V oblasti blockchainové technologie je decentralizace jejím základním kamenem. Přesto je často zahalen oblakem mýtů a mylných představ. Koncept, i když je klíčový, není tak přímočarý, jak se zdá. Měření decentralizace nebo porovnávání různých blockchainů představuje složitou výzvu. Tento článek si klade za cíl tyto složitosti demystifikovat. Pomocí názorných obrázků se ponoříme do základních principů decentralizace a poskytneme jasnější pochopení této integrální vlastnosti technologie blockchain. Přidejte se k nám, když se vydáme na tuto poučnou cestu.
Blockchain je distribuovaná a decentralizovaná síť
Termín “decentralizovaný” se týká sítí, systémů a aplikací bez centrálního řídicího bodu. Tento koncept je klíčový pro sítě typu peer-to-peer (P2P), kde uzly sdílejí data přímo a obcházejí prostředníky.
V blockchainu se pojem „decentralizovaný“ často používá volně. Původně odkazoval pouze na síťovou architekturu, ale charakteristiky blockchainového projektu přesahují toto. Zahrnují projektové řízení, tým udržující zdrojový kód, správu a distribuci zdrojů pro konsensus sítě.
Nejprve se zaměřme na architekturu sítě.
Distribuovaná síť se rozprostírá po široké oblasti a existuje několik uzlů pro zpracování a ukládání dat. Tato distribuce zvyšuje efektivitu, spolehlivost, dostupnost, integritu a zabezpečení.
Níže uvedený obrázek znázorňuje distribuovanou síť. Každý uzel provozovaný jednotlivcem provozuje síťového klienta nezbytného pro komunikaci peer-to-peer. V síti má každý uzel stejné postavení. V rámci decentralizace bychom mohli tvrdit, že v síti je 8 subjektů s rovnocenným postavením.
Uzly spolupracují na šíření a ověřování transakcí. Mohou vykonávat mnoho dalších úkolů. Každý uživatel může komunikovat přímo mezi sebou a využívat model komunikace typu peer-to-peer.
Distribuované sítě mohou být decentralizované (bez centrální autority) nebo centrálně řízené.
Na obrázku níže můžete vidět stejnou distribuovanou síť jako dříve s 8 uzly. Rozdíl je v tom, že všechny uzly ovládá jediná entita, Alice (červené šipky znázorňují kontrolu nad uzly). Síť může mít velmi podobné vlastnosti, pokud jde o efektivitu, dostupnost dat a robustnost, ale je centralizovaná, což ovlivňuje integritu dat, bezpečnost atd.
Alice se může rozhodnout vypnout všechny nody, tím vypne celou síť. Ona také může měnit data, neboť má výhradní kontrolu nad nimi.
Decentralizovaná síť postrádá centrální orgán. Srdcem decentralizace je síťový konsensus, tedy pravidla, která uzly používají k dosažení dohody o změně stavu účetní knihy v pravidelných intervalech. Síť nekontroluje žádná entita, která zajišťuje demokratické fungování. Kdokoli se může připojit nebo opustit síť.
Namísto jediného ústředního orgánu o síti rozhoduje skupina subjektů, které mezi sebou sdílejí moc. Decentralizovaná síť vyžaduje ochranu před útoky Sybil, o kterých budeme diskutovat později. Distribuce moci musí být založena na vlastnictví cenného zdroje. U sítí PoW, jako je Bitcoin, jde o kombinaci hardwaru ASIC a elektřiny, zatímco u sítí PoS, jako je Cardano nebo Ethereum, jde o coiny ADA a ETH.
To vytváří systémovou nerovnováhu, protože entity se obvykle liší. Ti s větším bohatstvím, kteří jsou schopni získat více nákladných zdrojů, mají v decentralizované síti silnější pozici.
Obrázek níže ilustruje distribuovanou síť, jejíž decentralizaci určuje počet PoS coinů v držení každého jednotlivce.
Může se zdát rozporuplné, že entity vlastnící cenný zdroj mohou řídit distribuovanou síť, aniž by provozovaly uzel. V mnoha sítích mohou tito vlastníci prostředků delegovat své prostředky, a tak zvýšit výkon jiného uzlu.
Na rozdíl od všeobecného přesvědčení se decentralizace neměří počtem uzlů v distribuované síti. Místo toho je určeno distribucí a správou cenného zdroje mezi jeho držiteli, jako je jejich delegování. V distribuované síti mají určité uzly větší význam a mají privilegium generovat nové bloky.
Termín „distribuovaný“ označuje geografické rozložení uzlů pro lepší efektivitu, dostupnost a spolehlivost. I když by měl mít kdokoli možnost přispívat do sítě svým uzlem, decentralizaci sítě to výrazně nezlepšuje. Termín „decentralizovaný“ se zaměřuje na nepřítomnost kontroly, což vyžaduje rozdělení pravomoci k rozhodování. Decentralizace není určena vlastnictvím uzlu, ale spíše vlastnictvím cenného zdroje.
Útok Sybil
Blockchainové sítě jsou otevřené a umožňují komukoli provozovat více uzlů. Nejsou však přirozeně imunní vůči útokům Sybil. Aby se tomu zabránilo, musí být decentralizace založena na vlastnictví vzácného/drahého zdroje, který představuje riziko ztráty bohatství. To zajišťuje oddanost a poctivost vlastníků zdrojů.
K útoku Sybil dochází, když entita vytvoří více falešných identit, aby získala kontrolu nad sítí. Cílem útočníka je ovlivnit rozhodnutí, manipulovat s daty nebo narušit síť. Decentralizace by neměla být založena pouze na schopnosti provozu uzlů, protože jedna entita může levně provozovat mnoho uzlů.
Zvažte síť, kde má každý připojený uzel právo vytvořit nový blok a získat odměnu. Chcete-li zvýšit šance na odměnu, můžete provozovat více klientů. Útočníci Sybil by toho mohli využít a provozovat více uzlů za nízkou cenu, aby získali nespravedlivou výhodu nad poctivými účastníky. Obrázek níže znázorňuje scénář, kdy útočník Sybil obsluhuje pět uzlů. Pokud má jeden subjekt většinovou kontrolu nad blokovou výrobou nebo správou, síť je centralizovaná.
Vlastnosti distribuované sítě nemají významný vliv na decentralizaci. Zatímco uzly chrání data a ověřují transakce, nemohou se přímo podílet na konsensu nebo správě, pokud operátor nevlastní drahý zdroj.
Většina uzlů jsou pouze konzumenti dat, většinou konzumenti nových bloků. Bez vlastnictví drahého zdroje se nemohou podílet na produkci dat (bloků).
Výroba bloků je řízena těmi, kdo vlastní drahý zdroj. Určují uzly, které budou produkovat nové bloky. Tento design chrání před útoky Sybil.
Obrázek ukazuje, že pouze Alice, Bob, Carol a Dave vlastní určité množství cenného zdroje. Bob má nejvíc, zatímco Dave nejméně. V důsledku toho mohou tyto čtyři vyrábět nové bloky. Eve, Frank, Grace a Heidi, kterým tento zdroj chybí, mají uzly, které pouze konzumují nové bloky. Všimněte si, že útok Sybyl nelze v této síti provést. Pozice útočníka Sybyly by byla stejná jako Eve, tedy jeho uzel by byl pouze pasivním konzumentem nových bloků.
K útoku na tuto síť by bylo potřeba získat drahý zdroj. Toho lze dosáhnout přímo jeho koupí, čímž by riskovali své bohatství. Případně by jej mohli získat nepřímo podvodnými prostředky, jako je krádež PoS coinů nebo získání kontroly nad hash rate velké těžařské společnosti. Tyto nepřímé metody jsou však obvykle složitější.
Kontrola Nad Decentralizovanou Sítí
V síti kontrola závisí na vlastnících cenného zdroje, nikoli na operátorech uzlů. Zdroj by mohl vlastnit velký počet lidí, ale pro produkci bloků je rozhodujících pouze několik uzlů v distribuované síti. Navzdory tomu, že síť má tisíce uzlů, pouze několik vyvolených se aktivně účastní síťového konsenzu, zatímco zbytek jsou pasivní konzumenti dat.
Pokud pasivní node náhle se stane unavailable, nebo klidně všechny pasivní nody, na síťový konsensus to nebude mít téměř žádný vliv. Obráceně to ale neplatí. Pokud se náhle stane nedostupnými polovina aktivních nodů, síť nemusí být schopna dospět k síťovému konsensu.
Z pohledu decentralizace jsou důležití vlastníci zdrojů a jejich rozhodnutí o tom, které uzly se stanou pro síť životně důležité. Vlastníci zdrojů mohou používat své zdroje pro produkci bloků, ale to obvykle vyžaduje značné množství. Častěji delegují zdroj na jinou entitu, která provozuje uzel, který se aktivně účastní síťového konsensu, tj. vytváří bloky.
Obrázek ukazuje decentralizovanou síť. Bloky produkují pouze uzly Alice, Boba, Carol a Davea. Bob a Carol vlastní malou část drahého zdroje. Všichni ostatní jsou aktivními účastníky konsenzu. Delegují zdroj na jednoho z operátorů provozujících uzel produkující bloky (modré šipky ukazují delegování zdroje). Všimněte si, že ze všech delegátů pouze Olivia, Rupert a Wendy provozují svůj pasivní uzel (který pouze konzumuje nové bloky).
Drahým zdrojem může být ADA pro Cardano nebo hash rate pro Bitcoin. V bitcoinovém scénáři byste místo mincí našli ASIC miner a zdroj elektřiny. Bitcoin a Cardano fungují principielně obdobně.
Takto vypadá decentralizace typické blockchainové sítě. Pojďme si to shrnout. Decentralizace se účastní 16 subjektů, ale pouze 14 z nich vlastní drahý zdroj. Alice a Dave provozují uzly produkující bloky, ale nevlastní drahý zdroj. V distribuované síti je 7 uzlů, ale pouze 4 z nich produkují bloky. 3 uzly pouze konzumují nové bloky. Ve skutečnosti by se množství a proporce mezi různými účastníky lišily.
Sítě mají často více delegátů než uzlů produkující bloky. Některé sítě, jako je Bitcoin, mají obrovské množství uzlů, ale pouze malá část aktivně produkuje bloky (Bitcoin má zhruba jen 20 poolů, z nichž 2 jsou dominantní). Naopak v sítích jako Cardano je většina uzlů zapojena do produkce bloků. Cardano má tisíce poolů. Existují provozovatelé staking poolů, kteří provozují více poolů.
Governance
Abychom plně pochopili složitost decentralizace, musíme zvážit roli týmu. Až dosud jsme diskutovali o řízení výroby bloků, které spočívá na delegátech (stakerech nebo těžařích) a uzlech produkujících bloky. Aktivní účastníci se pravidelně domlouvají na změnách stavu účetní knihy, především prostřednictvím přidávání nových bloků, na základě klientem definovaných pravidel.
Je důležité vědět, kdo řídí pravidla. To je obvykle tým, který spustil blockchain. To je obvykle stejný tým, který jako první zveřejnil klienta.
Obrázek ukazuje scénář, kdy jeden tým vydal tři klientské verze. Operátoři si mohou svobodně vybrat, kterou verzi klienta nainstalují do svého uzlu, a tím určit, která pravidla protokolu přijmou a která budou převážně vynucována v celé distribuované síti.
V decentralizované síti má tým nad pravidly jen omezenou kontrolu. Všechny verze klienta (případně i alternativní verze) jsou veřejně dostupné. Tým nemá (neměl by) mít kontrolu nad tím, jakou verzi klienta si operátoři na své uzly nainstalují.
Jeden z rozšířených mýtů je, že když má tým viditelně známého vůdce, on může změnit pravidla sítě nebo dokonce síť vypnout. Bez vlastnictví potřebného množství zdroje však není možné měnit klíčové vlastnosti protokolu jako třeba monetární politiku.
Při absenci sporů mezi týmem, komunitou a operátory uzlů existuje tendence instalovat nejnovější verzi klienta. Tato verze by měla zachovat klíčová pravidla beze změny, zavádět pouze drobné změny (opravy chyb, malá vylepšení) nebo upgrady, se kterými většina souhlasí.
V případě sporů o pravidla mají největší vliv vlastníci cenného zdroje.
Oni totiž delegují zdroj na nody operátorů, kteří se rozhodují o tom jakou verzi si nainstalují. Delegátoři mohou delegovat jinam pokud nebudou souhlasit s verzí kterou si právě jejich operátor nainstaluje. Operátoři musí přemýšlet o tom pro jakou verzi se rozhodnou a brát do úvahy názory delegátorů.
Obrázek ilustruje scénář, kdy dva týmy, Alpha a Omega, uvolní klienta, každý s odlišnými a nekompatibilními pravidly protokolu. Tři operátoři, kteří provozují uzel produkující bloky, se rozhodnou pro verzi Alpha, zatímco další tři volí verzi Omega. Vlastníci zdrojů určí pravidla, která mají být vynucována. V tomto konkrétním případě většina drahých zdrojů volí verzi Omega.
Ve většině existujících sítí obvykle převažuje jeden klient. Je neobvyklé, že několik týmů vyvíjí alternativní verzi klienta, a když to tak je, tato verze často představuje menšinu. To je evidentní v případě Etherea.
Spory obvykle vznikají kvůli různým verzím vytvořeným stejným týmem. Frakce v týmu může vytvořit větev zdrojového kódu a upravit pravidla tak, aby byla nekompatibilní s původní verzí. Tato nová verze může být vynucena, ale vyžaduje podporu od vlastníků drahého zdroje. Aby nová verze vyhrála, musí ji podporovat většina drahých zdrojů.
Stejně jako u výroby bloků je síť řízena vlastníky drahého zdroje. To je zásadní v kontextu útoků Sybil. Pokud by přijetí nové verze bylo určeno počtem uzlů provozujících určitou verzi klienta, mohl by útočník Sybil, který je schopen levně přiřadit velké množství IP adres, potenciálně diktovat pravidla sítě. Vládnutí potřebuje ochranu před útoky Sybil. Čestné chování musí být vynuceno potenciální ztrátou vlastního bohatství.
Závěr
Decentralizace do značné míry závisí na distribuci drahého zdroje. Pouze ti, kteří delegují, mohou ovlivnit počet životaschopných uzlů (poolů) produkujících bloky v síti. Chcete-li prozkoumat decentralizaci, prozkoumejte především počet jednotlivců vlastnících zdroj, převahu velryb mezi nimi a management jejich zdrojů. Zejména je důležité, do kolika poolů je zdroj delegován. Některé z poolů mohou mít dominantní postavení, což je nežádoucí jev.
Množství pasivních uzlů v síti není pro decentralizaci tak zásadní jako počet uzlů produkujících bloky. Distribuce drahých zdrojů je také životně důležitá pro vládnutí, tj. dodržování pravidel, na kterých se dohodla většina držitelů zdrojů. O běžící síti nerozhoduje tým nebo CEO, ale v první řadě vlastníci zdroje. Dostupnost více alternativních klientů je výhodná, i když zatím není pravidlem.
Článek napsali Cardanians s podporou Cexplorer.
Přečtěte si celý článek: https://cexplorer.io/article/understanding-decentralization