Teruskan Judul Asli 'TeleportDAO: Permainan Keamanan dan Efisiensi Verifikasi Data - Praktik Desain Node Ringan Terbaru'
TeleportDAO dan Eigen Labs baru-baru ini bersama-sama menerbitkan sebuah makalah yang berfokus pada tantangan keamanan dan efisiensi yang dihadapi oleh light node ketika mengakses dan memverifikasi data on-chain di blockchain proof-of-stake (PoS). Makalah ini mengusulkan solusi baru untuk memastikan keamanan dan efisiensi simpul cahaya di blockchain PoS melalui serangkaian tindakan seperti insentif ekonomi dan mekanisme pra-keamanan yang diasuransikan, serta "keamanan yang dapat diprogram" yang disesuaikan dan efektivitas biaya. Ini sangat berwawasan ke depan dan layak untuk dipelajari secara mendalam.
Catatan: Eigen Labs adalah pengembang di balik protokol Restaking EigenLayer dan EigenDA. Eigen Labs saat ini telah mengumpulkan lebih dari 150 juta dolar AS dari lembaga modal ventura ternama seperti a16z, Polychain, dan Blockchain Capital.
TeleportDAO berlokasi di Vancouver, Kanada. Ini adalah proyek infrastruktur komunikasi lintas rantai yang berfokus pada rantai publik Bitcoin dan EVM. Protokol ini telah berhasil mengumpulkan $9 juta dalam putaran penjualan publik dan pembiayaan melalui Coinlist. Putaran pembiayaan ini mendapat partisipasi dari berbagai investor termasuk Appworks, OIG Capital, DefinanceX, Oak Grove Ventures, Candaq Ventures, TON, Across, dan bitSmiley.
Saat ini, dalam blockchain PoS, validator berpartisipasi dalam jaringan konsensus dengan mengunci sejumlah tertentu dari staking (seperti 32 ETH di Ethereum) untuk memastikan keamanan jaringan. Oleh karena itu, esensi keamanan blockchain PoS dilindungi oleh ekonomi, yaitu semakin besar jumlah staking total, semakin besar biaya atau kerugian yang diperlukan untuk menyerang jaringan konsensus. Implementasi mekanisme pemotongan ini bergantung pada fitur yang disebut "keamanan akuntabilitas", yaitu, jika validator menandatangani keadaan yang bertentangan, staking dapat dipotong.
Node penuh memainkan peran penting dalam mempertahankan integritas blockchain PoS. Mereka menyimpan semua informasi transaksi blok, memverifikasi tanda tangan konsensus, mereplikasi salinan lengkap riwayat transaksi, dan melakukan pembaruan status. Proses ini memerlukan banyak sumber daya komputasi dan perangkat keras yang kompleks. Misalnya, menjalankan node Ethereum penuh memerlukan setidaknya 2 TB penyimpanan SSD. Sebaliknya, node ringan mengurangi persyaratan sumber daya komputasi dan hanya menyimpan header blok, sehingga hanya cocok untuk skenario di mana transaksi/status tertentu diverifikasi, seperti dompet seluler dan jembatan lintas-rantai. Selain itu, node ringan bergantung pada node penuh untuk menyediakan informasi blok saat memverifikasi transaksi, tetapi pangsa pasar saat ini dari penyedia layanan node relatif terkonsentrasi, sehingga keamanan, kemandirian, dan ketepatan waktu tidak dapat sepenuhnya dijamin. Oleh karena itu, makalah ini mengeksplorasi kompromi antara biaya perolehan data dan latensi untuk node ringan untuk mencapai keamanan optimal.
Bitcoin memperkenalkan Verifikasi Pembayaran Sederhana (SPV) sebagai protokol node ringan. SPV memungkinkan node ringan untuk menggunakan Bukti Merkle dan header blok untuk memverifikasi apakah transaksi disertakan dalam blok tertentu. Oleh karena itu, node ringan hanya perlu mengunduh header blok dari blockchain untuk memverifikasi finalitas transaksi dengan memeriksa kedalaman blok. Dalam hal ini, biaya komputasi untuk memverifikasi konsensus oleh node ringan di Bitcoin relatif rendah. Namun, dalam blockchain PoS seperti Ethereum, desain pemeriksaan konsensus secara inheren lebih kompleks. Ini melibatkan memelihara seluruh set validator, melacak perubahan staking mereka, dan melakukan banyak pemeriksaan tanda tangan untuk jaringan konsensus. Di sisi lain, keamanan node ringan PoW bergantung pada asumsi bahwa sebagian besar node lengkap jujur. Untuk mengatasi keterbatasan SPV, FlyClient dan Bukti Kerja Non-Interaktif (NiPoPoW) membuktikan blok-blok ini kepada klien dengan biaya sublinear. Namun, aplikabilitas mereka terhadap model konsensus PoS lemah.
Sebaliknya, blockchain PoS mendapatkan keamanan melalui mekanisme pemangkasan. Sistem mengandalkan peserta konsensus yang rasional dan tidak menyerang jaringan jika biaya serangan melebihi potensi keuntungan. Untuk mengurangi biaya verifikasi, protokol node ringan Ethereum saat ini mengandalkan komite sinkronisasi yang terdiri dari 512 validator Ethereum yang dipilih secara acak, masing-masing mempertaruhkan 32 Ethereum, tetapi proses penandatanganan tidak akan dikenai denda. Desain yang tidak dapat dipangkas ini memiliki kelemahan keamanan utama, dan tanda tangan yang tidak jujur dalam komite sinkronisasi dapat menyesatkan node ringan untuk menerima data yang tidak valid tanpa dihukum. Bahkan dengan pengenalan mekanisme pemangkasan, total taruhan Komite Sinkronisasi masih kecil dibandingkan dengan jumlah besar validator Ethereum (per Maret 2024, jumlah validator Ethereum telah melebihi 1 juta). Oleh karena itu, pendekatan ini tidak dapat memberikan keamanan node ringan setara dengan kumpulan validator Ethereum. Model ini mewakili varian khusus dari komputasi multipihak dalam pengaturan rasional, tetapi gagal memberikan jaminan berbasis ekonomi atau mengatasi ancaman yang ditimbulkan oleh penyedia data jahat, irasional.
Untuk mengatasi tantangan keamanan dan efisiensi dalam proses bootstrap PoS, PoPoS memperkenalkan permainan segmentasi untuk secara efektif menantang pohon Merkle musuh dari waktu PoS. Meskipun mereka mencapai jejak minimal dan menghindari kebutuhan klien untuk selalu online dan dipertaruhkan, masalah memungkinkan klien untuk offline tanpa menimbulkan biaya signifikan untuk bergabung kembali ke jaringan masih belum terpecahkan.
Pendekatan penelitian lainnya berfokus pada penggunaan bukti pengetahuan nol untuk membuat bukti yang ringkas. Sebagai contoh, Mina dan Plumo efektif dalam memfasilitasi verifikasi konsensus ringan dengan menggunakan komposisi SNARK rekursif dan bukti transisi state berbasis SNARK. Namun, pendekatan-pendekatan ini memberikan beban komputasi yang signifikan pada produsen blok untuk menghasilkan bukti, dan mereka tidak menangani masalah mengenai mengkompenasikan node ringan untuk kerugian potensial. Dalam konteks protokol PoS lainnya, seperti protokol Tendermint yang digunakan dalam Cosmos, peran node ringan dieksplorasi dalam protokol Inter-Blockchain Communication (IBC) mereka. Namun, implementasi-implementasi ini khusus untuk ekosistem mereka masing-masing dan tidak langsung dapat diterapkan pada Ethereum atau berbagai blockchain PoS lainnya.
Secara umum, solusi baru memperkenalkan modul keamanan ekonomi untuk mencapai “keamanan dapat diprogram”, dan node-node ringan dapat memutuskan desain solusi yang berbeda berdasarkan kebutuhan keamanan mereka sendiri. Asumsi keamanan pada dasarnya adalah 1/N + 1/M, yaitu, selama ada node jujur dan valid di node penuh dan jaringan penuntut, operasi normal jaringan dapat dijamin.
Opsi 1 terutama mencapai kredibilitas data melalui pengenalan periode tantangan dan jaringan jaksa. Singkatnya, setelah node ringan menerima data yang ditandatangani oleh penyedia, node tersebut mengirim bagian data ini ke jaringan jaksa untuk ditinjau. Dalam jangka waktu tertentu, jika terjadi penipuan data, jaksa akan mengingatkan node ringan bahwa data tersebut tidak kredibel, dan modul hukuman dari kontrak cerdas akan menghukum token yang dijanjikan oleh penyedia. Sebaliknya, node ringan dapat mempercayai kredibilitas data-data ini.
Proses khusus dari node ringan yang meminta data:
Poin lain:
Evaluasi:
Solusi 2 mewujudkan konfirmasi data yang cepat dengan mengusulkan mekanisme asuransi berdasarkan Solusi 1. Secara sederhana, setelah node ringan menentukan asuransi sesuai dengan jumlah dan durasi kebijakan, sebagian/semua jaminan dari penyedia data dapat dikembalikan untuk kerugian berikutnya dari node ringan akibat adanya kejahatan data. Oleh karena itu, setelah node ringan menerima dan memverifikasi tanda tangan data yang diberikan oleh penyedia, itu dapat menentukan keandalan awal data.
Proses khusus dari node ringan meminta data:
Poin lain:
Evaluasi:
Pertama, dari segi efisiensi komputasi simpul ringan, kedua solusi simpul ringan menunjukkan efisiensi verifikasi tingkat milidetik (simpul ringan hanya perlu memverifikasi data sekali).
Kedua, dalam hal latensi node ringan, dalam skenario konfigurasi eksperimental yang berbeda (lihat gambar di bawah), latensi berada pada level milidetik. Perlu dicatat bahwa latensi meningkat secara linear dengan jumlah penyedia data, namun latensi selalu berada pada level milidetik. Selain itu, pada Solusi 1, karena node ringan perlu menunggu hasil periode tantangan, latensi adalah 5 jam. Jika jaringan inspektur cukup andal dan efisien, latensi 5 jam ini juga dapat dikurangi secara signifikan.
Ketiga, dalam hal biaya node ringan, sebenarnya ada dua biaya untuk node ringan: biaya gas dan premi asuransi, keduanya akan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah kebijakan asuransi. Selain itu, bagi pemeriksa, gas yang terlibat dalam pengiriman data akan dikembalikan dengan jumlah denda untuk memastikan insentif partisipasi yang memadai.
Solusi node ringan yang diusulkan dalam artikel ini menyediakan “keamanan yang dapat diprogram” untuk memenuhi kebutuhan keamanan dalam situasi yang berbeda. Opsi 1 menukar latensi yang lebih tinggi untuk keamanan yang tinggi, sementara Opsi 2 menyediakan layanan “konfirmasi instan” untuk node ringan dengan memperkenalkan mekanisme asuransi. Solusi-solusi ini dapat digunakan dalam skenario di mana finalitas transaksi perlu dikonfirmasi, seperti transaksi atomik dan lintas-rantai.
Teruskan Judul Asli 'TeleportDAO: Permainan Keamanan dan Efisiensi Verifikasi Data - Praktik Desain Node Ringan Terbaru'
TeleportDAO dan Eigen Labs baru-baru ini bersama-sama menerbitkan sebuah makalah yang berfokus pada tantangan keamanan dan efisiensi yang dihadapi oleh light node ketika mengakses dan memverifikasi data on-chain di blockchain proof-of-stake (PoS). Makalah ini mengusulkan solusi baru untuk memastikan keamanan dan efisiensi simpul cahaya di blockchain PoS melalui serangkaian tindakan seperti insentif ekonomi dan mekanisme pra-keamanan yang diasuransikan, serta "keamanan yang dapat diprogram" yang disesuaikan dan efektivitas biaya. Ini sangat berwawasan ke depan dan layak untuk dipelajari secara mendalam.
Catatan: Eigen Labs adalah pengembang di balik protokol Restaking EigenLayer dan EigenDA. Eigen Labs saat ini telah mengumpulkan lebih dari 150 juta dolar AS dari lembaga modal ventura ternama seperti a16z, Polychain, dan Blockchain Capital.
TeleportDAO berlokasi di Vancouver, Kanada. Ini adalah proyek infrastruktur komunikasi lintas rantai yang berfokus pada rantai publik Bitcoin dan EVM. Protokol ini telah berhasil mengumpulkan $9 juta dalam putaran penjualan publik dan pembiayaan melalui Coinlist. Putaran pembiayaan ini mendapat partisipasi dari berbagai investor termasuk Appworks, OIG Capital, DefinanceX, Oak Grove Ventures, Candaq Ventures, TON, Across, dan bitSmiley.
Saat ini, dalam blockchain PoS, validator berpartisipasi dalam jaringan konsensus dengan mengunci sejumlah tertentu dari staking (seperti 32 ETH di Ethereum) untuk memastikan keamanan jaringan. Oleh karena itu, esensi keamanan blockchain PoS dilindungi oleh ekonomi, yaitu semakin besar jumlah staking total, semakin besar biaya atau kerugian yang diperlukan untuk menyerang jaringan konsensus. Implementasi mekanisme pemotongan ini bergantung pada fitur yang disebut "keamanan akuntabilitas", yaitu, jika validator menandatangani keadaan yang bertentangan, staking dapat dipotong.
Node penuh memainkan peran penting dalam mempertahankan integritas blockchain PoS. Mereka menyimpan semua informasi transaksi blok, memverifikasi tanda tangan konsensus, mereplikasi salinan lengkap riwayat transaksi, dan melakukan pembaruan status. Proses ini memerlukan banyak sumber daya komputasi dan perangkat keras yang kompleks. Misalnya, menjalankan node Ethereum penuh memerlukan setidaknya 2 TB penyimpanan SSD. Sebaliknya, node ringan mengurangi persyaratan sumber daya komputasi dan hanya menyimpan header blok, sehingga hanya cocok untuk skenario di mana transaksi/status tertentu diverifikasi, seperti dompet seluler dan jembatan lintas-rantai. Selain itu, node ringan bergantung pada node penuh untuk menyediakan informasi blok saat memverifikasi transaksi, tetapi pangsa pasar saat ini dari penyedia layanan node relatif terkonsentrasi, sehingga keamanan, kemandirian, dan ketepatan waktu tidak dapat sepenuhnya dijamin. Oleh karena itu, makalah ini mengeksplorasi kompromi antara biaya perolehan data dan latensi untuk node ringan untuk mencapai keamanan optimal.
Bitcoin memperkenalkan Verifikasi Pembayaran Sederhana (SPV) sebagai protokol node ringan. SPV memungkinkan node ringan untuk menggunakan Bukti Merkle dan header blok untuk memverifikasi apakah transaksi disertakan dalam blok tertentu. Oleh karena itu, node ringan hanya perlu mengunduh header blok dari blockchain untuk memverifikasi finalitas transaksi dengan memeriksa kedalaman blok. Dalam hal ini, biaya komputasi untuk memverifikasi konsensus oleh node ringan di Bitcoin relatif rendah. Namun, dalam blockchain PoS seperti Ethereum, desain pemeriksaan konsensus secara inheren lebih kompleks. Ini melibatkan memelihara seluruh set validator, melacak perubahan staking mereka, dan melakukan banyak pemeriksaan tanda tangan untuk jaringan konsensus. Di sisi lain, keamanan node ringan PoW bergantung pada asumsi bahwa sebagian besar node lengkap jujur. Untuk mengatasi keterbatasan SPV, FlyClient dan Bukti Kerja Non-Interaktif (NiPoPoW) membuktikan blok-blok ini kepada klien dengan biaya sublinear. Namun, aplikabilitas mereka terhadap model konsensus PoS lemah.
Sebaliknya, blockchain PoS mendapatkan keamanan melalui mekanisme pemangkasan. Sistem mengandalkan peserta konsensus yang rasional dan tidak menyerang jaringan jika biaya serangan melebihi potensi keuntungan. Untuk mengurangi biaya verifikasi, protokol node ringan Ethereum saat ini mengandalkan komite sinkronisasi yang terdiri dari 512 validator Ethereum yang dipilih secara acak, masing-masing mempertaruhkan 32 Ethereum, tetapi proses penandatanganan tidak akan dikenai denda. Desain yang tidak dapat dipangkas ini memiliki kelemahan keamanan utama, dan tanda tangan yang tidak jujur dalam komite sinkronisasi dapat menyesatkan node ringan untuk menerima data yang tidak valid tanpa dihukum. Bahkan dengan pengenalan mekanisme pemangkasan, total taruhan Komite Sinkronisasi masih kecil dibandingkan dengan jumlah besar validator Ethereum (per Maret 2024, jumlah validator Ethereum telah melebihi 1 juta). Oleh karena itu, pendekatan ini tidak dapat memberikan keamanan node ringan setara dengan kumpulan validator Ethereum. Model ini mewakili varian khusus dari komputasi multipihak dalam pengaturan rasional, tetapi gagal memberikan jaminan berbasis ekonomi atau mengatasi ancaman yang ditimbulkan oleh penyedia data jahat, irasional.
Untuk mengatasi tantangan keamanan dan efisiensi dalam proses bootstrap PoS, PoPoS memperkenalkan permainan segmentasi untuk secara efektif menantang pohon Merkle musuh dari waktu PoS. Meskipun mereka mencapai jejak minimal dan menghindari kebutuhan klien untuk selalu online dan dipertaruhkan, masalah memungkinkan klien untuk offline tanpa menimbulkan biaya signifikan untuk bergabung kembali ke jaringan masih belum terpecahkan.
Pendekatan penelitian lainnya berfokus pada penggunaan bukti pengetahuan nol untuk membuat bukti yang ringkas. Sebagai contoh, Mina dan Plumo efektif dalam memfasilitasi verifikasi konsensus ringan dengan menggunakan komposisi SNARK rekursif dan bukti transisi state berbasis SNARK. Namun, pendekatan-pendekatan ini memberikan beban komputasi yang signifikan pada produsen blok untuk menghasilkan bukti, dan mereka tidak menangani masalah mengenai mengkompenasikan node ringan untuk kerugian potensial. Dalam konteks protokol PoS lainnya, seperti protokol Tendermint yang digunakan dalam Cosmos, peran node ringan dieksplorasi dalam protokol Inter-Blockchain Communication (IBC) mereka. Namun, implementasi-implementasi ini khusus untuk ekosistem mereka masing-masing dan tidak langsung dapat diterapkan pada Ethereum atau berbagai blockchain PoS lainnya.
Secara umum, solusi baru memperkenalkan modul keamanan ekonomi untuk mencapai “keamanan dapat diprogram”, dan node-node ringan dapat memutuskan desain solusi yang berbeda berdasarkan kebutuhan keamanan mereka sendiri. Asumsi keamanan pada dasarnya adalah 1/N + 1/M, yaitu, selama ada node jujur dan valid di node penuh dan jaringan penuntut, operasi normal jaringan dapat dijamin.
Opsi 1 terutama mencapai kredibilitas data melalui pengenalan periode tantangan dan jaringan jaksa. Singkatnya, setelah node ringan menerima data yang ditandatangani oleh penyedia, node tersebut mengirim bagian data ini ke jaringan jaksa untuk ditinjau. Dalam jangka waktu tertentu, jika terjadi penipuan data, jaksa akan mengingatkan node ringan bahwa data tersebut tidak kredibel, dan modul hukuman dari kontrak cerdas akan menghukum token yang dijanjikan oleh penyedia. Sebaliknya, node ringan dapat mempercayai kredibilitas data-data ini.
Proses khusus dari node ringan yang meminta data:
Poin lain:
Evaluasi:
Solusi 2 mewujudkan konfirmasi data yang cepat dengan mengusulkan mekanisme asuransi berdasarkan Solusi 1. Secara sederhana, setelah node ringan menentukan asuransi sesuai dengan jumlah dan durasi kebijakan, sebagian/semua jaminan dari penyedia data dapat dikembalikan untuk kerugian berikutnya dari node ringan akibat adanya kejahatan data. Oleh karena itu, setelah node ringan menerima dan memverifikasi tanda tangan data yang diberikan oleh penyedia, itu dapat menentukan keandalan awal data.
Proses khusus dari node ringan meminta data:
Poin lain:
Evaluasi:
Pertama, dari segi efisiensi komputasi simpul ringan, kedua solusi simpul ringan menunjukkan efisiensi verifikasi tingkat milidetik (simpul ringan hanya perlu memverifikasi data sekali).
Kedua, dalam hal latensi node ringan, dalam skenario konfigurasi eksperimental yang berbeda (lihat gambar di bawah), latensi berada pada level milidetik. Perlu dicatat bahwa latensi meningkat secara linear dengan jumlah penyedia data, namun latensi selalu berada pada level milidetik. Selain itu, pada Solusi 1, karena node ringan perlu menunggu hasil periode tantangan, latensi adalah 5 jam. Jika jaringan inspektur cukup andal dan efisien, latensi 5 jam ini juga dapat dikurangi secara signifikan.
Ketiga, dalam hal biaya node ringan, sebenarnya ada dua biaya untuk node ringan: biaya gas dan premi asuransi, keduanya akan meningkat seiring dengan peningkatan jumlah kebijakan asuransi. Selain itu, bagi pemeriksa, gas yang terlibat dalam pengiriman data akan dikembalikan dengan jumlah denda untuk memastikan insentif partisipasi yang memadai.
Solusi node ringan yang diusulkan dalam artikel ini menyediakan “keamanan yang dapat diprogram” untuk memenuhi kebutuhan keamanan dalam situasi yang berbeda. Opsi 1 menukar latensi yang lebih tinggi untuk keamanan yang tinggi, sementara Opsi 2 menyediakan layanan “konfirmasi instan” untuk node ringan dengan memperkenalkan mekanisme asuransi. Solusi-solusi ini dapat digunakan dalam skenario di mana finalitas transaksi perlu dikonfirmasi, seperti transaksi atomik dan lintas-rantai.