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以太坊信標鏈「75%違規沒有被懲罰」論文作者點破:節點缺乏檢舉共識

芝加哥大學 Zhigo He 教授 與喬治梅森大學的 Jiasun Li 教授發表論文,提到以太坊信標鏈上(共識層)的節點,有超過 75% 的拜占庭違規行為沒有被執行處罰(沒收 32 枚 ETH 質押),該文提到原因是執行獎懲還需要共識,而作為誠實的節點,並不一定需要檢舉其它人違規。
(前情提要:不是叫 ETH 2.0 了!以太坊基金會更名為「共識層」避免混淆或欺詐)

 

芝加哥大學的 Zhigo H 教授與喬治梅森大學的 Jiasun Li 教授於 16 日時發布論文,提到了當前以太坊信標鏈上(共識層)的節點,有超過 75% 的拜占庭(Byzantine)違規行為都沒有被執行處罰行為(Slashing),即沒收節點質押的 32 枚以太幣。該論文就該事件探究了原因,並認為 PoS 在執行處罰上,仍須要進一步地改善共識。

論文統計的消除懲罰,執行與未執行的數量圖
論文統計的消除懲罰,執行與未執行的數量圖

誠實的盲點

根據拜占庭容錯機制,以太坊引用了該理論並創造出了 PoS 理論,按照假設,當節點在驗證期間做出某些違規行為時,會引發消除(Slashing),導致該節點的質押賭注(bet)會被系統沒收,也將終生剝奪未來擔任驗證者獲取區塊獎勵的機會。 信標鏈的設計是從動機上出發,節點驗證者為了達到最大利益,會自律不做出違規行為,進而保護整個 PoS 網路安全。

但論文提到,在蒐羅在 2020年 12 月 1 日至 2021 年 8月 1 日 期間的 175 萬個信標鏈區塊數據後,發現制約效果有限,信標鏈上仍存在大量的違規行為,而且有 75 %鏈上的拜占庭違規行為,並沒有引發消除(Slashing)。

論文指出,節點引發消除(Slashing)的條件便是不誠實,即是在驗證中進行了雙重投票、雙重驗證、環繞投票等三種行為,但檢測這三種行為,一樣需要共識,這使得節點達到誠實(不被消除)的條件進一步的被限縮了:

當上述任何違規行為發生時,節點可以蒐集證據,但提議蒐集此類證據的節點可能會在他提議的去區塊中,觸發消除行為,進一步地冒犯到其他驗證者...驗證者可以完全避免被消除(Slashing),他只要記住什麼東西他已經簽署過就好...誠實的驗證者不會被其它驗證者的行為導致刪減,因此只要眾多驗證者不去簽署有衝突的證明或者提議,他們一樣誠實也不會被削減。

節點雙重投票違規行為的圖例
節點雙重投票違規行為的圖例

消除需要共識,但去中心化沒有法院

論文提及, PoS 與 PoW 的最大不同之處在於,PoS 的每個區塊都並非有 100%的確定與共識,理想中 PoS 預設了一個可以公正判斷的第三方,但現實是這個判斷機制(獎懲)也需要共識,這形成了獎懲需要去中心化來執行,而去中心化共識可靠度又倚賴獎懲是否完美執行,如此的互相依賴關係。

該文結論提到,區塊鏈的程式碼即法律,但執行法律與否,在去中心化世界中仍需要共識,因為不存在中心化且受信任的法院。在實踐中,引發懲罰機制的消除智能合約,也需要被共識啟動才能執行,能某透過更明確的共識來增加獎懲機制的啟動,將是未來去中心化投票驗證機制的問題。

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