WYJAŚNIENIE CIĘCIA W PROOF-OF-STAKE

Zrozumienie slashingu w blockchainach Proof-of-Stake

Slashing to fundamentalny mechanizm wbudowany w wiele protokołów blockchainów Proof-of-Stake (PoS), zaprojektowanych w celu utrzymania decentralizacji, zapewnienia wysokiego poziomu bezpieczeństwa sieci i egzekwowania uczciwego postępowania wśród walidatorów. Działa on zarówno jako środek odstraszający, jak i system kar dla walidatorów, którzy nie wywiązują się ze swoich obowiązków dokładnie lub zachowują się złośliwie. W istocie slashing karze finansowo strony naruszające zasady konsensusu, często poprzez potrącenie ich stakowanych tokenów.

W sieciach PoS konsensus osiąga się nie poprzez konsumowanie zasobów obliczeniowych (jak w Proof-of-Work), ale poprzez stakowanie własnych tokenów przez walidatorów w zamian za prawo do walidacji transakcji i tworzenia nowych bloków. Takie podejście pomaga zmniejszyć zużycie energii i przyspiesza transakcje. Wprowadza jednak nowe luki w zabezpieczeniach, jeśli zachęty do uczciwego zachowania nie są skutecznie egzekwowane.

Właśnie tutaj pojawia się slashing. Grożąc utratą udziału walidatora, blockchainy mogą zniechęcać do szeregu działań, które mogłyby podważyć zaufanie do sieci.

Jak działa slashing

Warunki slashingu są zakodowane w protokole blockchain i automatycznie egzekwowane. Gdy walidator naruszy określone zasady konsensusu, część — a czasami całość — jego postawionych środków zostaje utracona. Niektóre sieci nakładają również kary w postaci czasowego lub trwałego wykluczenia z grupy walidatorów.

Dwa z najczęstszych wykroczeń prowadzących do slashingu to:

• Podwójne podpisywanie: Gdy walidator podpisuje dwa różne bloki dla tego samego slotu lub rundy. Może to mieć poważne konsekwencje dla sieci, ponieważ może prowadzić do hard forków.
• Błędy przestoju lub braku aktywności: gdy walidator pozostaje offline przez dłuższy czas, nie uczestnicząc w procesie walidacji bloków lub głosowania.

Każda sieć ma własne zasady dotyczące cięcia. Na przykład Ethereum 2.0 wycina walidatorów za podwójne głosowanie lub nieprzestrzeganie prawidłowego procesu atestacji. Cosmos i Polkadot stosują podobne zasady, ale różnią się pod względem surowości i struktury kar.

Typowy proces slashingu przebiega następująco:

1. Walidator popełnia wykroczenie podlegające slashingowi.
2. Działanie jest wykrywane przez protokół lub innego walidatora.
3. Transakcja slashingu jest przesyłana do sieci wraz z dowodem niewłaściwego zachowania.
4. Stawka walidatora, który dopuścił się wykroczenia, jest automatycznie zmniejszana, a mogą zostać nałożone inne kary, takie jak usunięcie z sieci.

Dlaczego to ma znaczenie

Slashing zwiększa koszty działań złośliwych lub niedbałych. Ryzykując potencjalnie znaczną stratę finansową, walidatorzy są motywowani do utrzymywania uczciwego czasu sprawności i działania zgodnie z wymaganiami konsensusu sieci.

Co ważne, nie chodzi tylko o karę. Ryzyko związane z cięciami stanowi podstawę bezpieczeństwa sieci, ponieważ sprawia, że ​​atakowanie lub zakłócanie konsensusu staje się ekonomicznie nieracjonalne. Chroni ono również stakerów – osoby delegujące swoje tokeny walidatorom – zapewniając, że ich przedstawiciele ponoszą odpowiedzialność.

Rola slashingu w zabezpieczaniu sieci PoS

W sieciach Proof-of-Stake (PoS) koncepcja slashingu to coś więcej niż tylko środek odstraszający – działa ona jako kluczowe narzędzie do utrzymania bezpieczeństwa sieci, zapewnienia integralności walidatorów i podtrzymania zaufania do zdecentralizowanych systemów. Bez slashingu te sieci blockchain mogłyby zostać poważnie zagrożone przez walidatorów, którzy zachowują się irracjonalnie, arbitralnie lub złośliwie.

Utrzymywanie bezpieczeństwa sieci

Być może najważniejszą rolą slashingu jest jego wkład w ogólne bezpieczeństwo sieci. Walidatory odgrywają kluczową rolę w finalizowaniu transakcji i tworzeniu nowych bloków. Jeśli którykolwiek z walidatorów działa w sposób naruszający konsensus — na przykład generując sprzeczne bloki lub pozostając offline przez długi czas — integralność i spójność łańcucha bloków są zagrożone.

Kiedy takie działania są karane poprzez cięcie, sieć wysyła jasny sygnał: uczestnictwo wiąże się z odpowiedzialnością. Może to znacznie zmniejszyć częstotliwość destrukcyjnych zachowań, w tym ekwiwokacji (podwójnego podpisywania), i karze walidatorów na tyle surowo, aby zapobiec ich powtarzaniu się.

Ujednolicenie bodźców ekonomicznych

Sieci PoS w dużej mierze opierają się na ujednoliceniu warunków ekonomicznych. Walidatorzy są wybierani na podstawie kapitału, który blokują lub delegują, i są nagradzani za działania stabilizujące i zabezpieczające system. Mechanizm „slashing” równoważy nagrody karami – koncepcja znana jako bezpieczeństwo kryptoekonomiczne.

Zapewnia to współpracę walidatorów, dostosowując ich motywacje do celów sieci. Jeśli walidator rozważa szkodliwą działalność, przewidywane straty wynikające z „slashingu” często przewyższają wszelkie potencjalne krótkoterminowe zyski. Ta równowaga między ryzykiem a nagrodą stanowi kamień węgielny filozofii konsensusu PoS.

Zapobieganie centralizacji i zachowaniom kartelowym

Slashing może również zniechęcać do zachowań kartelowych i innych form zmowy. W tradycyjnych systemach finansowych, a nawet w niektórych zdecentralizowanych ekosystemach, skoncentrowana kontrola może prowadzić do manipulacji polityką lub nadużyć w zakresie walidacji. Slashing wprowadza system wzajemnego monitorowania, w którym walidatorzy są zachęcani do zgłaszania sobie nawzajem naruszeń protokołu. Ta dynamika „nadzoru” pomaga utrzymać odporność i decentralizację sieci.

Zwiększanie zaufania delegatów

Wiele sieci PoS wykorzystuje modele delegowanego stakingu, w których posiadacze tokenów przypisują swoje tokeny walidatorom. Cięcie tokenów (slashing) zapewnia tym delegatom ochronę, zniechęcając ich do angażowania się w lekkomyślne lub nieuczciwe zachowania, które mogłyby zagrozić stabilności sieci, a co za tym idzie, własnym interesom finansowym delegatów.

W blockchainach takich jak Tezos i Cosmos, delegujący mogą dzielić zarówno korzyści, jak i ryzyko związane z cięciem tokenów. Promuje to należytą staranność, w ramach której delegujący oceniają historię wydajności walidatorów, ich czas sprawności i reputację przed stakowaniem u nich swoich zasobów.

Wniosek

Cięcie tokenów (slashing) występuje w systemach PoS z ważnego powodu — chroni sieć. Poprzez finansowe karanie walidatorów za zachowania podważające konsensus, cięcia stanowią silną, ekonomicznie racjonalną zachętę do uczciwego i rzetelnego działania. Wzmacniają zaufanie, zniechęcają do działań o charakterze złośliwym i pomagają utrzymać rozproszony, bezpieczny charakter sieci blockchain.

Typowe wykroczenia podlegające odrzuceniu w sieciach Proof-of-Stake

Chociaż specyfika zasad odrzucania różni się w zależności od protokołu, powszechnie występujące wykroczenia podlegające odrzuceniu dzielą się na zdefiniowane kategorie bezpośrednio związane z wydajnością walidatora, przestrzeganiem zasad konsensusu i dostępnością systemu. Zrozumienie tych wykroczeń jest kluczowe zarówno dla walidatorów, jak i delegatów, ponieważ stanowią one podstawę kar za odrzucanie w blockchainach PoS.

1. Podwójne podpisywanie (ekwiwokacja)

Jest to jedno z najpoważniejszych wykroczeń w każdym systemie PoS. Ma miejsce, gdy walidator podpisuje i proponuje dwa różne bloki dla tego samego slotu, wysokości lub rundy konsensusu. Podwójne podpisywanie stwarza zagrożenie forkiem i podważa ostateczność konsensusu.

Łańcuchy bloków, takie jak Ethereum 2.0, Cosmos i Polkadot, klasyfikują to jako przestępstwo podlegające utajnieniu, z wysokimi karami, często prowadzącymi do usunięcia z grupy walidatorów i znacznej konfiskaty udziałów. Protokół zazwyczaj wymaga dowodów kryptograficznych, takich jak sprzeczne podpisy o tej samej wysokości, aby przetworzyć utajnienie.

2. Głosowanie Surround

Wyłącznie w niektórych protokołach PoS, takich jak Ethereum 2.0, ma to miejsce, gdy walidator rzuca wiele atestów, które tworzą warunek „otoczenia”, naruszając założenia reguły wyboru forka. Zagraża to żywotności i spójności łańcucha.

Ponieważ takie zachowanie wskazuje na celowe lub wysoce niedbałe działanie walidatora, zazwyczaj skutkuje to zarówno cięciami finansowymi, jak i wykluczeniem.

3. Przestoje lub brak uczestnictwa

Od walidatorów oczekuje się, że będą pozostawać online i reagować, uczestnicząc w propozycjach bloków, atestacjach i głosowaniu konsensusowym. Długotrwałe lub powtarzające się nieobecności w obowiązkach związanych z protokołem są postrzegane jako niebłahe zagrożenie dla niezawodności łańcucha.

Łańcuchy takie jak Cosmos i Near karzą za ciągłe przestoje, redukując niewielki procent postawionych funduszy i mogą automatycznie rozwiązać umowę z walidatorem, jeśli wydajność czasu pracy spadnie poniżej minimalnego progu.

4. Złośliwe propozycje

Niektóre systemy PoS umożliwiają walidatorom bezpośrednie proponowanie nowych bloków. W przypadkach, gdy te propozycje obejmują nieprawidłowe transakcje, zmanipulowane znaczniki czasu lub zduplikowane przejścia stanów, może wystąpić potencjalne cięcie (slashing). Chroni to użytkowników i aplikacje warstwowe przed dalszymi skutkami odrzuconych bloków.

5. Brak ochrony delegowanego udziału (Delegated Stake)

Delegowane łańcuchy PoS oczekują od walidatorów zabezpieczenia nie tylko własnych tokenów, ale także udziału swoich delegatów. Niewłaściwe zarządzanie infrastrukturą węzłów lub wykonywanie niezabezpieczonych inteligentnych kontraktów może narazić te zasoby na niepotrzebne ryzyko, powodując cięcie lub utratę uprawnień delegowania.

Ograniczanie ryzyka cięcia (slashing) jako walidator

Walidatorzy muszą inwestować w bezpieczną infrastrukturę, utrzymywać niezawodną dostępność i regularnie kontrolować konfiguracje węzłów i wersje oprogramowania. Wdrożenie konfiguracji o wysokiej dostępności, korzystanie z funkcji zdalnego podpisywania i przestrzeganie aktualizacji zarządzania minimalizuje ryzyko związane z podatnością na ataki.

Sieci często udostępniają narzędzia, usługi monitorowania i alerty, które pomagają walidatorom śledzić ich narażenie i wydajność. Proaktywne korzystanie z tych narzędzi jest niezbędne do minimalizacji zdarzeń wyzwalających ataki i utrzymania integralności łańcucha.