Casper is een verwachte upgrade naar het Ethereum-netwerk en is een Proof of Stake (PoS) -protocol dat blokken naar de Ethereum-blockchain zal finaliseren (The End of Mining: Ethereum’s Move to Proof-of-Stake)

Casper, zoon van GHOST

Casper is tot op zekere hoogte de zoon van GHOST, of Greedy Heaviest Observed Subtree. Het protocol, dat in 2013 werd geïntroduceerd in het Ethereum-ecosysteem, gaat centralisatie tegen. Snelle blockchain-netwerken creëren verouderde blokken, ook wel bekend als weesblokken; Ethereum noemt ze “ooms” om ze te onderscheiden van ouder- en kindblokken.

Geest 1

Oomblokken verifiëren als geldig, maar het netwerk werpt ze weg naarmate een langere keten dominant wordt. Als alleen de snelste, krachtigste mijnwerkers altijd winnen door de langste keten te creëren, zou centralisatie het netwerk binnensluipen. Daarom kiest Ethereum ervoor om de creatie van ooms te belonen, zodat meer knooppunten dan alleen de machtigsten een stem hebben in het bouwen van de ketting. Zie deze uitleg voor meer informatie over het GHOST-protocol: Wat is het GHOST-protocol voor Ethereum?

Consensusprotocollen die ‘s nachts stoten

Blockchains documenteren een onveranderlijk record van de waarheid, dus het toevoegen van een nieuw blok met een minimaal potentieel voor shenanigans wordt van het grootste belang. Consensusprotocollen bepalen hoe de keten blokken toevoegt. Proof of Work (PoW) en Proof of Stake (PoS) zijn de meest voorkomende consensusprotocollen. In PoW voegen mijnwerkers blokken toe aan een ketting door een rekenpuzzel op te lossen die een wedstrijd tegen andere mijnwerkers wint.

Mijnwerkers met snellere, krachtigere hardware hebben een voordeel. Dit tast de decentralisatie van het netwerk aan en opent beveiligingsproblemen die kunnen worden misbruikt. PoS gebruikt speltheorieconcepten om prikkels voor goed gedrag te creëren en slecht gedrag te minimaliseren. In plaats van dat miners met elkaar concurreren, biedt PoS validators die een aanbetaling (een inzet) plaatsen voor de autoriteit om blokken voor te stellen om toe te voegen. Als de validator zich misdraagt, volgt er een straf en wordt zijn aanbetaling verlaagd.

PoW verbruikt in de praktijk veel elektriciteit. Mijnwerkers willen ook de krachtigste hardware kopen die mogelijk is om hun kans op het winnen van de wedstrijd te maximaliseren. PoS-implementaties verminderen of elimineren mogelijk beperkende hardware- en energiekosten.

De verschuiving van het kerkhof

Het Casper-protocol is een PoS-algoritme voor Ethereum. Een validator stort een inzet in een slim contract. Vervolgens voert hij een knooppunt uit om deel te nemen aan het consensusalgoritme om nieuwe blokken aan de keten voor te stellen. Hierdoor blijft het netwerk draaien. Casper de Friendly Finality Gadget (CFFG) voltooit de blokken naar de ketting. Validators ontvangen beloningen voor correct gedrag, maar het systeem verlaagt de aanbetalingen van een validator die slecht handelt.

Geest 2

Casper legt verantwoording af door overtredingen op te sporen, te weten welke validators de regels hebben overtreden en die overtreders te straffen. Het biedt ook een veilig proces voor nieuwe validators om het systeem binnen te gaan en bestaande validators om het systeem te verlaten. Beveiligingsmaatregelen zijn een integraal onderdeel van Casper.

Casper bestaat als een onafhankelijke module en leeft bovenop een voorstelmechanisme. Voor Ethereum is PoW het huidige onderliggende voorstelmechanisme. De eerste iteratie van Casper komt bovenop het bestaande PoW-consensusmechanisme van Ethereum. Dit maakt het een hybride PoW / PoS-systeem. Het onderliggende PoW-mechanisme leent zich voor een upgrade naar iets anders in de toekomst. Een vorm van round-robin-benadering kan de PoW-component vervangen.

Wat was dat krakende geluid?

Vanuit een beveiligingsperspectief is het ook waar dat als een modulaire overlay, als aanvallers het onderliggende voorstelmechanisme compromitteren of corrumperen, Casper machteloos is. Zolang Casper geldige en redelijke input van het voorstelmechanisme blijft ontvangen, zou het normaal blijven functioneren.

De beveiliging van PoS is gebaseerd op speltheoretische concepten van beloningen en straffen.

Als zodanig komt de veiligheid voort uit de grootte van de deposito-validators die aan het systeem zijn toevertrouwd. Risico is gelijk aan beloning. Als een oneerlijke validator een kans ziet om 5 ether te stelen, maar het kost hem 100 ether van zijn aanbetaling, volgt eerlijk gedrag. Omgekeerd, als een oneerlijke validateur een kans ziet om 100 ether te stelen, maar slechts 5 ether haalt uit zijn aanbetaling, zal hij dit waarschijnlijk gewoon zien als de kosten van zakendoen.

Het ratelen van kettingen

Als netwerkmechanisme moet Casper de integriteit van de blockchain waarborgen en altijd actief zijn.

“Verantwoordelijke veiligheid” en “plausibele levendigheid” definiëren twee fundamentele eigenschappen van Casper. Verantwoordelijke veiligheid voorkomt dat twee tegenstrijdige ijkpunten worden afgerond, tenzij ten minste 1/3 van de validators de regels overtreedt. Plausibele levendigheid garandeert dat het altijd mogelijk zal zijn om een ​​nieuw ijkpunt af te ronden zonder dat een validator regels overtreedt als ten minste 2/3 van de validators het protocol volgt.

In standaard PoW-ontwerpen is de langste ketting altijd definitief. Casper is complexer en er zijn randgevallen waarbij het gewoon schadelijk zou zijn om met de langste ketting te gaan. Bijgevolg implementeert Casper meer complexe logica die naar de root-knooppunten van de boom van controlepunten kijkt en de langste keten kiest die aan dat criterium voldoet.

Fluitend langs de Blockchain Yard

Casper is afhankelijk van speltheorie en de ontwikkeling van het protocol is sterk afhankelijk van onderzoek en wiskunde. Het is een complex systeem met veel details. Op 15 november 2017 publiceerden Vitalik Buterin en Virgil Griffith technische details over het systeem in een paper met de titel “Casper The Friendly Finality Gadget”, die je hier kunt vinden: Casper The Friendly Finality Gadget

Een ongedateerd en blijkbaar eerder document met dezelfde titel maar met zeer verschillende inhoud en uitsluitend geschreven door Vitalik Buterin staat op de eigen website van Vitalik. Dit document behandelt enkele van de andere potentiële beveiligingsproblemen die Casper zou beperken en is hier te vinden: Casper The Friendly Finality Gadget

Geest 3

Een inleiding tot Casper geschreven door Vlad Zamfir verscheen op 1 augustus 2015 op het Ethereum-blog: Introductie van Casper “the Friendly Ghost”

Heeft u nog laatste woorden??

Het PoW-consensusalgoritme is geslaagd. Blokken worden in de ketting geplaatst en gebruikers vertrouwen erop dat de resulterende ketting nauwkeurig is. Het proces is echter traag, verbruikt veel elektriciteit en om concurrerend te zijn, moeten mijnwerkers investeren in krachtige hardware. Casper’s PoS-benadering maakt gebruik van speltheorie om deze problemen te verlichten en de veiligheid te waarborgen.

Geest 4

Casper kan ‘s nachts wat hobbels tegenkomen, maar omdat het een modulair overlay-mechanisme is, worden het oplossen van problemen en coderingsverbeteringen vereenvoudigd. Casper biedt op zijn minst innovatief denken op basis van onderzoek en wiskunde en zal waarschijnlijk ideeën aandragen voor verdere innovatie.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me