Виталик: сохраняйте минимализм блокчейна, не позволяйте консенсусу Ethereum перегружаться

Автор: Vitalik Buterin

Перевод: Web3 大航海

Консенсусный механизм сети Ethereum является одной из самых безопасных криптоэкономических систем на сегодняшний день. Верификационные узлы стоимостью 18 миллионов ETH (примерно 34 миллиарда долларов) подтверждают блок каждые 6,4 минуты, и эти верификационные узлы используют различные протоколы для обеспечения избыточности. Если в криптоэкономическом консенсусе возникают проблемы, будь то из-за ошибок или преднамеренной атаки 51%, огромное сообщество из тысяч разработчиков и еще большего числа пользователей внимательно следит за ситуацией, чтобы гарантировать правильное восстановление цепи. Как только цепь восстанавливается, правила протокола обеспечивают, что атакующие могут понести серьезные наказания.

На протяжении многих лет было предложено множество идей (обычно на стадии мысленного эксперимента), которые используют набор верификационных узлов Ethereum, а даже общественный консенсус Ethereum для достижения других целей:

Конечный оракул: Предложение, согласно которому пользователь может голосовать, отправляя ETH, чтобы указать на истинный факт, с использованием механизма SchellingCoin: каждый, кто голосует за ответ большинства, может получить долю всех ETH, проголосовавших за ответ меньшинства.

Это описание продолжает объяснять: «Таким образом, в принципе, это симметричная игра. Разрушает симметрию a) истина является естественной точкой координации, и, что более важно, b) те, кто ставит на истину, могут угрожать разветвлением Ethereum в случае их проигрыша.»

Re-staking: Набор технологий, используемых многими протоколами (включая EigenLayer), на основе которых держатели ETH могут одновременно использовать свои доли в качестве депозита в другом протоколе. В некоторых случаях, если они нарушают правила другого протокола, их депозит также будет наказан. В других случаях, без внутренних стимулов протокола, доля используется только для голосования.

Восстановление проектов L1, управляемых L2: Многократно предлагалось, что если у L2 есть ошибка, L1 может разветвиться, чтобы восстановить его. Недавний пример — этот дизайн, использующий мягкое разветвление L1 для восстановления сбоя L2.

Цель этой статьи — подробно объяснить, почему я считаю, что часть этих технологий принесет экосистеме высокий системный риск и должна быть остановлена и отвергнута.

Эти предложения обычно выдвигаются с благими намерениями, поэтому цель не в том, чтобы сосредоточиться на отдельных лицах или проектах, а в том, чтобы сосредоточиться на технологиях. Общий принцип, который будет защищаться в этой статье, таков: хотя существует некоторый риск двойного использования ETH, ставимого валидаторами, это в основном приемлемо, однако попытка «рекрутировать» общественный консенсус Ethereum для обслуживания ваших приложений является неприемлемой.

Примеры различия между повторным использованием валидаторов (низкий риск) и перегрузкой общественного консенсуса (высокий риск)

• Алиса создает веб3 социальную сеть, и если вы можете зашифрованно доказать, что контролируете ключ активного валидатора Ethereum, вы автоматически получаете статус «валидатора». Низкий риск.
• Боб зашифрованно доказывает, что контролирует ключи десяти активных валидаторов Ethereum, чтобы доказать, что у него достаточно богатства для выполнения определенных юридических требований. Низкий риск.
• Чарли утверждает, что опроверг гипотезу о близнецах-простых числах и утверждает, что знает наибольшее p, при котором p и p+2 являются простыми. Он изменяет адрес вывода своих ставок на смарт-контракт, где любой может представить предполагаемый контрпример q > p вместе с доказательством SNARK, что q и q+2 являются простыми. Если кто-то представит действительное утверждение, валидатор Боба будет вынужден выйти, а податель получит оставшийся ETH Боба. Низкий риск.
• Dogecoin решает перейти на Proof of Stake и, чтобы увеличить масштаб своего пула безопасности, позволяет держателям Ethereum «двойной ставить», одновременно присоединяясь к своему набору валидаторов. Для этого держатели Ethereum должны изменить адрес вывода своих ставок на смарт-контракт, где любой может представить доказательство, что они нарушили правила ставок Dogecoin. Если кто-то представит такое доказательство, валидатор держателя будет вынужден выйти, а оставшийся ETH будет использован для покупки и сжигания DOGE. Низкий риск.
• eCash сделала то же самое, что и Dogecoin, но руководители проекта дополнительно объявили: если большинство участвующих валидаторов ETH сговорятся, чтобы цензурировать транзакции eCash, они ожидают, что сообщество Ethereum через жесткое разветвление удалит этих валидаторов. Они считают, что поскольку эти валидаторы были признаны злонамеренными и ненадежными, Ethereum будет заинтересован в этом. Высокий риск.
• Фред создает оракул цен ETH/USD, который работает, позволяя валидаторам Ethereum участвовать и голосовать без стимулов. Низкий риск.
• Джордж создает оракул цен ETH/USD, который работает, позволяя держателям ETH участвовать и голосовать. Чтобы предотвратить лень и потенциальные взятки, они добавляют механизм стимулов, который дает участникам, находящимся в пределах 1% от медианного ответа, 1% ETH от участников, находящихся выше медианного ответа на 1%. Когда его спрашивают: «Что произойдет, если кто-то надежно предложит взятку всем участникам, и каждый начнет подавать неправильные ответы, тогда честные люди потеряют 10 миллионов ETH?» Джордж отвечает: «Тогда Ethereum, безусловно, должен будет лишить средства плохих участников.» Высокий риск.
• Джордж явно избегает ответа на средний и высокий риск (поскольку проект может создать стимулы для попытки провести такое разветвление, поэтому даже без официальных поощрений может возникнуть попытка разветвления).
• Джордж отвечает: «Тогда атакующий победит, и мы откажемся от использования этого оракула.» Средний и низкий риск (это не совсем «низкий риск», просто потому, что этот механизм действительно создает множество участников, которые могут быть мотивированы к независимому продвижению разветвления для защиты своих депозитов в случае атаки 51%).
• Гермиона создает успешный второй уровень и утверждает, что поскольку ее второй уровень является крупнейшим, он по своей природе самый безопасный, поскольку если произойдет ошибка, приведшая к краже средств, потери будут настолько велики, что у сообщества не останется выбора, кроме как разветвиться, чтобы восстановить средства пользователей. Высокий риск.

Если вы разрабатываете протокол, который даже в случае полного краха ограничивает потери только участниками и пользователями, которые выбирают участвовать и использовать ваш протокол, то это низкий риск. С другой стороны, если вы намеренно вводите более широкий общественный консенсус экосистемы Ethereum для решения ваших проблем через разветвление или реорганизацию, то это высокий риск, и я считаю, что мы должны решительно противостоять всем попыткам создать такие ожидания.

Ситуации на границе начинаются с низкого риска, но предоставляют участникам мотивацию скользить в более высокий риск; технологии в стиле SchellingCoin, особенно механизмы с серьезными наказаниями за отклонение от большинства, являются основным примером.

Так в чем же проблема чрезмерного использования (stretching) консенсуса Ethereum?

Предположим, сейчас 2025 год, и группа людей, разочарованных существующими вариантами, решает создать новый оракул цен ETH/USD, который определяет цену, позволяя валидаторам голосовать раз в час. Если валидатор голосует, он безусловно получает часть комиссии от системы в качестве вознаграждения. Но вскоре участники начинают лениться: они подключаются к централизованному API, и когда эти API подвергаются кибератакам, они либо выходят, либо начинают сообщать неверные значения. Чтобы решить эту проблему, они вводят механизм стимулов: оракул также будет голосовать за цену неделю назад, и если ваш голос (в реальном времени или ретроспективно) отличается от медианного голоса более чем на 1%, вы будете серьезно наказаны, а штраф будет передан тем, кто голосует «правильно».

В течение года более 90% валидаторов участвуют. Кто-то спрашивает: если Lido объединится с несколькими крупными ставщиками для атаки 51% на голосование, чтобы принудительно провести ложное значение цены ETH/USD, забрав тяжелые штрафы у всех, кто не участвует в атаке? В этот момент сторонники оракула уже глубоко инвестированы в этот план, и они отвечают: если это действительно произойдет, Ethereum, безусловно, разветвится, чтобы выгнать плохих людей.

Сначала этот план ограничивался ETH/USD и казался очень стабильным. Но со временем добавлялись и другие индексы: ETH/EUR, ETH/CNY, и наконец, курсы валют всех стран G20.

Однако в 2034 году все начинает идти не так. В Бразилии происходит неожиданный серьезный политический кризис, приводящий к выборным спорам. Одна партия контролирует столицу и 75% территории, но другая партия контролирует некоторые северные районы. Основные западные СМИ считают, что северная партия явно является законным победителем, поскольку ее действия легитимны, в то время как действия южной партии являются незаконными (и они фашисты). Однако официальные источники Индии и Китая, а также Илон Маск считают, что южная партия на самом деле контролирует большую часть территории, и международное сообщество не должно пытаться выступать в роли мирового полицейского, а должно принять этот результат.

В этот момент в Бразилии уже существует CBDC, которая разделяется на два разветвления: (северное) BRL-N и (южное) BRL-S. Во время голосования оракула 60% валидаторов Ethereum предоставляют курс ETH/BRL-S. Большинство лидеров сообщества и предприятий осуждают валидаторов за подлое подчинение фашизму и предлагают провести жесткое разветвление цепи, включив только «хороших валидаторов», предоставляющих курс ETH/BRL-N, и уменьшив балансы остальных валидаторов до почти нуля. В своих социальных медиа пузырях они считают, что одержат явную победу. Однако, как только разветвление происходит, сила стороны BRL-S оказывается неожиданно сильной. Их ожидаемая подавляющая победа на самом деле оказывается почти 50-50 разделением сообщества.

В этот момент обе стороны существуют в двух независимых вселенных, каждая со своей цепью, и фактически не могут снова объединиться. Ethereum, глобальная платформа без разрешений, созданная частично для того, чтобы избавиться от влияния государств и геополитики, оказывается разделенной на две части из-за неожиданной серьезной внутренней проблемы в любой из стран-членов G20.

Это хорошая научно-фантастическая история, которая даже может стать хорошим фильмом. Но что мы на самом деле можем из этого извлечь?

«Чистота» блокчейна, в том смысле, что он является чисто математической структурой, которая просто пытается достичь консенсуса по чисто математическим вещам, является огромным преимуществом. Как только блокчейн пытается «зацепить» внешний мир, конфликты внешнего мира начинают влиять на блокчейн. Если произойдет достаточно экстремальное политическое событие, фактически, учитывая, что вышеупомянутая история в значительной степени является имитацией событий, которые на самом деле произошли в течение последних десяти лет в различных крупных странах (с населением более 25 миллионов), даже оракул валюты может разорвать сообщество.

Вот некоторые возможные сценарии:

Валюта, отслеживаемая оракулом (возможно, даже доллар), просто испытывает гиперинфляцию, и рынок обрушивается до таких временных точек, где нет четкой рыночной цены.

Если Ethereum добавит оракул цен к другой криптовалюте, то спорное разветвление, как в вышеупомянутой истории, не является гипотетическим: это уже произошло, включая историю самого Bitcoin и Ethereum.

Если будут введены строгие валютные ограничения, то вопрос о том, какую цену между двумя валютами считать законной рыночной ценой, станет политическим вопросом.

Но что более важно, я считаю, что существует некий барьер Schelling: как только блокчейн начинает использовать индексы цен реального мира в качестве особенностей протокола, он легко поддается интерпретации все большего количества информации о реальном мире. Введение уровня индекса цен также расширяет юридическую уязвимость блокчейна: он становится не просто нейтральной технологической платформой, но более явно финансовым инструментом.

Кроме индексов цен, какие еще риски?

Любое расширение «обязанностей» консенсуса Ethereum увеличивает стоимость, сложность и риски работы валидаторов. От валидаторов требуется приложить усилия, чтобы следить за дополнительным программным обеспечением и обновлять его, чтобы гарантировать, что они действуют правильно в соответствии с введенными другими протоколами. Другие сообщества получают возможность внешне решить свои споры через сообщество Ethereum. Валидаторы и все сообщество Ethereum вынуждены принимать больше решений, каждое из которых несет риск разделения сообщества. Даже без разделения желание избежать этого давления создаст дополнительные стимулы для внешнего управления решениями через централизованные сущности.

Вероятность разделения также значительно усиливает плохие механизмы «слишком большими, чтобы упасть». На Ethereum существует так много проектов второго уровня и прикладных уровней, что было бы нереалистично ожидать, что общественный консенсус Ethereum будет готов разветвляться для решения всех этих проблем. Таким образом, более крупные проекты неизбежно получат больше шансов на спасение. Это, в свою очередь, приведет к тому, что крупные проекты получат траншеи: вы предпочли бы разместить свои монеты на Arbitrum или Optimism, если что-то пойдет не так, и Ethereum разветвится, чтобы спасти ситуацию, или на Taiko, потому что он меньше (и не западный, поэтому в кругу основных разработчиков меньше социальных связей), и вероятность спасения от L1 меньше?

Но уязвимости — это риск, нам нужны лучшие оракулы. Что нам делать?

Я считаю, что наилучшие решения этих проблем зависят от ситуации, поскольку различные проблемы по своей природе так различны. Некоторые решения включают:

Оракулы цен: либо децентрализованные оракулы, не полностью основанные на криптоэкономике, либо оракулы, основанные на голосовании валидаторов, которые явно обещают, что их стратегии экстренного восстановления — это другие способы, кроме обращения к консенсусу L1 для восстановления (или некое сочетание обоих). Например, оракулы цен могут полагаться на доверительное предположение, что скорость коррупции голосующих участников медленная, поэтому пользователи заранее предупреждают о нападениях и могут выйти из любой системы, зависящей от оракула. Такие оракулы могут намеренно предоставлять вознаграждения только после длительных задержек, так что если экземпляр протокола перестанет использоваться (например, из-за сбоя оракула и разветвления сообщества на другую версию), участники не получат вознаграждения.

Более сложные оракулы правды, касающиеся более субъективных фактов, основанные на не полностью криптоэкономическом DAO, представляющие собой некую децентрализованную судебную систему.

Протоколы второго уровня:

В краткосрочной перспективе полагаться на частичное обучение (в этой записи называемое первым этапом).

В среднесрочной перспективе полагаться на несколько систем доказательства. Доверенное оборудование (например, SGX) может быть включено в это; я решительно против использования систем, подобных SGX, как единственной гарантии безопасности, но как часть системы 3 из 2 они могут быть ценными.

В долгосрочной перспективе надеяться, что такие сложные функции, как «EVM верификация», в конечном итоге будут включены в протокол.

Кросс-чейн мосты: логика, аналогичная оракулам, но также стремящаяся минимизировать степень вашей зависимости от мостов: держать активы на их исходной цепи и использовать атомарные обменные протоколы для передачи ценности между различными цепями.

Использование набора валидаторов Ethereum для защиты других цепей: одной из причин, по которой метод Dogecoin (более безопасный) может быть недостаточным, является то, что, хотя он действительно предотвращает атаки 51% на окончательность, он не предотвращает атаки 51% на цензуру. Однако, если вы уже полагаетесь на валидаторов Ethereum, то одним из возможных направлений является прекращение попыток управлять независимой цепью и становление эффективной системой верификации, основанной на Ethereum. Если цепь сделает такое изменение, ее защита от атак на окончательность будет такой же сильной, как у Ethereum, и она сможет предотвратить до 99% атак на цензуру (в то время как раньше это было 49%).

Заключение

Социальный консенсус в блокчейн-сообществе — это хрупкая вещь. Поскольку необходимы обновления, существуют уязвимости, и атаки 51% всегда могут произойти, социальный консенсус необходим, но из-за столь высокого риска разделения цепи, мы должны осторожно его использовать в зрелых сообществах. Существует естественное стремление расширить основные функции блокчейна, поскольку ядро блокчейна имеет наибольшую экономическую мощь и наибольшее количество наблюдателей сообщества, но каждое такое расширение делает само ядро более уязвимым.

Мы должны быть настороже к действиям проектов прикладного уровня, которые могут увеличить «объем» консенсуса блокчейна, если только эти действия не соответствуют правилам основного протокола Ethereum. Попытки приложений использовать такие стратегии естественны, и такие идеи часто возникают без осознания рисков, но их результаты легко могут привести к значительным несоответствиям с целями всего сообщества. Такой процесс без принципов ограничения может привести к тому, что блокчейн-сообщество со временем будет все больше и больше «обременено», толкая его к дискомфортному выбору между ежегодно сталкивающимся с высоким риском разделением и неким фактическим бюрократическим контролем над цепью.

Мы должны поддерживать минимализм цепи, поддерживать те применения, которые не выглядят как скользящий путь, повторное использование, расширяющее роль консенсуса Ethereum, и помогать разработчикам находить другие стратегии для достижения своих целей безопасности.