什么是加密货币惩罚?了解验证者惩罚

什么是加密货币惩罚?了解验证者惩罚

关于权益证明网络中罚没机制的公开讨论已经形成了一种标准叙事:该机制惩罚不诚实的验证者,大多数事件是由操作员失误造成的,而解决方案是避免重复密钥。这种叙事部分正确,但并不全面。问题不在于罚没机制的存在或初始惩罚的严重程度,而在于相关性惩罚以及业界评估运营风险的方式。

立场很明确:削减开支作为一种经济威慑手段是设计得很好的,但相关性惩罚引入了该行业低估的系统性风险,而且运营商集中度加剧了这种风险。

技术基础

罚没是权益证明链中的一种惩罚机制。其作用在于惩罚模棱两可的行为,即签署相互矛盾的消息,这种行为可能导致双花攻击或未经授权的重组。在以太坊上,可被罚没的违规行为分为两类:Casper FFG和LMD GHOST。这些违规行为包括:对同一目标检查点进行两次证明、证明的投票彼此重叠、在同一区块高度提出多个区块,以及对不同区块头进行来源和目标相同的证明。

其基本逻辑是正确的。持有权益且面临风险的验证者有动机采取一致的行动。攻击网络的经济非理性在于潜在损失的大小。如果没有惩罚措施,攻击成本将降至硬件价值和未来收益损失,这种成本不足以威慑拥有资源的攻击者。

区分惩罚机制和不活跃惩罚至关重要。不活跃惩罚较小,不会将验证者从活跃集中移除,并允许其恢复工作。惩罚机制则具有惩罚性,意味着强制退出,并启动为期36 天的退出流程。这种差异体现了其目的:不活跃行为受到鼓励,而含糊其辞的行为则受到惩罚。

技术层面的共识较广,分歧主要体现在罚函数设计上。

三种惩罚和相关性问题

以太坊上被罚没的验证者将面临三项惩罚。第一项是初始惩罚,金额约为有效余额的 1/32,最高接近1 ETH 。第二项是因在退出期(36 天)内未完成认证而造成的持续损失。第三项是相关性惩罚,大约在第 18 天开始执行。

相关性惩罚机制值得仔细审查。该惩罚公式与36天窗口期内涉及可被扣减违规行为的总质押量百分比成正比。额外惩罚约为该百分比的三倍。如果5%的质押ETH在窗口期内发生可被扣减违规行为,则每个受影响的验证者将额外损失15%的余额。

该设计具有理论上的优势:它惩罚了协同攻击。协同攻击需要多个验证者同步行动。相关性惩罚使得协同攻击的成本呈超线性增长。控制了33% 权益的攻击者将面临与联盟规模成正比的损失。

当验证者独立性不成立时,理论上的优点就会变成实际的弱点。

独立性的谬误

相关性惩罚假设可罚没违规行为在验证者之间相互独立。对于具有异构基础设施的分布式运营商集合而言,该假设是合理的。但对于主要由机构运营商主导的集合而言,该假设并不合理,因为这些机构运营商共享基础设施提供商、共识客户端、执行客户端、托管服务和运营实践。

以太坊上的大多数罚没事件都源于操作员失误,而非恶意行为。最常见的情况是在两个节点上同时执行重复的验证器密钥,这种情况通常发生在迁移或故障转移期间。原因在于人为因素,后果则关乎经济。

业界刻意回避讨论的一点是:如果一个拥有数万个验证节点的质押服务提供商出现配置错误,影响到部分节点,那么相关性惩罚机制就会像应对协同攻击一样被激活。超线性惩罚机制惩罚的是运营商的基础设施故障,而非恶意行为。

区别至关重要。惩罚机制旨在阻止攻击,而关联惩罚机制旨在阻止协同攻击。将两者都应用于相关的运行故障会引入最初设计中未曾预料到的负外部性。

存在加重处罚的因素。相关性惩罚无法区分故意和过失。由于配置错误导致运行重复密钥的运营商与协调验证者回滚检查点的攻击者受到相同的处罚。从激励机制的角度来看,这种等同性存在问题。疏忽的运营商并非有意攻击网络,而攻击者则有此意图。惩罚机制并未对此进行区分。

操作员浓度

前述论点取决于集中度。在具有操作多样性的验证器集合中,相关性较低,相关性惩罚也接近最小值。在集中度较高的集合中,相关性较高,相关性惩罚会演变为系统性风险。

现有证据表明,以太坊的权益集中度正在不断提高。流动性质押提供商和机构运营商控制着以太坊上大量的权益。这种趋势并非以太坊独有。其他采用罚没机制的权益证明网络也呈现出类似的模式。

以太坊出现看涨突破——

集中化会产生两个影响。首先,它会降低基础设施的多样性。其次,它会增加相关故障发生的概率。这两个因素结合起来,会增加每个验证器因相关性而受到的惩罚。

业界普遍认为集中度是分散化问题。讨论主要集中在审查和治理俘获上,而关于削减成本和相关运营风险的讨论则较少。这种不对称性颇具启发性。审查显而易见,而相关性惩罚则是一种潜在风险,它会在个别事件中显现,并在事件间隙被遗忘。

应该做出哪些改变

该立场并非要消除相关性惩罚。该机制具有其功能性。该立场认为,行业必须认识到风险并调整做法。

需要做出三项改变。

首先,运营商必须将密钥管理视为机构级安全问题,而非配置任务。密钥复制并非不可避免的意外,而是控制失误。密钥轮换、状态验证和签名审计流程应成为标准流程,而非可选项。

其次,基础设施提供商必须确保验证器环境之间的隔离。故障转移不应允许两个节点同时签名。远程签名系统和惩罚机制已经存在,但普及程度并不均衡。普及程度不均衡并非技术可用性问题,而是运营优先级问题。

第三,机制研究应评估相关性惩罚是否需要针对恶意犯罪和操作性犯罪采用不同的参数。区分这两种犯罪在技术上非常复杂,需要通常无法获得的密码学意图证明。复杂性并非忽视问题的理由,而是研究的理由。

在权益证明机制中,罚没是保障经济安全的必要组成部分。初始罚没和证明损失起到威慑作用。关联罚没则具有额外作用:使恶意协调行为成本高昂。

(友情提醒:本文不构成投资建议。阅读者据此操作投资,风险自担。)