ข้ามไปยังเนื้อหา
Financial Context Wiki

Nothing at Stake: การลงนามขัดแย้ง Slashing, Finality และความเสี่ยงจากกุญแจเก่า

Nothing at Stake คือปัญหาแรงจูงใจของ proof of stake ที่ต้นทุนส่วนเพิ่มในการสนับสนุนประวัติหลายสายอาจต่ำ ควรแยกวิเคราะห์ข้อความที่ลงโทษได้ ผลตอบแทนคาดหมาย จุดตัดของ quorum การบังคับใช้หลักฐาน การเลือก fork และสมมติฐาน weak subjectivity

อัปเดต

จัดทำขึ้นเพื่อการศึกษาเท่านั้น ไม่ใช่คำแนะนำการลงทุน การลงทุนอาจทำให้สูญเสียเงินลงทุนได้

คำตอบโดยตรง

Nothing at Stake คือปัญหาแรงจูงใจของ proof of stake หากการสร้างลายเซ็นเพิ่มมีต้นทุนต่ำและโปรโตคอลไม่กำหนดต้นทุนที่บังคับใช้ได้ต่อการสนับสนุนที่ขัดกัน Validator อาจได้ผลตอบแทนมากกว่าจากการช่วยทุกประวัติที่แข่งขันกัน แทนที่จะเลือกเพียงสายเดียว หาก Validator จำนวนมากทำตามแรงจูงใจส่วนตัวนี้ fork อาจยังได้รับการสนับสนุน การลู่เข้าอาจอ่อนลง และผู้โจมตีอาจรวบรวมลายเซ็นที่ต้องใช้ต้นทุนสูงในการสร้างซ้ำภายใต้ proof of work

คำนี้ไม่ได้หมายความว่าระบบ proof of stake ทุกระบบไม่มีงบความปลอดภัย หรือทุกคะแนนเสียงบน fork ที่แพ้เป็นการกระทำผิด เงินทุนที่ล็อกไว้ รางวัลที่พลาด Slashing การเลื่อนเวลาถอน กฎเลือก fork และกฎ Finality ล้วนเปลี่ยนผลตอบแทนได้ ข้อความที่ลงนามและความขัดแย้งแบบใดลงโทษได้ขึ้นอยู่กับโปรโตคอลและเวอร์ชัน การอัปเดตคะแนนตามปกติ ข้อความล่าช้า หรือ fork ชั่วคราวจากผู้ซื่อตรงอาจได้รับอนุญาต

ต้องแยกคำถาม 3 ข้อ ข้อแรก Validator ที่ยังมีหลักประกันสามารถลงนามขัดแย้งระหว่างสาขาล่าสุดด้วยต้นทุนต่ำหรือไม่ ข้อสอง น้ำหนักคะแนนที่ไม่พร้อมใช้งานหรือเป็นฝ่ายตรงข้ามหยุดความคืบหน้าโดยไม่สร้างประวัติ Finality 2 สายได้หรือไม่ ข้อสาม กุญแจเก่าสร้างประวัติทางเลือกยาวหลัง Stake ถอนได้หรือไม่ ความเสี่ยงด้านแรงจูงใจและฉันทามติเหล่านี้สัมพันธ์กัน แต่มีหลักฐาน เกณฑ์ และการป้องกันต่างกัน

Ethereum เป็นตัวอย่างที่มีประโยชน์ ไม่ใช่แม่แบบสากล ข้อกำหนดฉันทามติทำให้ข้อเสนอ 2 รายการที่ต่างกันใน slot เดียวกันลงโทษได้ และทำให้ attestation ที่เป็น Double Vote หรือ Surround Vote ลงโทษได้ การเลือก fork อาจไม่นับอิทธิพลของผู้ลงนามขัดแย้ง ขณะที่ Finality ใช้คะแนนเสียง supermajority และบทลงโทษ ตระกูล proof of stake อื่นอาจใช้การเลือกผู้นำ การเลือกเชน จุดตรวจ สมมติฐานความพร้อมใช้ หรือแบบจำลองความปลอดภัยทางการที่ต่างกัน

วิธีวิเคราะห์ Nothing at Stake

  1. กำหนดบริบทโปรโตคอลให้ชัดเจน บันทึก protocol, version, network, epoch, slot, validator set และเวลาที่สังเกต ระบุ fork choice, finality gadget, reward rule, penalty rule และ withdrawal delay ที่ใช้งานอยู่ คำว่า “PoS” เพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดสิ่งเหล่านี้
  2. นิยามการกระทำที่ลงนาม ระบุข้อเสนอบล็อก attestation, prevote, precommit, ใบรับรอง หรือข้อความอื่นพร้อม domain แยกข้อความ 2 รายการที่เพียงสนับสนุนลูกหลานต่างกัน ออกจาก double proposal, double vote หรือ surround vote ที่ลงโทษได้อย่างเป็นทางการตามกฎที่อ้าง
  3. จำลองผลตอบแทนเมื่อไม่มีบทลงโทษ ประเมินความน่าจะเป็นของสาขา รางวัลสาขามาตรฐาน ต้นทุนเพิ่มของการลงนามและเผยแพร่ สินบน โอกาสที่พลาด และรางวัลจากข้อความขัดแย้ง เปรียบเทียบ EV(honest) กับ EV(equivocate) แทนการสรุปว่าการใช้ไฟฟ้าต่ำพิสูจน์ว่าการเบี่ยงเบนทำกำไร
  4. จำลองความเสียหายที่บังคับใช้ได้ ระบุยอดเงินที่ผูกไว้ โอกาสตรวจพบ อายุหลักฐาน เส้นทางรายงาน ความเสี่ยงด้านการรวมและการเซ็นเซอร์ บทลงโทษเริ่มต้น บทลงโทษแบบสัมพันธ์ การขับออก เวลาถอน และรายได้อนาคตที่สูญเสีย บทลงโทษในเอกสารไม่เท่ากับการบังคับใช้ slashing evidence ที่เชื่อถือได้
  5. แยกการเลือก fork จาก Finality สร้างผลของคะแนนล่าสุด การลงนามขัดแย้ง และจังหวะข้อความต่อ head ใหม่ แล้วคำนวณน้ำหนักที่ต้องใช้เพื่อ justify หรือ finalize จุดตรวจ วิเคราะห์ safety threshold และ liveness threshold แยกกัน การกักคะแนนอาจหยุด Finality โดยไม่สร้าง Finality ที่ขัดแย้ง
  6. ทดสอบสมมติฐานกุญแจเก่าและการซิงค์ ระบุว่า Stake ที่ออกแล้วหยุดถูกลงโทษเมื่อใด โหนดออนไลน์จะปฏิเสธประวัติ Finality ใด โหนดใหม่หรือออฟไลน์นานได้ weak-subjectivity checkpoint อย่างไร และตรวจอายุพร้อมแหล่งที่มาอย่างไร นี่คือปัญหา long-range ไม่ใช่แค่ Double Vote ล่าสุด
  7. ทดสอบการดำเนินงานและการควบคุมภายใต้ความกดดัน ทดสอบกุญแจซ้ำ โหนด failover ตัวลงนามระยะไกล การย้อนฐานข้อมูล บั๊ก Client โฮสติ้งที่สัมพันธ์กัน Staking Pool การรับฝากแบบมอบหมาย การแบ่งเครือข่าย การโจมตี eclipse และการเซ็นเซอร์หลักฐาน นับเส้นทางควบคุมและซอฟต์แวร์ที่เป็นอิสระ ไม่ใช่เพียงตัวระบุ Validator

ผลลัพธ์ควรเป็นการประเมินแรงจูงใจและฉันทามติที่ระบุเวอร์ชัน ไม่ใช่คำตัดสินจากชื่อคำ แสดงข้อความที่กุญแจลงนามได้ หลักฐานขัดแย้งที่ตรวจสอบอย่างเป็นกลางได้ ช่วงเวลาที่หลักประกันยังเรียกเก็บได้ เกณฑ์ที่ปกป้องความปลอดภัย เกณฑ์ที่ทำให้คืบหน้า และสถานะที่เชื่อถือได้ซึ่งโหนดต้องใช้เมื่อซิงค์

ตัวอย่างคำนวณ

1. กลยุทธ์ไร้บทลงโทษอาจจูงใจให้สนับสนุนทั้ง 2 สาขา

สมมติว่ามีเพียง 1 ใน 2 สาขาที่กลายเป็นมาตรฐาน โดยสาขา A มีความน่าจะเป็น 0.55 และสาขา B มี 0.45 ลายเซ็นบนสาขามาตรฐานได้ 1.00 unit ส่วนลายเซ็นบนสาขาที่แพ้ได้ศูนย์ เมื่อไม่รวมบทลงโทษและต้นทุนดำเนินงานเพิ่ม การลงนามเฉพาะ A ให้ EV(A only) = 0.55 * 1.00 = 0.55 units การลงนามทั้งคู่ให้ EV(sign both) = (0.55 + 0.45) * 1.00 = 1.00 unit

เลขคณิตนี้อธิบายปัญหาแรงจูงใจ ไม่ใช่การคาดการณ์ผลตอบแทน Staking โดยสมมติว่าลายเซ็นบนสาขามาตรฐานได้รางวัลไม่ว่าสาขาใดชนะ การกระทำได้รับอนุญาตหรือไม่มีการบังคับโทษ ผลของสาขาเกิดร่วมกันไม่ได้ และ Validator ไม่มีความเสียหายจากราคา ชื่อเสียง ความหน่วง หรือรายได้อนาคต

2. Slashing ที่บังคับใช้ได้อาจกลับทิศผลตอบแทน

คงรางวัลรวมของสาขามาตรฐานที่ 1.00 unit และเพิ่มสินบน 0.02 unit สำหรับการลงนามขัดแย้ง สมมติว่าหลักฐานที่ถูกต้องถึงกลไกลงโทษด้วยความน่าจะเป็น 0.80 และความเสียหายรวมที่ระบุสาเหตุได้คือ 5.00 units ผลตอบแทนแบบง่ายคือ EV(equivocate) = 1.00 + 0.02 - (0.80 * 5.00) = -2.98 units ต่ำกว่า 0.55 units จากการลงนามเฉพาะ A

ผลลัพธ์เปลี่ยนหากการตรวจพบ การรวม หลักประกันที่เรียกเก็บได้ หรือรายได้อนาคตต่างออกไป บทลงโทษจริงอาจขึ้นกับยอดคงเหลือที่มีผล การละเมิดที่สัมพันธ์กัน เวลา และสถานะโปรโตคอล ผู้ดำเนินงานควรจำลองการกระจายผลลัพธ์และยืนยันเส้นทางการใช้งาน การคูณตัวเลขที่เลือก 3 ตัวไม่พิสูจน์ว่าระบบที่ใช้งานจริงมีแรงจูงใจสอดคล้องกัน

3. จุดตัดของ quorum ปกป้องความปลอดภัยแต่อาจกระทบ Liveness

พิจารณา 100 stake units และกฎที่ต้องมีอย่างน้อย 67 units สำหรับคะแนน Finality quorum ใดๆ 2 ชุดจะทับซ้อนกันอย่างน้อย 67 + 67 - 100 = 34 units ดังนั้น Finality ที่ขัดแย้ง 2 สายต้องมีอย่างน้อย 34 หน่วยเข้าร่วมใบรับรอง quorum ทั้งคู่ โปรโตคอลที่ติดตามความรับผิดได้จึงทำให้จุดตัดนี้เป็นหลักฐานลงโทษได้

เกณฑ์เดียวกันมีความหมายต่อ Liveness อีกแบบ หาก 34 units กักคะแนนที่ถูกต้อง จะเหลือเพียง 66 units ซึ่งต่ำกว่า 67 และ Finality อาจหยุด 34 หน่วยนั้นไม่สามารถทำให้ 2 สาขา Finality ได้เอง ต้องไม่อธิบายความล้มเหลวด้านความปลอดภัย หลักฐานที่ระบุผู้รับผิดได้ และความล้มเหลวในการคืบหน้าว่าเป็นเหตุการณ์เดียวกัน

4. กุญแจเก่าสร้างปัญหาการซิงค์อีกประเภท

สมมติว่าโหนดออนไลน์ทำ checkpoint epoch 39,900 เป็น Finality แล้ว ขณะที่โหนดใหม่ไม่มีสถานะที่เชื่อถือได้ ผู้โจมตีได้กุญแจที่เคยควบคุม Stake เพียงพอใกล้ epoch 10,000 หลัง Validator เหล่านั้นออกและหลักประกันเรียกเก็บไม่ได้ แล้วสร้างประวัติทางเลือกถึง epoch 40,000 ลายเซ็นประวัติที่ต้นทุนต่ำมีความสำคัญ แต่ Slashing ของ Validator ล่าสุดอาจไม่ยับยั้งกุญแจเก่าเหล่านี้แล้ว

โหนดออนไลน์ปฏิเสธประวัติที่ขัดกับมุมมอง Finality ของตน โหนดใหม่ต้องมี checkpoint ล่าสุดที่ยืนยันแหล่งที่มาหรือกฎโปรโตคอลเทียบเท่า เพื่อแยกประวัติก่อนตรวจสอบอย่างเป็นกลางต่อไป ด้วยเหตุนี้ weak subjectivity และเวลาถอนจึงอยู่ในการตรวจสอบ แต่ต้องแยกวิเคราะห์จากการลงนามขัดแย้งแบบสดโดย Validator ที่ยังมีหลักประกัน

ความเสี่ยงและข้อผิดพลาดในการตรวจสอบ

ข้อผิดพลาดด้านโปรโตคอลและหลักฐาน

  • เรียกทุกคะแนนบน fork ที่ไม่ใช่มาตรฐานว่าลงโทษได้โดยไม่ตรวจฟิลด์ที่ลงนามและ domain ที่แน่นอน
  • ปะปน fork การจัดเชนใหม่ ข้อเสนอที่พลาด คะแนนล่าช้า และการลงนามขัดแย้งที่พิสูจน์ได้เป็นเหตุการณ์เดียวกัน
  • ใช้เงื่อนไข Proposer และ Attester ของ Ethereum กับโปรโตคอลที่มีข้อความหรือกฎ Finality ต่างกัน
  • ละเว้นตัวตนเชน เวอร์ชัน fork, epoch หรือ slot เมื่อเปรียบเทียบลายเซ็นที่อ้างว่าขัดกัน
  • สมมติว่าลายเซ็น 2 รายการพิสูจน์ความผิดได้โดยไม่มีตัวตน Validator, domain สายบรรพบุรุษ และการเข้ารหัสที่ถูกต้อง
  • ปะปนอิทธิพลต่อการเลือก fork กับ justification, finalization หรือการชำระระดับแอปพลิเคชัน
  • อ่านทฤษฎีบทความปลอดภัยโดยละสมมติฐานด้านการซิงค์ ความซื่อตรง ความพร้อมใช้ และคู่ต่อสู้

ข้อผิดพลาดด้านแรงจูงใจและการบังคับใช้

  • กล่าวเพียงว่าลายเซ็นราคาถูก โดยไม่คิดความเสียหายของเงินที่ผูกไว้ รางวัลที่พลาด และรายได้อนาคต
  • ถือ Slashing สูงสุดตามชื่อว่าเป็นความเสียหายคาดหมายที่เรียกเก็บได้ในทุกสถานะ
  • สมมติว่าหลักฐานถูกสังเกต เผยแพร่ รวม และประมวลผลก่อนถอนเสมอ
  • ละเลยการเซ็นเซอร์โดย Proposer การแบ่งเครือข่าย การแยกด้วย eclipse และการหมดอายุของหลักฐาน
  • ใช้ค่าคาดหมายตัวอย่างเป็นข้อพิสูจน์ทั้งที่ยังไม่วัดความน่าจะเป็น สินบน และความเสียหาย
  • ละเลยบทลงโทษที่สัมพันธ์กัน การเปลี่ยนราคาโทเคน การป้องกันความเสี่ยง สินบนภายนอก และผลประโยชน์ฝ่ายโจมตี
  • สมมติว่ากุญแจเก่าของ Validator ที่ออกแล้วยังมีหลักประกันที่ลงโทษได้ในปัจจุบันรองรับ

ข้อผิดพลาดด้านการดำเนินงาน การกระจุกตัว และการกู้คืน

  • ใช้กุญแจลงนามเดียวกันบนโหนด failover โดยไม่มีการป้องกัน Slashing ที่ถาวรและใช้ร่วมกัน
  • กู้ตัวลงนามหรือฐานข้อมูล Slashing จากข้อมูลสำรองเก่า แล้วสร้างความขัดแย้งที่เคยลงนามซ้ำ
  • นับกุญแจ Validator เป็นผู้ดำเนินงานอิสระทั้งที่ใช้การรับฝาก Client, Cloud หรือการควบคุม Governance ร่วมกัน
  • สมมติว่าผู้มอบหมาย Stake ไม่รับความเสียหายจากผู้ดำเนินงาน Pool หรือการพึ่งพา Restaking
  • เชื่อถือ Explorer ผู้ให้บริการ หรือ checkpoint ที่แนบมาเพียงแหล่งเดียวเมื่อกู้โหนดที่ออฟไลน์นาน
  • อ้างว่าอัตราร่วม Staking สูงพิสูจน์ความปลอดภัยโดยไม่วิเคราะห์การกระจาย เกณฑ์ และการควบคุม Stake

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย

  • Proof of stake ไม่มีสิ่งใดเสี่ยงจริงๆ ระบบที่ออกแบบดีอาจทำให้เงินทุนที่ผูกไว้ รางวัล และการเข้าร่วมอนาคตเสี่ยงต่อการสูญเสีย คำถามคือ ต้นทุนเหล่านี้เพียงพอและบังคับใช้ได้ต่อการเบี่ยงเบนที่เกี่ยวข้องหรือไม่
  • ทุกข้อความของ Validator บน 2 fork คือ Double Vote การลงโทษได้ขึ้นกับฟิลด์ข้อความ domain และกฎความขัดแย้งของโปรโตคอล การอัปเดตการเลือก fork อย่างซื่อตรงต้องมีพื้นที่ให้เกิดขึ้น
  • Slashing รับประกันฉันทามติ Slashing สร้างความรับผิดและแรงจูงใจ แต่ความปลอดภัยกับ Liveness ยังขึ้นกับเกณฑ์ เครือข่าย การใช้งาน ความปลอดภัยของกุญแจ และสมมติฐานพฤติกรรมซื่อตรง
  • Stake 1 ใน 3 ทำให้ 2 สาขา Finality ได้เอง ในการออกแบบ Finality แบบ 2 ใน 3 ฝ่ายประมาณ 1 ใน 3 มักหยุดความคืบหน้าได้ แต่ Finality ที่ขัดแย้งต้องมี supermajority ทับซ้อนกันและการเข้าร่วมที่ลงโทษได้ในจุดตัด
  • Nothing at Stake กับการโจมตี long-range เหมือนกัน ทั้งคู่ใช้ลายเซ็นต้นทุนต่ำ แต่แบบแรกเกี่ยวกับการสนับสนุนสดต่อสาขาที่แข่งขันกัน ส่วนแบบหลังอาจใช้กุญแจประวัติโจมตีโหนดที่ไม่มีสถานะล่าสุดที่เชื่อถือได้

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง

แหล่งข้อมูล

การนำทาง

ค้นหาในวิกิ...