以太坊信标链「75%违规没有被惩罚」论文作者点破:节点缺乏检举共识

芝加哥大学 Zhigo He 教授 与乔治梅森大学的 Jiasun Li 教授发表论文,提到以太坊信标链上(共识层)的节点,有超过 75% 的拜占庭违规行为没有被执行处罚(没收 32 枚 ETH 质押),该文提到原因是执行奖惩还需要共识,而作为诚实的节点,并不一定需要检举其它人违规。
(前情提要:不是叫 ETH 2.0 了!以太坊基金会更名为“共识层”避免混淆或欺诈

芝加哥大学的 Zhigo H 教授与乔治梅森大学的 Jiasun Li 教授于 16 日时发布论文,提到了当前以太坊信标链上(共识层)的节点,有超过 75% 的拜占庭(Byzantine)违规行为都没有被执行处罚行为(Slashing),即没收节点质押的 32 枚以太币。该论文就该事件探究了原因,并认为 PoS 在执行处罚上,仍须要进一步地改善共识。

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论文统计的消除惩罚,执行与未执行的数量图

诚实的盲点

根据拜占庭容错机制,以太坊引用了该理论并创造出了 PoS 理论,按照假设,当节点在验证期间做出某些违规行为时,会引发消除(Slashing),导致该节点的质押赌注(bet)会被系统没收,也将终生剥夺未来担任验证者获取区块奖励的机会。 信标链的设计是从动机上出发,节点验证者为了达到最大利益,会自律不做出违规行为,进而保护整个 PoS 网路安全。

但论文提到,在蒐罗在 2020年 12 月 1 日至 2021 年 8月 1 日 期间的 175 万个信标链区块数据后,发现制约效果有限,信标链上仍存在大量的违规行为,而且有 75 %链上的拜占庭违规行为,并没有引发消除(Slashing)。

论文指出,节点引发消除(Slashing)的条件便是不诚实,即是在验证中进行了双重投票、双重验证、环绕投票等三种行为,但检测这三种行为,一样需要共识,这使得节点达到诚实(不被消除)的条件进一步的被限缩了:

当上述任何违规行为发生时,节点可以蒐集证据,但提议蒐集此类证据的节点可能会在他提议的去区块中,触发消除行为,进一步地冒犯到其他验证者...验证者可以完全避免被消除(Slashing),他只要记住什麽东西他已经签署过就好...诚实的验证者不会被其它验证者的行为导致删减,因此只要众多验证者不去签署有衝突的证明或者提议,他们一样诚实也不会被削减。

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节点双重投票违规行为的图例

消除需要共识,但去中心化没有法院

论文提及, PoS 与 PoW 的最大不同之处在于,PoS 的每个区块都并非有 100%的确定与共识,理想中 PoS 预设了一个可以公正判断的第三方,但现实是这个判断机制(奖惩)也需要共识,这形成了奖惩需要去中心化来执行,而去中心化共识可靠度又倚赖奖惩是否完美执行,如此的互相依赖关係。

该文结论提到,区块链的程式码即法律,但执行法律与否,在去中心化世界中仍需要共识,因为不存在中心化且受信任的法院。在实践中,引发惩罚机制的消除智能合约,也需要被共识启动才能执行,能某透过更明确的共识来增加奖惩机制的启动,将是未来去中心化投票验证机制的问题。

以太坊信标链「75%违规没有被惩罚」论文作者点破:节点缺乏检举共识

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