Zavedení Edinburghského indexu decentralizace (EDI) podnítilo diskuse o vhodných metodách pro přesnou kvantifikaci decentralizace. Justin Bons byl mezi prvními kritiky EDI a tvrdil, že ve svých výsledcích příliš favorizoval Cardano. Stojí za to zvážit základní funkce, které by protokol měl mít, aby posílil svou decentralizaci, a zda má Justinova kritika své opodstatnění.
Vlastnosti Decentralizovaného Protokolu
Decentralizace se točí kolem distribuce rozhodovacích pravomocí. To se může týkat aspektů, jako je produkce bloků, správa nebo diverzifikace klientů. V současné době poskytuje EDI především informace o výrobě bloků, na kterou se článek zaměří.
Konečným cílem decentralizace je zabránit jedinému subjektu nebo konsorciu vlivných subjektů v monopolizaci rozhodovacích procesů v rámci sítě. V ideálním případě by každý účastník měl stejná hlasovací práva, podobná principu „jedna osoba, jeden hlas“, který se uplatňuje v politických volbách. V oblasti blockchainu je však rozhodovací pravomoc připoutána k vlastnictví drahého zdroje. V důsledku toho mají entity s více zdroji větší rozhodovací pravomoc a ztělesňují princip „více zdrojů, více moci“.
Decentralizovaný protokol, například na rozdíl od demokracie, má odlišné vlastnosti. Uvažujme o vlastnostech, které přispívají ke zvýšené decentralizaci:
- Inkluzivita
- Férovost
- Spolehlivá produkce bloků
- Odolnost vůči vzniku kartelů a velryb
Inkluzivita znamená, že na síťovém konsensu se může podílet co nejširší možné spektrum subjektů, včetně subjektů s omezenými zdroji.
To zahrnuje jak počáteční, tak provozní náklady. Mohlo by to zahrnovat nákup těžařů ASIC a pravidelné platby za elektřinu v případě Bitcoinu nebo získání ADA coinů u Cardano.
Pokud chce účastník vyrábět bloky, musí provozovat úplný uzel a udržovat nepřetržité připojení k internetu a elektřině (řešení při selhání).
Inkluzivita také znamená jednoduchost. Pokud jsou účastníci vystaveni vysokým technickým nárokům, mohlo by to bránit růstu decentralizace. V ideálním případě by účast na decentralizaci měla vyžadovat minimální technické dovednosti. Účastníkovi by tak měla stačit lehká peněženka.
Spravedlnost znamená, že se zájmy sítě a účastníků dobře shodují. Nárok na odměny mají pouze ti, kteří jednají v nejlepším zájmu sítě a ostatních účastníků a uživatelů. Za kvalitní práci pro síť by měl každý dostat spravedlivou odměnu. Samotný protokol by měl řídit distribuci odměn, tedy bez účasti třetích stran.
Výroba bloků musí být spolehlivá. V daném období by měl být vyroben maximální možný počet bloků s minimem výjimek. K tomu může dojít například v případě, že někdo provozuje uzel v oblasti náchylné k častým výpadkům proudu nebo kde je internet nespolehlivý.
Výroba bloků může být v případě úspěšného projektu lukrativní byznys. Zájem poroste. Jednotliví účastníci budou soutěžit mezi sebou a mohou usilovat o vyloučení konkurentů. Velcí hráči těží z úspor z rozsahu. Například velcí těžaři PoW si mohou zajistit slevy od výrobců hardwaru ASIC nebo dodavatelů energie. Z důvodu decentralizace by velikostní výhoda měla být co nejmenší.
Musí existovat mechanismy, které zabrání vytváření kartelů (významný problém s projektem EOS) a vzniku velryb (více než 50 % bloků v Bitcoinu je těženo 2 pooly).
V praxi však není možné dosáhnout ideálního řešení, neboť bohatství je ve společnosti rozloženo nerovnoměrně. Proto je možné nakupovat rozhodovací moc v decentralizované síti. Jediným dosažitelným cílem je nejlepší možné řešení za nepříznivých podmínek.
Tým musí vzít v úvahu nejen vlastnosti, které podporují decentralizaci, ale i další. Například škálovatelnost, interoperabilita, bezpečnost, udržitelnost a tak dále. Je těžké správně vybalancovat všechny aspekty. Výsledkem je vždy rovnováha mezi preferovanými vlastnostmi.
Sdružování zdrojů je nutností
Předpokládám, že vrcholu decentralizace lze dosáhnout pouze tehdy, když se kdokoli, dokonce i ten, kdo má minimální zdroje, může zúčastnit a mít šanci sklízet odměny.
Vstupní náklady do Bitcoinu jsou vysoké, těžaři ASIC stojí několik tisíc USD. Kromě toho se ceny energie v jednotlivých zemích liší, takže účast na konsensu je výlučná. To vede k relativně nízké úrovni decentralizace sítě, přičemž větší těžaři postupně nabývají na síle.
Provoz validátoru Ethereum vyžaduje uzamčení 32 ETH, čímž se vytvoří exkluzivní vstupní hranice definovaná protokolem. Ti s méně než 32 ETH, kteří se chtějí podílet na konsensu, se musí uchýlit k řešením, která sdružují ETH menších držitelů a provozují v jejich zastoupení validátor, jako jsou CEX a služby podobné Lido.
Bitcoin i Ethereum mají určitou formu sdružování zdrojů. Více účastníků se musí spojit, aby měli šanci získat odměnu. Osamělý těžař se může pokusit těžit BTC, ale šance na odměnu jsou mizivé. Pokud se však spojí 1000 těžařů, jejich šance na odměnu se zvyšují, včetně častějších odměn.
Bitcoin má pooly, zatímco Ethereum má služby podobné Lidu.
Bitcoinový protokol zůstává lhostejný k existenci poolů. Jednoduše odměňuje těžaře bloku, aniž by věděl, že entita agreguje hash rate a rozděluje práci mezi více těžařů.
Situace odpovídá situaci Ethereum. Existuje mnoho validátorů a protokolu je lhostejné, kdo je provozuje a kdo vlastní ETH klíče. Lido představuje slabé místo v decentralizaci, protože více než 30 % všech vsazených ETH je umístěno v jednom kontraktu.
V každém existujícím ekosystému se podobný scénář dříve nebo později nevyhnutelně objeví. Účastníci, kteří zakoupili zdroj, jej často delegují na subjekt, který bloky vyrábí. Proto je při kvantifikaci decentralizace nutné to vzít v úvahu.
Tým IOG si uvědomil, že sdružování zdrojů je převládající a pravděpodobně nevyhnutelný jev. Navíc, aby byla realizována nejvyšší úroveň decentralizace, je žádoucí, aby všichni držitelé ADA coinů, bez ohledu na množství, měli možnost se zúčastnit.
Cardano jako takové začlenilo koncept poolů přímo do svého protokolu. To umožňuje Cardano mít nativní liquid staking, což eliminuje potřebu třetích stran, jako je Ethereum.
Bez určité formy sdružování zdrojů by všem nezletilým držitelům bylo znemožněno účastnit se konsensu, což není žádoucí výsledek.
Existuje několik dalších relevantních důvodů, proč je sdružování zdrojů výhodné.
Jednou z takových výhod je, že produkci bloků garantují IT profesionálové, kteří mohou bez námahy vytvořit funkční řešení pro případ selhání a porozumět zabezpečení. Pokud by uzly produkující bloky provozovali neodborníci, PoS coiny by byly často odcizeny. V ekosystému Cardano k tomu došlo několikrát na začátku stakingu. Podobné incidenty jsou však nyní minulostí.
Pokud by každý držitel zdrojů (například někdo, kdo vlastní pouze 100 ADA) mohl provozovat svůj uzel produkující bloky, kvalita produkce bloků by se zhoršila. Chybělo by mnoho bloků, možná proto, že automatická aktualizace operačního systému by byla zahájena v okamžiku, kdy by uzel byl naplánován na výrobu nového bloku.
Další úvahou je, že s rostoucím počtem uzlů, které musí u určitých protokolů dosáhnout konsensu, se zvyšuje i složitost. Například u Etherea není žádoucí vysoký počet validátorů. To je důvod, proč je limit 32 ETH nezbytný a jeho snížení není řešením. Pokud by došlo ke snížení limitu, zvýšil by se počet validátorů, čímž by se zvýšila náročnost vzájemné komunikace, což je nežádoucí.
Delegování zdroje na producenta bloků (pool) je příznivý jev, ale pouze tehdy, když si delegátoři udržují kontrolu nad zdrojem a mají flexibilitu měnit své rozhodnutí podle libosti. Z hlediska bezpečnosti je škodlivé, pokud jsou delegátoři nuceni vzdát se kontroly nad zdrojem. Například převod ETH na burzu za účelem účasti na stakingu je nepříznivá praxe. Existuje riziko, že ETH by mohl být ukraden zasvěcencem na burze nebo hackerem.
Delegování lze rozdělit do dvou typů: přímé a nepřímé. Přímé delegování, jehož příkladem je delegování ADA coinů do vybraného poolu Cardano, umožňuje, aby coiny zůstaly v peněžence majitele. Vlastník si zachovává flexibilitu kdykoli změnit delegování. Na druhé straně nepřímé delegování znamená, že vlastník ztrácí přímou kontrolu nad zdrojem, takže nemůže změnit delegování v kritickém okamžiku, jako je například síťový útok. Mezi takové případy patří cloudová těžba v kontextu Bitcoinu nebo CEX staking ETH v případě Etherea.
Jak bychom měli decentralizaci dobře kvantifikovat?
Při posuzování decentralizace je klíčové vzít v úvahu počet subjektů, které produkují bloky, tedy těch, které provozují úplný uzel. Kromě toho je třeba vzít v úvahu zdroje, které využívají výrobci bloků, ať už jsou výlučně vlastnění nebo delegovaní.
Mezi klíčové faktory, které je třeba vzít v úvahu při kvantifikaci decentralizace, patří:
- Počet producentů bloků
- Počet držitelů zdroje (těch kteří se účastní konsensu)
Pokud například centralizovaná burza (CEX) stakuje ETH jménem 100 000 uživatelů, z pohledu protokolu Ethereum je vlastníkem ETH CEX, nikoli jednotlivci, kteří si ETH zakoupili. V tomto scénáři se CEX stává jediným bodem selhání a entitou odpovědnou za produkci bloků.
Lido je něco velmi podobného CEX, ale více decentralizované.
Je důležité rozlišovat mezi producenty bloků a delegátory (stakery) z několika důvodů.
Producenti bloků jsou subjekty, které se aktivně podílejí na vytváření nových bloků v blockchainu. Ověřují transakce, vytvářejí nové bloky a přidávají je do blockchainu. Jejich role je zásadní pro zachování integrity a funkčnosti sítě.
Na druhou stranu, delegátoři nebo stakeři jsou účastníci, kteří delegují své zdroje (jako mince nebo hash rate) těmto producentům bloků. I když se nemusí aktivně podílet na výrobě bloků, jejich role je stejně důležitá. Podporují síť poskytováním svých zdrojů a na oplátku se podílejí na odměnách generovaných výrobou bloků.
Rozdíl mezi těmito dvěma rolemi je zásadní pro pochopení dynamiky blockchainových sítí. Pomáhá objasnit rozdělení odpovědností a odměn v rámci sítě a je klíčovým faktorem při posuzování úrovně decentralizace v síti.
Čím distribuovanější je produkce a delegování bloků, tím je síť decentralizovanější.
V kontextu Bitcoinu těžaři delegují svůj výpočetní výkon (hash rate) na těžební pooly, které fungují jako producenti bloků. Toto delegování umožňuje těžařům mít předvídatelnější příjem a umožňuje síti mít stabilnější blokovou produkci. Je však důležité poznamenat, že to také zavádí úroveň centralizace, protože kontrola nad výrobou bloků je soustředěna do několika velkých těžebních poolů. Toto je jeden z mnoha kompromisů v návrhu decentralizovaných sítí.
Koncept stakingu v Cardano má silnou podobnost s procesem těžby v Bitcoinu. Klíčový rozdíl však spočívá v aspektu inkluzivity. Tato vlastnost v Cardano podporuje větší stupeň decentralizace. Cardano se může pochlubit větším počtem poolů a se vší pravděpodobností i vyšším počtem stakerů ve srovnání s počtem těžařů v bitcoinové síti.
Ve všech ostatních sítích, které EDI sleduje, i těch, které ještě nejsou zahrnuty do EDI, pozorujeme srovnatelnou dynamiku. Nejsem si vědom žádné sítě, kde by každý držitel zdrojů, bez ohledu na množství, měl možnost vyrábět bloky a skutečně tak činil.
Dynamika mezi producenty bloků a delegátory
Pojďme se ponořit do dynamiky mezi producenty bloků a delegátory a jako názorný příklad použijeme Cardano. V principu je velmi podobný Bitcoinu, ale s několika podstatnými rozdíly.
V síti Cardano je pool uzel, který produkuje bloky. Celkový stake poolu, která je součtem ADA coinů v držení provozovatele poolu a všech stakerů (delegátorů), určuje počet bloků, které pool vyrazí za dané období.
Každého provozovatele poolu byste mohli přirovnat k nezávislému subjektu podobnému Lidu.
Pool je jeden uzel, který je provozován (vlastněn) provozovateli poolu. Všichni stakeři posilují tento pool svými ADA coiny a pool razí bloky jménem všech stakerů.
Provozovatel poolu má motivaci jednat spravedlivě, protože jeho odměna je závislá na celkovém vkladu poolu. Operátoři proto spoléhají na ADA coiny, které jim byly delegovány.
Držitelé ADA mohou delegovat mince do svého vybraného poolu, ale coiny ADA nikdy neopustí jejich peněženky. Mohou dokonce kdykoli utratit ADA coiny, protože Cardano nemá uzamykací období (žádný slashing).
To znamená, že pokud provozovatel poolu začne cenzurovat transakce nebo selže při ražení bloků, stakeři mohou okamžitě opustit pool a delegovat ji jinam (účinek opětovného delegování trvá několik dní).
Držitelé ADA, kteří řídí výrobu bloků, mohou být považováni za udělení mandátu operátorům poolů, aby obsluhovali síť.
Cardano má ochranné prvky, které zabraňují vytváření velkých poolů. Velikost poolů je omezena tím, co je známé jako bod nasycení. Jakmile pool překročí bod nasycení, odměny pro každého se sníží. Stakeři mají proto ekonomickou motivaci delegovat jinam.
Síť zahrnuje multi-poolové operátory, tj. subjekty, které provozují více poolů. Jsou to obvykle dobře známé postavy v ekosystému, které si získaly důvěru stakerů. Z hlediska decentralizace jsou však považovány za velryby.
Bod nasycení je spíše psychologickou bariérou, protože je zřejmé, že daná entita provozuje více poolů.
Jeden subjekt může samozřejmě provozovat více poolů pod různými tickery a tato skutečnost nemusí být zvenčí pozorovatelná.
V ekosystému Cardano mezi sebou pooly soutěží za podobných podmínek (poplatky). Pro stakery je poměrně jednoduché delegovat do jiného poolu. Jejich výběr může být založen nejen na poplatcích, ale také na dodatečných příspěvcích provozovatelů komunitě nebo na jiných preferovaných faktorech.
Co si Justin Bons nemusí uvědomit, když kritizuje EDI
Justin: „Největším problémem EDI je, že počítají všechny pooly jako samostatné entity“
Justin: „Toto je zjevně chybný přístup k měření decentralizace“
V oblasti blockchainu slouží pooly jako producenti bloků a měly by být považovány za jednotlivé entity. Delegátoři neboli stakeři sami nevyrábí bloky, ale spíše dohlížejí na proces výroby bloků.
Z hlediska zabezpečení, například v souvislosti s útoky DDoS (Distributed Denial of Service), je výhodné mít v síti velký počet uzlů produkujících bloky. Díky tomu je síť méně zranitelná vůči útokům. To je důvod, proč tým EDI zkoumá Shannon Entropy. Čím nepředvídatelnější je další uzel produkující bloky, tím je síť bezpečnější.
DDoS útok na lehkou peněženku, tedy delegátora, není proveditelný. I když je možné spustit DDoS útok na těžaře, mělo by to minimální dopad na produkci bloků v bitcoinové síti. Na druhou stranu DDoS útok na hlavní těžařské pooly jako Foundry USA nebo AntPool by mohl okamžitě narušit kvalitu produkce bloků.
Pokud by se počítali pouze držitelé zdrojů a ne producenti bloků, EDI by neřeklo nic o tom, kdo bloky vyrábí.
Justin: ‚Platná metrika; nebylo by tak špatné, kdyby nepočítali všechny pooly jako jednotlivé entity. Alternativním řešením je zde identifikace jednotlivých účastníků poolu pomocí onchain analýzy a dalších prostředků.“
Velryba s 10M ADA může provozovat svůj pool a bude produkovat méně bloků než fond s 5000 stakery, který má celkový vklad 50M ADA.
Zvažte, kdo má přímou kontrolu nad výběrem transakcí pro blok nebo cenzurou transakcí. Je to výhradně provozovatel poolu, nikoli delegáti.
Rozhodovací proces jedné entity se liší od rozhodovacího procesu skupiny 5K nezávislých subjektů spolupracujících na výrobě bloků.
Jediný subjekt se může autonomně rozhodnout, že začne cenzurovat transakce. Na tom by však pravděpodobně nesouhlasila skupina 5K subjektů. Pokud by jednotlivec v této skupině chtěl cenzurovat transakce, musel by skupinu opustit.
Podívejme se na to z jiného úhlu.
Z hlediska možného zahájení útoku na síť (například útok typu double-spend) je klíčová entita ovládající uzel. Delegátoři nemají přímou kontrolu nad uzlem. Operátor poolu může zahájit takový útok bez ohledu na delegáty. Může doufat, že útok bude úspěšný, než si toho delegáti všimnou.
Je neudržitelné tvrdit, že pool není platnou entitou nebo že by neměl být počítán jako jedna entita. Pokud to Justin tvrdí, je to, jako by tvrdil, že jeden z delegátů má kontrolu nad tím, zda uzel bude cenzurovat transakce. Tuto pravomoc však objektivně žádný delegát nemá.
Souhlasím s Justinovým tvrzením, že Edinburský index decentralizace (EDI) postrádá údaje o množství držitelů zdrojů.
V rámci Bitcoinové sítě mohou zaútočit dva pooly, Foundry USA a AntPool. Těžaři však mají možnost delegovat své zdroje jinam, za předpokladu, že útok detekují okamžitě.
Velcí těžaři se mohou dohodnout, založit svůj pool a zorganizovat útok přes něj. Proto je důležité mít přehled o držitelích zdrojů. V každé PoS síti existují velryby a je dobré o nich vědět.
Delegátoři nebo jejich podskupina mohou souhlasit s útokem a spolupracovat tak s producentem bloku. To vyvolává otázku: měl by být Nakamotův koeficient použitelný výhradně pro výrobce bloků, nebo by měl být podobný koeficient stanoven pro delegáty? Podle mého názoru jsou validní oba přístupy.
Závěr
Justinova kritika podle mého názoru pramení z nepochopení zásadních souvislostí souvisejících s decentralizací (různé typy útoků, složitost komunikace mezi uzly, inkluzivity, atd.) nebo z nepochopení rozdílu mezi producenty bloků a delegátory. Pravděpodobně věří, že je zbytečné soustředit se na výrobce bloků a že důležitá je pouze distribuce zdrojů.
Je důležité rozpoznat rozdíly v rolích těchto aktérů. Dokonce ani skupina 5K delegátorů nevytvoří jediný blok, pokud jeden z nich nebude provozovat úplný uzel, který vloží transakce do tohoto bloku a rozšíří je po síti. Každý z těchto delegátorů nemůže mít svůj uzel produkující bloky, protože by se museli shodnout (konsensus), který z nich bude v daný okamžik blok vyrábět.
Dá se objektivně konstatovat, že pozice producenta bloků je silnější než pozice delegátora.
Edinburghský index decentralizace (EDI) je iniciativa s otevřeným zdrojovým kódem, která je otevřená příspěvkům od všech. Pokud existuje nespokojenost s tím, že Cardano je na základě výsledků hodnoceno jako nejvíce decentralizované, je zásadní identifikovat objektivní nepřesnosti v metodice. Justin tvrdí, že považovat pooly za jednotlivé entity je chybné. Z mého pohledu však tento argument postrádá platnost.
Článek připravili Cardanians s podporou od Cexplorer.
Přečtěte si celý článek: https://cexplorer.io/article/a-journey-through-decentralized-protocol-design