استكشاف الأمان والكفاءة في تصميم العقدة الخفيفة

مبتدئ5/29/2024, 1:15:17 AM
ورقة نشرت بشكل مشترك بواسطة تيليبورت داو وإيجن لابس تستكشف التحديات الأمنية والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة في سلاسل كتل الإثبات على الحصة (PoS) وتقترح حلا جديدًا. من خلال الحوافز الاقتصادية، وآليات الأمان المضمنة مسبقًا و"الأمان القابل للبرمجة"، يهدف إلى تحسين الأمان والكفاءة للعقد الخفيفة، مما يعتبر أمرًا ذا أهمية كبيرة لتطوير الاتصال بين السلاسل وتقنية سلاسل الكتل.

إلى الأمام العنوان الأصلي 'TeleportDAO: لعبة التحقق من البيانات الآمنة والكفاءة - أحدث ممارسات تصميم العقد الخفيفة'

باختصار

نشرت TeleportDAO و Eigen Labs مؤخرا ورقة بحثية تركز على تحديات الأمان والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة عند الوصول إلى البيانات على السلسلة والتحقق منها في سلاسل إثبات الحصة (PoS). تقترح هذه الورقة حلا جديدا لضمان أمن وكفاءة العقد الخفيفة في بلوكشين PoS من خلال سلسلة من التدابير مثل الحوافز الاقتصادية وآليات ما قبل الأمن المؤمن عليها ، بالإضافة إلى "الأمان القابل للبرمجة" المخصص والفعالية من حيث التكلفة. إنه تطلعي للغاية ويستحق الدراسة المتعمقة.

ملاحظة: تعتبر شركة Eigen Labs المطور الرئيسي وراء بروتوكولات إعادة الرهان EigenLayer و EigenDA. حالياً، قد جمعت شركة Eigen Labs أكثر من 150 مليون دولار أمريكي من مؤسسات رأس المال الاستثماري المعروفة مثل a16z و Polychain و Blockchain Capital.

يقع TeleportDAO في فانكوفر، كندا. إنه مشروع بنية تحتية للاتصال عبر السلاسل الصلبة يركز على سلاسل البيتكوين والـ EVM. نجح البروتوكول في جمع 9 ملايين دولار في جولة من المبيعات العامة والتمويل من خلال Coinlist. شارك في هذه الجولة من التمويل عدة مستثمرين بما في ذلك Appworks، OIG Capital، DefinanceX، Oak Grove Ventures، Candaq Ventures، TON، Across و bitSmiley.

مشاكل موجودة في تصميم العقدة الخفيفة

حالياً، في سلاسل الكتل PoS، يشارك المدققون في شبكة التوافق عن طريق قفل مبلغ معين من الرهان (مثل 32 إيثر في إيثريوم) لضمان أمان الشبكة. لذلك، يتم حماية جوهر أمان سلاسل الكتل PoS بواسطة الاقتصاد، أي كلما زاد المجموع الكلي للرهان، زادت التكلفة أو الخسارة المطلوبة لشن هجوم على شبكة التوافق. يعتمد تنفيذ هذا الآلية القاطعة على ميزة تسمى "سلامة المساءلة"، أي إذا قام المدقق بتوقيع حالة متعارضة، يمكن خفض الرهان.

تلعب العقد الكاملة دورا حيويا في الحفاظ على سلامة PoS blockchain. يقومون بتخزين جميع معلومات معاملات الحظر ، والتحقق من توقيعات الإجماع ، وتكرار نسخة كاملة من سجل المعاملات ، وإجراء تحديثات الحالة. تتطلب هذه العمليات الكثير من موارد الحوسبة والأجهزة المعقدة. على سبيل المثال ، يتطلب تشغيل عقدة Ethereum كاملة ما لا يقل عن 2 تيرابايت من تخزين SSD. في المقابل ، تقلل العقد الخفيفة من متطلبات موارد الحوسبة وتخزن رؤوس الكتل فقط ، لذا فهي مناسبة فقط للسيناريوهات التي يتم فيها التحقق من معاملات / حالات محددة ، مثل محافظ الهاتف المحمول والجسور عبر السلسلة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد العقد الخفيفة على العقد الكاملة لتوفير معلومات الكتلة عند التحقق من المعاملات ، ولكن حصة السوق الحالية لمقدمي خدمات العقد تتركز نسبيا ، لذلك لا يمكن ضمان الأمان والاستقلالية والفورية بشكل كامل. لذلك ، تستكشف هذه الورقة المفاضلة بين تكلفة الحصول على البيانات وزمن الوصول للعقد الخفيفة لتحقيق الأمان الأمثل.

حلول التصميم الحالية لعقدة الضوء

قدمت Bitcoin التحقق البسيط من الدفع (SPV) كبروتوكول العقدة الخفيفة الخاص بها. تمكن SPV العقد الخفيفة من استخدام Merkle Proof ورؤوس الكتلة للتحقق مما إذا كانت المعاملة مضمنة في كتلة معينة. لذلك ، تحتاج العقد الخفيفة فقط إلى تنزيل رأس كتلة blockchain للتحقق من نهائية المعاملة عن طريق التحقق من عمق الكتلة. في هذه الحالة ، تكون التكلفة الحسابية للتحقق من الإجماع بواسطة العقد الخفيفة في Bitcoin منخفضة نسبيا. ومع ذلك ، في سلاسل بلوكشين PoS مثل Ethereum ، يكون تصميم التحقق من الإجماع أكثر تعقيدا بطبيعته. يتضمن الحفاظ على مجموعة كاملة من المدققين ، وتتبع تغييرات حصتهم ، وإجراء العديد من عمليات التحقق من التوقيع لشبكة الإجماع. من ناحية أخرى ، يعتمد أمان العقد الخفيفة PoW على افتراض أن معظم العقد الكاملة صادقة. لمعالجة قيود SPV ، يثبت FlyClient وإثبات العمل غير التفاعلي (NiPoPoW) هذه الكتل للعملاء بتكلفة دون الخطية. ومع ذلك ، فإن قابليتها للتطبيق على نموذج إجماع PoS ضعيفة.

في المقابل ، تكتسب سلاسل PoS الأمان من خلال آليات القطع. يعتمد النظام على أن يكون المشاركون بالإجماع عقلانيين ولا يهاجمون الشبكة إذا تجاوزت تكلفة الهجوم أي ربح محتمل. لتقليل تكاليف التحقق ، يعتمد بروتوكول العقدة الخفيفة الحالي ل Ethereum على لجنة مزامنة تتكون من 512 مدققا من Ethereum تم اختيارهم عشوائيا ، كل منهم يخزن 32 Ethereum ، ولكن لن يتم تغريم عملية التوقيع. يحتوي هذا التصميم غير القابل للقطع على عيب أمني كبير ، ويمكن للتوقيعات غير النزيهة في لجنة المزامنة أن تضلل العقد الخفيفة لقبول بيانات غير صالحة دون معاقبتها. حتى مع إدخال آليات القطع ، لا تزال الحصة الإجمالية للجنة المزامنة صغيرة مقارنة بمجموعة مدققي Ethereum الضخمة (اعتبارا من مارس 2024 ، تجاوز عدد مدققي Ethereum 1 مليون). لذلك ، لا يمكن أن يوفر هذا النهج للعقد الخفيفة أمانا مكافئا لمجموعة مدقق Ethereum. يمثل هذا النموذج نوعا خاصا من الحسابات متعددة الأطراف في بيئة عقلانية ، لكنه يفشل في توفير ضمانات اقتصادية أو معالجة التهديدات التي يشكلها مقدمو البيانات الخبيثون وغير العقلانيين.

لمعالجة التحديات الأمنية والكفاءة في عملية بدء تشغيل PoS، يقدم PoPoS لعبة تقسيم لتحدي بشكل فعال شجرة Merkle العدائية لتوقيت PoS. بينما يحققون أدنى بصمة ويتجنبون الحاجة للعملاء بأن يكونوا على الإنترنت ويكونوا مرهونين دائمًا، تبقى مشكلة تمكين العملاء من الخروج عن الاتصال دون تكبد تكاليف كبيرة لإعادة الانضمام إلى الشبكة غير محلولة.

نهج بحث آخر يركز على استخدام أدلة الصفر المعرفة لإنشاء أدلة موجزة. على سبيل المثال، تسهل Mina و Plumo بشكل فعال التحقق الخفيف من التوافق باستخدام تكوين SNARK التكراري وأدلة تحول الحالة القائمة على SNARK. ومع ذلك، تفرض هذه النهجات عبء حوسبي كبير على منتجي الكتل لإنشاء الأدلة، ولم يتم التعامل مع مسألة تعويض العقد الخفيفة عن الخسائر المحتملة. في سياق بروتوكولات PoS الأخرى، مثل بروتوكول Tendermint المستخدم في Cosmos، يتم استكشاف دور العقد الخفيفة في بروتوكول التواصل بين البلوكشينات الداخلي (IBC) الخاص بهم. ومع ذلك، هذه التنفيذات محددة للبيئات الخاصة بها وليست قابلة مباشرة للتطبيق على إيثيريوم أو مختلف بلوكشينات PoS الأخرى.

تصميم عقدة ضوء جديد

بشكل عام، تقدم الحل الجديد وحدة أمان اقتصادي لتحقيق "الأمان القابل للبرمجة"، ويمكن للعقد الخفيفة أن تقرر تصاميم الحل المختلفة استنادًا إلى احتياجات أمانها الخاصة. يفترض الأمان أساسًا 1/N + 1/M، أي بمعنى آخر، طالما توجد عقدة نزيهة وصالحة في العقدة الكاملة وشبكة المدعي العام، يمكن ضمان التشغيل الطبيعي للشبكة.

  • البلوكشين: يتم بناء البروتوكول على بلوكشين قابل للبرمجة، وتكون قواعد إنهاء الكتل تحديدية. على سبيل المثال، على بلوكشين إيثيريوم، يتطلب إنهاء كتلة مراحل متتالية على الأقل، والتي تستغرق عادة حوالي 13 دقيقة.
  • عقدة تقطيع العقد الذكي: يتضمن البروتوكول عقد تقطيع على السلسلة يتماشى مع تجريدة العقد الذكي القياسية. لديه الوصول إلى تجزئة كتلة الكتلة السابقة في سلسلة الكتل. يمكن لجميع الأطراف إرسال رسائل إلى هذا العقد.
  • مزودو البيانات: يقوم مزودو البيانات بتشغيل العقد الكاملة وتتبع أحدث حالة للبلوكشين. إنهم يتعهدون بالأصول ويقدمون خدمات للتحقق من صحة الحالة المطلوبة من قبل العقد الخفيفة. إنهم يوقعون جميع البيانات المرسلة إلى العقد الخفيفة بالمفتاح السري المقابل لمفتاحهم العام، مما يتحقق من المصدر وسلامة البيانات.
  • المدعون: المدعون هم عقد كاملة متصلة بعقد خفيفة للمساعدة في التحقق من البيانات. يمكن لأي شخص أن يصبح مدعياً ويحقق ربحًا من خلال مراقبة الأطراف وتقليصها التي تتصرف بشكل غير لائق. لأسباب بسيطة، يفترض المخطط التالي أن تكون كل عقدة خفيفة متصلة بمدعي نزيه على الأقل.
  • العقدة الخفيفة: تحقق العقدة الخفيفة ما إذا كانت حالة/عملية تحويل معينة مضمنة في سلسلة الكتل بأقل تكلفة. خلال عملية التحقق، تتصل العقدة الخفيفة بمجموعة من مزودي البيانات والمدعين.
  • الشبكة: يشكل مزودو البيانات شبكة ند لند (p2p) ويستخدمون بروتوكول النميمة لنشر البيانات. تقوم العقد الخفيفة بالاتصال ببعض مزودي البيانات لإرسال الطلبات واستلام الردود.

الخيار 1: الأمان أولاً

الخيار 1 يحقق بشكل رئيسي مصداقية البيانات من خلال إدخال فترة تحدي وشبكة مدعي العقدة. ببساطة، بعد أن تتلقى العقدة الخفيفة البيانات الموقعة من قبل الجهة المزودة، ترسل هذا الجزء من البيانات إلى شبكة المدعي للمراجعة. خلال فترة معينة، إذا كان هناك تزوير في البيانات، سيذكر المدعي العقدة الخفيفة بأن البيانات غير موثوقة، وسيعاقب وحدة العقدة الذكية الجهة المزودة بالعملات المشتركة المرهونة. وعلى العكس من ذلك، يمكن للعقدة الخفيفة الثقة في مصداقية هذه البيانات.

العملية المحددة للعقدة الخفيفة في طلب البيانات:

  1. العقدة الخفيفة تحصل على أحدث قائمة من مزودي البيانات من الشبكة الحالية وتحدد فترة التحدي. يجدر بالذكر أن فترة التحدي هذه مستقلة بين العقد الخفيفة المختلفة، ولكن الحد الأقصى لفترة التحدي ينطبق على جميع العقد الخفيفة. تعتبر فترة التحدي هي الوقت الأطول لشبكة الادعاء للتحقق من مصداقية البيانات، لذا كلما زاد الوقت، زاد التأخير في كل عملية تحويل.
  2. بعد الحصول على القائمة، ستقوم العقدة الخفيفة بتحديد مجموعة من مقدمي البيانات وضمان أن أموالهم المراهنة تزيد عن قيمة المعاملة الحالية. نظريًا، كلما زادت الأموال المراهنة، زادت تكلفة إساءة مقدم البيانات، وانخفضت تكلفة الثقة للعقدة الخفيفة.
  3. العقدة الخفيفة ترسل طلب البيانات المقابل إلى هذه المجموعة من موفري البيانات، التي تشمل رقم الكتلة المقابل والحالة المستهدفة (دليل الاحتواء لهذه المعاملة)
  4. يُرسل مزود البيانات الكود الهاش المقابل وبرهان الاحتواء للصفقة، ويقوم بإرفاق توقيع.
  5. بعد أن تتلقى العقدة الخفيفة المواد المذكورة أعلاه، تقوم بتوجيهها إلى شبكة المدعي الحالية المتصلة. إذا لم يتم تلقي تحذير بشأن مصداقية البيانات بعد انتهاء فترة التحدي، ستقوم العقدة الخفيفة بالتحقق من هذا التوقيع وسيتم اجتياز اختبار مصداقية البيانات إذا لم يكن هناك خطأ.

  1. ولكن في حالة تلقي تحذير من شبكة الادعاء، فإن العقدة الخفيفة بحاجة إلى التخلص من التوقيع الذي تم استلامه سابقًا. ستقدم شبكة الادعاء البرهان ذي الصلة إلى وحدة العقوبة في العقد الذكي. إذا اكتشف العقد الذكي أن السلوك غير المناسب قد حدث فعلا بعد التحقق من البيانات، سيتم تغريم رهن المزود بالبيانات المقابل. نظرًا لأن جزءًا/كل مزودي البيانات المختارين قد تم تغريمهم، فإن العقدة الخفيفة بحاجة إلى إعادة الحصول على قوائم جديدة لمزودي البيانات من الشبكة الحالية لتأكيد حدوث حدث القطع بالفعل.

نقاط أخرى:

  • يمكن لأي عقدة كاملة الانضمام إلى شبكة مزود البيانات أو مغادرتها عن طريق بدء طلبات "التسجيل" و "السحب" إلى العقد الذكي. هناك حد أدنى للتخزين للتسجيل للمشاركة في شبكة مزودي البيانات. بمجرد أن تختار العقدة الكاملة بدء السحب ، ستتغير حالتها في الشبكة على الفور إلى "المغادرة" ، ولم يعد بإمكانها تلقي الطلبات من العقد الخفيفة ، لمنع السلوك الضار المحتمل للدخول والخروج السريع. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم شبكة مزودي البيانات بتحديث قائمة مزودي البيانات النشطين حاليا في دورات ، لا يمكن خلالها لمقدمي البيانات تلقي أموال السحب. سيدخل طلب السحب حيز التنفيذ في المجموعة الأخيرة من دورة التحديث الحالية ، وسيكون تكرار التحديث أعلى من حد فترة التحدي لضمان اكتمال جميع اختبارات توفر بيانات العقدة الخفيفة. نظرا لنشاط شبكة موفر البيانات ، تحتاج العقد الخفيفة إلى إعادة الحصول على قائمة الموفرين النشطين حاليا في كل مرة يتم فيها تحديث الشبكة. إذا تم تمديد دورة التحديث ، يمكن للعقد الخفيفة الاستمتاع بعملية تحقق أكثر بساطة (عن طريق تقدير القائمة النشطة الحالية من خلال طلبات "التسجيل" و "السحب" للدورة السابقة) ، ولكن العقد التي ترغب في المغادرة ستواجه وقت انتظار أطول.
  • عند استلام توقيع البيانات ، تتحقق شبكة المدعي العام مما إذا كان التوقيع ينتمي إلى مزود البيانات وتقيم ما إذا كانت البيانات قد "تم تأكيدها نهائيا" في شبكة الإجماع. إذا لم تظهر البيانات على سلسلة معقولة ، فهناك احتمالان. أولا ، لم يتم تأكيد البيانات أخيرا بواسطة blockchain الحالي ، فالسلاسل المختلفة لها قواعد نهائية مختلفة ، مثل مبدأ أطول سلسلة. ثانيا ، المعاملة في كتلة من سلسلة معقولة أخرى. إذا تبين أن البيانات المذكورة أعلاه مزيفة ، فسترسل شبكة المدعي العام طلبا مائلا إلى العقد الذكي ، والذي يتضمن المفتاح العام لمزود البيانات ، وتوقيع مزود البيانات ، ورقم الكتلة ، وفي نفس الوقت يرسل دليلا على حدث القطع لتذكير عقدة الضوء. عند استلام هذه البيانات ، يقيس العقد الذكي ما إذا كان رقم الكتلة الحالي الذي تم تأكيده أخيرا يتوافق مع البيانات المستلمة وفقا لمبدأ نهائية طبقة الإجماع. إذا كانت غير متناسقة ، تشغيل حدث القطع. علاوة على ذلك ، إذا تم تخفيض مزود البيانات الذي اختارته العقدة الخفيفة بسبب مجموعة أخرى من طلبات البيانات ، فسترسل شبكة المدعي العام على الفور حدث القطع لتذكير العقدة الخفيفة بأن مصداقية بيانات مزود البيانات منخفضة ، وستقوم العقدة الخفيفة بعد ذلك بإعادة الحصول على القائمة واختيار مقدمي الخدمات الآخرين.

تقييم:

  • الأمان: تحدد العقدة الخفيفة تكلفة السلوك الخبيث لمقدمي البيانات الرشيدين وغير الرشيدين من خلال وحدة الرهان وشبكة المدعين، مما يعزز مصداقية البيانات. ومع ذلك، نظرًا لأن البروتوكول بأكمله يعتمد على شبكة التوافق (يتم اختبار هذه الورقة على إيثريوم)، فإذا تعرضت طبقة التوافق لهجوم، فإن البروتوكول قد يواجه أيضًا أزمة ثقة محتملة. لذلك، يمكن أيضًا إدخال آلية سمعة لضمان المخاطر النظامية في حالات الطوارئ الشديدة.
  • أمان مستوى العقدة الكامل: تهدف هذه الخطة إلى توفير أمان يعادل افتراض PoS لل Ethereum، وهو أن العقد الكاملة تحتاج إلى تحمل مخاطر التقطيع لإدلى ببيانات كاذبة.
  • نشاط الشبكة: إذا كانت الشبكة الحالية تحتوي فقط على عدد قليل من موفري البيانات الرشيدة، فإن العقدة الخفيفة ستواجه جولات متعددة من التأخير، ولكن نظرًا لأن إنتاجية كل مزود بيانات ليست صفر، فإن كل طلب سيتم دائمًا استكماله. لذلك، طالما أن الشبكة تحتوي على عقدة كاملة رشيدة واحدة، يمكنها ضمان استمرار عمل الشبكة. في الوقت نفسه، نظرًا لأن دخل مزودي البيانات مرتبط بكمية الرهان، فإن ذلك يشجع أيضًا العقد الكاملة على حماية الشبكة عن طريق الرهان بمقدار أكبر من المطلوب.
  • الكفاءة: يتوقع فريق كتابة المقال أنّ محققي الأثريوم هم العملاء الرئيسيين الذين يشاركون في موفّري البيانات، حيث يقوم المحققون بتشغيل العُقَد الكاملة بالفعل ويمكنهم الحصول على دخل إضافي من خلال هذا البروتوكول. قد تحصل المعاملات الصغيرة على بيانات موثوقة من خلال موفّر بيانات واحد (حيث يكفي العُقد الخفيف التحقق مرة واحدة فقط)، بينما قد تحتاج المعاملات الكبيرة إلى عدة موفرين للحصول على بيانات موثوقة (حيث يزيد عدد التحققات بشكل خطي مع عدد موفري البيانات).

الخيار 2: الكفاءة أولاً

الحل 2 يحقق تأكيد البيانات السريع من خلال اقتراح آلية تأمينية مستندة إلى الحل 1. ببساطة، بعد أن تحدد العقدة الخفيفة التأمين وفقًا لمبلغ السياسة والمدة، يمكن رد جزء/كل التعهد من مقدم البيانات لخسائر العقدة الخفيفة الناتجة عن الخبث في البيانات. لذا، بعد أن تتلقى العقدة الخفيفة وتحقق توقيع البيانات الذي قدمه مقدم البيانات، يمكنها تحديد الإيمانية الأولية للبيانات.

العملية المحددة لطلب بيانات العقدة الخفيفة:

  1. تقوم العقدة الخفيفة بحساب الخسارة القصوى المحتملة للصفقة الحالية، ثم تحدد مبلغ وفترة التأمين. يجب أن يكون مبلغ الأموال التي تعهد بها مزود البيانات للتأمين أكبر من مبلغ وثيقة التأمين لضمان توافر أموال السداد الكافية.
  2. تحدد العقدة الخفيفة فترة التحدي للمعاملة. يجدر بالذكر أن فترة السياسة يمكن أن تغطي عمليات التحقق من الإدراج لعدة معاملات، لذلك لا يمكن أن تتجاوز الفترة الإجمالية للتحدي التي يختارها العقدة الخفيفة فترة السياسة، وإلا فقد لا تُغطي بعض المعاملات.
  3. بعد تحديد المعلمات (مبلغ السياسة، مدة السياسة، مبلغ الأموال التي تعهد بها مزود البيانات للتأمين، قائمة مزودي البيانات المقصودة)، يمكن لعقدة الضوء إرسال طلب إلى العقد الذكي. ثم، بعد الانتظار لوقت التأكيد النهائي للكتلة، يمكنه التحقق مما إذا كان شراء التأمين ناجحًا. إذا فشل ذلك، فقد يكون السبب هو أن عقدات الضوء الأخرى اختارت أيضًا مزود البيانات وتسوى أولاً، لذا فإن العربون المتبقية لا تكفي لمطابقة طلبه الأصلي.
  4. ترسل العقدة الخفيفة طلب بيانات، والذي يشمل رقم التأمين بالإضافة إلى رقم الكتلة والحالة المستهدفة (دليل الاحتواء للمعاملة).
  5. مزود البيانات يرسل البيانات والتوقيع، وتقوم العقدة الخفيفة بالتحقق من التوقيع وتحويله إلى شبكة المدعي العام، ثم يتم تأكيد العملية مبدئيًا.
  6. بعد استلام البيانات والتوقيع، سيقوم الادعاء العام أولاً بالتحقق من مصداقية البيانات. إذا كان هناك أي سلوك خبيث، سيقوم الادعاء العام بتقديم البرهان إلى العقدة الذكية وفرض غرامة على مزود البيانات المقابلة، والتي سيتم توزيعها على العقد الخفيفة.

نقاط أخرى:

  • تعتبر رموز التأمين المقدمة من قبل موفر البيانات مستقلة بين طلبات العقد الخفيفة المختلفة لتجنب مخاطر التعويض المتعددة. بعد اختيار العقد الخفيف لموفر البيانات، سيقوم العقد الذكي بقفل الرموز المقدمة المتعهدة للتأمين، ولن تتمكن العقد الخفيفة الأخرى من تخصيص هذا الجزء من الالتزام قبل نهاية فترة التأمين. إذا كانت المعاملات مستقلة، فإن مبلغ التأمين هو نفس مبلغ المعاملة الأقصى. وإلا، فإن مبلغ التأمين هو نفس إجمالي مبلغ المعاملة. بموجب نفس مبلغ الالتزام، تختار العقد الخفيفة عمومًا أقل عدد ممكن من موفري البيانات لضمان كفاءة التحقق.
  • على الرغم من أن مزود البيانات يمكنه بدء طلب "السحب" قبل نهاية فترة التأمين، إلا أن المبلغ المسحوب سيتم استلامه فقط بعد نهاية فترة التأمين.
  • بالتحدث بدقة، يجب أن يكون فترة وثيقة التأمين أكبر من وقت تأكيد الكتلة النهائية + فترة التحدي الإجمالية + تأخير الاتصال + تأخير الحساب/التحقق. كلما اخترت مزودي بيانات أكثر، زادت فترة وثيقة التأمين استنادًا إلى فترة التحدي الإجمالية.

تقييم:

  • قابلية التوسع: تحدد قابلية توسع الخيار 2 بالمبلغ الإجمالي للرموز التي يرغب مزودو البيانات في رهنها للتأمين.
  • تكلفة السياسة: نظرًا لأن مستويات الأمان الأعلى مرتبطة بدورة التحدي، فإن هذا يعني أن مزود البيانات يجب أن يراهن لفترة أكبر من أو تساوي دورة التحدي. لذلك، كلما زادت متطلبات الأمان، زادت فترة الرهان، وزادت رسوم التي يدفعها العقدة الخفيفة. وفقًا للصيغة، يتم حساب تكلفة رهان مزود البيانات من خلال دخل عقدة مزود البيانات / (متوسط استخدام الرهان على مدار السنة مضروبًا في إجمالي عدد الكتل في السنة). السعر الذي يحتاجه العقدة الخفيفة لدفعه هو تكلفة الرهان مضروبة بفترة السياسة وحجم السياسة.

فعالية الحل

أولاً، من حيث كفاءة حوسبة العقدة الخفيفة، تظهر كل من حلول العقدة الخفيفة كفاءة التحقق على مستوى الجزء من الثانية (حيث أن العقد الخفيف يحتاج فقط إلى التحقق من البيانات مرة واحدة).

ثانيًا، فيما يتعلق بتأخر العقدة الخفيفة، في سيناريوهات مختلفة من تكوين التجربة (انظر الشكل أدناه)، يكون التأخر على مستوى الجزء من الثانية. يجدر بالذكر أن التأخر يزيد بشكل خطي مع عدد مقدمي البيانات، لكن التأخر دائمًا على مستوى الجزء من الثانية. بالإضافة إلى ذلك، في الحل 1، نظرًا لأن العقدة الخفيفة تحتاج إلى انتظار نتائج فترة التحدي، فإن التأخر 5 ساعات. إذا كانت شبكة المفتشين موثوقة وكفءة بما يكفي، يمكن أيضًا تقليص هذا التأخر لمدة 5 ساعات بشكل كبير.

ثالثاً، من حيث تكاليف العقدة الخفيفة، في الواقع، هناك تكلفتان للعقد الخفيف: رسوم الغاز والأقساط التأمينية، وكلاهما سيزيد كما يزيد مبلغ السياسة التأمينية. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للمفتشين، سيتم استرداد الغاز المشارك في إرسال البيانات بمبلغ الغرامة لضمان الحوافز الكافية للمشاركة.

اتجاه التمديد

  • المزيد من الضمانات: حالياً، يتم رهن الرمز من قبل مزودي البيانات باستخدام ETH، ولكن معلومات المعاملات تُحسب استنادًا إلى المعيار U، مما يعني أن العقد الخفيفة تحتاج إلى قياس سعر صرف ETH في كل مرة يحصلون فيها على البيانات لضمان أن كمية الضمانات كافية. إذا سُمح برهن عدة رموز، يمكن لمزودي البيانات أن يكون لديهم المزيد من خيارات الرهن، مما يجنبهم التعرض لمخاطر عملة واحدة.
  • الترخيص: على غرار التعدين المشترك، يمكن لبعض المستثمرين التجزئة المشاركة في شبكة مزودي البيانات عن طريق تفويض عملتهم الرقمية الخاصة (ETH) إلى العقدة الكاملة، وتوزيع الأرباح يتم وفقًا لاتفاقيتهم الخاصة. يرجى الرجوع إلى LSD.
  • ضمان الكتلة: من أجل تجنب الانتظار لفترة التأكيد النهائي (12-13 ثانية في إثيريوم)، يمكن للعقد الخفيفة استخدام ضمان لتقليل هذا الوقت. ستقوم العقدة الخفيفة أولاً بإضافة رمز/تعريف عند طلب البيانات وتحديد نوع الضمان المطلوب (تأكيد نهائي/مقترح). يوفر مزود البيانات البيانات المقابلة والتوقيع بعد استلام الطلب. عندما لا يكون لدى مزود البيانات كتلة مقترحة تحت حالة "الضمان المقترح"، سيتم تغريمه.
    حدد
    ملاحظة: سيتم في نهاية المطاف تثبيت الكتل المقترحة أو أن تصبح كتل عم العم.
  • التكلفة والرسوم: بالنسبة لشبكة المدعين، يجب عليهم أن يراهنوا مبلغًا معينًا من الرموز (أكبر من الغاز) لتقديم أدلة إلى العقد الذكي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تخفيض تكلفة هذا الجزء من الدليل من خلال طريقة zkp. بالإضافة إلى ذلك، بموجب آلية التأمين، سيتم تقديم الأقساط التي تقدمها العقد الخفيفة إلى مقدمي البيانات، بينما ستقوم شبكة المدعين بسحب جزء من دخل العقوبة من مقدمي البيانات الخبيثة.
  • توافر البيانات: مزودو البيانات هم في الأساس عقد كاملة. بالإضافة إلى المشاركة في شبكة طبقة التوافق، يمكنهم أيضًا التحقق من توافر البيانات. هناك نوعان من الأنظمة للتحقق من التوافر: نموذج الاسترجاع ونموذج الدفع. الأول يشير إلى العقد الخفيف استخراج البيانات بشكل عشوائي من العقدة الكاملة. والثاني يشير إلى منتج الكتل توزيع كتل مختلفة لمزودي البيانات. بالنسبة لمزودي البيانات الذين يعتمدون على نموذج الاسترجاع، فهم مسؤولون عن الرد على طلبات العينة. بعد استلام البيانات، يقوم العقد الخفيف بإعادتها إلى العقدة/المحقق الموثوق به، ويحاولون استعادة الكتلة. إذا فشلوا، سيتم تغريم مزود البيانات. يقترح بروتوكول العقد الخفيف في هذه المقالة آلية تأمين على هذا الأساس، مما يوفر اتجاه استكشاف جديد لبحث توافر البيانات.

الاستنتاج والتقييم

الحل الخفيف للعقدة المقترح في هذه المقالة يوفر 'الأمان القابل للبرمجة' لتلبية متطلبات الأمان في مواقف مختلفة. الخيار 1 يتبادل التأخير الأعلى من أجل الأمان العالي، بينما يوفر الخيار 2 خدمات 'التأكيد الفوري' للعقد الخفيفة من خلال إدخال آلية تأمين. يمكن استخدام هذه الحلول في السيناريوهات التي تحتاج فيها نهوية المعاملات إلى تأكيد، مثل المعاملات الذرية وعبر السلسلة.

إخلاء المسؤولية:

  1. تم نقل هذه المقالة من [ شركاء يوريكا]. إعادة توجيه العنوان الأصلي 'TeleportDAO: لعبة الأمان والكفاءة في التحقق من البيانات - أحدث ممارسات تصميم العقد الخفيفة'. جميع حقوق الطبع والنشر تنتمي إلى الكاتب الأصلي [Andy、Arthur]*. إذا كانت هناك اعتراضات على هذا النقل، يرجى التواصل مع البوابة التعلمالفريق، وسيتولون بالأمر على الفور.
  2. تنصل المسؤولية: الآراء والآراء المعبر عنها في هذا المقال هي فقط تلك التي تعود إلى الكاتب ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
  3. تقوم فريق Gate Learn بترجمة المقالات إلى لغات أخرى. ما لم يذكر غير ذلك، فإن نسخ أو توزيع أو سرقة المقالات المترجمة ممنوعة.

استكشاف الأمان والكفاءة في تصميم العقدة الخفيفة

مبتدئ5/29/2024, 1:15:17 AM
ورقة نشرت بشكل مشترك بواسطة تيليبورت داو وإيجن لابس تستكشف التحديات الأمنية والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة في سلاسل كتل الإثبات على الحصة (PoS) وتقترح حلا جديدًا. من خلال الحوافز الاقتصادية، وآليات الأمان المضمنة مسبقًا و"الأمان القابل للبرمجة"، يهدف إلى تحسين الأمان والكفاءة للعقد الخفيفة، مما يعتبر أمرًا ذا أهمية كبيرة لتطوير الاتصال بين السلاسل وتقنية سلاسل الكتل.

إلى الأمام العنوان الأصلي 'TeleportDAO: لعبة التحقق من البيانات الآمنة والكفاءة - أحدث ممارسات تصميم العقد الخفيفة'

باختصار

نشرت TeleportDAO و Eigen Labs مؤخرا ورقة بحثية تركز على تحديات الأمان والكفاءة التي تواجهها العقد الخفيفة عند الوصول إلى البيانات على السلسلة والتحقق منها في سلاسل إثبات الحصة (PoS). تقترح هذه الورقة حلا جديدا لضمان أمن وكفاءة العقد الخفيفة في بلوكشين PoS من خلال سلسلة من التدابير مثل الحوافز الاقتصادية وآليات ما قبل الأمن المؤمن عليها ، بالإضافة إلى "الأمان القابل للبرمجة" المخصص والفعالية من حيث التكلفة. إنه تطلعي للغاية ويستحق الدراسة المتعمقة.

ملاحظة: تعتبر شركة Eigen Labs المطور الرئيسي وراء بروتوكولات إعادة الرهان EigenLayer و EigenDA. حالياً، قد جمعت شركة Eigen Labs أكثر من 150 مليون دولار أمريكي من مؤسسات رأس المال الاستثماري المعروفة مثل a16z و Polychain و Blockchain Capital.

يقع TeleportDAO في فانكوفر، كندا. إنه مشروع بنية تحتية للاتصال عبر السلاسل الصلبة يركز على سلاسل البيتكوين والـ EVM. نجح البروتوكول في جمع 9 ملايين دولار في جولة من المبيعات العامة والتمويل من خلال Coinlist. شارك في هذه الجولة من التمويل عدة مستثمرين بما في ذلك Appworks، OIG Capital، DefinanceX، Oak Grove Ventures، Candaq Ventures، TON، Across و bitSmiley.

مشاكل موجودة في تصميم العقدة الخفيفة

حالياً، في سلاسل الكتل PoS، يشارك المدققون في شبكة التوافق عن طريق قفل مبلغ معين من الرهان (مثل 32 إيثر في إيثريوم) لضمان أمان الشبكة. لذلك، يتم حماية جوهر أمان سلاسل الكتل PoS بواسطة الاقتصاد، أي كلما زاد المجموع الكلي للرهان، زادت التكلفة أو الخسارة المطلوبة لشن هجوم على شبكة التوافق. يعتمد تنفيذ هذا الآلية القاطعة على ميزة تسمى "سلامة المساءلة"، أي إذا قام المدقق بتوقيع حالة متعارضة، يمكن خفض الرهان.

تلعب العقد الكاملة دورا حيويا في الحفاظ على سلامة PoS blockchain. يقومون بتخزين جميع معلومات معاملات الحظر ، والتحقق من توقيعات الإجماع ، وتكرار نسخة كاملة من سجل المعاملات ، وإجراء تحديثات الحالة. تتطلب هذه العمليات الكثير من موارد الحوسبة والأجهزة المعقدة. على سبيل المثال ، يتطلب تشغيل عقدة Ethereum كاملة ما لا يقل عن 2 تيرابايت من تخزين SSD. في المقابل ، تقلل العقد الخفيفة من متطلبات موارد الحوسبة وتخزن رؤوس الكتل فقط ، لذا فهي مناسبة فقط للسيناريوهات التي يتم فيها التحقق من معاملات / حالات محددة ، مثل محافظ الهاتف المحمول والجسور عبر السلسلة. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد العقد الخفيفة على العقد الكاملة لتوفير معلومات الكتلة عند التحقق من المعاملات ، ولكن حصة السوق الحالية لمقدمي خدمات العقد تتركز نسبيا ، لذلك لا يمكن ضمان الأمان والاستقلالية والفورية بشكل كامل. لذلك ، تستكشف هذه الورقة المفاضلة بين تكلفة الحصول على البيانات وزمن الوصول للعقد الخفيفة لتحقيق الأمان الأمثل.

حلول التصميم الحالية لعقدة الضوء

قدمت Bitcoin التحقق البسيط من الدفع (SPV) كبروتوكول العقدة الخفيفة الخاص بها. تمكن SPV العقد الخفيفة من استخدام Merkle Proof ورؤوس الكتلة للتحقق مما إذا كانت المعاملة مضمنة في كتلة معينة. لذلك ، تحتاج العقد الخفيفة فقط إلى تنزيل رأس كتلة blockchain للتحقق من نهائية المعاملة عن طريق التحقق من عمق الكتلة. في هذه الحالة ، تكون التكلفة الحسابية للتحقق من الإجماع بواسطة العقد الخفيفة في Bitcoin منخفضة نسبيا. ومع ذلك ، في سلاسل بلوكشين PoS مثل Ethereum ، يكون تصميم التحقق من الإجماع أكثر تعقيدا بطبيعته. يتضمن الحفاظ على مجموعة كاملة من المدققين ، وتتبع تغييرات حصتهم ، وإجراء العديد من عمليات التحقق من التوقيع لشبكة الإجماع. من ناحية أخرى ، يعتمد أمان العقد الخفيفة PoW على افتراض أن معظم العقد الكاملة صادقة. لمعالجة قيود SPV ، يثبت FlyClient وإثبات العمل غير التفاعلي (NiPoPoW) هذه الكتل للعملاء بتكلفة دون الخطية. ومع ذلك ، فإن قابليتها للتطبيق على نموذج إجماع PoS ضعيفة.

في المقابل ، تكتسب سلاسل PoS الأمان من خلال آليات القطع. يعتمد النظام على أن يكون المشاركون بالإجماع عقلانيين ولا يهاجمون الشبكة إذا تجاوزت تكلفة الهجوم أي ربح محتمل. لتقليل تكاليف التحقق ، يعتمد بروتوكول العقدة الخفيفة الحالي ل Ethereum على لجنة مزامنة تتكون من 512 مدققا من Ethereum تم اختيارهم عشوائيا ، كل منهم يخزن 32 Ethereum ، ولكن لن يتم تغريم عملية التوقيع. يحتوي هذا التصميم غير القابل للقطع على عيب أمني كبير ، ويمكن للتوقيعات غير النزيهة في لجنة المزامنة أن تضلل العقد الخفيفة لقبول بيانات غير صالحة دون معاقبتها. حتى مع إدخال آليات القطع ، لا تزال الحصة الإجمالية للجنة المزامنة صغيرة مقارنة بمجموعة مدققي Ethereum الضخمة (اعتبارا من مارس 2024 ، تجاوز عدد مدققي Ethereum 1 مليون). لذلك ، لا يمكن أن يوفر هذا النهج للعقد الخفيفة أمانا مكافئا لمجموعة مدقق Ethereum. يمثل هذا النموذج نوعا خاصا من الحسابات متعددة الأطراف في بيئة عقلانية ، لكنه يفشل في توفير ضمانات اقتصادية أو معالجة التهديدات التي يشكلها مقدمو البيانات الخبيثون وغير العقلانيين.

لمعالجة التحديات الأمنية والكفاءة في عملية بدء تشغيل PoS، يقدم PoPoS لعبة تقسيم لتحدي بشكل فعال شجرة Merkle العدائية لتوقيت PoS. بينما يحققون أدنى بصمة ويتجنبون الحاجة للعملاء بأن يكونوا على الإنترنت ويكونوا مرهونين دائمًا، تبقى مشكلة تمكين العملاء من الخروج عن الاتصال دون تكبد تكاليف كبيرة لإعادة الانضمام إلى الشبكة غير محلولة.

نهج بحث آخر يركز على استخدام أدلة الصفر المعرفة لإنشاء أدلة موجزة. على سبيل المثال، تسهل Mina و Plumo بشكل فعال التحقق الخفيف من التوافق باستخدام تكوين SNARK التكراري وأدلة تحول الحالة القائمة على SNARK. ومع ذلك، تفرض هذه النهجات عبء حوسبي كبير على منتجي الكتل لإنشاء الأدلة، ولم يتم التعامل مع مسألة تعويض العقد الخفيفة عن الخسائر المحتملة. في سياق بروتوكولات PoS الأخرى، مثل بروتوكول Tendermint المستخدم في Cosmos، يتم استكشاف دور العقد الخفيفة في بروتوكول التواصل بين البلوكشينات الداخلي (IBC) الخاص بهم. ومع ذلك، هذه التنفيذات محددة للبيئات الخاصة بها وليست قابلة مباشرة للتطبيق على إيثيريوم أو مختلف بلوكشينات PoS الأخرى.

تصميم عقدة ضوء جديد

بشكل عام، تقدم الحل الجديد وحدة أمان اقتصادي لتحقيق "الأمان القابل للبرمجة"، ويمكن للعقد الخفيفة أن تقرر تصاميم الحل المختلفة استنادًا إلى احتياجات أمانها الخاصة. يفترض الأمان أساسًا 1/N + 1/M، أي بمعنى آخر، طالما توجد عقدة نزيهة وصالحة في العقدة الكاملة وشبكة المدعي العام، يمكن ضمان التشغيل الطبيعي للشبكة.

  • البلوكشين: يتم بناء البروتوكول على بلوكشين قابل للبرمجة، وتكون قواعد إنهاء الكتل تحديدية. على سبيل المثال، على بلوكشين إيثيريوم، يتطلب إنهاء كتلة مراحل متتالية على الأقل، والتي تستغرق عادة حوالي 13 دقيقة.
  • عقدة تقطيع العقد الذكي: يتضمن البروتوكول عقد تقطيع على السلسلة يتماشى مع تجريدة العقد الذكي القياسية. لديه الوصول إلى تجزئة كتلة الكتلة السابقة في سلسلة الكتل. يمكن لجميع الأطراف إرسال رسائل إلى هذا العقد.
  • مزودو البيانات: يقوم مزودو البيانات بتشغيل العقد الكاملة وتتبع أحدث حالة للبلوكشين. إنهم يتعهدون بالأصول ويقدمون خدمات للتحقق من صحة الحالة المطلوبة من قبل العقد الخفيفة. إنهم يوقعون جميع البيانات المرسلة إلى العقد الخفيفة بالمفتاح السري المقابل لمفتاحهم العام، مما يتحقق من المصدر وسلامة البيانات.
  • المدعون: المدعون هم عقد كاملة متصلة بعقد خفيفة للمساعدة في التحقق من البيانات. يمكن لأي شخص أن يصبح مدعياً ويحقق ربحًا من خلال مراقبة الأطراف وتقليصها التي تتصرف بشكل غير لائق. لأسباب بسيطة، يفترض المخطط التالي أن تكون كل عقدة خفيفة متصلة بمدعي نزيه على الأقل.
  • العقدة الخفيفة: تحقق العقدة الخفيفة ما إذا كانت حالة/عملية تحويل معينة مضمنة في سلسلة الكتل بأقل تكلفة. خلال عملية التحقق، تتصل العقدة الخفيفة بمجموعة من مزودي البيانات والمدعين.
  • الشبكة: يشكل مزودو البيانات شبكة ند لند (p2p) ويستخدمون بروتوكول النميمة لنشر البيانات. تقوم العقد الخفيفة بالاتصال ببعض مزودي البيانات لإرسال الطلبات واستلام الردود.

الخيار 1: الأمان أولاً

الخيار 1 يحقق بشكل رئيسي مصداقية البيانات من خلال إدخال فترة تحدي وشبكة مدعي العقدة. ببساطة، بعد أن تتلقى العقدة الخفيفة البيانات الموقعة من قبل الجهة المزودة، ترسل هذا الجزء من البيانات إلى شبكة المدعي للمراجعة. خلال فترة معينة، إذا كان هناك تزوير في البيانات، سيذكر المدعي العقدة الخفيفة بأن البيانات غير موثوقة، وسيعاقب وحدة العقدة الذكية الجهة المزودة بالعملات المشتركة المرهونة. وعلى العكس من ذلك، يمكن للعقدة الخفيفة الثقة في مصداقية هذه البيانات.

العملية المحددة للعقدة الخفيفة في طلب البيانات:

  1. العقدة الخفيفة تحصل على أحدث قائمة من مزودي البيانات من الشبكة الحالية وتحدد فترة التحدي. يجدر بالذكر أن فترة التحدي هذه مستقلة بين العقد الخفيفة المختلفة، ولكن الحد الأقصى لفترة التحدي ينطبق على جميع العقد الخفيفة. تعتبر فترة التحدي هي الوقت الأطول لشبكة الادعاء للتحقق من مصداقية البيانات، لذا كلما زاد الوقت، زاد التأخير في كل عملية تحويل.
  2. بعد الحصول على القائمة، ستقوم العقدة الخفيفة بتحديد مجموعة من مقدمي البيانات وضمان أن أموالهم المراهنة تزيد عن قيمة المعاملة الحالية. نظريًا، كلما زادت الأموال المراهنة، زادت تكلفة إساءة مقدم البيانات، وانخفضت تكلفة الثقة للعقدة الخفيفة.
  3. العقدة الخفيفة ترسل طلب البيانات المقابل إلى هذه المجموعة من موفري البيانات، التي تشمل رقم الكتلة المقابل والحالة المستهدفة (دليل الاحتواء لهذه المعاملة)
  4. يُرسل مزود البيانات الكود الهاش المقابل وبرهان الاحتواء للصفقة، ويقوم بإرفاق توقيع.
  5. بعد أن تتلقى العقدة الخفيفة المواد المذكورة أعلاه، تقوم بتوجيهها إلى شبكة المدعي الحالية المتصلة. إذا لم يتم تلقي تحذير بشأن مصداقية البيانات بعد انتهاء فترة التحدي، ستقوم العقدة الخفيفة بالتحقق من هذا التوقيع وسيتم اجتياز اختبار مصداقية البيانات إذا لم يكن هناك خطأ.

  1. ولكن في حالة تلقي تحذير من شبكة الادعاء، فإن العقدة الخفيفة بحاجة إلى التخلص من التوقيع الذي تم استلامه سابقًا. ستقدم شبكة الادعاء البرهان ذي الصلة إلى وحدة العقوبة في العقد الذكي. إذا اكتشف العقد الذكي أن السلوك غير المناسب قد حدث فعلا بعد التحقق من البيانات، سيتم تغريم رهن المزود بالبيانات المقابل. نظرًا لأن جزءًا/كل مزودي البيانات المختارين قد تم تغريمهم، فإن العقدة الخفيفة بحاجة إلى إعادة الحصول على قوائم جديدة لمزودي البيانات من الشبكة الحالية لتأكيد حدوث حدث القطع بالفعل.

نقاط أخرى:

  • يمكن لأي عقدة كاملة الانضمام إلى شبكة مزود البيانات أو مغادرتها عن طريق بدء طلبات "التسجيل" و "السحب" إلى العقد الذكي. هناك حد أدنى للتخزين للتسجيل للمشاركة في شبكة مزودي البيانات. بمجرد أن تختار العقدة الكاملة بدء السحب ، ستتغير حالتها في الشبكة على الفور إلى "المغادرة" ، ولم يعد بإمكانها تلقي الطلبات من العقد الخفيفة ، لمنع السلوك الضار المحتمل للدخول والخروج السريع. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم شبكة مزودي البيانات بتحديث قائمة مزودي البيانات النشطين حاليا في دورات ، لا يمكن خلالها لمقدمي البيانات تلقي أموال السحب. سيدخل طلب السحب حيز التنفيذ في المجموعة الأخيرة من دورة التحديث الحالية ، وسيكون تكرار التحديث أعلى من حد فترة التحدي لضمان اكتمال جميع اختبارات توفر بيانات العقدة الخفيفة. نظرا لنشاط شبكة موفر البيانات ، تحتاج العقد الخفيفة إلى إعادة الحصول على قائمة الموفرين النشطين حاليا في كل مرة يتم فيها تحديث الشبكة. إذا تم تمديد دورة التحديث ، يمكن للعقد الخفيفة الاستمتاع بعملية تحقق أكثر بساطة (عن طريق تقدير القائمة النشطة الحالية من خلال طلبات "التسجيل" و "السحب" للدورة السابقة) ، ولكن العقد التي ترغب في المغادرة ستواجه وقت انتظار أطول.
  • عند استلام توقيع البيانات ، تتحقق شبكة المدعي العام مما إذا كان التوقيع ينتمي إلى مزود البيانات وتقيم ما إذا كانت البيانات قد "تم تأكيدها نهائيا" في شبكة الإجماع. إذا لم تظهر البيانات على سلسلة معقولة ، فهناك احتمالان. أولا ، لم يتم تأكيد البيانات أخيرا بواسطة blockchain الحالي ، فالسلاسل المختلفة لها قواعد نهائية مختلفة ، مثل مبدأ أطول سلسلة. ثانيا ، المعاملة في كتلة من سلسلة معقولة أخرى. إذا تبين أن البيانات المذكورة أعلاه مزيفة ، فسترسل شبكة المدعي العام طلبا مائلا إلى العقد الذكي ، والذي يتضمن المفتاح العام لمزود البيانات ، وتوقيع مزود البيانات ، ورقم الكتلة ، وفي نفس الوقت يرسل دليلا على حدث القطع لتذكير عقدة الضوء. عند استلام هذه البيانات ، يقيس العقد الذكي ما إذا كان رقم الكتلة الحالي الذي تم تأكيده أخيرا يتوافق مع البيانات المستلمة وفقا لمبدأ نهائية طبقة الإجماع. إذا كانت غير متناسقة ، تشغيل حدث القطع. علاوة على ذلك ، إذا تم تخفيض مزود البيانات الذي اختارته العقدة الخفيفة بسبب مجموعة أخرى من طلبات البيانات ، فسترسل شبكة المدعي العام على الفور حدث القطع لتذكير العقدة الخفيفة بأن مصداقية بيانات مزود البيانات منخفضة ، وستقوم العقدة الخفيفة بعد ذلك بإعادة الحصول على القائمة واختيار مقدمي الخدمات الآخرين.

تقييم:

  • الأمان: تحدد العقدة الخفيفة تكلفة السلوك الخبيث لمقدمي البيانات الرشيدين وغير الرشيدين من خلال وحدة الرهان وشبكة المدعين، مما يعزز مصداقية البيانات. ومع ذلك، نظرًا لأن البروتوكول بأكمله يعتمد على شبكة التوافق (يتم اختبار هذه الورقة على إيثريوم)، فإذا تعرضت طبقة التوافق لهجوم، فإن البروتوكول قد يواجه أيضًا أزمة ثقة محتملة. لذلك، يمكن أيضًا إدخال آلية سمعة لضمان المخاطر النظامية في حالات الطوارئ الشديدة.
  • أمان مستوى العقدة الكامل: تهدف هذه الخطة إلى توفير أمان يعادل افتراض PoS لل Ethereum، وهو أن العقد الكاملة تحتاج إلى تحمل مخاطر التقطيع لإدلى ببيانات كاذبة.
  • نشاط الشبكة: إذا كانت الشبكة الحالية تحتوي فقط على عدد قليل من موفري البيانات الرشيدة، فإن العقدة الخفيفة ستواجه جولات متعددة من التأخير، ولكن نظرًا لأن إنتاجية كل مزود بيانات ليست صفر، فإن كل طلب سيتم دائمًا استكماله. لذلك، طالما أن الشبكة تحتوي على عقدة كاملة رشيدة واحدة، يمكنها ضمان استمرار عمل الشبكة. في الوقت نفسه، نظرًا لأن دخل مزودي البيانات مرتبط بكمية الرهان، فإن ذلك يشجع أيضًا العقد الكاملة على حماية الشبكة عن طريق الرهان بمقدار أكبر من المطلوب.
  • الكفاءة: يتوقع فريق كتابة المقال أنّ محققي الأثريوم هم العملاء الرئيسيين الذين يشاركون في موفّري البيانات، حيث يقوم المحققون بتشغيل العُقَد الكاملة بالفعل ويمكنهم الحصول على دخل إضافي من خلال هذا البروتوكول. قد تحصل المعاملات الصغيرة على بيانات موثوقة من خلال موفّر بيانات واحد (حيث يكفي العُقد الخفيف التحقق مرة واحدة فقط)، بينما قد تحتاج المعاملات الكبيرة إلى عدة موفرين للحصول على بيانات موثوقة (حيث يزيد عدد التحققات بشكل خطي مع عدد موفري البيانات).

الخيار 2: الكفاءة أولاً

الحل 2 يحقق تأكيد البيانات السريع من خلال اقتراح آلية تأمينية مستندة إلى الحل 1. ببساطة، بعد أن تحدد العقدة الخفيفة التأمين وفقًا لمبلغ السياسة والمدة، يمكن رد جزء/كل التعهد من مقدم البيانات لخسائر العقدة الخفيفة الناتجة عن الخبث في البيانات. لذا، بعد أن تتلقى العقدة الخفيفة وتحقق توقيع البيانات الذي قدمه مقدم البيانات، يمكنها تحديد الإيمانية الأولية للبيانات.

العملية المحددة لطلب بيانات العقدة الخفيفة:

  1. تقوم العقدة الخفيفة بحساب الخسارة القصوى المحتملة للصفقة الحالية، ثم تحدد مبلغ وفترة التأمين. يجب أن يكون مبلغ الأموال التي تعهد بها مزود البيانات للتأمين أكبر من مبلغ وثيقة التأمين لضمان توافر أموال السداد الكافية.
  2. تحدد العقدة الخفيفة فترة التحدي للمعاملة. يجدر بالذكر أن فترة السياسة يمكن أن تغطي عمليات التحقق من الإدراج لعدة معاملات، لذلك لا يمكن أن تتجاوز الفترة الإجمالية للتحدي التي يختارها العقدة الخفيفة فترة السياسة، وإلا فقد لا تُغطي بعض المعاملات.
  3. بعد تحديد المعلمات (مبلغ السياسة، مدة السياسة، مبلغ الأموال التي تعهد بها مزود البيانات للتأمين، قائمة مزودي البيانات المقصودة)، يمكن لعقدة الضوء إرسال طلب إلى العقد الذكي. ثم، بعد الانتظار لوقت التأكيد النهائي للكتلة، يمكنه التحقق مما إذا كان شراء التأمين ناجحًا. إذا فشل ذلك، فقد يكون السبب هو أن عقدات الضوء الأخرى اختارت أيضًا مزود البيانات وتسوى أولاً، لذا فإن العربون المتبقية لا تكفي لمطابقة طلبه الأصلي.
  4. ترسل العقدة الخفيفة طلب بيانات، والذي يشمل رقم التأمين بالإضافة إلى رقم الكتلة والحالة المستهدفة (دليل الاحتواء للمعاملة).
  5. مزود البيانات يرسل البيانات والتوقيع، وتقوم العقدة الخفيفة بالتحقق من التوقيع وتحويله إلى شبكة المدعي العام، ثم يتم تأكيد العملية مبدئيًا.
  6. بعد استلام البيانات والتوقيع، سيقوم الادعاء العام أولاً بالتحقق من مصداقية البيانات. إذا كان هناك أي سلوك خبيث، سيقوم الادعاء العام بتقديم البرهان إلى العقدة الذكية وفرض غرامة على مزود البيانات المقابلة، والتي سيتم توزيعها على العقد الخفيفة.

نقاط أخرى:

  • تعتبر رموز التأمين المقدمة من قبل موفر البيانات مستقلة بين طلبات العقد الخفيفة المختلفة لتجنب مخاطر التعويض المتعددة. بعد اختيار العقد الخفيف لموفر البيانات، سيقوم العقد الذكي بقفل الرموز المقدمة المتعهدة للتأمين، ولن تتمكن العقد الخفيفة الأخرى من تخصيص هذا الجزء من الالتزام قبل نهاية فترة التأمين. إذا كانت المعاملات مستقلة، فإن مبلغ التأمين هو نفس مبلغ المعاملة الأقصى. وإلا، فإن مبلغ التأمين هو نفس إجمالي مبلغ المعاملة. بموجب نفس مبلغ الالتزام، تختار العقد الخفيفة عمومًا أقل عدد ممكن من موفري البيانات لضمان كفاءة التحقق.
  • على الرغم من أن مزود البيانات يمكنه بدء طلب "السحب" قبل نهاية فترة التأمين، إلا أن المبلغ المسحوب سيتم استلامه فقط بعد نهاية فترة التأمين.
  • بالتحدث بدقة، يجب أن يكون فترة وثيقة التأمين أكبر من وقت تأكيد الكتلة النهائية + فترة التحدي الإجمالية + تأخير الاتصال + تأخير الحساب/التحقق. كلما اخترت مزودي بيانات أكثر، زادت فترة وثيقة التأمين استنادًا إلى فترة التحدي الإجمالية.

تقييم:

  • قابلية التوسع: تحدد قابلية توسع الخيار 2 بالمبلغ الإجمالي للرموز التي يرغب مزودو البيانات في رهنها للتأمين.
  • تكلفة السياسة: نظرًا لأن مستويات الأمان الأعلى مرتبطة بدورة التحدي، فإن هذا يعني أن مزود البيانات يجب أن يراهن لفترة أكبر من أو تساوي دورة التحدي. لذلك، كلما زادت متطلبات الأمان، زادت فترة الرهان، وزادت رسوم التي يدفعها العقدة الخفيفة. وفقًا للصيغة، يتم حساب تكلفة رهان مزود البيانات من خلال دخل عقدة مزود البيانات / (متوسط استخدام الرهان على مدار السنة مضروبًا في إجمالي عدد الكتل في السنة). السعر الذي يحتاجه العقدة الخفيفة لدفعه هو تكلفة الرهان مضروبة بفترة السياسة وحجم السياسة.

فعالية الحل

أولاً، من حيث كفاءة حوسبة العقدة الخفيفة، تظهر كل من حلول العقدة الخفيفة كفاءة التحقق على مستوى الجزء من الثانية (حيث أن العقد الخفيف يحتاج فقط إلى التحقق من البيانات مرة واحدة).

ثانيًا، فيما يتعلق بتأخر العقدة الخفيفة، في سيناريوهات مختلفة من تكوين التجربة (انظر الشكل أدناه)، يكون التأخر على مستوى الجزء من الثانية. يجدر بالذكر أن التأخر يزيد بشكل خطي مع عدد مقدمي البيانات، لكن التأخر دائمًا على مستوى الجزء من الثانية. بالإضافة إلى ذلك، في الحل 1، نظرًا لأن العقدة الخفيفة تحتاج إلى انتظار نتائج فترة التحدي، فإن التأخر 5 ساعات. إذا كانت شبكة المفتشين موثوقة وكفءة بما يكفي، يمكن أيضًا تقليص هذا التأخر لمدة 5 ساعات بشكل كبير.

ثالثاً، من حيث تكاليف العقدة الخفيفة، في الواقع، هناك تكلفتان للعقد الخفيف: رسوم الغاز والأقساط التأمينية، وكلاهما سيزيد كما يزيد مبلغ السياسة التأمينية. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للمفتشين، سيتم استرداد الغاز المشارك في إرسال البيانات بمبلغ الغرامة لضمان الحوافز الكافية للمشاركة.

اتجاه التمديد

  • المزيد من الضمانات: حالياً، يتم رهن الرمز من قبل مزودي البيانات باستخدام ETH، ولكن معلومات المعاملات تُحسب استنادًا إلى المعيار U، مما يعني أن العقد الخفيفة تحتاج إلى قياس سعر صرف ETH في كل مرة يحصلون فيها على البيانات لضمان أن كمية الضمانات كافية. إذا سُمح برهن عدة رموز، يمكن لمزودي البيانات أن يكون لديهم المزيد من خيارات الرهن، مما يجنبهم التعرض لمخاطر عملة واحدة.
  • الترخيص: على غرار التعدين المشترك، يمكن لبعض المستثمرين التجزئة المشاركة في شبكة مزودي البيانات عن طريق تفويض عملتهم الرقمية الخاصة (ETH) إلى العقدة الكاملة، وتوزيع الأرباح يتم وفقًا لاتفاقيتهم الخاصة. يرجى الرجوع إلى LSD.
  • ضمان الكتلة: من أجل تجنب الانتظار لفترة التأكيد النهائي (12-13 ثانية في إثيريوم)، يمكن للعقد الخفيفة استخدام ضمان لتقليل هذا الوقت. ستقوم العقدة الخفيفة أولاً بإضافة رمز/تعريف عند طلب البيانات وتحديد نوع الضمان المطلوب (تأكيد نهائي/مقترح). يوفر مزود البيانات البيانات المقابلة والتوقيع بعد استلام الطلب. عندما لا يكون لدى مزود البيانات كتلة مقترحة تحت حالة "الضمان المقترح"، سيتم تغريمه.
    حدد
    ملاحظة: سيتم في نهاية المطاف تثبيت الكتل المقترحة أو أن تصبح كتل عم العم.
  • التكلفة والرسوم: بالنسبة لشبكة المدعين، يجب عليهم أن يراهنوا مبلغًا معينًا من الرموز (أكبر من الغاز) لتقديم أدلة إلى العقد الذكي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تخفيض تكلفة هذا الجزء من الدليل من خلال طريقة zkp. بالإضافة إلى ذلك، بموجب آلية التأمين، سيتم تقديم الأقساط التي تقدمها العقد الخفيفة إلى مقدمي البيانات، بينما ستقوم شبكة المدعين بسحب جزء من دخل العقوبة من مقدمي البيانات الخبيثة.
  • توافر البيانات: مزودو البيانات هم في الأساس عقد كاملة. بالإضافة إلى المشاركة في شبكة طبقة التوافق، يمكنهم أيضًا التحقق من توافر البيانات. هناك نوعان من الأنظمة للتحقق من التوافر: نموذج الاسترجاع ونموذج الدفع. الأول يشير إلى العقد الخفيف استخراج البيانات بشكل عشوائي من العقدة الكاملة. والثاني يشير إلى منتج الكتل توزيع كتل مختلفة لمزودي البيانات. بالنسبة لمزودي البيانات الذين يعتمدون على نموذج الاسترجاع، فهم مسؤولون عن الرد على طلبات العينة. بعد استلام البيانات، يقوم العقد الخفيف بإعادتها إلى العقدة/المحقق الموثوق به، ويحاولون استعادة الكتلة. إذا فشلوا، سيتم تغريم مزود البيانات. يقترح بروتوكول العقد الخفيف في هذه المقالة آلية تأمين على هذا الأساس، مما يوفر اتجاه استكشاف جديد لبحث توافر البيانات.

الاستنتاج والتقييم

الحل الخفيف للعقدة المقترح في هذه المقالة يوفر 'الأمان القابل للبرمجة' لتلبية متطلبات الأمان في مواقف مختلفة. الخيار 1 يتبادل التأخير الأعلى من أجل الأمان العالي، بينما يوفر الخيار 2 خدمات 'التأكيد الفوري' للعقد الخفيفة من خلال إدخال آلية تأمين. يمكن استخدام هذه الحلول في السيناريوهات التي تحتاج فيها نهوية المعاملات إلى تأكيد، مثل المعاملات الذرية وعبر السلسلة.

إخلاء المسؤولية:

  1. تم نقل هذه المقالة من [ شركاء يوريكا]. إعادة توجيه العنوان الأصلي 'TeleportDAO: لعبة الأمان والكفاءة في التحقق من البيانات - أحدث ممارسات تصميم العقد الخفيفة'. جميع حقوق الطبع والنشر تنتمي إلى الكاتب الأصلي [Andy、Arthur]*. إذا كانت هناك اعتراضات على هذا النقل، يرجى التواصل مع البوابة التعلمالفريق، وسيتولون بالأمر على الفور.
  2. تنصل المسؤولية: الآراء والآراء المعبر عنها في هذا المقال هي فقط تلك التي تعود إلى الكاتب ولا تشكل أي نصيحة استثمارية.
  3. تقوم فريق Gate Learn بترجمة المقالات إلى لغات أخرى. ما لم يذكر غير ذلك، فإن نسخ أو توزيع أو سرقة المقالات المترجمة ممنوعة.
Начните торговать сейчас
Зарегистрируйтесь сейчас и получите ваучер на
$100
!