To je razširitev moje prejšnje serije člankov, ki razpravljajo o različnih obstoječih predlogih stranske verige. Te članke lahko najdete tukaj: Spacechains, Spacechain Use Cases, Softchains, Drivechains, Federated Chains in Trade Offs of Sidechains.
Botanix Labs je pred kratkim predlagal popolnoma novo zasnovo stranske verige, imenovano spiderchains, za namene prenosa virtualnega stroja Ethereum na platformo, zasidrano v omrežju Bitcoin. Arhitektura je precej velik odklon od večine predhodnih predlogov za betonske zasnove. Prvič, rudarjev ne vključuje neposredno v soglasje ali uporablja rudarjenje z združevanjem v kateri koli njegovi različici. Drugič, uporablja multisig in depozitne obveznice za ustvarjanje drugega sloja sistema dokazila o deležu na vrhu Bitcoina. Tretjič, za uvedbo ne potrebuje nobenih sprememb Bitcoina.
Prva stvar, ki jo je treba pojasniti, je, da tehnično gledano spiderchain v resnici ni stranska veriga. Vsaka stranska veriga, uporabljena z uporabo spiderchain-ov, bi sedela "nad" spiderchain-om, ki je nad osnovnim slojem na glavni verigi. Bloke stranske verige bi v soglasnem sistemu neodvisno izdelali stakerji (v prispevku imenovani orkestratorji). Spiderchain je namesto dejanske stranske verige neke vrste plast zavarovanja, ki omogoča skrbništvo nad sredstvi uporabnikov in obveznicami vložnikov v glavni verigi. Zamislite si to kot sredino sendviča med stransko in glavno verigo.
Različica dokazila o vložku
Da bi dobili boljšo predstavo o delovanju sistema, pojdimo skozi interakcijo verige Botanix EVM s plastjo spiderchain. Ena od prvih uporab, ki jih sistem uporablja za verigo blokov Bitcoin, poleg dejanskega skrbništva sredstev, ki podpirajo žetone stranske verige, je izbira konstruktorja blokov. Verige dokazov o vložku zahtevajo izbirni postopek, za katerega staker dejansko sestavi bloke iz transakcij v mempoolu. Pri dokazu o delu vsi rudarji to počnejo neodvisno in kdor ima srečo in najde veljavno zgoščeno vrednost glave bloka, je njegov blok sprejet v verigo blokov. Ker je celotna poanta dokazovanja deleža odpraviti energetsko intenzivno naključno določanje, kdo izbere naslednji blok, ti sistemi potrebujejo drugo rešitev. Uporabljajo preverljivo naključno funkcijo (VRF), funkcijo, ki vsem udeležencem omogoča, da preverijo, ali je rezultat dejansko naključen in ni pristranski ali determinističen. Spiderchains uporabljajo zgoščene bloke Bitcoin, da pridobijo preverljivo naključnost.
Tako kot drugi sistemi z dokazi o vložku Botanix razdeli verigo blokov na ločene odseke, imenovane »epohe«, ki se občasno dokončajo in izberejo nov konstruktor blokov. Na začetku epohe se vzame zgoščevanje blokov glavne verige in uporabi kot vir naključnosti za vse stakerje, da izberejo novega konstruktorja blokov. Po šestih blokih, da se upošteva možnost reorgov, omrežje preide na nov konstruktor blokov za to obdobje. Tole zdaj opisuje način, kako sistem za dokaz vložka obravnava gradnjo blokov na stranski verigi in doseganje soglasja o tem, čigava je na vrsti, čas je, da pridemo do tega, kako vse to vpliva na spiderchain (in kaj točno je spiderchain).
Spiderchain
Poleg tega, da ga občasno uporablja za izbiro konstruktorja blokov, stranska veriga uporablja tudi VRF za izbiro naključne podmnožice vložnikov za sestavo naslova z več podpisi za depozite v stransko verigo vsakega posameznega bloka Bitcoin. Tako je, naključni nabor članov za peg's multisig. Za razliko od zvezne stranske verige, ki hrani sredstva na naslovih, sestavljenih iz celotnega nabora članstva v federaciji, spiderchains loči vsak depozit (ali spremembo iz transakcij, vezanih iz stranske verige) na edinstven naslov, odvisno od bloka glavne verige, ki ga potrdi v sestavljenem naključne podmnožice množice vložnikov. Če na kateri koli dani višini bloka stavi 50 ljudi, jih je 10 naključno izbranih kot imetniki ključev za vloge, ki se pojavijo v naslednjem bloku. To se morda intuitivno zdi precej noro, vendar obstaja nekaj zdravih logičnih razlogov za to.
Ločuje tveganje sredstev od zlonamernih strank. Večina ljudi pomisli na krajo, a tudi izguba življenja je za takšne sisteme lahko katastrofa. Pomislite na zvezno stransko verigo, ne potrebujete zlonamerne večine, da povzročite velik problem, samo zlonamerno manjšino. Če zveza zahteva prag 2/3 za premikanje kovancev, potem je samo 1/3 + 1 član dovolj, da ti kovanci ostanejo zamrznjeni (zato ima Liquid časovno zakasnjeno obnovitveno pot v sili s ključi, ki jih drži Blockstream, da prepreči trajno izgubo kovancev v tej situaciji). Sploh ne potrebujete zlonamernih akterjev, samo izguba ključa lahko povzroči to težavo. Z razdelitvijo depozitov na izolirane podmnožice ključev z naključnimi člani ublažite (ne rešite) težave, kot je ta. Če so bili ključi izgubljeni ali je zlonamerni akter uspel pridobiti dovolj deleža vložka v sistemu, da je zastal ali ukradel, statistično nikoli ne bo imel dostopa do vseh sredstev v spiderchainu. Vsak blok ima popolnoma neodvisne možnosti za oblikovanje depozitnega naslova, ki ga nadzoruje zlonamerna večina (ali izvaja zlonamerna manjšina), in če so ti pogoji izpolnjeni, bodo ogrožena samo sredstva, ki so nakazana ali prenesena prek sprememb iz dvigov v tem specifičnem bloku. namesto vseh sredstev stranske verige.
Obstaja še ena zanimiva varnostna lastnost, ki izhaja iz tega, kako se obravnava dvige. Vsak mehanizem stranske verige klinov, ki ne združi vseh depozitov v en sam tekoči UTXO, postavlja vprašanje, katere UTXO uporabiti za izpolnjevanje dvigov. Zasnova spiderchain se je ustalila na Last In First Out (LIFO), kar pomeni, da bodo vsi dvigi iz stranske verige obdelani z uporabo najnovejših deponiranih UTXO. Pomislite na to v kontekstu zlonamernih subjektov, ki se pridružijo skupini vložnikov, da bi ukradli sredstva iz spiderchaina. Ves denar, ki je bil položen, preden so te zlonamerne entitete postale večina, je popolnoma varen in zaščiten pred njimi, dokler zahteve po dvigu ne zahtevajo porabe teh sredstev in rotacije spremembe na nove naslove. Zdaj, tudi potem, ko so večina deležnikov, bodo imeli dostop do sredstev le tam, kjer bodo naključno postali večina ključnih članov v protokolu za ustvarjanje depozitnega naslova. Torej tudi potem, ko so vstopili in tako rekoč prevzeli, ne bodo imeli polnega dostopa do vseh sredstev, ki so bila deponirana po tem dejstvu, zaradi ustvarjanja depozitnega naslova z uporabo VRF.
Ta veriga naključno zgrajenih multisigov je spiderchain, mehanizem za fiksiranje, ki se uporablja za zaklepanje in odklepanje kovancev v stransko verigo in iz nje.
Staking obveznice
Zadnji del katerega koli sistema dokazovanja vložka so obveznice in je precej preprost. Če se od deležnikov ne zahteva, da dajo ničesar za zavarovanje v zameno za sodelovanje v mehanizmu soglasja, potem jim ni mogoče vzeti ničesar kot kazen za zlonamerno vedenje. Uganili ste, da se to doseže z uporabo spiderchaina. Enako kot se generirajo depozitni naslovi za uporabnike, se za vsak blok ustvari nov depozitni naslov za ljudi, ki želijo vložiti v stransko verigo, da položijo obveznico v multisig, sestavljen iz naključnega niza obstoječih vložnikov. Ko je ta vez potrjena, je novi član prepoznan kot staker in vključen v skupni nabor, iz katerega so izbrani novi konstruktorji blokov in člani naslova depozita.
Če se staker na tej točki ne odzove in ostane na spletu ali se zlonamerno vede, ga je mogoče kaznovati z rezanjem in po potrebi dokončno odstraniti iz nabora stakerjev z razrezom celotne staking vezi. Dobra stvar pri tem, kako je to storjeno, je, da politika zniževanja, tj. znesek kazni za določena dejanja ali neprimerno vedenje, ni programska ali socialna, gre za oboje. Rezanje poteka programsko na osnovnem sloju glavne verige, vendar ga družbeno sprožijo imetniki ključev staking bond. To pomeni, da obstaja možnost, da so stvari nekoliko neurejene, vendar obstaja prilagodljivost za natančno nastavitev stvari do ravnovesja, ki ohranja stvari, ki delujejo na način, ki je koristen za deležnike in uporabnike.
Lepljenje vsega skupaj
Zamisel o dokazu deleža vzemite kot mehanizem soglasja osnovne plasti in jo za zdaj zavrzite. To ni to in težave, ki jih je treba rešiti, da se omogoči dokaz o deležu kot sistem druge plasti namesto samostojne osnovne plasti, niso enake. Proof-of-stake je v bistvu zveza, ki pa se ji lahko pridruži kdor koli in mu tega ni mogoče preprečiti, ter z mehanizmom za kaznovanje članov za zlonamerno ravnanje. Kot osnovna plast, ki ustvarja vse vrste eksistencialnih vprašanj, kot je objektivnost rezalne kazni. Proof-of-stake kot drugi sloj nima te težave, ko so obveznice za zmanjšanje v glavni verigi, ki jih ureja dokaz o delu.
Težava z dokazilom o deležu kot drugo plastjo je, kako zagotoviti, da novih članov ni mogoče preprečiti iz "zveze". Če so vsa sredstva v skrbništvu trenutnih članov, lahko večina (ali zlonamerna manjšina 1/3 + 1) prepreči prenos kakršnih koli sredstev na multisig z vključenimi novimi člani. Lahko bi jim preprečili pridružitev. Način, na katerega depoziti in staking obveznice uporabljajo spiderchain in dokazljivo naključno ustvarjene multisige, sestavljene iz podskupin »zveze«, elegantno rešuje problem trenutnih članov, ki lahko izključijo nove člane. Vse, kar ureja člane naslova in nove udeležence, je dokazljivo preverljivo in uveljavljeno s soglasjem druge plasti z informacijami, ki so vidne v glavni verigi, ki jo ureja dokaz o delu. Ko nekdo položi obveznico, je del nabora, ki je izbran za skrbniške depozite in druge obveznice za vložke. Vse je tam in preverljivo.
Ustvari tudi nekaj zanimivih varnostnih lastnosti in dinamike glede na to, kako deluje. V zvezni stranski verigi so bila takojšnja sredstva rotirana v multisige, sestavljene iz dovolj zlonamernih entitet, da so ogrožena celotna sredstva stranske verige. S spiderchainom je mogoče vstop nove zlonamerne večine skoraj popolnoma ublažiti, če jo hitro prepoznamo. Preprosto ukinitev novih vlog, dokler se ne zmanjša, lahko izloči dovolj zlonamernih udeležencev, lahko ohrani količino ogroženih sredstev omejeno na statistični del novih vlog, ki so končali na naslovih, ki jih nadzorujejo, odkar so postali večina. Ne bi mogli zmanjšati nobenih starih vložkov iz obdobja pred vstopom, vendar bi lahko že obstoječi člani statistično znižali del svojih obveznic.
Dokler je velikost posameznih multisigov uravnotežena s skupnim številom vložnikov in vrednostjo vseh depozitov v primerjavi z vložniškimi obveznicami, je to lahko zelo delujoč sistem.
Na splošno gre za zelo zanimiv predlog, ki predlaga zanimive rešitve za probleme "nadgradnje" zvez na sistem dokazovanja deleža: možnost, da se pridruži kdorkoli, mehanizmi za zaščito pred zlonamernimi člani in spodbuda za sodelovanje, ker deležniki lahko razdeli transakcijske provizije. Kicker? Zakaj bi vas moralo skrbeti? Za omogočanje sploh ne potrebuje nobene vilice, tako da se bo to zgodilo.
Vir: https://bitcoinmagazine.com/technical/spiderchains-a-proof-of-stake-second-layer