Paradigm 介紹 Goldfish：PoS 以太坊中 LMD GHOST 分叉規則的安全替代品_以太坊

合并：從工作量證明到權益證明

以太坊即將從工作量證明(PoW)過渡到權益證明(PoS)，這是多年研究和開發的結晶。雖然PoS帶來了許多潛在的優勢，但這也意味著以太坊正在放棄中本聰最"長情"的協議——當然也是最簡單、最優雅的共識協議之一，并且已經過去中心化區塊鏈的實戰考驗。

以太坊PoS共識協議中，一個眾所周知的脆弱組件已被證明是“LMDGHOST”選擇分叉規則，最近發生了多次攻擊和打補丁，其安全性仍未得到證明。

在題為“PoS以太坊不再被攻擊？”的文章中，我們提出了Goldfish，它是PoS以太坊中LMDGHOST選擇分叉規則可證明的、安全的替代品。我們認為這只是朝著更嚴格的協議設計和分析邁出的第一步，目的是加強以太坊的安全性。

以太坊的權益證明協議

以太坊的權益證明(PoS)共識協議比PoW復雜得多。

Paradigm：美國SEC的加密監管嘗試是“糟糕的政策”:金色財經報道，Web3風投機構Paradigm今日發表了一篇關于美國SEC注冊問題的政策文章。文章稱，美國SEC主席GaryGensler“試圖將甚至可能不構成‘證券’的加密資產強行納入不合適的披露框架，這是一項糟糕的政策。”該機構指出，SEC未能向加密資產用戶和投資者提供他們所需的信息，并還否認了SEC的說法，即該監管機構為加密企業家提供了一條可行的合規途徑。Paradigm表示，目前的信息披露政策是在互聯網出現很久之前的20世紀30年代制定的，當下的政策“為發行證券的中心化公司量身定制”，而加密市場從根本上是不同的。該機構補充稱，證券為持有者提供了對于中心化實體的合法權利，然而，大多數加密貨幣沒有“合法權利”，只有“協議中的技術能力”。（Cointelegraph）[2023/4/21 14:18:08]

它實際上是兩種不同共識協議的組合：一個“finalitygadget”，在6.4分鐘長的epoch后最終確定區塊，以及在每個epoch內管理鏈的選擇分叉規則fork-choicerule。這兩個組件以復雜的方式相互交互，下面用框圖進行描述：

加密貨幣衍生品平臺Paradigm將削減15%薪酬:金色財經報道，加密貨幣衍生品交易平臺Paradigm在全公司范圍內減薪15%。Paradigm還聲稱，減薪減少了公司裁員的需求，對組織發展勢頭的影響也會較小。現在是艱難時期，但我們必須做艱難的事情，并保持財務靈活性，以度過我們作為一個行業所處的動蕩時期。（the block）[2022/12/15 21:46:34]

具體來說，LMDGHOST指導區塊生產過程，并以12秒的時間Slot和驗證者的子抽樣組合運行。因此，它可以被認為是在PoS以太坊區塊獎勵前負責較弱的“短期共識”。一旦就交易賬本達成短期共識，它就會被移交給CasperFFG進行額外的加固，它在包含32個插槽=6.4分鐘的時間尺度上運行，并涉及完整的驗證器集。因此，CasperFFG負責提供更強大的“長期共識”，提供最終性和負責任的安全性。

鏈游社區ParagonsDAO公布首發PDT細節:1月17日，鏈游社區 ParagonsDAO 公布社區首發 PDT 細節。社區將于北京時間 1 月 18 日 0 點起同時開啟 Initial Bonding Event 和 Copper Launch LBP。其中 Initial Bonding Event 允許用戶出售可用的 Parallel 卡來交易獲取 PDT，該活動將分發 810 萬枚 PDT，售完為止。Copper Launch LBP 將持續 72 小時，該活動將分發 3750 萬枚 PDT，拍賣初始價格為 0.34 DAI/PDT。

此前，團隊宣布將原定于 15 日的首發活動推遲三天，為將社區的一些優秀反饋和建議反映到發布體驗中[2022/1/17 8:53:35]

不幸的是，這種復雜性伴隨著挑戰。特別是，LMDGHOST組件，以及LMDGHOST和CasperFFG之間的交互，都存在反反復復的攻擊、打補丁。目前為Merge采用的協議既沒有公開的攻擊，也沒有正式的安全分析/證明。

風投機構Accolade Partners宣布推出區塊鏈母基金:投資公司Accolade Partners決定推出專注于區塊鏈的風投基金。Accolade Partners是Accel、Bond Capital和Mucker Capital等風投公司的有限合伙人，作為這只新基金的管理人之一，Atul Rustgi表示，“我們正處于一個拐點，擁有大量高素質的基金經理”，Rustgi還表示，公司計劃為這只母基金籌集7,500萬美元。此前不久，Accolade Partners也參與了Andreessen（a16z創始人）的第二支加密基金，以及Polychain Capital管理的兩只基金。Rustgi表示，公司想要在區塊鏈領域建立一個投資組合，該投資組合將覆蓋多樣化的投資選擇，包括“不同的年份、不同的經理、不同的投資階段以及不同的子行業”。[2020/5/22]

缺乏安全證明是令人擔憂的原因，但并不是因為簡單學術模型中的證明必然完美地表明現實世界的安全性。相反，即使在簡化模型中，我們也無法最終解釋為什么這個協議是安全的，這表明我們實際上并不了解協議，或者它們的后果和交互的全部范圍。

因歐盟GDPR準則 RPARITY被迫關閉ICO護照服務(PICOPS):平價、錢包和區塊鏈供應商PARITY將于2018年5月24日關閉其PICOPS平臺，原因是新的歐盟GDPR準則。PICOPS是許多基于以太坊的ICO項目的重要平臺。該服務通過驗證以太坊地址的所有者，使ICOs易于KYC和AML。不幸的是，由于在GDPR框架中對個人數據法律的具體解釋，這項服務不能再繼續下去了。[2018/5/21]

Goldfish

在題為“PoS以太坊不再被攻擊？”的文章中，我們提供了PoS以太坊的LMDGHOST分叉選擇規則的替代品。該協議稱為Goldfish，類似于LMDGHOST，但帶有安全證明。

為了更好地理解Goldfish，讓我們先預覽下LMDGHOST的大致工作原理：

假設我們的簡化網絡模型中消息引起的最大延遲為已知值A。在LMDGHOST中，相似步驟得到的值為2A。對于每個間隙，從完整的驗證者集中隨機選擇一個提議者和一個小的驗證者委員會。在每個slot開始時，slot的提議者運行LMDGHOST分叉選擇規則以確定規范的區塊鏈獎勵和提出一個新的區塊。

在slot進行到一半時，slot的委員會成員還使用相同的分叉選擇規則確定規范的區塊獎勵，并投票支持該獎勵。LMDGHOST沒有指定確認規則，而是讓用戶來決定區塊樹的哪些區塊擁有“足夠”的票數以確信他們不會離開規范鏈。

Goldfish緊密遵循這個一般結構，但為驗證者引入了一個額外的階段，以同步他們對投票計數的看法，并確認區塊：

在每個slot的開始，slot的提議者根據前一個slot的投票運行簡單的GHOST分叉選擇規則，以確定在哪里提議一個塊。進入slot的三分之一時，該時段的委員會成員使用相同的分叉選擇規則，該規則基于前一個時段的投票和提議者轉發的投票，來確定在哪里投票。最后，在進入slot的三分之二時，所有驗證者都運行一個明確定義的T深度確認規則。

Goldfish基于兩種關鍵技術，投票緩沖和投票到期，以仔細同步誠實驗證者的觀點：

投票緩沖。簡而言之，緩沖從網絡收到的選票，以及在每個驗證者的本地視圖中精心定時包含這些選票，保證了在具有誠實提議者的slot中，所有誠實的驗證者都投票支持提議者的提議。這導致了重組彈性：誠實的提議者的提議保證保留在規范鏈中。隨之而來的是安全性。

投票到期意味著在每個slot內，只有前一個slot的投票會影響協議的行為。投票到期使投票集很小，這可能會影響誠實驗證者的短期未來行動。因此，在任何時間點，只有少數協議消息需要在誠實驗證者的視圖中進行緩沖和合并。因此，投票到期是投票緩沖效率/可行性的先決條件。投票到期對于支持波動的驗證者參與水平以及支持在每個slot較小的子樣本選民委員會中運行協議，而不是在整個驗證者集中運行協議也至關重要。

最后，Goldfish的確認規則會確認區塊是否在創建后的一段時間內仍在規范鏈上。分析表明，由此產生的確認翻轉概率在出塊和區塊確認之間的延遲中呈指數級降低。

Goldfish面臨的挑戰：異步

Goldfish很簡單，可以接受嚴格的安全證明。這一分析立即取得了成果：請記住，我們一開始就假設我們的簡化模型中的網絡延遲上限為A(上圖中的△表示)。在證明安全性的過程中，我們必須明確這一假設和其他假設。

如果違反了這個界限，即如果網絡暫時異步，會發生什么？我們可以追蹤安全論證的步驟，看看在沒有假設的情況下會出現什么問題。我們看到，如果實際網絡延遲大于2A，那么Goldfish將無法及時獲得slot(t-1)的決定性選票以在slott的基礎上進行構建，該協議可能會受到重組的影響。

這樣的重組是不好的。但至少由于嚴格的安全論點，我們可以更好地了解我們系統的安全性關鍵依賴于哪些條件，以及為什么以及如何。我們可以做出更明智的決定，以確保滿足這些先決條件。例如，雖然在當前的點對點網絡協議中，攻擊者可能更容易引起一些網絡延遲，但最近對強化的點對點協議重新產生了興趣，這些協議重新啟用共識層的權益分配來指導對等點的選擇。這樣的協議更加抗攻擊，并且可以合理地緩解延遲問題。此外，確定性/問責制小工具為任何重組提供了支持。

還需要做什么

我們提出了Goldfish共識協議，旨在作為PoS以太坊信標鏈中LMDGHOST的替代品。我們對Goldfish本身進行了嚴格的安全分析，并結合了終局/問責制小工具。其他PoS以太坊共識安全挑戰仍然存在，例如，來自分叉選擇和finalitygadget的交互，我們期待在未來看到PoS以太坊在這些方面的進一步共識安全改進。

來源：Paradigm、比推

編譯及整理：比推MaryLiu

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