Последнее исследование Виталика: Как решить риски, вызванные большим количеством двойных залогов в Ethereum?

原文标题:《Изменения протокола и пула ставок, которые могут улучшить децентрализацию и снизить накладные расходы на консенсус》

Автор: Виталик Бутерин

Составил: bayemon.eth, ChainCatcher.

*Особая благодарность Майку Нойдеру, Джастину Дрейку и другим за их отзывы и обзоры. См. также: Майк Нойдер, Данкрад Файст и более ранние публикации arixon.eth на аналогичные темы. *

Можно сказать, что текущий статус разработки Ethereum включает большое количество двухуровневых ставок (двухуровневые ставки).Упомянутые здесь двухуровневые ставки относятся к модели ставок с двумя типами участников.

1. Оператор узла: Управляйте узлами и используйте в качестве залога собственную репутацию или определенную сумму собственного капитала.
2. Агент-делегатор: Агенты обещают определенное количество Ethereum, минимальной суммы нет, а также нет дополнительных ограничений на другие способы участия, кроме залога.

Эта возникающая двойная ставка создается за счет активного участия в пулах ставок, которые обеспечивают ликвидность для токенов ставок (LST). (И Rocket Pool, и Lido находятся в этом режиме).

Однако нынешнее двойное обещание имеет два недостатка:

1. Риск централизации операторов узлов: Текущий механизм выбора операторов узлов во всех пулах ставок по-прежнему чрезмерно централизован.
2. Ненужное бремя консенсуса: Каждую эпоху Ethereum L1 необходимо проверять около 800 000 подписей, что является огромной нагрузкой для одного слота. Кроме того, поскольку пулы ставок ликвидности требуют больше средств, сама сеть не получает полной выгоды от этой нагрузки. Следовательно, если сеть Ethereum сможет достичь разумной децентрализации и безопасности, не требуя от каждого участника подписывать в соответствии с периодом, то сообщество может принять такое решение, эффективно сокращая количество подписей за период.

В этой статье будет описано решение двух вышеупомянутых проблем, ** сначала предполагая, что большая часть капитала принадлежит тем, кто не желает лично управлять узлами ставок в их нынешнем виде, подписывать информацию о каждом слоте, блокировать депозит и перераспределить их по мере сокращения средств. Итак, какую роль в этом случае могут сыграть эти люди, чтобы внести значимый вклад в децентрализацию и безопасность сети? **

**Как сейчас работает двойное обеспечение? **

В настоящее время двумя наиболее популярными пулами ставок являются Lido и RocketPool.Что касается Lido, то двумя участвующими сторонами являются:

1. Оператор узла: Голосуется Lido DAO, что означает, что он фактически избирается держателями LDO. Когда кто-то вносит ETH в систему смарт-контрактов Lido, будет создан stETH, оператор узла может внести его в залог. пул (но поскольку сертификат вывода привязан к адресу смарт-контракта, оператор не может снимать деньги по своему желанию)
2. Агент: Когда кто-то вносит ETH в систему смарт-контрактов Lido, будет сгенерирован stETH, и оператор узла может использовать его в качестве залога (но поскольку ваучер на снятие средств привязан к адресу смарт-контракта, оператор не могу вывести деньги по своему желанию)

Для Rocket Pool это:

1. Оператор узла: Любой может стать оператором узла, отправив 8 ETH и определенное количество токенов RPL.
2. Агент: Когда кто-то вносит ETH в систему смарт-контрактов Rocket Pool, будет сгенерирован rETH, и оператор узла может использовать его в качестве залога (также потому, что ваучер на снятие средств привязан к адресу смарт-контракта, оператор не может вывести средства по своему желанию).

Роль агента

В этих системах (или в новых системах, которые станут возможными благодаря возможным будущим изменениям протокола) ключевой вопрос, который следует задать: **Какой смысл иметь агента с точки зрения протокола? **

Чтобы понять глубокую значимость этой проблемы, мы сначала подумаем об изменениях протокола, упомянутых в сообщении, которые ограничат штраф до 2ETH.Rocket Pool также уменьшит сумму ставок операторов узлов до 2ETH и рыночную долю Rocket Pool. увеличится до 100%/(для стейкеров и держателей ETH, поскольку rETH становится безрисковым, почти все держатели ETH станут держателями rETH или операторами узлов).

Предположим, что держатели rETH получат доход в размере 3 % (включая внутрипротокольные вознаграждения и комиссию за приоритет + MEV) и доход в размере 4 % для операторов узлов. Мы также предполагаем, что общее количество ETH составляет 100 миллионов.

Результаты расчета следующие. Чтобы избежать расчета сложных процентов, мы будем рассчитывать доходность ежедневно:

Теперь, если предположить, что Rocket Pool не существует, минимальный депозит на каждого стейкера упадет до 2 ETH, общая ликвидность ограничена 6,25 миллионами ETH, а ставка возврата оператора узла упадет до 1%. Давайте посчитаем еще раз:

Рассмотрим оба сценария с точки зрения стоимости атаки. В первом случае злоумышленник не зарегистрируется в качестве агента, поскольку агент по сути не имеет никаких прав на вывод денег, поэтому это бессмысленно. Поэтому они заложат все свои ETH и станут операторами узлов. Чтобы получить 1/3 от общей суммы ставок, им нужно будет поставить 2,08 миллиона Ethereum (что, честно говоря, все еще довольно большая цифра).Во втором случае злоумышленнику нужно будет только поставить средства, чтобы достичь пул ставок. На 1/3 от общей суммы им еще нужно инвестировать 2,08 млн Ethereum.

**С точки зрения экономики ставок и стоимости атаки конечный результат в обоих случаях совершенно одинаков. **Доля общего количества ETH, принадлежащая операторам узлов, увеличивается на 0,00256% каждый день, а доля общего количества ETH, принадлежащая операторам, не являющимся узлами, уменьшается на 0,00017% каждый день. Стоимость атаки составляет 2,08 миллиона ETH. ** Таким образом, в этой модели агент, похоже, стал бессмысленной машиной Руба Голдберга, и рациональное сообщество даже склонно удалить посредника, значительно уменьшить вознаграждение за стейкинг и ограничить общую сумму поставленных ETH до 6,25 миллионов человек. **

Конечно, эта статья не призывает к уменьшению вознаграждения за стейкинг в 4 раза и ограничению общей суммы стейкинга до 6,25 миллиона. Напротив, суть этой статьи заключается в том, что ключевым атрибутом хорошо функционирующей системы ставок является то, что агенты должны нести важную ответственность в общей системе**. Более того, не имело бы значения, если бы агенты были мотивированы в значительной степени давлением сообщества и альтруизмом к совершению правильных действий; в конце концов, именно это стимулирует сегодня децентрализованные, высокозащищенные решения для ставок, которые сегодня являются основной силой.

Обязанности агентов

Если бы агенты могли играть значимую роль в системе ставок, какова могла бы быть эта роль?

Я думаю, что есть две категории ответов:

• **Выбор агента: **Агенты могут выбирать, каким операторам узлов доверить свои доли. «Вес» операторов узлов в механизме консенсуса пропорционален общей доверенной им доле. В настоящее время механизм выбора агента все еще ограничен, то есть держатели rETH или stETH могут вывести свои ETH и переключиться на другой пул, но фактическая доступность выбора агента может быть значительно улучшена.
• Участие в механизме консенсуса: Делегаторы могут выбрать определенную роль в механизме консенсуса. Ответственность «легче», чем при полной подписке, и не будет длительного периода выхода и снижения риска, но он все равно может играть роль Проверяет и балансирует роль операторов узла.

Расширенный выбор агента

Есть три способа расширить право выбора вашего представителя:

1. Улучшены инструменты голосования в пуле.
2. Увеличить конкуренцию между пулами
3. Исправить права представительства

В настоящее время голосование в пуле на самом деле непрактично: в Rocket Pool любой может стать оператором узла, а в Lido голосование решают держатели LDO, а не держатели ETH. Лидо выдвинул предложение о двойном управлении LDO + stETH. Они могут активировать механизм защиты, который предотвращает новые голоса и, таким образом, предотвращает добавление или удаление операторов узлов. Это каким-то образом дает держателям stETH право голоса. Тем не менее, эта сила ограничена и может быть более мощной.

Межпуловая конкуренция уже существует сегодня, но она относительно слаба. Основная проблема заключается в том, что токены небольших пулов менее ликвидны, им сложнее завоевать доверие и они хуже поддерживаются приложениями.

**Мы можем решить первые две проблемы, ограничив сумму штрафа меньшей суммой, например 2 или 4 ETH. **Оставшийся ETH затем можно безопасно внести на депозит и мгновенно вывести, что позволяет использовать двустороннее погашение для небольших пулов ставок. Мы можем решить третью проблему, создав контракт на полную эмиссию для управления LST (аналогично контрактам ERC-4337 и ERC-6900, которые используются для кошельков), чтобы мы могли гарантировать, что любые поставленные токены, выпущенные через этот контракт, все безопасны.

В настоящее время в соглашении нет твердых представительских полномочий, но такая ситуация, похоже, сохранится в будущем. Логика будет аналогична приведенной выше идее, но реализована на уровне протокола. Прочтите эту статью о плюсах и минусах затвердевания вещей.

Эти идеи являются улучшением существующего положения вещей, но преимущества, которые они предлагают, ограничены**. Существуют проблемы с управлением голосованием токенов, и, в конечном итоге, любая форма нестимулированного выбора прокси — это всего лишь форма голосования токенами; это всегда было моей главной претензией к делегированному доказательству доли. **Поэтому также имеет смысл рассмотреть способы достижения более активного консенсусного участия.

Консенсусное участие

Даже если оставить в стороне текущие проблемы со стейкингом ликвидности, существуют ограничения на существующие методы независимого стейкинга. Предполагая, что используется окончательность с одним слотом, каждый слот в идеале может обрабатывать примерно от 100 000 до 1 000 000 подписей BLS. Даже если мы используем рекурсивные SNARK для агрегирования подписей, каждой подписи необходимо назначить битовое поле участника для отслеживания. **Если Ethereum станет сетью глобального масштаба, полностью децентрализованных битовых полей хранения будет недостаточно: 16 МБ в каждом слоте могут поддерживать только примерно 64 миллиона стейкеров.

С этой точки зрения имеет смысл разделить ставку на уменьшаемые уровни более высокой сложности и уровни более низкой сложности, где каждый слот будет активен, но может иметь только 10 000 участников. Уровни более низкой сложности вызываются для участия лишь изредка. Уровни более низкой сложности могут быть полностью освобождены от скидок, или участникам может быть случайным образом предоставлена возможность внести депозит в пределах нескольких слотов и стать объектом скидок.

На практике этого можно достичь путем увеличения ограничения баланса валидатора и последующего увеличения порога баланса (например, 2048 ETH), чтобы определить, какие существующие валидаторы переходят на более высокие или более низкие уровни сложности.

Вот несколько предложений о том, как могут работать эти небольшие ставки:

1. Для каждого слота случайным образом будут выбраны 10 000 мелких стейкеров, и они смогут подписать то, что, по их мнению, является репрезентативным для слота. Запустите правило выбора форка LMD GHOST, используя в качестве входных данных небольшие ставки. Если существует некоторое разногласие между выбором форка, сделанным мелкими стейкерами, и выбором форка, сделанным операторами узлов, клиент пользователя не примет какой-либо блок в качестве окончательного подтверждения и отобразит ошибку. Это вынуждает сообщество вмешаться и разрешить ситуацию.
2. Агенты могут отправлять транзакции, объявляя в сети, что они онлайн и готовы выступать в качестве мелких участников в течение следующего часа. Для расчета сообщения (блокирования или доказательства), отправленного узлом, требуется, чтобы и узел, и случайно выбранный агент подписали информацию о подтверждении узла**.
3. Агенты могут отправлять транзакции, объявляя в сети, что они онлайн и готовы выступать в качестве мелких участников в течение следующего часа. Каждую эпоху 10 случайных агентов выбираются в качестве поставщиков списков включения, и еще 10 000 агентов выбираются в качестве избирателей. Они выбираются перед k-слотами и получают окно k-слотов для публикации сообщения в цепочке, подтверждающего их присутствие в сети. Каждый подтвержденный выбранный поставщик списка включения может публиковать список включения, если только для каждого списка включения либо транзакция, включенная в этот список включения, либо голосование общего 1 выбранного электората не указывает на то, что список включения недоступен, в противном случае блокировка будет считаться недействительной. .

Что общего у этих небольших узлов ставок, так это то, что им не нужно активно участвовать в каждом слоте или даже нужны только легкие узлы для выполнения всей работы. Таким образом, для развертывания узлов требуется только проверка уровня консенсуса, которого операторы узлов могут достичь с помощью приложений или плагинов браузера, которые в основном пассивны и не налагают никаких вычислительных затрат, требований к оборудованию или технических ноу-хау.Очень низкий и даже не требует требуют передовых технологий, таких как ZK-EVM.

У этих «мелких участников» также есть общая цель: предотвратить проверку транзакций со стороны 51% большинства операторов узлов. **Первый и второй типы также могут помешать большинству людей участвовать в окончательном восстановлении. Третий более непосредственно связан с цензурой, но он более восприимчив к выбору операторов узлов большинства.

Эти идеи написаны с точки зрения решения двойной ставки, реализованного в протоколе, но их также можно реализовать как функцию пулов ставок. Вот несколько конкретных идей реализации:

1. С точки зрения протокола каждый верификатор может установить два ключа залога: ключ постоянного залога P и привязанный адрес Ethereum, по которому можно позвонить, и вывести ключ быстрого залога Q. Отслеживание информации подписи узла для выбора форка представлено буквой P, а подписанная информация представлена буквой Q. Если результаты хранения PQ противоречивы, финализация любого блока не будет принята, и пул ликвидности будет отвечать за случайный выбор. представители.
2. Протокол может остаться практически неизменным, но открытый ключ валидатора на этот период будет установлен на P+Q. Обратите внимание, что при редукции два сокращаемых сообщения могут иметь разные Q-ключи, но у них будет одна и та же P-клавиша; конструкция редукции должна учитывать этот случай.
3. Ключ Q можно использовать в протоколе только для подписи и проверки списков включения в блоках. В этом случае Q может быть смарт-контрактом, а не отдельным ключом, поэтому пул ставок может использовать его для реализации более сложной логики голосования, принимая инклюзивный список от случайно выбранного поставщика или достаточно. Указывает, что содержащий список недоступен для голосов. .

в заключение

При правильной реализации точная настройка конструкции доказательства доли может решить две проблемы одним махом:

1. Предоставить возможность тем, у кого сегодня нет ресурсов или возможности провести независимое доказательство доли, принять участие в доказательстве доли, тем самым сохранив в своих руках больше власти: включая (i) право выбирать, какие узлы поддерживать* *и (ii) активно участвовать в консенсусе каким-либо способом, который является более простым, но все же значимым, чем полная эксплуатация узла с доказательством доли. Не все участники выберут один или оба этих варианта, но любой участник, выбравший один или оба из этих вариантов, испытает значительное улучшение по сравнению со статус-кво.
2. Уменьшите количество подписей, которые уровень консенсуса Ethereum должен обработать в каждом слоте, даже в режиме окончательности с одним слотом, до меньшего числа, например примерно 10 000. Это также поможет с децентрализацией, упрощая запуск проверяющих узлов для всех.

Для этих решений решения проблемы можно найти на разных уровнях абстракции: разрешения, предоставляемые пользователям в рамках протоколов доказательства доли, выбор пользователя между протоколами доказательства доли и установление в протоколах. Этот выбор следует тщательно обдумать, и часто лучше выбрать минимально жизнеспособную настройку, чтобы минимизировать сложность протокола и масштаб изменений в экономике протокола, при этом достигая желаемых целей.