Transmettre le titre original "TeleportDAO: jeu de sécurité et d'efficacité de la vérification des données - Dernières pratiques de conception de nœuds légers"
TeleportDAO et Eigen Labs ont récemment publié conjointement un article axé sur les défis de sécurité et d’efficacité auxquels sont confrontés les nœuds légers lors de l’accès et de la vérification des données on-chain dans les blockchains de preuve d’enjeu (PoS). Cet article propose une nouvelle solution pour assurer la sécurité et l’efficacité des nœuds légers dans les blockchains PoS grâce à une série de mesures telles que des incitations économiques et des mécanismes de pré-sécurité assurés, ainsi qu’une « sécurité programmable » personnalisée et une rentabilité. Il est très tourné vers l’avenir et mérite d’être étudié en profondeur.
Remarque : Eigen Labs est le développeur derrière les protocoles de réenjeu EigenLayer et EigenDA. Eigen Labs a actuellement levé plus de 150 millions de dollars américains auprès d'institutions de capital-risque bien connues telles que a16z, Polychain et Blockchain Capital.
TeleportDAO est situé à Vancouver, Canada. Il s'agit d'un projet d'infrastructure de communication inter-chaînes axé sur les chaînes publiques Bitcoin et EVM. Le protocole a réussi à lever 9 millions de dollars lors d'une série de ventes publiques et de financement via Coinlist. Cette levée de fonds a reçu la participation de plusieurs investisseurs, dont Appworks, OIG Capital, DefinanceX, Oak Grove Ventures, Candaq Ventures, TON, Across et bitSmiley.
Actuellement, dans les blockchains PoS, les validateurs participent au réseau de consensus en bloquant une certaine quantité de mise (comme 32 ETH dans Ethereum) pour assurer la sécurité du réseau. Par conséquent, l'essence de la sécurité de la blockchain PoS est protégée par l'économie, c'est-à-dire que plus la mise totale est importante, plus le coût ou la perte nécessaire pour attaquer le réseau de consensus est grand. La mise en œuvre de ce mécanisme de réduction repose sur une fonction appelée "sécurité de responsabilité", c'est-à-dire que si le validateur signe un état contradictoire, la mise peut être réduite.
Les nœuds complets jouent un rôle vital dans le maintien de l'intégrité de la blockchain PoS. Ils stockent toutes les informations de transaction des blocs, vérifient les signatures de consensus, répliquent une copie complète de l'historique des transactions et effectuent des mises à jour d'état. Ces processus nécessitent beaucoup de ressources informatiques et de matériel complexe. Par exemple, l'exécution d'un nœud Ethereum complet nécessite au moins 2 To de stockage SSD. En revanche, les nœuds légers réduisent les exigences en ressources informatiques et ne stockent que les en-têtes de bloc, ils sont donc uniquement adaptés aux scénarios où des transactions / statuts spécifiques sont vérifiés, comme les portefeuilles mobiles et les ponts inter-chaînes. De plus, les nœuds légers dépendent des nœuds complets pour fournir des informations sur les blocs lors de la vérification des transactions, mais la part de marché actuelle des fournisseurs de services de nœuds est relativement concentrée, donc la sécurité, l'indépendance et l'immédiateté ne peuvent pas être entièrement garanties. Par conséquent, cet article explore le compromis entre le coût d'acquisition des données et la latence pour les nœuds légers afin d'atteindre une sécurité optimale.
Bitcoin a introduit la vérification de paiement simple (SPV) en tant que protocole de nœud léger. SPV permet aux nœuds légers d'utiliser la preuve de Merkle et les en-têtes de bloc pour vérifier si une transaction est incluse dans un bloc spécifique. Par conséquent, les nœuds légers ont seulement besoin de télécharger l'en-tête de bloc de la blockchain pour vérifier la finalité de la transaction en vérifiant la profondeur du bloc. Dans ce cas, le coût computationnel de la vérification du consensus par les nœuds légers dans Bitcoin est relativement faible. Cependant, dans les blockchains PoS comme Ethereum, la conception de la vérification du consensus est intrinsèquement plus complexe. Cela implique de maintenir l'ensemble complet des validateurs, de suivre les changements de leurs enjeux et d'effectuer de nombreuses vérifications de signature pour le réseau de consensus. D'autre part, la sécurité des nœuds légers PoW repose sur l'hypothèse que la plupart des nœuds complets sont honnêtes. Pour pallier aux limitations de SPV, FlyClient et la preuve de travail non interactive (NiPoPoW) prouvent ces blocs aux clients à un coût sous-linéaire. Cependant, leur applicabilité au modèle de consensus PoS est faible.
En revanche, les blockchains PoS gagnent en sécurité grâce à des mécanismes de slashing. Le système repose sur le fait que les participants au consensus sont rationnels et n’attaquent pas le réseau si le coût d’une attaque dépasse tout profit potentiel. Pour réduire les coûts de vérification, le protocole actuel du nœud léger d’Ethereum s’appuie sur un comité de synchronisation composé de 512 validateurs Ethereum sélectionnés au hasard, chacun d’entre eux misant 32 Ethereum, mais le processus de signature ne sera pas sanctionné. Cette conception non slashable présente une faille de sécurité majeure, et des signatures malhonnêtes dans le comité de synchronisation peuvent induire en erreur les nœuds légers en acceptant des données invalides sans être punis. Même avec l’introduction de mécanismes de slashing, la mise totale du Sync Committee est encore faible par rapport à l’énorme pool de validateurs Ethereum (en mars 2024, le nombre de validateurs Ethereum a dépassé 1 million). Par conséquent, cette approche ne peut pas fournir aux nœuds légers une sécurité équivalente à celle de l’ensemble de validateurs Ethereum. Ce modèle représente une variante spéciale du calcul multipartite dans un cadre rationnel, mais ne fournit pas de garanties économiques ni ne répond aux menaces posées par des fournisseurs de données malveillants et irrationnels.
Pour relever les défis de sécurité et d'efficacité du processus d'amorçage de la PoS, PoPoS introduit un jeu de segmentation pour défier efficacement l'arbre de Merkle adversaire du timing de la PoS. Bien qu'ils réalisent une empreinte minimale et évitent d'exiger que les clients soient toujours en ligne et mis en jeu, le problème permettant aux clients de se déconnecter sans encourir des coûts importants pour rejoindre le réseau reste non résolu.
Une autre approche de recherche se concentre sur l'utilisation de preuves de connaissance nulle pour créer des preuves concises. Par exemple, Mina et Plumo facilitent efficacement la vérification légère du consensus en utilisant une composition SNARK récursive et des preuves de transition d'état basées sur SNARK. Cependant, ces approches imposent un fardeau computationnel considérable aux producteurs de blocs pour générer des preuves, et elles ne traitent pas la question de la compensation des nœuds légers pour les pertes potentielles. Dans le contexte d'autres protocoles de PoS, tels que le protocole Tendermint utilisé dans Cosmos, le rôle des nœuds légers est exploré dans leur protocole de communication inter-chaînes (IBC). Cependant, ces implémentations sont spécifiques à leurs écosystèmes respectifs et ne sont pas directement applicables à Ethereum ou à divers autres blockchains PoS.
En général, la nouvelle solution introduit un module de sécurité économique pour atteindre une "sécurité programmable", et les nœuds légers peuvent décider de différentes conceptions de solution en fonction de leurs propres besoins en matière de sécurité. L'hypothèse de sécurité est essentiellement de 1/N + 1/M, c'est-à-dire, tant qu'il existe un nœud honnête et valide dans le nœud complet et le réseau des procureurs, le fonctionnement normal du réseau peut être garanti.
L'option 1 atteint principalement la crédibilité des données grâce à l'introduction d'une période de défi et d'un réseau de procureurs. En termes simples, après que le nœud léger reçoit les données signées par le fournisseur, il envoie cette partie des données au réseau de procureurs pour examen. Pendant une certaine période, s'il y a fraude aux données, le procureur rappellera au nœud léger que les données ne sont pas crédibles, et le module de pénalité du contrat intelligent pénalisera les jetons engagés du fournisseur. À l'inverse, le nœud léger peut faire confiance à la crédibilité de ces données.
Processus spécifique de demande de données par un nœud léger :
Autres points :
Évaluer :
La solution 2 réalise une confirmation rapide des données en proposant un mécanisme d'assurance basé sur la solution 1. En termes simples, après que le nœud léger a déterminé l'assurance selon le montant et la durée de la police, une partie/la totalité de l'engagement du fournisseur de données peut être remboursée pour les pertes ultérieures du nœud léger dues à la malveillance des données. Par conséquent, après que le nœud léger a reçu et vérifié la signature des données fournie par le fournisseur, il peut déterminer la crédibilité initiale des données.
Processus spécifique de demande de données par un nœud léger :
Autres points :
Évaluer :
Tout d'abord, en termes d'efficacité de calcul des nœuds légers, les deux solutions de nœuds légers démontrent une efficacité de vérification au niveau de la milliseconde (les nœuds légers n'ont besoin de vérifier les données qu'une seule fois).
Deuxièmement, en termes de latence du nœud léger, dans différents scénarios de configuration expérimentale (voir la figure ci-dessous), la latence est au niveau de la milliseconde. Il est à noter que la latence augmente linéairement avec le nombre de fournisseurs de données, mais la latence est toujours au niveau de la milliseconde. De plus, dans la Solution 1, étant donné que le nœud léger doit attendre les résultats de la période de défi, la latence est de 5 heures. Si le réseau de l'inspecteur est fiable et assez efficace, cette latence de 5 heures peut également être considérablement réduite.
Troisièmement, en termes de coûts des nœuds légers, en réalité, il y a deux coûts pour les nœuds légers : les frais de gaz et la prime d'assurance, tous deux augmenteront à mesure que le montant de la police d'assurance augmente. De plus, pour les inspecteurs, le gaz impliqué dans la soumission des données sera remboursé avec le montant de l'amende pour garantir des incitations à la participation suffisantes.
La solution de nœud léger proposée dans cet article offre une "sécurité programmable" pour répondre aux exigences de sécurité dans différentes situations. L'option 1 privilégie une latence plus élevée pour une sécurité accrue, tandis que l'option 2 propose des services de "confirmation instantanée" pour les nœuds légers en introduisant un mécanisme d'assurance. Ces solutions peuvent être utilisées dans des scénarios où la finalité des transactions doit être confirmée, tels que les transactions atomiques et inter-chaînes.
Transmettre le titre original "TeleportDAO: jeu de sécurité et d'efficacité de la vérification des données - Dernières pratiques de conception de nœuds légers"
TeleportDAO et Eigen Labs ont récemment publié conjointement un article axé sur les défis de sécurité et d’efficacité auxquels sont confrontés les nœuds légers lors de l’accès et de la vérification des données on-chain dans les blockchains de preuve d’enjeu (PoS). Cet article propose une nouvelle solution pour assurer la sécurité et l’efficacité des nœuds légers dans les blockchains PoS grâce à une série de mesures telles que des incitations économiques et des mécanismes de pré-sécurité assurés, ainsi qu’une « sécurité programmable » personnalisée et une rentabilité. Il est très tourné vers l’avenir et mérite d’être étudié en profondeur.
Remarque : Eigen Labs est le développeur derrière les protocoles de réenjeu EigenLayer et EigenDA. Eigen Labs a actuellement levé plus de 150 millions de dollars américains auprès d'institutions de capital-risque bien connues telles que a16z, Polychain et Blockchain Capital.
TeleportDAO est situé à Vancouver, Canada. Il s'agit d'un projet d'infrastructure de communication inter-chaînes axé sur les chaînes publiques Bitcoin et EVM. Le protocole a réussi à lever 9 millions de dollars lors d'une série de ventes publiques et de financement via Coinlist. Cette levée de fonds a reçu la participation de plusieurs investisseurs, dont Appworks, OIG Capital, DefinanceX, Oak Grove Ventures, Candaq Ventures, TON, Across et bitSmiley.
Actuellement, dans les blockchains PoS, les validateurs participent au réseau de consensus en bloquant une certaine quantité de mise (comme 32 ETH dans Ethereum) pour assurer la sécurité du réseau. Par conséquent, l'essence de la sécurité de la blockchain PoS est protégée par l'économie, c'est-à-dire que plus la mise totale est importante, plus le coût ou la perte nécessaire pour attaquer le réseau de consensus est grand. La mise en œuvre de ce mécanisme de réduction repose sur une fonction appelée "sécurité de responsabilité", c'est-à-dire que si le validateur signe un état contradictoire, la mise peut être réduite.
Les nœuds complets jouent un rôle vital dans le maintien de l'intégrité de la blockchain PoS. Ils stockent toutes les informations de transaction des blocs, vérifient les signatures de consensus, répliquent une copie complète de l'historique des transactions et effectuent des mises à jour d'état. Ces processus nécessitent beaucoup de ressources informatiques et de matériel complexe. Par exemple, l'exécution d'un nœud Ethereum complet nécessite au moins 2 To de stockage SSD. En revanche, les nœuds légers réduisent les exigences en ressources informatiques et ne stockent que les en-têtes de bloc, ils sont donc uniquement adaptés aux scénarios où des transactions / statuts spécifiques sont vérifiés, comme les portefeuilles mobiles et les ponts inter-chaînes. De plus, les nœuds légers dépendent des nœuds complets pour fournir des informations sur les blocs lors de la vérification des transactions, mais la part de marché actuelle des fournisseurs de services de nœuds est relativement concentrée, donc la sécurité, l'indépendance et l'immédiateté ne peuvent pas être entièrement garanties. Par conséquent, cet article explore le compromis entre le coût d'acquisition des données et la latence pour les nœuds légers afin d'atteindre une sécurité optimale.
Bitcoin a introduit la vérification de paiement simple (SPV) en tant que protocole de nœud léger. SPV permet aux nœuds légers d'utiliser la preuve de Merkle et les en-têtes de bloc pour vérifier si une transaction est incluse dans un bloc spécifique. Par conséquent, les nœuds légers ont seulement besoin de télécharger l'en-tête de bloc de la blockchain pour vérifier la finalité de la transaction en vérifiant la profondeur du bloc. Dans ce cas, le coût computationnel de la vérification du consensus par les nœuds légers dans Bitcoin est relativement faible. Cependant, dans les blockchains PoS comme Ethereum, la conception de la vérification du consensus est intrinsèquement plus complexe. Cela implique de maintenir l'ensemble complet des validateurs, de suivre les changements de leurs enjeux et d'effectuer de nombreuses vérifications de signature pour le réseau de consensus. D'autre part, la sécurité des nœuds légers PoW repose sur l'hypothèse que la plupart des nœuds complets sont honnêtes. Pour pallier aux limitations de SPV, FlyClient et la preuve de travail non interactive (NiPoPoW) prouvent ces blocs aux clients à un coût sous-linéaire. Cependant, leur applicabilité au modèle de consensus PoS est faible.
En revanche, les blockchains PoS gagnent en sécurité grâce à des mécanismes de slashing. Le système repose sur le fait que les participants au consensus sont rationnels et n’attaquent pas le réseau si le coût d’une attaque dépasse tout profit potentiel. Pour réduire les coûts de vérification, le protocole actuel du nœud léger d’Ethereum s’appuie sur un comité de synchronisation composé de 512 validateurs Ethereum sélectionnés au hasard, chacun d’entre eux misant 32 Ethereum, mais le processus de signature ne sera pas sanctionné. Cette conception non slashable présente une faille de sécurité majeure, et des signatures malhonnêtes dans le comité de synchronisation peuvent induire en erreur les nœuds légers en acceptant des données invalides sans être punis. Même avec l’introduction de mécanismes de slashing, la mise totale du Sync Committee est encore faible par rapport à l’énorme pool de validateurs Ethereum (en mars 2024, le nombre de validateurs Ethereum a dépassé 1 million). Par conséquent, cette approche ne peut pas fournir aux nœuds légers une sécurité équivalente à celle de l’ensemble de validateurs Ethereum. Ce modèle représente une variante spéciale du calcul multipartite dans un cadre rationnel, mais ne fournit pas de garanties économiques ni ne répond aux menaces posées par des fournisseurs de données malveillants et irrationnels.
Pour relever les défis de sécurité et d'efficacité du processus d'amorçage de la PoS, PoPoS introduit un jeu de segmentation pour défier efficacement l'arbre de Merkle adversaire du timing de la PoS. Bien qu'ils réalisent une empreinte minimale et évitent d'exiger que les clients soient toujours en ligne et mis en jeu, le problème permettant aux clients de se déconnecter sans encourir des coûts importants pour rejoindre le réseau reste non résolu.
Une autre approche de recherche se concentre sur l'utilisation de preuves de connaissance nulle pour créer des preuves concises. Par exemple, Mina et Plumo facilitent efficacement la vérification légère du consensus en utilisant une composition SNARK récursive et des preuves de transition d'état basées sur SNARK. Cependant, ces approches imposent un fardeau computationnel considérable aux producteurs de blocs pour générer des preuves, et elles ne traitent pas la question de la compensation des nœuds légers pour les pertes potentielles. Dans le contexte d'autres protocoles de PoS, tels que le protocole Tendermint utilisé dans Cosmos, le rôle des nœuds légers est exploré dans leur protocole de communication inter-chaînes (IBC). Cependant, ces implémentations sont spécifiques à leurs écosystèmes respectifs et ne sont pas directement applicables à Ethereum ou à divers autres blockchains PoS.
En général, la nouvelle solution introduit un module de sécurité économique pour atteindre une "sécurité programmable", et les nœuds légers peuvent décider de différentes conceptions de solution en fonction de leurs propres besoins en matière de sécurité. L'hypothèse de sécurité est essentiellement de 1/N + 1/M, c'est-à-dire, tant qu'il existe un nœud honnête et valide dans le nœud complet et le réseau des procureurs, le fonctionnement normal du réseau peut être garanti.
L'option 1 atteint principalement la crédibilité des données grâce à l'introduction d'une période de défi et d'un réseau de procureurs. En termes simples, après que le nœud léger reçoit les données signées par le fournisseur, il envoie cette partie des données au réseau de procureurs pour examen. Pendant une certaine période, s'il y a fraude aux données, le procureur rappellera au nœud léger que les données ne sont pas crédibles, et le module de pénalité du contrat intelligent pénalisera les jetons engagés du fournisseur. À l'inverse, le nœud léger peut faire confiance à la crédibilité de ces données.
Processus spécifique de demande de données par un nœud léger :
Autres points :
Évaluer :
La solution 2 réalise une confirmation rapide des données en proposant un mécanisme d'assurance basé sur la solution 1. En termes simples, après que le nœud léger a déterminé l'assurance selon le montant et la durée de la police, une partie/la totalité de l'engagement du fournisseur de données peut être remboursée pour les pertes ultérieures du nœud léger dues à la malveillance des données. Par conséquent, après que le nœud léger a reçu et vérifié la signature des données fournie par le fournisseur, il peut déterminer la crédibilité initiale des données.
Processus spécifique de demande de données par un nœud léger :
Autres points :
Évaluer :
Tout d'abord, en termes d'efficacité de calcul des nœuds légers, les deux solutions de nœuds légers démontrent une efficacité de vérification au niveau de la milliseconde (les nœuds légers n'ont besoin de vérifier les données qu'une seule fois).
Deuxièmement, en termes de latence du nœud léger, dans différents scénarios de configuration expérimentale (voir la figure ci-dessous), la latence est au niveau de la milliseconde. Il est à noter que la latence augmente linéairement avec le nombre de fournisseurs de données, mais la latence est toujours au niveau de la milliseconde. De plus, dans la Solution 1, étant donné que le nœud léger doit attendre les résultats de la période de défi, la latence est de 5 heures. Si le réseau de l'inspecteur est fiable et assez efficace, cette latence de 5 heures peut également être considérablement réduite.
Troisièmement, en termes de coûts des nœuds légers, en réalité, il y a deux coûts pour les nœuds légers : les frais de gaz et la prime d'assurance, tous deux augmenteront à mesure que le montant de la police d'assurance augmente. De plus, pour les inspecteurs, le gaz impliqué dans la soumission des données sera remboursé avec le montant de l'amende pour garantir des incitations à la participation suffisantes.
La solution de nœud léger proposée dans cet article offre une "sécurité programmable" pour répondre aux exigences de sécurité dans différentes situations. L'option 1 privilégie une latence plus élevée pour une sécurité accrue, tandis que l'option 2 propose des services de "confirmation instantanée" pour les nœuds légers en introduisant un mécanisme d'assurance. Ces solutions peuvent être utilisées dans des scénarios où la finalité des transactions doit être confirmée, tels que les transactions atomiques et inter-chaînes.