외부 위탁을 위한 스마트 계약 및 검증 가능한 컴퓨팅 시스템

作者: Truebit

编译: ChainCatcher

이 시리즈에서는 검증된 시리즈로 캘거리 대학교의 컴퓨터 과학 교수인 Reihaneh Safavi-Naini와 대화하고 있습니다. Reihaneh는 Alptekin Küpçü와 협력하여 작성한 "계산 유인 외주를 위한 스마트 계약"을 포함하여 여러 백서의 공동 저자입니다. "유인 가능한 검증 계산 시스템의 게임 이론 분석"은 Mahmudun Nabi, Sepideh Avizheh, Muni Venkateswarlu Kumaramangalam과 공동 저자이며, "스마트 계약을 이용한 검증 가능한 계산"은 Sepideh Avizheh, Mahmudun Nabi, Muni Venkateswarlu K와 공동 저자입니다. 우리는 Reihaneh의 검증 가능한 계산 및 스마트 계약 분야의 연구와 개발에 대해 논의하게 되어 기쁩니다.

환영합니다, Reihaneh! 자신에 대해 소개해 주세요.

저는 캐나다 캘거리 대학교의 컴퓨터 과학 교수입니다. 제 연구 관심사는 암호학과 정보 보안에서의 응용입니다.

지난 몇 년 동안, 저의 주요 연구 관심사 중 하나는 분산 원장 기술의 응용, 특히 안전 시스템에서의 스마트 계약의 응용입니다.

유인 외주를 위한 스마트 계약에 대해 더 말씀해 주실 수 있나요?

스마트 계약은 몇 가지 중요한 속성을 가진 프로그램입니다. 첫째, 그 실행은 신뢰할 수 있는 것으로 간주될 수 있습니다. 즉, 프로그램의 각 줄은 많은 계산 노드에서 실행되었고, 결과는 합의 알고리즘을 통해 일치했으므로 결과가 올바르다고 믿을 수 있습니다. 둘째, 그것들은 투명합니다. 즉, 모든 사람이 그들의 코드와 실행을 볼 수 있으므로 모든 사람이 그들이 무엇을 하고 있는지 "알고" 있습니다. 그들은 또한 (지갑을 통해) 토큰을 사용할 수 있으며 특정 조건이 충족될 때 자동으로 토큰을 교환할 수 있습니다. 그러나 스마트 계약 계산은 매우 비쌉니다. 왜냐하면 여러 번 (모든 노드가 합의 알고리즘의 일부임) 수행해야 하기 때문입니다.

계산 작업을 외주할 때, 문제 제공자는 계산 작업의 솔루션이 필요합니다. 예를 들어 대규모 데이터 세트를 처리하는 것과 같은 작업을 수행할 수 있는 계산 노드 또는 "계약자"를 고용하여 이 작업을 수행하도록 비용을 지불하고 싶어합니다. 문제 제기자는 또한 자신이 계산을 다시 수행하지 않고도 받은 결과가 올바른지 확인하고 싶어합니다. 직접적인 아이디어는 계산을 스마트 계약으로 보내는 것입니다. 그러나 비용 때문에 대규모 계산에는 실행 가능하지 않습니다. 그러나 사람들은 스마트 계약을 신뢰할 수 있고 투명한 제3자로 사용하여 외주 프로세스를 관리할 수 있습니다: 계약자를 모집하여 작업을 완료하고 합의된 비용을 지불하며 계약자의 부정 행위를 식별하고 벌금과 보상을 부여하는 알고리즘을 실행합니다. 마지막 역할은 계약자의 참여와 올바른 행동을 유도하는 데 매우 중요합니다.

귀하의 게임 이론 분석을 통해 시스템의 올바름 보장을 개선하는 유인 시스템의 수정을 보여주셨습니다. 결과를 확장해 주실 수 있나요?

유인 외주 계산 시스템의 목표는 올바름 보장을 제공하는 계산 시스템을 설계하는 것입니다. 많은 경우 이러한 시스템은 계산 복제의 아이디어를 사용하여 목표를 달성합니다. 즉, 여러 계산 노드가 독립적으로 동일한 계산을 수행하고 동일한 결과를 얻으면 결과가 올바를 가능성이 매우 높다는 간단하면서도 강력한 아이디어를 사용합니다. 이러한 시스템을 분석하기 위해 계약자가 합리적인 실체라고 가정하고 적절한 유인을 사용하여 "올바른 계산"을 유도합니다. 게임 이론 분석은 유인 시스템의 유효성을 평가하는 데 사용됩니다.

우리의 작업은 스마트 계약을 사용하여 외주를 관리하는 유인 시스템을 분석하고 설계하는 것이었습니다. 우리는 몇 가지 작업을 수행했습니다. 첫째, 우리는 유인 시스템에서 스마트 계약을 사용하는 것이, 심지어 증명 가능한 암호 보안성을 가진 시스템에서도 미묘하다는 것을 보여주었습니다. 스마트 계약 기반 시스템으로 직접 전환하는 것은 시스템의 보안을 완전히 파괴할 수 있습니다. 우리는 또한 두 계약자를 사용하여 계산의 올바름을 보장하는 복제 외주 시스템을 위한 유인 메커니즘을 설계하는 방법을 보여주었습니다. 우리의 분석은 두 계약자가 올바르게 계산을 수행할 때 외주 게임의 내쉬 균형을 얻기 위한 보상 및 벌금 메커니즘을 설계할 수 있음을 보여줍니다.

스마트 계약을 계산 외주 유인을 관리하는 방법으로 탐색하게 된 초기 장애물은 무엇이었나요? 구현 과정에서 어떤 새로운 장애물이 발생할 것으로 예상하십니까?

스마트 계약은 이론적으로뿐만 아니라 Truebit와 같은 실제 작업 시스템에서도 계산의 유인 외주에 사용되고 있습니다. 저는 이러한 시스템의 게임 이론 분석에 관심이 많았습니다. 그러나 복제 횟수가 증가함에 따라 이러한 분석은 더욱 복잡해지고 보상 및 벌금 메커니즘도 복잡해집니다.

예를 들어, 우리가 언급한 두 당사자 외주 시스템의 결과(내쉬 균형 달성)를 다자 상황으로 확장하는 것은 현재 해결되지 않은 문제입니다. 주요 구현 도전 과제는 우리의 분석이 계약자의 환경과 행동에 대한 몇 가지 가정을 사용했으며, 이러한 가정은 실제로 성립하지 않을 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 두 계약자 시스템의 분석에서 우리는 블록체인 시스템 매개변수의 추정치를 사용했으며, 이는 실제로 추정하기 어려울 수 있습니다. 물론 모든 스마트 계약 기반 시스템에서 스마트 계약의 낮은 계산 및 통신을 유지하는 것은 도전 과제입니다.

어떤 실제 응용 프로그램이 이 시스템으로부터 가장 큰 혜택을 받을 수 있다고 생각하십니까?

우리가 점점 더 많은 데이터를 사용하고 그 위에서 복잡한 응용 프로그램과 서비스를 실행함에 따라 외주는 증가할 것입니다. 예를 들어 학습 알고리즘과 분석입니다. 복제 유인 외주의 매우 좋은 특성 중 하나는 그들의 범용성과 유연성으로, 거의 모든 계산에 사용할 수 있게 해줍니다. 이는 특정 계산을 위해 설계된 검증 가능한 계산 시스템과는 대조적입니다.

Truebit는 스마트 계약 사용 범위에 어떻게 적응하나요?

Truebit는 복제 계산을 통해 올바름 보장을 제공하고 스마트 계약을 신뢰할 수 있는 제3자로 사용하여 계산, 계약자의 유인 및 코인의 이전을 관리하는 유인 계산 시스템의 한 예입니다. Truebit의 유인 메커니즘은 복잡하고 공식적으로 분석하기 어렵습니다. 물론 Truebit의 보안성에 대해서는 많은 반공식적인 분석과 논의가 있었습니다. 다른 안전 시스템은 일정 기간 동안 중단 없이 운영되어 그 보안을 지원할 것입니다.