Casper je predviđena nadogradnja mreže Ethereum i protokol je Proof of Stake (PoS) koji će finalizirati blokove Ethereum blockchain-a (The End of Mining: Ethereum’s Move to Proof-of-Stake)

Casper, sin DUHA

Casper je donekle sin GHOST-a, odnosno Pohlepno najteže promatrano podstablo. Protokol uveden u ekosustav Ethereum 2013. godine, bori se protiv centralizacije. Brze blockchain mreže stvaraju ustajale blokove, poznate i kao siročići blokovi; Ethereum ih naziva “ujacima” kako bi ih razlikovao od roditeljskog i podređenog bloka.

Ujakovi blokovi provjeravaju se kao valjani, ali mreža ih odbacuje jer duži lanac postaje dominantan. Ako samo najbrži i najmoćniji rudari uvijek pobjede stvaranjem najdužeg lanca, centralizacija bi se uvukla u mrežu. Slijedom toga, Ethereum odlučuje nagraditi stvaranje ujaka tako da više čvorova nego samo najmoćniji ima riječ u izgradnji lanca. Za više detalja o GHOST protokolu, pogledajte ovo objašnjenje: Što je GHOST protokol za Ethereum?

Konsenzusni protokoli koji nailaze na noć

Blockchains dokumentiraju nepromjenjivi zapis istine, pa dodavanje novog bloka s minimalnim potencijalom za smrću postaje najvažnije. Konsenzusni protokoli određuju kako lanac dodaje blokove. Dokaz o radu (PoW) i Proof of Stake (PoS) najčešći su konsenzusni protokoli. U PoW-u rudari dodaju blokove lancu rješavajući računalnu zagonetku koja pobjeđuje u natjecanju protiv drugih rudara.

Rudari s bržim i snažnijim hardverom imaju prednost. To nagriza decentralizaciju mreže i otvorene sigurnosne ranjivosti koje treba iskoristiti. PoS koristi koncepte teorije igara kako bi stvorio poticaje za dobro ponašanje i minimalizirao loše ponašanje. Umjesto da se rudari natječu jedni protiv drugih, PoS nudi validatore koji polože polog (ulog) kako bi autoritet predložio blokove za dodavanje. Ako se validator ponaša loše, slijedi kazna i njegov se polog smanjuje.

PoW u praksi troši veliku količinu električne energije. Također, rudari žele kupiti najsnažniji mogući hardver kako bi povećali svoje šanse za pobjedu na natjecanju. Implementacije PoS-a smanjuju ili potencijalno eliminiraju restriktivne troškove hardvera i energije.

Smjena s groblja

Casper protokol je PoS algoritam za Ethereum. Provjerivač polaže ulog u pametni ugovor. Zatim pokreće čvor kako bi sudjelovao u konsenzusnom algoritmu za predlaganje novih blokova lancu. To održava mrežu aktivnom. Casper, prijateljski uređaj za konačnost (CFFG) finalizira blokove u lancu. Validatori dobivaju nagrade za ispravno ponašanje, ali sustav kosi naslage validatora loše djeluje.

Casper osigurava odgovornost otkrivanjem kršenja, znajući koji su validatori kršili pravila i kažnjavajući te prekršitelje. Također pruža siguran postupak za ulazak novih validatora u sustav, a postojećih za napuštanje sustava. Sigurnosne obrane sastavni su dio Caspera.

Casper postoji kao neovisni modul i živi na vrhu mehanizma prijedloga. Za Ethereum, trenutni temeljni mehanizam prijedloga je PoW. Prva iteracija Caspera nalazit će se na vrhu postojećeg Ethereum mehanizma konsenzusa PoW. To će ga učiniti hibridnim PoW / PoS sustavom. Temeljni PoW mehanizam može se nadograditi na nešto drugo u budućnosti. Neki oblik rotacijskog pristupa može zamijeniti PoW komponentu.

Što je to zvučalo škripavo?

Iz sigurnosne perspektive, također je istina da je, kao modularni sloj, ako napadači kompromitiraju ili oštete mehanizam prijedloga bloka ispod njega, Casper nemoćan. Sve dok Casper i dalje prima valjane i razumne podatke iz mehanizma prijedloga, on će i dalje funkcionirati normalno.

Sigurnost PoS-a temelji se na teorijskim konceptima nagrada i kazni.

Kao takvo, sigurnost proizlazi iz veličine sredstava za provjeru depozita povjerenih sustavu. Rizik je jednak nagradi. Ako nečasni validator vidi priliku da ukrade 5 etera, ali koštat će ga 100 etera iz pologa, slijedi iskreno ponašanje. Suprotno tome, ako nečasni validator vidi priliku da ukrade 100 etera, ali će iz njegovog pologa izbaciti samo 5 etera, vjerojatno će to vidjeti samo kao trošak poslovanja.

Zveckanje lanaca

Kao mrežni mehanizam, Casper mora osigurati cjelovitost blockchaina i uvijek mora biti u funkciji.

“Odgovorna sigurnost” i “vjerojatna životnost” definiraju dva temeljna svojstva Caspera. Odgovorna sigurnost sprječava finaliziranje dviju sukobljenih kontrolnih točaka, osim ako barem 1/3 validatora ne krši pravila. Uvjerljivi životi garantiraju da će uvijek biti moguće finalizirati novu kontrolnu točku, a da nijedan validator ne krši pravila ako barem 2/3 validatora slijedi protokol.

U standardnim PoW izvedbama, najduži lanac uvijek je definitivan. Casper je složeniji i postoje rubni slučajevi u kojima bi jednostavno ići s najduljim lancem bilo štetno. Slijedom toga, Casper primjenjuje složeniju logiku koja promatra korijenske čvorove stabla kontrolnih točaka i odabire najduži lanac koji ispunjava te kriterije.

Zvižduk pored dvorišta Blockchain

Casper ovisi o teoriji igara, a razvoj protokola uvelike ovisi o istraživanju i matematici. To je složen sustav mnogih detalja. 15. studenog 2017. Vitalik Buterin i Virgil Griffith objavili su tehničke detalje o sustavu u radu pod naslovom „Casper The Friendly Finality Gadget“, koji možete pronaći ovdje: Casper Uređaj prijateljske konačnosti

Nedatirani i očito raniji dokument koji koristi isti naslov, ali sadrži vrlo različit sadržaj i čiji je autor isključivo Vitalik Buterin, nalazi se na vlastitom web mjestu Vitalik. Ovaj dokument pokriva neke od ostalih potencijalnih sigurnosnih iskorištavanja koja bi Casper ublažio, a možete ih pronaći ovdje: Casper Uređaj prijateljske konačnosti

Uvod u Caspera koji je napisao Vlad Zamfir pojavio se na blogu Ethereum 1. kolovoza 2015 .: Predstavljamo Caspera “Prijateljski duh”

Imate li posljednje riječi?

Uspio je algoritam PoW konsenzusa. Blokovi se ubacuju u lanac i korisnici vjeruju da je dobiveni lanac točan. Međutim, postupak je spor, troši puno električne energije, a kako bi bili konkurentni, rudari moraju ulagati u moćan hardver. Casperov PoS pristup koristi teoriju igara kako bi ublažio ove probleme i osigurao sigurnost.

Casper može naići na neke neravnine noću, ali fleksibilnošću modularnog mehanizma za prekrivanje pojednostavljuju se popravci i poboljšanja kodiranja. Casper pruža najmanje inovativno razmišljanje temeljeno na istraživanju i matematici i vjerojatno će pružiti ideje za daljnje inovacije.