Dans l’esprit du développeur de blockchain : consensus sur la preuve d’enjeu blockchain

TUSEN suit le développement d’une toute nouvelle blockchain de la création au réseau principal et au-delà à travers sa série Inside the Blockchain Developer’s Mind. Dans les parties précédentes, Andrew Levine du groupe Koinos a discuté certains des défis l’équipe a été confrontée depuis qu’elle a identifié les problèmes clés qu’elle a l’intention de résoudre et a décrit trois des « crises » qui freinent l’adoption de la blockchain : évolutivité, évolutivité et gouvernance. Cette série se concentre sur l’algorithme de consensus : La partie 1 concerne la preuve de travail, la partie 2 concerne la preuve de mise en jeu et la partie 3 concerne la preuve de brûlage.

Cet article est le deuxième de ma série sur les algorithmes de consensus, dans lequel j’utilise mon point de vue unique pour aider le lecteur à mieux comprendre ce concept souvent mal compris. Dans le premier article de la série, j’ai exploré la preuve de travail (l’algorithme de consensus OG), et dans cet article, j’explorerai la preuve d’enjeu.

Comme je l’expliquais dans le dernier article, du point de vue de la théorie des jeux, les blockchains sont un jeu dans lequel les joueurs s’affrontent pour valider transactions en les regroupant en blocs qui correspondent à des blocs de transactions créés par d’autres joueurs. La cryptographie est utilisée pour cacher des données qui permettraient à ces personnes de tricher, puis un processus aléatoire est utilisé pour distribuer des jetons numériques aux personnes qui respectent les règles et produire des blocs qui correspondent aux blocs soumis par d’autres personnes. Ces blocs sont ensuite enchaînés pour créer un enregistrement vérifiable de toutes les transactions qui ont déjà eu lieu sur le réseau.

Lorsque les gens produisent de nouveaux blocs avec différentes transactions, nous l’appelons un « fork » parce que la chaîne bifurque désormais dans deux directions différentes, ce qui garantit que tout le monde met à jour sa base de données pour qu’elle corresponde, c’est ainsi qu’ils sont punis lorsqu’ils ne le font pas.

La véritable innovation de Bitcoin (BTC) a été la création d’un système élégant pour combiner la cryptographie avec l’économie pour tirer parti des pièces électroniques (maintenant appelées « crypto-monnaies ») pour utiliser des incitations pour résoudre des problèmes que les algorithmes seuls ne peuvent pas résoudre. Les gens ont été forcés de faire des travaux inutiles pour extraire des blocs, mais la sécurité ne vient pas de faire le travail, mais de savoir que ce travail n’aurait pas pu être fait sans le sacrifice du capital. Si tel n’était pas le cas, le système n’aurait aucun élément économique.

Le travail est un document vérifiable Procuration pour le capital sacrifié. Étant donné que le réseau n’a aucun moyen de « comprendre » l’argent qui lui est externe, un système a dû être mis en œuvre pour convertir l’incitation externe (monnaie fiduciaire) en quelque chose que le réseau peut comprendre : des hachages . Plus un compte crée de hachages, plus il doit avoir sacrifié de capital et plus il est incité à produire des blocs sur la bonne plage.

Puisque ces personnes ont déjà dépensé leur argent pour acquérir du matériel et l’exécuter pour produire des blocs, leur punition incitative est facile car ils ont déjà été punis ! Ils ont dépensé leur argent, donc s’ils veulent continuer à produire des blocs sur la mauvaise chaîne, c’est très bien. Ils ne gagneront aucune récompense et ne récupéreront pas leur argent. Ils auront sacrifié cet argent pour rien. Leurs blocs ne seront pas acceptés par le réseau et ils ne gagneront aucun jeton.

Ce système de preuve de travail garantit que le seul moyen pour quelqu’un qui ne veut pas respecter les règles (c’est-à-dire un acteur malveillant) est d’acquérir et d’exécuter plus de matériel que tout le monde combiné. (c’est-à-dire monter une attaque à 51%). C’est l’élégance derrière la preuve de travail. Le système ne peut fonctionner sans sacrifier un capital toujours croissant. La preuve d’enjeu, cependant, fonctionne d’une manière fondamentalement différente qui a des implications théoriques importantes pour le jeu.

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Preuve de participation

La preuve de participation (PoS) a été proposée pour la première fois en 2011 par QuantumMechanic, membre du forum Bitcointalk, comme alternative moins chère (pour le mineur) à la preuve de travail :

« Je me demande si, à mesure que le bitcoin devient plus largement distribué, il pourrait y avoir une transition d’un système basé sur la preuve de travail à la preuve de participation. Ce que j’entends par preuve d’enjeu, c’est qu’au lieu que votre « vote » sur l’historique des transactions acceptées soit pondéré par la part des ressources informatiques que vous apportez au réseau, il est pondéré par le nombre. de bitcoins que vous pouvez prouver que vous possédez, en utilisant vos clés. « 

Au lieu de forcer les producteurs de blocs à sacrifier du capital pour acquérir et exploiter du matériel afin d’acquérir la capacité de gagner des récompenses en bloc, comme preuve de mise, les détenteurs de jetons n’ont qu’à sacrifier le liquidité de leur capital afin de gagner des récompenses en vrac. Les personnes qui détiennent déjà le token d’un réseau peuvent gagner encore plus de ce token si elles renoncent au droit de transférer ces tokens pendant un certain temps.

Il s’agit d’une offre attrayante pour les personnes habituées à sacrifier de l’argent pour acheter et faire fonctionner du matériel afin de gagner des récompenses en gros. La preuve de travail est idéale pour l’amorçage d’une crypto-monnaie, mais une fois cette phase terminée, les détenteurs de cette précieuse monnaie se retrouvent à devoir échanger le fruit de leur travail – cette précieuse monnaie – contre une monnaie externe (souvent la monnaie fiduciaire avec qu’ils sont ostensiblement en concurrence) pour acheter des biens d’équipement et de l’énergie juste pour maintenir leur système.

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La preuve d’enjeu est idéale pour permettre à ces personnes d’augmenter leurs marges bénéficiaires tout en leur permettant de garder le contrôle du réseau. Le problème est que cela diminue la sécurité du réseau car l’acteur malveillant n’a plus besoin de sacrifier son argent sur une grande quantité de matériel et de l’exécuter pour lancer une attaque. L’attaquant n’a besoin que d’acquérir 51% de la devise de base de la plate-forme et de la mettre en jeu pour prendre le contrôle du réseau.

Pour contrecarrer cette attaque, les systèmes PoS doivent mettre en œuvre des systèmes supplémentaires pour « réduire » les récompenses de bloc d’un validateur qui s’avère avoir produit des blocs irréversibles sur une chaîne « perdante » (« conditions de réduction »). L’idée étant que si quelqu’un acquiert 49% de l’offre de jetons et utilise cette participation pour produire des blocs sur une fourchette perdante, il perdra ses jetons jalonnés sur la chaîne principale.

Il s’agit de systèmes complexes conçus pour « saisir » les récompenses bloquées dans les comptes d’utilisateurs, ce qui ajoute une surcharge de calcul au réseau tout en soulevant des préoccupations éthiques légitimes (« Est-ce mon argent s’il peut? être réduit ? »). Ils ne fonctionnent également que si l’attaquant ne parvient pas à acquérir 51% du pool de jetons. Ceci est particulièrement problématique dans un monde avec des échanges centralisés qui impliquent un jalonnement de garde. Cela signifie qu’il est tout à fait possible pour un échange de se retrouver en contrôle de plus de 51% d’une offre de jetons donnée sans avoir encouru de risque, ce qui rend le coût d’une attaque de minimis. En fait, cela s’est déjà produit dans l’histoire récente sur l’une des blockchains les plus utilisées au monde, autrefois évaluée à près de 2 milliards de dollars : Steem.

Une excellente histoire de cet événement peut être trouvée ici. Des détails importants pour nos besoins, selon ce compte, sont que les fonds détenus par trois bourses ont été utilisés avec succès pour acquérir le contrôle de 51% d’une grande blockchain. Du point de vue le plus charitable de tous, il a simplement « coûté » très peu à toutes ces entités de prendre le contrôle de la chaîne car elles avaient pris de grosses participations à très bas prix. En fait, les échanges centralisés sont littéralement payé d’accumuler des enjeux importants car leur objectif est de fonctionner comme des dépositaires centralisés de tokens.

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La mise en œuvre de ces conditions de réduction n’est en aucun cas anodine, c’est pourquoi tant de projets de preuve d’enjeu comme Solana ont, de leur propre aveu, lancé avec des solutions centralisées en place et pourquoi tant d’autres projets (comme ETH 2.0) prennent autant de temps pour mettre en œuvre le PoS. La solution typique consiste à donner à une fondation une participation suffisamment importante pour qu’elle seule ait le pouvoir de déterminer qui est un acteur malveillant et de réduire ses récompenses.

En résumé, la preuve de travail est bonne pour amorcer la décentralisation, mais elle est inefficace. La preuve de participation est utile pour réduire les coûts d’exploitation d’un réseau décentralisé par rapport à la preuve de travail, mais elle responsabilise davantage les mineurs, nécessite des conditions de réduction complexes et éthiquement discutables, et ne parvient pas à empêcher les « attaques d’échange ».

Ce que j’aborderai dans mon prochain article, c’est la question hypothétique de savoir s’il existe une solution « le meilleur des deux mondes » qui offre la décentralisation et la sécurité de la preuve de travail avec l’efficacité de la preuve d’enjeu. Alors restez à l’écoute!

Les points de vue, pensées et opinions exprimés ici sont uniquement ceux de l’auteur et ne reflètent pas nécessairement ou ne représentent pas les points de vue et opinions de TUSEN.