Em 15 de setembro de 2022, o blockchain Ethereum concluiu sua fusão mais importante em 7 anos, fazendo a transição do mecanismo de consenso PoW para PoS. Além de reduzir o consumo de energia e diminuir as barreiras à entrada, as pessoas também estão preocupadas que o mecanismo de consenso do PoS traga um maior controlo centralizado da rede, porque o PoS dará mais direitos de voto às pessoas que detêm um grande número de participações. Portanto, após a conclusão da atualização, os desenvolvedores precisarão participar do desenvolvimento e dos testes para minimizar possíveis falhas de rede, melhorar a descentralização e dimensionar a rede tanto quanto possível.

O roteiro da Ethereum mostra que a tecnologia de verificação distribuída será o próximo desenvolvimento importante após a fusão. De acordo com o último relatório de Messari, a TVP pode melhorar a segurança dos validadores, podendo se tornar um dos avanços da rede Ethereum.

O que é TVP?

A Tecnologia de Validador Distribuído (DVT) é semelhante à votação de consenso com múltiplas assinaturas. Ele permite que os validadores Ethereum PoS operem em vários nós ou máquinas, permitindo que os validadores votem em vários nós em apoio ao Ethereum. O objetivo principal desta tecnologia é verificar suas operações distribuídas. Inicialmente introduzido em um artigo de pesquisa por membros da Fundação Ethereum, foi originalmente referido como SSV. Com uma configuração 3 de 4 (explicada conceitualmente abaixo), o DVT permite que indivíduos, grupos ou comunidades de nós colaborem e formem um único validador. O DVT aumenta a tolerância a falhas ao introduzir uma camada tolerante a falhas para o verificador. Durante o processo de verificação, se um determinado nó falhar, o verificador ainda poderá continuar em execução, eliminando o risco de falha de ponto único, penalidade de assinatura dupla e penalidade de bifurcação.

Conceitos relacionados

Consenso: As responsabilidades de um único validador são atribuídas a vários covalidadores, e assinar uma mensagem exige que os covalidadores cheguem a um consenso por meio de votação,

Assinatura de limite M-de-N: A chave privada do verificador será dividida em N compartilhamentos e cada verificador detém 1/N. Assim que os validadores M chegarem a um consenso e assinarem, o processo de assinatura será concluído.

Princípio de trabalho

O DVT consiste em 4 partes principais: geração distribuída de chaves, compartilhamento de chaves Shamir para assinaturas BLS, computação multipartidária segura e a camada de consenso DVT BFT.

Geração Distribuída de Chave (DKG): As chaves privadas criptografadas são distribuídas entre todos os participantes, evitando assim que uma parte controle diretamente toda a chave privada.

Compartilhamento de chave privada de Shamir: O compartilhamento de chave privada significa que a chave privada é dividida e distribuída para diferentes participantes. Se a chave privada precisar ser redefinida, um limite de compartilhamento predefinido precisará ser combinado (por exemplo, 3 de 4 compartilhamentos).

Computação multipartidária (MPC): A computação multipartidária é a mais crítica na tecnologia de validadores distribuídos. Com a computação em escala, as operadoras podem usar seu compartilhamento de chave privada para assinar mensagens e realizar cálculos sem precisar recriá-las em um único dispositivo. A computação multipartidária permite que os operadores coordenem chaves com segurança e de forma distribuída entre diferentes máquinas, permitindo a geração e reconstrução de chaves

Consenso alcançado: A tolerância a falhas é alcançada através do algoritmo de consenso entre os nós Beacon do esquema de assinatura de limite. Após o validador ETH ser conectado ao nó Beacon, um consenso pode ser alcançado.

Conforme mostrado na figura acima, o operador DVT calcula inicialmente o processo de geração de uma chave pública compartilhada e criptografia de chave privada. Posteriormente, a chave privada é dividida e partilhada com diferentes participantes, ao mesmo tempo que distribui a partilha da chave privada ao operador. Em seguida, o operador realiza cálculos multipartidários para selecionar aleatoriamente um nó de verificação (que compartilhará informações com outros nós). Depois que os verificadores participantes passarem com sucesso na certificação de limite predefinido, um consenso poderá ser alcançado.

Por que a TVP é necessária?

O DVT foi projetado para resolver muitos problemas que surgem após a fusão, entre os quais a centralização é a principal ameaça que precisa ser enfrentada. Além disso, sob a influência das regras do protocolo, os danos aos ativos do validador e o declínio da estabilidade ecológica do Ethereum também são problemas que precisam ser resolvidos com urgência.

Risco de centralização

De acordo com as regras do Ethereum, os usuários que possuem menos de 32 ETH estão proibidos de manter validadores. Para esses usuários, os serviços de staking são a única solução, o que leva ainda ao armazenamento de um grande número de ativos criptográficos em bolsas centralizadas. Lido Finance, o maior serviço de staking da Ethereum, depositou mais de 4 milhões de ETH, representando 32% do valor total dos ativos criptográficos apostados. Quando grandes quantidades de criptoativos são depositadas em exchanges, isso representa riscos para o ecossistema Ethereum, como ataques de hackers, sistemas de censura irracionais e erros técnicos, resultando em riscos de centralização.

Ponto unico de falha

As chaves privadas são cruciais para validadores independentes. Se uma chave privada for perdida ou esquecida, os ativos tornam-se inacessíveis. Após a fusão, as regras do protocolo PoS proíbem a redundância, permitindo que cada validador assine apenas um validador. Isso significa que, se ocorrerem problemas como tempo de inatividade do nó ou ataques de hackers, um validador de nó único sem proteção contra falhas pode causar falha no validador. Como resultado, os ativos são diretamente afetados e impactam ainda mais a estabilidade geral do Ethereum.

Penalidade de dupla assinatura

Se um validador usar a mesma chave para assinar várias vezes e estiver offline devido a problemas como falha de rede ou falha na nuvem, o usuário perderá parte do valor apostado.

Penalidade de bifurcação

No sistema PoS, após a falha do nó Beacon conectado ao validador, uma bifurcação será estabelecida. Mas neste caso, se o verificador for afetado e for considerado offline, o verificador ainda será punido.

As consequências da centralização e da centralização são contrárias ao propósito do blockchain, e as ameaças à segurança e as penalidades patrimoniais podem ter um impacto negativo. Para resolver o dilema acima, surgiu a tecnologia de validadores distribuídos.

Qual é o potencial de desenvolvimento da TVP?

Para melhorar a descentralização, a segurança e a eficiência operacional do Ethereum, a DVT atraiu grandes expectativas dos profissionais do setor.

Vantagem

O DVT, como validador funcionando como um cluster de nós, tem maior flexibilidade e menores riscos, o que pode melhorar a estabilidade do piqueteamento.

Para grandes validadores, o DVT garante alta disponibilidade e reduz custos de infraestrutura. A redundância aprimorada e o risco reduzido de redução permitem que menos validadores executem mais nós, resultando em custos de hardware mais baixos. Além disso, o DVT permite que os clientes configurem e executem endereços em vários nós, reduzindo o risco de um único endereço ou falha do cliente.

Para validadores pequenos, o DVT pode fornecer um nível de proteção comparável a validadores maiores. Ao usar o DVT, pequenos validadores podem alcançar eficiência semelhante à de grandes validadores. Além disso, o DVT reduz os requisitos de ETH para a execução de nós, permitindo que os usuários participem do staking da comunidade ou utilizem um validador de pool ou família para validação.

Para protocolos de staking de liquidez, o DVT pode aumentar a eficiência, reduzir o risco e permitir a participação dos operadores. Ao fornecer redundância na rede, a DVT não depende mais de nenhuma operadora que possa causar tempo de inatividade offline. Além disso, as operadoras podem se organizar em diferentes clusters, melhorando o desempenho do protocolo de staking.

Casos de uso

Aplicação em pools de piquetagem descentralizados: Usando DVT, os pools de piquetagem podem mudar para um modelo descentralizado, reduzindo penalidades e cortes ao reduzir o tempo de inatividade.

Provedores de infraestrutura de piquetagem: por meio do DVT, os provedores de infraestrutura podem permitir redundância de cluster ativo-ativo, obtendo flexibilidade na implantação e configuração. Anteriormente, para acomodar a aposta individual ou institucional, os fornecedores de infra-estruturas eram obrigados a fornecer soluções redundantes para instituições numa configuração activa-passiva. A redundância ativo-ativo agora pode criar tolerância a falhas, espalhando validadores por várias máquinas com o objetivo de garantir que os sistemas redundantes possam sempre operar.

Configure validadores independentes: com o DVT, os validadores podem distribuir autoridade de assinatura entre vários nós em redundância de cluster ativo-ativo, minimizando assim o risco de falhas de assinatura e penalidades devido a tempo de inatividade, assinatura dupla, etc.

Projetos relacionados

Desde a proposta da TVP, tanto a Rede Obol quanto a Rede SSV desenvolveram projetos baseados na TVP.

1. Rede Obol

A Obol Network lançou o plug-in cliente Charon para habilitar DVT, que pode ser executado de maneira distribuída e tolerante a falhas. Ao adaptar a tecnologia DVT, a Obol introduz redundância ativo-ativa para resolver as deficiências da operação de um sistema ativo-passivo. Em vez de rodar em uma máquina, o validador roda em múltiplas máquinas para criar tolerância a falhas, tolerando falhas parciais de nós. Ao comunicar-se e chegar a um consenso, vários clientes Charon agem em conjunto para simular um validador unificado. Ao fazer isso, Charon permite que validadores sejam usados por qualquer cliente que suporte a API HTTP do padrão Beacon Chain e mantenha a infraestrutura de assinatura remota existente. Portanto, para os validadores, o Charon oferece um caminho mais fácil para a adoção.

Na direção de desenvolvimento futuro, o Obol Labs continuará a focar na TVP e a promover sua aplicação em criptografia aplicada e criptoeconomia.

2. Rede SSV

A Rede SSV introduziu uma camada de infraestrutura de rede para piquetagem descentralizada. No modelo SSV, cada validador precisa selecionar 4 nós da rede da operadora para votação com múltiplas assinaturas. A rede consiste em duas camadas: a camada de rede ponto a ponto (P2P) SSV e a camada de contrato Ethereum para governança de rede. A camada P2P lê principalmente a lista de operadores e a alocação de capital do validador do contrato inteligente para operar o validador. A camada de contrato é responsável por adicionar operadores, criá-los e alocar ativos com base na classificação e avaliação dos operadores DVT.

Atualmente, a Rede SSV forneceu financiamento para vários projetos que utilizam TVP. No futuro, a rede continuará a se concentrar no desenvolvimento de aplicativos usando infraestrutura descentralizada de piquetagem Ethereum.

Conclusão

Para os usuários, a TVP resolve muitos desafios de piquetagem e reduz a barreira de entrada para pessoas comuns. Para os desenvolvedores, a TVP também traz benefícios significativos. Com o DVT, instituições ou validadores independentes podem aproveitar a segurança e a flexibilidade do protocolo, desfrutar de configurações redundantes ativo-ativo e diversificar as operações com base em uma variedade de fatores. Num futuro próximo, podemos esperar que o DVT capacite o staking, permitindo configurações complementares de nós de validação e trabalho colaborativo para alcançar um Ethereum verdadeiramente descentralizado.

Isenção de responsabilidade:

1. Este artigo foi reimpresso de [techflowpost]. Todos os direitos autorais pertencem ao autor original [TinTinLand]. Se houver objeções a esta reimpressão, entre em contato com a equipe do Gate Learn e eles cuidarão disso imediatamente.
2. Isenção de responsabilidade: As opiniões e pontos de vista expressos neste artigo são exclusivamente do autor e não constituem qualquer conselho de investimento.
3. As traduções do artigo para outros idiomas são feitas pela equipe do Gate Learn. A menos que mencionado, é proibido copiar, distribuir ou plagiar os artigos traduzidos.