این 33% نیست: آستانه واقعی اجماع تحمل خطای بیزانسی یک رقم است

یک مطالعه جدید منتشر شده در ethresear.ch توسط هودو یوسف، پژوهشگر جمعیت آنالیز، دو پایه را که امنیت اتریوم و کل بخش DeFi را تنظیم می‌کند، به چالش می‌کشد: نحوه عملکرد اجماع تحمل خطای بیزانسی و نحوه تصمیم‌گیری اوراکل‌ها در مورد آنچه منتشر کنند. فرضیه مرکزی به سادگی بیان می‌شود اما عواقب سنگینی دارد: اگر اعتباردهندگان به طور یکسان رفتار کنند، رأی واقعی آن‌ها بسیار کمتر از آنچه که سهام اسمی که دارند، نشان می‌دهد، ارزش دارد. و اگر یک اوراکل همیشه یک داده را منتشر کند، حتی زمانی که آن داده مشکوک است، به طور سیستماتیک گزینه بدتری را در برابر یک مهاجم مصمم انتخاب می‌کند.

خلاصه

• نکات کلیدی
• فروپاشی هماهنگی: زمانی که همبستگی بین اعتباردهندگان رأی را باطل می‌کند
  • اصول BFT وزن‌دار برای تنوع رفتاری
  • مورد اتریوم و شبیه‌سازی‌ها درباره آسیب‌پذیری‌های BFT استاندارد
• سکوت ساختاری: یک استراتژی جدید برای اوراکل‌های DeFi
  • مدل دستکاری و اثبات پشت استراتژی سکوت
  • پیامدهای استراتژی اوراکل سکوت
• چالش‌های باز: از نظریه تا پیاده‌سازی
  • سازگاری اجماع و اوراکل با منطق جدید
  • خطرات و مصالحه‌هایی که هنوز باید حل شوند
• سوالات متداول
  • چرا همبستگی رفتاری وزن رأی واقعی را در DW-BFT کاهش می‌دهد؟
  • چگونه استراتژی اوراکل سکوت دفاع در برابر دستکاری قیمت‌ها را بهبود می‌بخشد؟
  • مشکلات اصلی در پیاده‌سازی DW-BFT و استراتژی سکوت چیست؟
  • چرا اوراکل‌های همیشه منتشر به رغم گسترش فراگیر آسیب‌پذیر باقی می‌مانند؟

نکات کلیدی {#نکات_کلیدی}

• اعتباردهندگانی که رفتارهای تقریباً یکسان دارند، وزن رأی واقعی خود را به سمت صفر می‌بینند، صرف نظر از اینکه چه مقدار سهام اسمی دارند.
• سه نهاد اصلی استیکینگ در اتریوم 57.2% از سهام اسمی را کنترل می‌کنند اما تنها 15.7% از وزن واقعی رأی را طبق مدل DW-BFT دارند.
• اعتباردهندگان تنها، با تنها 22.3% از سهام اسمی، به بیش از 60.2% از قدرت رأی واقعی دست می‌یابند به لطف تنوع رفتاری.
• همه اوراکل‌های امروزی در تولید، از Chainlink تا Pyth، از استراتژی‌های "همیشه منتشر" استفاده می‌کنند و بنابراین به طور ذاتی آسیب‌پذیر هستند.

فروپاشی هماهنگی: زمانی که همبستگی بین اعتباردهندگان رأی را باطل می‌کند {#فروپاشی_هماهنگی_زمانی_که_همبستگی_بین_اعتباردهندگان_رأی_را_باطل_می‌کند}

اولین نتیجه، که نویسنده آن را قضیه 1 یا "فروپاشی هماهنگی" می‌نامد، نشان می‌دهد که در هر سیستم اجماع تحمل خطای بیزانسی وزن‌دار، گروهی از اعتباردهندگان با رفتار تقریباً یکسان وزن رأی واقعی خود را به سمت صفر می‌بیند با افزایش همبستگی بین آن‌ها، صرف نظر از اینکه چه مقدار سهام اسمی دارند.

اصول BFT وزن‌دار برای تنوع رفتاری {#اصول_BFT_وزن‌دار_برای_تنوع_رفتاری}

مدل پیشنهادی، که به DW-BFT نامیده می‌شود، فقط به وزن دادن به رأی‌ها بر اساس سهام s_j هر اعتباردهنده محدود نمی‌شود. این یک عامل دوم، تنوع رفتاری d_j، را معرفی می‌کند که با مقایسه بردار رفتاری هر اعتباردهنده (زمان‌های تأیید، انتخاب رله MEV-Boost، مشارکت در بازسازی) با میانگین کل مجموعه اعتباردهندگان محاسبه می‌شود. وزن رأی واقعی بنابراین حاصل‌ضرب بین سهام و تنوع می‌شود که بر اساس کل نرمال‌سازی شده است. مفهوم عملی این است که دو اعتباردهنده که همیشه به یک روش رأی می‌دهند و بلوک‌ها را به طور یکسان می‌سازند، دو منبع اطلاعاتی متمایز نیستند، بلکه یک منبع هستند که به طور دو بار توسط سیستم استاندارد شمارش می‌شود.

مورد اتریوم و شبیه‌سازی‌ها درباره آسیب‌پذیری‌های BFT استاندارد {#مورد_اتریوم_و_شبیه‌سازی‌ها_درباره_آسیب‌پذیری‌های_BFT_استاندارد}

با اعمال مدل بر روی مجموعه فعلی اعتبارسنجی‌های اتریوم، این مطالعه محاسبه می‌کند که سه نهاد اول از نظر سهم سپرده 57.2% از سهام اسمی را کنترل می‌کنند اما تنها 15.7% از وزن واقعی تحت DW-BFT را در اختیار دارند. در مقابل، اعتبارسنجی‌هایی که به‌طور مستقل توزیع شده‌اند و به‌طور اسمی تنها 22.3% از سهام را در اختیار دارند، بیش از 60.2% از قدرت رأی واقعی را کنترل می‌کنند، زیرا به‌طور مستقل از یکدیگر عمل می‌کنند. این یک تغییر قابل توجه است: تحت توافق Byzantine Fault Tolerance استاندارد، آن سه نهاد از آستانه نظری 33% فراتر می‌روند و به‌طور اصولی می‌توانند بلوک‌های نامعتبر را نهایی کنند.

چرا این مهم است: حاشیه ایمنی که اتریوم به‌طور ضمنی فرض می‌کند، بنابراین 33% نیست، بلکه در واقع به اعداد تک‌رقمی درصدی کاهش می‌یابد، زمانی که همبستگی رفتاری واقعی بین اپراتورهای بزرگ استیکینگ در نظر گرفته شود. شبیه‌سازی‌هایی که نویسنده انجام داده است، با 10,000 تلاش برای حمله در سطوح مختلف همبستگی بین اعتبارسنجی‌های سیبیل، نشان می‌دهد که BFT استاندارد در زمانی که همبستگی داخلی کارتل کامل است، به نرخ موفقیت 100% می‌رسد، در حالی که DW-BFT در همان شرایط به 0% کاهش می‌یابد.

سکوت ساختاری: یک استراتژی جدید برای اوراکل‌های DeFi {#سکوت_ساختاری_یک_استراتژی_جدید_برای_اوراکل‌های_DeFi}

دومین نتیجه این مطالعه، نظریه 2 درباره "بهینه‌سازی سکوت ساختاری"، تعیین می‌کند که یک استراتژی اوراکل ساکت که قادر به نگه‌داشتن انتشار در شرایط عدم قطعیت است، به‌طور واضح هر استراتژی که همیشه یک مقدار را منتشر کند، تحت‌الشعاع قرار می‌دهد، زمانی که یک رقیب قادر به مانوپول کردن موقت سیگنال مشاهده شده وجود داشته باشد.

مدل مانوپول و اثبات پشت استراتژی ساکت {#مدل_مانوپول_و_اثبات_پشت_استراتژی_ساکت}

مکانیسم بر اساس یک معیار هم‌خوانی، که به‌عنوان C_t شناخته می‌شود، بنا شده است که اندازه‌گیری می‌کند که چقدر مشاهده فعلی با تاریخچه رفتاری انباشته‌شده دارایی هم‌خوانی دارد: جریان‌های تبادل متقابل، ثبات معماری کیف پول‌ها، الگوهای MEV، آنتروپی زمانی. زمانی که هم‌خوانی زیر یک آستانه تعریف‌شده می‌رود، اوراکل قیمتی منتشر نمی‌کند، اما داده را نگه می‌دارد و در عین حال متاداده‌های مفیدی را نشان می‌دهد، مانند فاصله نسبت به آستانه و برآورد زمان بازیابی. اثبات ریاضی نشان می‌دهد که اگر ضرر ناشی از یک انتشار نادرست بیشتر از ضرر ناشی از تأخیر ساده باشد، هر حمله‌ای که از طریق سیگنال عدم هم‌خوانی شناسایی شود، ضرر کلی را نسبت به یک اوراکل که همیشه منتشر می‌کند، کاهش می‌دهد. از آنجا که هر رقیب یک بودجه محدود دارد، استراتژی سکوت هر بار که حداقل یک تلاش برای مانوپول را شناسایی می‌کند، به‌طور قابل توجهی بهتر عمل می‌کند.

پیامدهای استراتژی اوراکل ساکت {#پیامدهای_استراتژی_اوراکل_ساکت}

استراتژی اوراکل ساکت نمایانگر یک تغییر پارادایم نسبت به اوراکل‌های فعلی است. تمام اوراکل‌هایی که امروز در حال تولید هستند، از Chainlink تا Pyth، UMA، Band، API3 و RedStone، از استراتژی‌های "همیشه منتشر" استفاده می‌کنند که در دسترس بودن مداوم داده را به جای یکپارچگی آن ترجیح می‌دهند. نظریه 2 نشان می‌دهد که این هدف در حضور رقبای فعال که قادر به مانوپول کردن موقت سیگنال مشاهده شده هستند، زیر بهینه است. پروتکل‌های DeFi که موقعیت‌ها را بر اساس قیمت‌های مانوپول شده تصفیه می‌کنند "چون همیشه به یک عدد نیاز است"، مقاوم نیستند، بلکه به سادگی به‌خاطر طراحی خود آسیب‌پذیر هستند.

چالش‌های باز: از نظریه تا پیاده‌سازی {#چالش‌های_باز_از_نظریه_تا_پیاده‌سازی}

ترجمه این نتایج به عمل نیاز به تغییرات عمیق در پروتکل‌های تاب‌آوری اجماع BFT و همچنین معماری اوراکل‌ها دارد و خود نویسنده به وضوح نقاطی را که پیشنهاد ممکن است در آن‌ها شکست بخورد، فهرست می‌کند.

تطبیق اجماع و اوراکل با منطق جدید {#Adattare_consenso_e_oracle_alla_nuova_logica}

پیاده‌سازی DW-BFT به معنای تغییر مکانیزم‌های نهایی‌سازی Casper FFG برای وزن‌دهی به رأی‌ها بر اساس تنوع رفتاری d_j است، نه فقط بر اساس استیک s_j: یک کارتل که همیشه به‌طور یکسان رأی می‌دهد نباید به اندازه‌ای که استیک خود را ضرب می‌کند، وزن داشته باشد، بلکه باید به‌عنوان یک رأی واحد در نظر گرفته شود. در عین حال، پذیرش سکوت به‌عنوان خروجی معتبر نیاز دارد که پروتکل‌های DeFi یاد بگیرند که داده‌های اوراکل گمشده را بدون سقوط یا مسدود کردن تصفیه‌ها به‌طور بی‌نظم مدیریت کنند: این یک تغییر است که فرضیات هر اوراکل مصرف‌کننده موجود را نقض می‌کند.

خطرات و مصالحه‌هایی که هنوز باید حل شوند {#Rischi_e_compromessi_ancora_da_risolvere}

نویسنده به‌طور صادقانه چندین نقطه ضعف را شناسایی می‌کند. یک رقیب ممکن است به هزار موجودیت با رفتارهای کمی متفاوت تقسیم شود و سپس فقط در زمان حمله هماهنگ شود، که یک خطر شناخته‌شده به‌نام دکورلسیون سیبیل است، که هنوز هیچ مدرک رسمی از مقاومت در برابر آن وجود ندارد. همچنین نگرانی وجود دارد که DW-BFT به اعتباردهندگان صادق زمانی که همه به‌درستی برای یک زنجیره رأی می‌دهند، آسیب برساند و همبستگی مشروع ایجاد کند: یک راه‌حل هوریستیک مبتنی بر کسر خط پایه پیشنهاد شده است، اما هنوز فاقد اثبات دقیق است. در جبهه اوراکل، معیار هم‌خوانی C_t ممکن است هدفی برای دستکاری شود، هرچند که برای این کار به سرمایه‌ای تخمین‌زده‌شده از ۴۰ تا ۶۰ برابر بیشتر نسبت به یک حمله مستقیم بر روی قیمت نیاز است. در نهایت، سوالات در مورد اینکه کجا باید آستانه سکوت را برای هر مورد استفاده خاص ترسیم کرد، از بازارهای وام‌دهی تا پروتکل‌های دائمی، همچنان باز است.

FAQ {#FAQ}

چرا همبستگی رفتاری وزن رأی واقعی را در DW-BFT کاهش می‌دهد؟ {#Perche_la_correlazione_comportamentale_riduce_il_peso_di_voto_effettivo_in_DW-BFT}

زیرا وقتی که وکتورهای رفتاری چند اعتباردهنده تقریباً یکسان هستند، همبستگی آن‌ها با میانگین مجموعه به ۱ نزدیک می‌شود و عامل تنوع d_j به صفر می‌رسد و وزن واقعی را مستقل از استیک اسمی که دارند، کاهش می‌دهد.

چگونه استراتژی اوراکل سکوت دفاع در برابر دستکاری قیمت‌ها را بهبود می‌بخشد؟ {#In_che_modo_la_strategia_silent_oracle_migliora_la_difesa_dalla_manipolazione_dei_prezzi}

با نگه‌داشتن انتشار زمانی که معیار هم‌خوانی عدم قطعیت را نشان می‌دهد، اوراکل از انتشار مقادیر دستکاری‌شده جلوگیری می‌کند و انتظار ضرر را نسبت به استراتژی که همیشه حتی داده‌های compromised را منتشر می‌کند، کاهش می‌دهد.

مشکلات اصلی در پیاده‌سازی DW-BFT و استراتژی سکوت چیست؟ {#Quali_sono_le_principali_difficolta_nellimplementare_DW-BFT_e_la_strategia_del_silenzio}

باید پروتکل‌های اجماع را برای وزن‌دهی به رأی‌ها بر اساس تنوع رفتاری تطبیق داد، پروتکل‌های DeFi را تغییر داد تا بتوانند داده‌های اوراکل گمشده را مدیریت کنند و از وکتورهای حمله جدیدی مانند دکورلسیون سیبیل و دستکاری معیار هم‌خوانی دفاع کنند.

چرا اوراکل‌های همیشه منتشر با وجود گسترش وسیع آسیب‌پذیر باقی می‌مانند؟ {#Perche_gli_oracle_always-publish_restano_vulnerabili_nonostante_la_diffusione_capillare}

زیرا آن‌ها در دسترس بودن مداوم داده را به جای یکپارچگی آن ترجیح می‌دهند و همیشه یک مقدار را حتی در حین دستکاری دشمن منتشر می‌کنند، که به مهاجمان اجازه می‌دهد از فیدهای قدیمی یا تغییر یافته استفاده کنند.

محتوا با کمک هوش مصنوعی و ویرایش انسانی تهیه شده است.