu đến hợp đồng thông minh. Sau đó, sau khi chờ thời gian xác nhận cuối cùng của khối, nó có thể xác minh xem việc mua bảo hiểm có thành công hay không. Nếu thất bại, có thể vì các nút nhẹ khác cũng đã chọn nhà cung cấp dữ liệu và giải quyết trước, vì vậy số tiền cam kết còn lại không đủ để khớp với nhu cầu ban đầu của anh ấy.
  4. Nút ánh sáng gửi một yêu cầu dữ liệu, bao gồm số bảo hiểm cùng với số khối và trạng thái mục tiêu (bằng chứng bao gồm giao dịch).
  5. Nhà cung cấp dữ liệu gửi dữ liệu và chữ ký, nút nhẹ xác minh chữ ký và chuyển tiếp nó đến mạng lưới công tố viên, sau đó giao dịch đã được xác nhận sơ bộ.
  6. Sau khi nhận dữ liệu và chữ ký, cơ tố tổng sẽ ban đầu xác minh tính minh bạch của dữ liệu. Nếu có hành vi độc hại nào, cơ tố tổng sẽ trình bày bằng chứng cho hợp đồng thông minh và áp đặt một khoản phạt cho nhà cung cấp dữ liệu tương ứng, được phân phối cho các nút nhẹ.

Những điểm khác:

  • Các token bảo hiểm gửi của nhà cung cấp dữ liệu là độc lập với nhau giữa các yêu cầu nút nhẹ khác nhau để ngăn ngừa rủi ro của nhiều lần thanh toán bảo hiểm. Sau khi nút nhẹ chọn nhà cung cấp dữ liệu, hợp đồng thông minh sẽ khóa các token tương ứng đã cam kết để bảo hiểm, và các nút nhẹ khác sẽ không thể phân bổ phần cam kết này trước khi kết thúc thời kỳ bảo hiểm. Nếu các giao dịch là độc lập, số tiền bảo hiểm sẽ giống như số tiền giao dịch tối đa. Nếu không, số tiền bảo hiểm sẽ giống như tổng số tiền giao dịch. Dưới cùng một số tiền cam kết, các nút nhẹ thông thường chọn ít nhà cung cấp dữ liệu nhất có thể để đảm bảo hiệu suất xác minh.
  • Mặc dù nhà cung cấp dữ liệu có thể khởi tạo yêu cầu “rút tiền” trước khi kết thúc thời kỳ bảo hiểm, số tiền rút chỉ được nhận sau khi kết thúc thời kỳ bảo hiểm.
  • Nói một cách nghiêm ngặt, thời gian của chính sách bảo hiểm nên lớn hơn thời gian xác nhận khối cuối cùng + tổng thời gian thử thách + độ trễ giao tiếp + độ trễ tính toán/xác minh. Bạn chọn càng nhiều nhà cung cấp dữ liệu, thời gian của chính sách bảo hiểm sẽ càng lớn dựa trên tổng thời gian thử thách.

Đánh giá:

  • Khả năng mở rộng: Khả năng mở rộng của Tùy chọn 2 được xác định bởi tổng số token mà các nhà cung cấp dữ liệu sẵn lòng đặt cược cho bảo hiểm.
  • Chi phí chính sách: Bởi vì các cấp độ bảo mật cao liên quan đến chu kỳ thách thức, điều này có nghĩa rằng nhà cung cấp dữ liệu phải đặt cọc trong một khoảng thời gian lớn hơn hoặc bằng chu kỳ thách thức. Do đó, càng cao yêu cầu về bảo mật, càng dài chu kỳ đặt cọc, và càng cao phí mà nút nhẹ phải trả. Theo công thức, chi phí đặt cọc của nhà cung cấp dữ liệu được tính bằng thu nhập của nút nhà cung cấp dữ liệu/(tỉ lệ sử dụng đặt cọc trung bình trong năm nhân với tổng số khối trong một năm). Giá mà nút nhẹ cần phải trả là chi phí đặt cọc nhân với chu kỳ chính sách và kích thước chính sách.

Hiệu quả của giải pháp

Đầu tiên, về hiệu suất tính toán của nút nhẹ, cả hai giải pháp nút nhẹ đều thể hiện hiệu suất xác minh ở mức mili giây (nút nhẹ chỉ cần xác minh dữ liệu một lần).

Thứ hai, về độ trễ của các nút ánh sáng, trong các kịch bản khác nhau của cấu hình thử nghiệm (xem hình dưới đây), độ trễ ở mức mili giây. Đáng chú ý rằng độ trễ tăng theo hàm tuyến tính với số lượng nhà cung cấp dữ liệu, nhưng độ trễ luôn ở mức mili giây. Ngoài ra, trong Giải pháp 1, vì nút ánh sáng cần chờ kết quả chu kỳ thử thách, độ trễ là 5 giờ. Nếu mạng kiểm tra đủ đáng tin cậy và hiệu quả, độ trễ 5 giờ này cũng có thể giảm đáng kể.

Thứ ba, về mặt chi phí nút nhẹ, trong thực tế, có hai loại chi phí cho các nút nhẹ: phí gas và phí bảo hiểm, cả hai đều sẽ tăng khi số tiền bảo hiểm tăng lên. Ngoài ra, đối với các thanh tra viên, gas liên quan đến việc gửi dữ liệu sẽ được hoàn lại bằng số tiền phạt để đảm bảo đủ động cơ tham gia.

Hướng mở rộng

  • Thêm Tài sản đảm bảo: Hiện tại, token mà các nhà cung cấp dữ liệu đặt cược là ETH, nhưng thông tin giao dịch được tính dựa trên tiêu chuẩn U, điều này có nghĩa là các nút nhẹ cần đo lường tỷ giá của ETH mỗi khi họ nhận dữ liệu để đảm bảo rằng số lượng tài sản đảm bảo đủ cao. Nếu cho phép đặt cược nhiều loại token, các nhà cung cấp dữ liệu có thể có nhiều lựa chọn đặt cược hơn, do đó tránh được rủi ro của một loại tiền tệ duy nhất.
  • Ủy quyền: Tương tự như khai thác chung, một số nhà đầu tư bán lẻ có thể tham gia vào mạng cung cấp dữ liệu bằng cách ủy quyền ETH của riêng họ cho nút đầy đủ, và lợi nhuận được phân phối theo thỏa thuận của riêng họ. Vui lòng tham khảo thêm LSD.
  • Bảo đảm khối: Để tránh chờ đợi trong thời gian xác nhận cuối cùng (12-13 giây trên Ethereum), các nút nhẹ có thể sử dụng bảo đảm để giảm thời gian chờ đợi này. Nút nhẹ sẽ đầu tiên thêm một biểu tượng/định danh khi yêu cầu dữ liệu và xác định loại bảo đảm nào được yêu cầu (xác nhận cuối cùng/dự kiến). Nhà cung cấp dữ liệu cung cấp dữ liệu và chữ ký tương ứng sau khi nhận yêu cầu. Khi nhà cung cấp dữ liệu không có khối dự kiến dưới tình huống "bảo đảm dự kiến", họ sẽ bị phạt.
    \
    Lưu ý: Các khối đề xuất sẽ cuối cùng được hoàn tất hoặc trở thành các khối chú.
  • Chi phí và Phí: Đối với mạng lưới người khởi tố, họ cần đặt cọc một số lượng token nhất định (lớn hơn gas) để nộp bằng chứng vào hợp đồng thông minh. Ngoài ra, chi phí của phần bằng chứng này có thể được giảm thông qua phương pháp zkp. Ngoài ra, dưới cơ chế bảo hiểm, các khoản phí bảo hiểm được nộp bởi các nút nhẹ sẽ được chuyển cho các nhà cung cấp dữ liệu, trong khi mạng lưới người khởi tố sẽ trích xuất một phần thu nhập phạt từ các nhà cung cấp độc hại.
  • Sẵn sàng dữ liệu: Các nhà cung cấp dữ liệu về cơ bản là các nút đầy đủ. Ngoài việc tham gia vào mạng lớp đồng thuận, họ cũng có thể xác minh sẵn có dữ liệu. Có hai loại mô hình cho việc xác minh sẵn có: Mô hình kéo và Mô hình đẩy. Mô hình trước đề cập đến nút nhẹ ngẫu nhiên trích xuất dữ liệu được nhận từ nút đầy đủ. Mô hình sau đề cập đến nhà sản xuất khối phân phối các khối khác nhau cho các nhà cung cấp dữ liệu. Đối với các nhà cung cấp dữ liệu áp dụng mô hình kéo, họ chịu trách nhiệm trả lại yêu cầu mẫu. Sau khi nhận được dữ liệu, nút nhẹ chuyển tiếp nó đến nút/validator đáng tin cậy, và họ cố gắng khôi phục khối. Nếu họ thất bại, nhà cung cấp dữ liệu sẽ bị phạt. Giao thức nút nhẹ trong bài viết này đề xuất một cơ chế bảo hiểm dựa trên điều này, cung cấp một hướng nghiên cứu mới về sự sẵn có của dữ liệu.

Kết luận và Đánh giá

Giải pháp nút nhẹ được đề xuất trong bài viết này cung cấp "an ninh có thể lập trình" để đáp ứng yêu cầu về an ninh trong các tình huống khác nhau. Tùy chọn 1 đổi lại độ trễ cao cho an ninh cao, trong khi tùy chọn 2 cung cấp dịch vụ "xác nhận tức thì" cho các nút nhẹ bằng cách giới thiệu cơ chế bảo hiểm. Những giải pháp này có thể được sử dụng trong các tình huống mà tính chất cuối cùng của các giao dịch cần được xác nhận, chẳng hạn như giao dịch nguyên tử và qua chuỗi.

Miễn trách nhiệm:

  1. Bài viết này được sao chép từ [ Đối tác Eureka]. Chuyển tiếp Tiêu Đề Gốc 'TeleportDAO: Sự đối đầu giữa an toàn và hiệu quả của xác minh dữ liệu - Thực hành thiết kế nút nhẹ mới nhất'. Tất cả quyền tác giả thuộc về tác giả gốc [Andy、Arthur]*. Nếu có ý kiến phản đối về việc tái bản, vui lòng liên hệ Cổng Họcđội, và họ sẽ xử lý nhanh chóng.
  2. Miễn trừ trách nhiệm: Các quan điểm và ý kiến được thể hiện trong bài viết này chỉ thuộc về tác giả và không đại diện cho bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
  3. Các bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi đội ngũ Gate Learn. Trừ khi được nêu, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài viết dịch là không được phép.

Khám phá An toàn và Hiệu quả trong Thiết kế Nút Nhẹ

Người mới bắt đầu5/29/2024, 1:15:17 AM
Một bài báo được công bố chung bởi TeleportDAO và Eigen Labs khám phá vấn đề về an ninh và hiệu suất mà các nút nhẹ gặp phải trong các chuỗi khối chứng minh cổ phần (PoS) và đề xuất một giải pháp mới. Thông qua động lực kinh tế, cơ chế bảo hiểm trước an ninh và "an ninh có thể lập trình", nó nhằm mục tiêu cải thiện sự an toàn và hiệu suất của các nút nhẹ, điều này rất quan trọng đối với sự phát triển của giao tiếp qua chuỗi và công nghệ chuỗi khối.

Chuyển tiếp Tiêu Đề Gốc 'TeleportDAO: Sự Đối Đầu giữa An Toàn và Hiệu Quả của Xác Thực Dữ Liệu - Thực Hành Thiết Kế Node Nhẹ Mới Nhất'

Tóm tắt;

TeleportDAO và Eigen Labs gần đây đã cùng xuất bản một bài báo tập trung vào những thách thức về bảo mật và hiệu quả mà các nút ánh sáng phải đối mặt khi truy cập và xác minh dữ liệu trên chuỗi trong các blockchain bằng chứng cổ phần (PoS). Bài viết này đề xuất một giải pháp mới để đảm bảo tính bảo mật và hiệu quả của các nút ánh sáng trong các blockchain PoS thông qua một loạt các biện pháp như khuyến khích kinh tế và các cơ chế bảo mật trước được bảo hiểm, cũng như "bảo mật có thể lập trình" tùy chỉnh và hiệu quả chi phí. Nó rất hướng tới tương lai và đáng để nghiên cứu chuyên sâu.

Lưu ý: Eigen Labs là nhà phát triển đằng sau các giao thức Restaking EigenLayer và EigenDA. Eigen Labs hiện đã huy động hơn 150 triệu đô la Mỹ từ các cơ quan vốn rủi ro nổi tiếng như a16z, Polychain và Blockchain Capital.

TeleportDAO đặt trụ sở tại Vancouver, Canada. Đây là một dự án cơ sở hạ tầng giao tiếp qua chuỗi chéo tập trung vào các chuỗi công cộng Bitcoin và EVM. Giao thức đã thành công trong việc huy động 9 triệu đô la trong một vòng bán hàng và tài trợ công khai thông qua Coinlist. Vòng tài trợ này đã nhận sự tham gia từ nhiều nhà đầu tư bao gồm Appworks, OIG Capital, DefinanceX, Oak Grove Ventures, Candaq Ventures, TON, Across và bitSmiley.

Vấn Đề Hiện Tại Trong Thiết Kế Nút Nhẹ

Hiện tại, trong các blockchain PoS, các trình xác thực tham gia vào mạng lưới đồng thuận bằng cách khóa một lượng cổ phần nhất định (chẳng hạn như 32 ETH trong Ethereum) để đảm bảo an ninh mạng. Do đó, bản chất của bảo mật blockchain PoS được bảo vệ bởi kinh tế, nghĩa là tổng số cổ phần càng lớn thì chi phí hoặc tổn thất cần thiết để tấn công mạng đồng thuận càng lớn. Việc thực hiện cơ chế cắt giảm này dựa trên một tính năng gọi là "an toàn trách nhiệm giải trình", nghĩa là, nếu trình xác thực ký trạng thái xung đột, cổ phần có thể bị cắt giảm.

Các nút đầy đủ đóng một vai trò quan trọng trong việc duy trì tính toàn vẹn của blockchain PoS. Chúng lưu trữ tất cả thông tin giao dịch khối, xác minh chữ ký đồng thuận, sao chép bản sao hoàn chỉnh lịch sử giao dịch và thực hiện cập nhật trạng thái. Các quy trình này đòi hỏi rất nhiều tài nguyên tính toán và phần cứng phức tạp. Ví dụ: chạy một nút Ethereum đầy đủ yêu cầu ít nhất 2 TB dung lượng lưu trữ SSD. Ngược lại, các nút ánh sáng làm giảm yêu cầu tài nguyên máy tính và chỉ lưu trữ các tiêu đề khối, vì vậy chúng chỉ phù hợp với các tình huống trong đó các giao dịch / trạng thái cụ thể được xác minh, chẳng hạn như ví di động và cầu nối chuỗi chéo. Ngoài ra, light node dựa vào full node để cung cấp thông tin khối khi xác minh giao dịch, tuy nhiên thị phần hiện tại của các nhà cung cấp dịch vụ node tương đối tập trung nên không thể đảm bảo đầy đủ tính bảo mật, độc lập và tức thời. Do đó, bài viết này khám phá sự đánh đổi giữa chi phí thu thập dữ liệu và độ trễ cho các nút ánh sáng để đạt được bảo mật tối ưu.

Giải pháp thiết kế Nút Ánh Sáng Hiện Tại

Bitcoin giới thiệu Simple Payment Verification (SPV) như là giao thức nút nhẹ của mình. SPV cho phép các nút nhẹ sử dụng Merkle Proof và block headers để xác minh xem giao dịch có được bao gồm trong một khối cụ thể hay không. Do đó, các nút nhẹ chỉ cần tải xuống block header của blockchain để xác minh tính chắc chắn của giao dịch bằng cách kiểm tra sâu độ của khối. Trong trường hợp này, chi phí tính toán để xác minh sự đồng thuận bởi các nút nhẹ trong Bitcoin là tương đối thấp. Tuy nhiên, trong các blockchain PoS như Ethereum, việc thiết kế kiểm tra sự đồng thuận inherently phức tạp hơn. Nó liên quan đến việc duy trì toàn bộ tập hợp các validators, theo dõi sự thay đổi cổ phần của họ, và thực hiện nhiều kiểm tra chữ ký cho mạng đồng thuận. Mặt khác, sự an toàn của các nút nhẹ PoW phụ thuộc vào giả định rằng hầu hết các nút đầy đủ là trung thực. Để giải quyết các hạn chế của SPV, FlyClient và Non-Interactive Proof of Work (NiPoPoW) chứng minh các khối này cho các khách hàng với chi phí sublinear. Tuy nhiên, khả năng áp dụng của chúng đối với mô hình đồng thuận PoS là yếu.

Ngược lại, các chuỗi khối PoS đạt được tính bảo mật thông qua cơ chế cắt giảm. Hệ thống dựa vào việc các bên tham gia đồng thuận là hợp lý và không tấn công mạng nếu chi phí của cuộc tấn công vượt quá bất kỳ lợi nhuận tiềm năng nào. Để giảm chi phí xác minh, giao thức nút nhẹ hiện tại của Ethereum dựa vào một ủy ban đồng bộ bao gồm 512 người kiểm chứng Ethereum được chọn ngẫu nhiên, mỗi người cược 32 Ethereum, nhưng quá trình ký sẽ không bị phạt. Thiết kế không thể cắt giảm này có một lỗ hổng bảo mật lớn, và chữ ký không trung thực trong ủy ban đồng bộ có thể đánh lừa các nút nhẹ để chấp nhận dữ liệu không hợp lệ mà không bị trừng phạt. Ngay cả khi có cơ chế cắt giảm, tổng cược của Ủy ban Đồng bộ vẫn nhỏ so với hồ bơi người kiểm chứng Ethereum rất lớn (tính đến tháng 3 năm 2024, số lượng người kiểm chứng Ethereum đã vượt quá 1 triệu). Do đó, cách tiếp cận này không thể cung cấp cho các nút nhẹ tính bảo mật tương đương với tập người kiểm chứng Ethereum. Mô hình này đại diện cho một biến thể đặc biệt của tính toán đa bên trong một môi trường hợp lý, nhưng không thể cung cấp các cam kết dựa trên kinh tế hoặc giải quyết các mối đe dọa từ các nhà cung cấp dữ liệu độc ác, không hợp lý.

Để giải quyết các thách thức về bảo mật và hiệu suất trong quá trình khởi động PoS, PoPoS giới thiệu một trò chơi phân đoạn để thách thức hiệu quả cây Merkle đối thủ của thời gian PoS. Trong khi họ đạt được lượng dấu vết tối thiểu và tránh yêu cầu khách hàng luôn luôn trực tuyến và gắn kết, vấn đề về việc cho phép khách hàng ngắt kết nối mà không phải chịu chi phí đáng kể để tham gia lại mạng vẫn chưa được giải quyết.

Một cách tiếp cận nghiên cứu khác tập trung vào việc sử dụng các bằng chứng không có kiến thức để tạo ra các bằng chứng ngắn gọn. Ví dụ: Mina và Plumo tạo điều kiện hiệu quả cho việc xác minh sự đồng thuận nhẹ bằng cách sử dụng thành phần SNARK đệ quy và bằng chứng chuyển đổi trạng thái dựa trên SNARK. Tuy nhiên, những cách tiếp cận này áp đặt một gánh nặng tính toán đáng kể cho các nhà sản xuất khối để tạo ra bằng chứng và chúng không giải quyết vấn đề bù đắp các nút ánh sáng cho các tổn thất tiềm năng. Trong bối cảnh của các giao thức PoS khác, chẳng hạn như giao thức Tendermint được sử dụng trong Cosmos, vai trò của các nút ánh sáng được khám phá trong giao thức Giao tiếp liên Blockchain (IBC) của chúng. Tuy nhiên, các triển khai này dành riêng cho hệ sinh thái tương ứng của chúng và không áp dụng trực tiếp cho Ethereum hoặc các blockchain PoS khác.

Thiết Kế Nút Ánh Sáng Mới

Nói chung, giải pháp mới giới thiệu một mô-đun bảo mật kinh tế để đạt được “bảo mật có thể lập trình”, và các nút nhẹ có thể quyết định về các thiết kế giải pháp khác nhau dựa trên nhu cầu bảo mật của riêng họ. Giả định bảo mật cơ bản là 1/N + 1/M, tức là, miễn là có một nút trung thực và hợp lệ trong nút đầy đủ và mạng người khởi tố, thì hoạt động bình thường của mạng có thể được đảm bảo.

  • Blockchain: Giao thức được xây dựng trên một blockchain có thể lập trình được, và các quy tắc để hoàn tất các khối là xác định. Ví dụ, trên blockchain Ethereum, việc hoàn tất một khối yêu cầu ít nhất hai kỷ nguyên kế tiếp, thường mất khoảng 13 phút.
  • Hợp Đồng Slashing: Giao thức bao gồm một hợp đồng slashing trên chuỗi đáp ứng tiêu chuẩn trừu tượng của hợp đồng thông minh. Nó có quyền truy cập vào hash khối của khối trước đó trong blockchain. Tất cả các bên đều có thể gửi tin nhắn đến hợp đồng này.
  • Nhà Cung Cấp Dữ Liệu: Nhà cung cấp dữ liệu chạy các nút đầy đủ và theo dõi trạng thái mới nhất của chuỗi khối. Họ cam kết tài sản và cung cấp dịch vụ để xác minh tính hợp lệ của trạng thái được yêu cầu bởi các nút nhẹ. Họ ký tất cả dữ liệu gửi đến các nút nhẹ bằng khóa bí mật tương ứng với khóa công khai của họ, từ đó xác minh nguồn và tính toàn vẹn của dữ liệu.
  • Các Vị Trí Viên: Các vị trí viên là các nút đầy đủ được kết nối với các nút nhẹ để hỗ trợ trong việc xác minh dữ liệu. Bất kỳ ai cũng có thể trở thành một vị trí viên và có lợi nhuận bằng cách theo dõi và cắt giảm các bên hành vi không đúng. Để đơn giản, kế hoạch sau đây giả định rằng mỗi nút nhẹ được kết nối ít nhất với một vị trí viên trung thực.
  • Nút nhẹ: Một nút nhẹ xác minh xem một trạng thái/giao dịch cụ thể có được bao gồm trong chuỗi khối với chi phí thấp nhất hay không. Trong quá trình xác minh, nút nhẹ kết nối với một nhóm các nhà cung cấp dữ liệu và người kiện cáo.
  • Mạng: Các nhà cung cấp dữ liệu hình thành một mạng ngang hàng (p2p) và sử dụng giao thức Gossip để phổ biến dữ liệu. Các nút nhẹ kết nối với một số nhà cung cấp dữ liệu để gửi yêu cầu và nhận phản hồi.

Tùy chọn 1: An toàn là ưu tiên hàng đầu

Tùy chọn 1 chủ yếu đạt được tính minh bạch dữ liệu thông qua việc giới thiệu một thời kỳ thách thức và mạng lưới người kiện. Đơn giản, sau khi nút nhẹ nhận dữ liệu được ký bởi nhà cung cấp, nó gửi phần dữ liệu này đến mạng lưới người kiện để xem xét. Trong một khoảng thời gian nhất định, nếu có gian lận dữ liệu, người kiện sẽ nhắc nhở nút nhẹ rằng dữ liệu không đáng tin cậy, và mô-đun phạt của hợp đồng thông minh sẽ phạt các token cam kết của nhà cung cấp. Ngược lại, nút nhẹ có thể tin tưởng tính minh bạch của các dữ liệu này.

Quá trình cụ thể của nút nhẹ yêu cầu dữ liệu:

  1. Nút nhẹ nhận được danh sách nhà cung cấp dữ liệu mới nhất từ mạng hiện tại và xác định một giai đoạn thách thức. Đáng chú ý rằng giai đoạn thách thức này là độc lập giữa các nút nhẹ khác nhau, nhưng giới hạn trên của giai đoạn thách thức áp dụng cho tất cả các nút nhẹ. Giai đoạn thách thức là thời gian dài nhất mà mạng người khởi tố kiểm tra tính minh bạch của dữ liệu, vì vậy càng lâu thì độ trễ cho mỗi giao dịch cũng càng lớn.
  2. Sau khi nhận được danh sách, nút sáng sẽ chọn một nhóm nhà cung cấp dữ liệu và đảm bảo rằng số tiền cược của họ lớn hơn giá trị của giao dịch hiện tại. Lý thuyết, càng cao số tiền cược, chi phí vi phạm của nhà cung cấp dữ liệu càng cao, và chi phí tin cậy của nút sáng càng thấp.
  3. Nút ánh sáng gửi yêu cầu dữ liệu tương ứng đến nhóm các nhà cung cấp dữ liệu này, bao gồm số khối tương ứng và trạng thái mục tiêu (chứng minh sự bao gồm của giao dịch này).
  4. Nhà cung cấp dữ liệu gửi mã khối tương ứng và chứng minh sự bao gồm của giao dịch, và ký kèm một chữ ký.
  5. Sau khi nút nhẹ nhận được các tài liệu được đề cập ở trên, nó sẽ chuyển tiếp chúng đến mạng lưới công tố viên hiện tại mà nó đang kết nối. Nếu không nhận được cảnh báo đáng tin cậy về dữ liệu sau khi kết thúc thời gian thách thức, nút nhẹ sẽ xác minh chữ ký này và vượt qua kiểm tra độ tin cậy dữ liệu nếu không có lỗi.

  1. Nhưng nếu một cảnh báo được nhận từ mạng lưới người khởi tố, nút nhẹ cần loại bỏ chữ ký đã nhận trước đó. Mạng lưới người khởi tố sẽ nộp bằng chứng liên quan cho mô-đun hình phạt của hợp đồng thông minh. Nếu hợp đồng thông minh phát hiện ra rằng vi phạm thực sự đã xảy ra sau khi kiểm tra dữ liệu, số cược của nhà cung cấp dữ liệu tương ứng sẽ bị phạt. Khi một phần / tất cả các nhà cung cấp dữ liệu đã được phạt, nút nhẹ cần lấy lại một danh sách mới của các nhà cung cấp dữ liệu từ mạng lưới hiện tại để xác nhận rằng sự kiện cắt giảm đã thực sự xảy ra.

Những điểm khác:

  • Bất kỳ nút đầy đủ nào cũng có thể tham gia hoặc rời khỏi mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu bằng cách bắt đầu các yêu cầu "đăng ký" và "rút tiền" đối với hợp đồng thông minh. Có ngưỡng đặt cọc tối thiểu để đăng ký tham gia vào mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu. Khi một nút đầy đủ chọn bắt đầu rút tiền, trạng thái của chúng trong mạng sẽ ngay lập tức thay đổi thành "rời đi" và chúng không còn có thể nhận được yêu cầu từ các nút ánh sáng, để ngăn chặn hành vi độc hại tiềm ẩn của việc vào và ra nhanh chóng. Ngoài ra, mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu cập nhật danh sách các nhà cung cấp dữ liệu hiện đang hoạt động theo chu kỳ, trong đó các nhà cung cấp dữ liệu không thể nhận được tiền rút. Yêu cầu rút tiền sẽ có hiệu lực trong khối cuối cùng của chu kỳ cập nhật hiện tại và tần suất cập nhật sẽ cao hơn giới hạn thời gian thử thách để đảm bảo rằng tất cả các thử nghiệm tính khả dụng của dữ liệu nút ánh sáng đã được hoàn thành. Do hoạt động của mạng lưới nhà cung cấp dữ liệu, các nút ánh sáng cần lấy lại danh sách các nhà cung cấp hiện đang hoạt động mỗi khi mạng được cập nhật. Nếu chu kỳ cập nhật được kéo dài, các nút nhẹ có thể tận hưởng quy trình xác minh hợp lý hơn (bằng cách ước tính danh sách hoạt động hiện tại thông qua các yêu cầu "đăng ký" và "rút tiền" của chu kỳ trước), nhưng các nút muốn rời đi sẽ phải đối mặt với thời gian chờ đợi lâu hơn.
  • Khi nhận được chữ ký dữ liệu, mạng lưới công tố viên kiểm tra xem chữ ký có thuộc về nhà cung cấp dữ liệu hay không và đánh giá xem dữ liệu đã được "xác nhận cuối cùng" trong mạng đồng thuận hay chưa. Nếu dữ liệu không xuất hiện trên một chuỗi hợp lý, có hai khả năng. Đầu tiên, dữ liệu vẫn chưa được xác nhận cuối cùng bởi blockchain hiện tại, các chuỗi khác nhau có các quy tắc cuối cùng khác nhau, chẳng hạn như nguyên tắc chuỗi dài nhất. Thứ hai, giao dịch nằm trong một khối của một chuỗi hợp lý khác. Nếu dữ liệu trên bị phát hiện là giả mạo, mạng công tố viên sẽ gửi yêu cầu cắt giảm đến hợp đồng thông minh, bao gồm khóa công khai của nhà cung cấp dữ liệu, chữ ký của nhà cung cấp dữ liệu, số khối, đồng thời gửi bằng chứng về sự kiện chém để nhắc nhở nút ánh sáng. Khi nhận được dữ liệu này, hợp đồng thông minh đo lường xem số khối hiện tại cuối cùng được xác nhận có phù hợp với dữ liệu nhận được theo nguyên tắc cuối cùng của lớp đồng thuận hay không. Nếu chúng không nhất quán, thì sự kiện chém được kích hoạt. Hơn nữa, nếu một nhà cung cấp dữ liệu được chọn bởi nút ánh sáng bị cắt giảm vì một nhóm yêu cầu dữ liệu khác, mạng công tố viên sẽ nhanh chóng gửi sự kiện cắt giảm để nhắc nhở nút ánh sáng rằng độ tin cậy dữ liệu của nhà cung cấp dữ liệu thấp và nút ánh sáng sau đó sẽ lấy lại danh sách và chọn các nhà cung cấp khác.

Đánh giá:

  • Bảo mật: Nút nhẹ xác định chi phí của hành vi độc hại đối với các nhà cung cấp dữ liệu hợp lý và không hợp lý thông qua mô-đun đặt cược và mạng lưới người kháng cáo, tăng cường tính minh thạch của dữ liệu. Tuy nhiên, vì toàn bộ giao thức dựa trên mạng lưới đồng thuận (bài báo này thử nghiệm trên Ethereum), một khi lớp đồng thuận bị tấn công, giao thức cũng có thể đối mặt với nguy cơ khủng hoảng tin cậy tiềm ẩn. Do đó, một cơ chế danh tiếng có thể được giới thiệu thêm để đảm bảo rủi ro hệ thống trong các tình huống cực đoan.
  • Bảo mật cấp Nút đầy đủ: Kế hoạch này nhằm cung cấp bảo mật tương đương với giả định PoS của Ethereum, nghĩa là, các nút đầy đủ cần chịu rủi ro bị cắt giảm vì đưa ra các tuyên bố sai lầm.
  • Hoạt động Mạng: Nếu mạng hiện tại chỉ có một vài nhà cung cấp dữ liệu hợp lý, nút nhẹ sẽ phải đối mặt với nhiều vòng trễ, nhưng vì lưu lượng của mỗi nhà cung cấp dữ liệu không phải là không, mỗi yêu cầu sẽ luôn được hoàn thành. Do đó, miễn là mạng có một nút đầy đủ hợp lý, nó có thể đảm bảo mạng có thể tiếp tục hoạt động. Đồng thời, với doanh thu của nhà cung cấp dữ liệu liên kết với lượng cược, điều này cũng khuyến khích các nút đầy đủ bảo vệ mạng bằng cách cược nhiều hơn là cần thiết.
  • Hiệu suất: Nhóm tác giả của bài viết dự đoán rằng các nút xác thực Ethereum là người dùng chính tham gia cung cấp dữ liệu, vì các nút xác thực đã chạy đầy đủ nút và có thể kiếm thêm thu nhập thông qua giao thức này. Các giao dịch nhỏ có thể nhận được dữ liệu đáng tin cậy thông qua một nhà cung cấp dữ liệu duy nhất (nút nhẹ chỉ cần xác minh một lần), trong khi các giao dịch lớn có thể cần nhiều nhà cung cấp dữ liệu để nhận dữ liệu đáng tin cậy (số lần xác minh tăng tuyến tính theo số nhà cung cấp).

Tùy chọn 2: Hiệu quả đầu tiên

Giải pháp 2 thực hiện xác nhận dữ liệu nhanh chóng bằng cách đề xuất một cơ chế bảo hiểm dựa trên Giải pháp 1. Đơn giản, sau khi nút nhẹ xác định bảo hiểm theo số tiền và thời gian của chính sách, một phần/toàn bộ của cam kết từ bên cung cấp dữ liệu có thể được hoàn lại cho các tổn thất sau này của nút nhẹ do hiểu biết dữ liệu. Do đó, sau khi nút nhẹ nhận và xác minh chữ ký dữ liệu được cung cấp bởi bên cung cấp, nó có thể xác định uy tín ban đầu của dữ liệu.

Quy trình cụ thể của nút sáng yêu cầu dữ liệu:

  1. Nút nhẹ tính toán mức tiềm năng mất mát tối đa của giao dịch hiện tại, sau đó đặt số tiền bảo hiểm và thời gian bảo hiểm. Số tiền kêu gọi cam kết bởi nhà cung cấp dữ liệu cho bảo hiểm phải lớn hơn số tiền bảo hiểm để đảm bảo đủ số tiền trả nợ.
  2. Nút nhẹ xác định thời gian thách thức cho giao dịch. Đáng chú ý rằng thời kỳ chính sách có thể bao gồm kiểm tra sự bao gồm của nhiều giao dịch, do đó tổng thời gian thách thức được chọn bởi nút nhẹ không thể vượt quá thời kỳ chính sách, nếu không một số giao dịch có thể không được bao gồm.
  3. Sau khi chọn các thông số (số tiền bảo hiểm, thời hạn bảo hiểm, số tiền cam kết bởi người cung cấp dữ liệu cho bảo hiểm, danh sách các nhà cung cấp dữ liệu dự kiến), nút nhẹ có thể gửi yêu cầu đến hợp đồng thông minh. Sau đó, sau khi chờ thời gian xác nhận cuối cùng của khối, nó có thể xác minh xem việc mua bảo hiểm có thành công hay không. Nếu thất bại, có thể vì các nút nhẹ khác cũng đã chọn nhà cung cấp dữ liệu và giải quyết trước, vì vậy số tiền cam kết còn lại không đủ để khớp với nhu cầu ban đầu của anh ấy.
  4. Nút ánh sáng gửi một yêu cầu dữ liệu, bao gồm số bảo hiểm cùng với số khối và trạng thái mục tiêu (bằng chứng bao gồm giao dịch).
  5. Nhà cung cấp dữ liệu gửi dữ liệu và chữ ký, nút nhẹ xác minh chữ ký và chuyển tiếp nó đến mạng lưới công tố viên, sau đó giao dịch đã được xác nhận sơ bộ.
  6. Sau khi nhận dữ liệu và chữ ký, cơ tố tổng sẽ ban đầu xác minh tính minh bạch của dữ liệu. Nếu có hành vi độc hại nào, cơ tố tổng sẽ trình bày bằng chứng cho hợp đồng thông minh và áp đặt một khoản phạt cho nhà cung cấp dữ liệu tương ứng, được phân phối cho các nút nhẹ.

Những điểm khác:

  • Các token bảo hiểm gửi của nhà cung cấp dữ liệu là độc lập với nhau giữa các yêu cầu nút nhẹ khác nhau để ngăn ngừa rủi ro của nhiều lần thanh toán bảo hiểm. Sau khi nút nhẹ chọn nhà cung cấp dữ liệu, hợp đồng thông minh sẽ khóa các token tương ứng đã cam kết để bảo hiểm, và các nút nhẹ khác sẽ không thể phân bổ phần cam kết này trước khi kết thúc thời kỳ bảo hiểm. Nếu các giao dịch là độc lập, số tiền bảo hiểm sẽ giống như số tiền giao dịch tối đa. Nếu không, số tiền bảo hiểm sẽ giống như tổng số tiền giao dịch. Dưới cùng một số tiền cam kết, các nút nhẹ thông thường chọn ít nhà cung cấp dữ liệu nhất có thể để đảm bảo hiệu suất xác minh.
  • Mặc dù nhà cung cấp dữ liệu có thể khởi tạo yêu cầu “rút tiền” trước khi kết thúc thời kỳ bảo hiểm, số tiền rút chỉ được nhận sau khi kết thúc thời kỳ bảo hiểm.
  • Nói một cách nghiêm ngặt, thời gian của chính sách bảo hiểm nên lớn hơn thời gian xác nhận khối cuối cùng + tổng thời gian thử thách + độ trễ giao tiếp + độ trễ tính toán/xác minh. Bạn chọn càng nhiều nhà cung cấp dữ liệu, thời gian của chính sách bảo hiểm sẽ càng lớn dựa trên tổng thời gian thử thách.

Đánh giá:

  • Khả năng mở rộng: Khả năng mở rộng của Tùy chọn 2 được xác định bởi tổng số token mà các nhà cung cấp dữ liệu sẵn lòng đặt cược cho bảo hiểm.
  • Chi phí chính sách: Bởi vì các cấp độ bảo mật cao liên quan đến chu kỳ thách thức, điều này có nghĩa rằng nhà cung cấp dữ liệu phải đặt cọc trong một khoảng thời gian lớn hơn hoặc bằng chu kỳ thách thức. Do đó, càng cao yêu cầu về bảo mật, càng dài chu kỳ đặt cọc, và càng cao phí mà nút nhẹ phải trả. Theo công thức, chi phí đặt cọc của nhà cung cấp dữ liệu được tính bằng thu nhập của nút nhà cung cấp dữ liệu/(tỉ lệ sử dụng đặt cọc trung bình trong năm nhân với tổng số khối trong một năm). Giá mà nút nhẹ cần phải trả là chi phí đặt cọc nhân với chu kỳ chính sách và kích thước chính sách.

Hiệu quả của giải pháp

Đầu tiên, về hiệu suất tính toán của nút nhẹ, cả hai giải pháp nút nhẹ đều thể hiện hiệu suất xác minh ở mức mili giây (nút nhẹ chỉ cần xác minh dữ liệu một lần).

Thứ hai, về độ trễ của các nút ánh sáng, trong các kịch bản khác nhau của cấu hình thử nghiệm (xem hình dưới đây), độ trễ ở mức mili giây. Đáng chú ý rằng độ trễ tăng theo hàm tuyến tính với số lượng nhà cung cấp dữ liệu, nhưng độ trễ luôn ở mức mili giây. Ngoài ra, trong Giải pháp 1, vì nút ánh sáng cần chờ kết quả chu kỳ thử thách, độ trễ là 5 giờ. Nếu mạng kiểm tra đủ đáng tin cậy và hiệu quả, độ trễ 5 giờ này cũng có thể giảm đáng kể.

Thứ ba, về mặt chi phí nút nhẹ, trong thực tế, có hai loại chi phí cho các nút nhẹ: phí gas và phí bảo hiểm, cả hai đều sẽ tăng khi số tiền bảo hiểm tăng lên. Ngoài ra, đối với các thanh tra viên, gas liên quan đến việc gửi dữ liệu sẽ được hoàn lại bằng số tiền phạt để đảm bảo đủ động cơ tham gia.

Hướng mở rộng

  • Thêm Tài sản đảm bảo: Hiện tại, token mà các nhà cung cấp dữ liệu đặt cược là ETH, nhưng thông tin giao dịch được tính dựa trên tiêu chuẩn U, điều này có nghĩa là các nút nhẹ cần đo lường tỷ giá của ETH mỗi khi họ nhận dữ liệu để đảm bảo rằng số lượng tài sản đảm bảo đủ cao. Nếu cho phép đặt cược nhiều loại token, các nhà cung cấp dữ liệu có thể có nhiều lựa chọn đặt cược hơn, do đó tránh được rủi ro của một loại tiền tệ duy nhất.
  • Ủy quyền: Tương tự như khai thác chung, một số nhà đầu tư bán lẻ có thể tham gia vào mạng cung cấp dữ liệu bằng cách ủy quyền ETH của riêng họ cho nút đầy đủ, và lợi nhuận được phân phối theo thỏa thuận của riêng họ. Vui lòng tham khảo thêm LSD.
  • Bảo đảm khối: Để tránh chờ đợi trong thời gian xác nhận cuối cùng (12-13 giây trên Ethereum), các nút nhẹ có thể sử dụng bảo đảm để giảm thời gian chờ đợi này. Nút nhẹ sẽ đầu tiên thêm một biểu tượng/định danh khi yêu cầu dữ liệu và xác định loại bảo đảm nào được yêu cầu (xác nhận cuối cùng/dự kiến). Nhà cung cấp dữ liệu cung cấp dữ liệu và chữ ký tương ứng sau khi nhận yêu cầu. Khi nhà cung cấp dữ liệu không có khối dự kiến dưới tình huống "bảo đảm dự kiến", họ sẽ bị phạt.
    \
    Lưu ý: Các khối đề xuất sẽ cuối cùng được hoàn tất hoặc trở thành các khối chú.
  • Chi phí và Phí: Đối với mạng lưới người khởi tố, họ cần đặt cọc một số lượng token nhất định (lớn hơn gas) để nộp bằng chứng vào hợp đồng thông minh. Ngoài ra, chi phí của phần bằng chứng này có thể được giảm thông qua phương pháp zkp. Ngoài ra, dưới cơ chế bảo hiểm, các khoản phí bảo hiểm được nộp bởi các nút nhẹ sẽ được chuyển cho các nhà cung cấp dữ liệu, trong khi mạng lưới người khởi tố sẽ trích xuất một phần thu nhập phạt từ các nhà cung cấp độc hại.
  • Sẵn sàng dữ liệu: Các nhà cung cấp dữ liệu về cơ bản là các nút đầy đủ. Ngoài việc tham gia vào mạng lớp đồng thuận, họ cũng có thể xác minh sẵn có dữ liệu. Có hai loại mô hình cho việc xác minh sẵn có: Mô hình kéo và Mô hình đẩy. Mô hình trước đề cập đến nút nhẹ ngẫu nhiên trích xuất dữ liệu được nhận từ nút đầy đủ. Mô hình sau đề cập đến nhà sản xuất khối phân phối các khối khác nhau cho các nhà cung cấp dữ liệu. Đối với các nhà cung cấp dữ liệu áp dụng mô hình kéo, họ chịu trách nhiệm trả lại yêu cầu mẫu. Sau khi nhận được dữ liệu, nút nhẹ chuyển tiếp nó đến nút/validator đáng tin cậy, và họ cố gắng khôi phục khối. Nếu họ thất bại, nhà cung cấp dữ liệu sẽ bị phạt. Giao thức nút nhẹ trong bài viết này đề xuất một cơ chế bảo hiểm dựa trên điều này, cung cấp một hướng nghiên cứu mới về sự sẵn có của dữ liệu.

Kết luận và Đánh giá

Giải pháp nút nhẹ được đề xuất trong bài viết này cung cấp "an ninh có thể lập trình" để đáp ứng yêu cầu về an ninh trong các tình huống khác nhau. Tùy chọn 1 đổi lại độ trễ cao cho an ninh cao, trong khi tùy chọn 2 cung cấp dịch vụ "xác nhận tức thì" cho các nút nhẹ bằng cách giới thiệu cơ chế bảo hiểm. Những giải pháp này có thể được sử dụng trong các tình huống mà tính chất cuối cùng của các giao dịch cần được xác nhận, chẳng hạn như giao dịch nguyên tử và qua chuỗi.

Miễn trách nhiệm:

  1. Bài viết này được sao chép từ [ Đối tác Eureka]. Chuyển tiếp Tiêu Đề Gốc 'TeleportDAO: Sự đối đầu giữa an toàn và hiệu quả của xác minh dữ liệu - Thực hành thiết kế nút nhẹ mới nhất'. Tất cả quyền tác giả thuộc về tác giả gốc [Andy、Arthur]*. Nếu có ý kiến phản đối về việc tái bản, vui lòng liên hệ Cổng Họcđội, và họ sẽ xử lý nhanh chóng.
  2. Miễn trừ trách nhiệm: Các quan điểm và ý kiến được thể hiện trong bài viết này chỉ thuộc về tác giả và không đại diện cho bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
  3. Các bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi đội ngũ Gate Learn. Trừ khi được nêu, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài viết dịch là không được phép.
Comece agora
Inscreva-se e ganhe um cupom de
$100
!