Pochopenie hlavných princípov decentralizácie
Tento článok pomôže nováčikom pochopiť základné princípy decentralizácie blockchainu. Vysvetlíme, že decentralizácia je rozsah a dynamický proces, že z dvoch samostatných bodov zlyhania sa môže stať jeden a že istota bezpečnosti je viac než len predpoklad. Zameriame sa na výrobu blokov a nie na správu. Princípy sú však často podobné.
Decentralizácia je rozsah
Decentralizácia nie je binárna hodnota, ktorú možno zapnúť a vypnúť. Decentralizácia je rozsah. Spodná hranica je známa. Ak je v sieti len jeden dominantný aktér, ktorý má absolútnu kontrolu nad produkciou blokov, sieť je centralizovaná.
Hornú hranicu je ťažšie definovať. V ideálnom prípade by mal mať každý účastník systému rovnakú rozhodovaciu právomoc. V praxi je však tento ideál nemožné dosiahnuť, najmä v prípade blockchainu. Bránia tomu ekonomické a technické aspekty.
Decentralizácia je zvyčajne založená na drahom zdroji. Bohatstvo v našej spoločnosti nie je rozdelené rovnomerne. Bohatí ľudia si môžu za peniaze kúpiť väčšie množstvo drahých zdrojov, takže môžu mať väčšiu kontrolu nad sieťou. Moc v sieti blockchain sa dá kúpiť za peniaze.
Každý účastník siete nemôže vyrábať bloky. Schopnosť dosiahnuť konsenzus by sa znižovala so zvyšujúcim sa počtom účastníkov, pretože sa zvyšujú náklady na výpočtové zdroje a zložitosť komunikácie.
V nasledujúcom texte pod účastníkmi rozumieme tých, ktorí sa aktívne podieľajú na výrobe blokov. Teda predovšetkým producentov blokov, ale aj delegátov drahých zdrojov (hash rate, mince).
Decentralizácia je dynamický proces a v čase sa neustále mení. Ľudia reagujú na udalosti a prijímajú rozhodnutia, ktoré majú priamy alebo nepriamy vplyv na kvalitu decentralizácie. Preto sa decentralizácia môže zvyšovať alebo znižovať.
Na výrobu blokov alebo správu možno definovať viacero pozícií s rôznymi úlohami.
V Bitcoine sa na produkcii blokov podieľajú prevádzkovatelia poolov, ťažiarov, prevádzkovatelia plných uzlov a držitelia BTC. V Cardane je to podobné. Účastníkmi sú prevádzkovatelia poolu, stakeri, prevádzkovatelia plných uzlov a držitelia ADA (ktorí z nejakého dôvodu nevkladajú ADA).
Ak by sme chceli kvantifikovať decentralizáciu, bolo by potrebné popísať úlohy, definovať ich vplyv na celú infraštruktúru a potom posúdiť počet jednotlivých účastníkov v kontexte ich pomernej veľkosti.
Porovnávanie dvoch blockchainových sietí navzájom môže byť z týchto dôvodov náročné. Vo väčšine blockchainov sú však úlohy veľmi podobné. Väčšinou existujú uzly produkujúce bloky a subjekty, ktoré delegujú moc (ťažiarov, stakerov).
V ekosystéme sú vždy veľkí, strední a malí hráči. Starí účastníci odchádzajú a prichádzajú noví. V priebehu času môžu niektorí účastníci postupne získať dominantné postavenie.
Starí môžu získať také silné postavenie, že pre nových môže byť ťažké sa zapojiť. Monopolizácia moci je nežiaduci stav, ale vyskytuje sa na trhoch a v politike.
V decentralizovanom ekosystéme vždy dochádza k boju o moc. Ak jeden alebo viac účastníkov v tomto boji uspeje, začne dochádzať k centralizácii.
Decentralizácia je ako demokracia. O decentralizáciu je potrebné neustále dbať, upozorňovať na problémy a riešiť ich. Bez tohto procesu si skôr či neskôr niekto môže uzurpovať nadmerné množstvo moci.
Decentralizácia by mala byť stabilná. V ideálnom prípade by však mala rásť (aspoň mierne) spolu s počtom nových používateľov, t. j. škálovať s prijatím.
Nemá zmysel, aby sieť kontroloval stále menší počet účastníkov konsenzu, zatiaľ čo počet používateľov rastie. Dá sa teda povedať, že samotná stagnácia predstavuje riziko (alebo aspoň varovný signál), ak očakávame vyššiu adopciu.
Žiadny jediný bod zlyhania
Decentralizovaná sieť nesmie mať jediný bod zlyhania. To znamená, že nesmie existovať žiadny slabý bod, ktorý by sa dal zneužiť na útok alebo oslabenie siete.
V centralizovaných sieťach je týmto slabým bodom server, ku ktorému sú pripojení klienti. Server je pán a klienti sú sluhovia. Klienti nemôžu navzájom komunikovať bez servera. Ak server prestane fungovať, všetci klienti naraz prestanú pracovať. Klient sa nemôže stať serverom. Server je preto jediným bodom zlyhania.
Ak by napríklad prestal fungovať server vašej banky, žiadny klient by nemohol uskutočniť bankový prevod. Niekto musí opraviť a reštartovať server, aby sa všetko vrátilo do normálu.
V praxi sú servery takmer vždy zálohované. Ak jeden z nich zlyhá, prevezme ho druhý. Jeden server obsluhuje klientov, a ak zlyhá, všetky úlohy okamžite prevezme druhý záložný server.
To však nie je to isté ako decentralizácia. Decentralizácia nie je o prevzatí práce v prípade zlyhania, ale o spoločnej zodpovednosti všetkých uzlov v sieti za tú istú úlohu. Inými slovami, uzly majú medzi sebou podobné postavenie a dôležitosť v kontexte účasti na kľúčových procesoch v systéme.
Ak je náhle jeden uzol vypnutý, vplyv na procesy v sieti bude minimálny. Ak budú dva uzly offline v rovnakom čase, dopad bude o niečo vyšší, ale používatelia si to s najväčšou pravdepodobnosťou ani nevšimnú.
Cieľom siete je maximálna diverzifikácia, či už ide o počet uzlov (alebo ich vlastníkov), geolokalizáciu, využívanie cloudových služieb atď.
Ak 2 dominantné pooly produkujú bloky a jeden z nich náhle vypadne, môže nastať krátkodobý problém, ktorý si používatelia všimnú. Ak je v sieti 1000 producentov blokov a diverzifikácia je vysoká, výpadok jedného z nich (alebo dokonca 100) je bezvýznamný.
Ak sú v sieti dvaja dominantní výrobcovia blokov, ide o dva “single points of failure”. Je dôležité poznamenať, že 2 takéto body sa môžu ľahko stať jedným.
Môžu sa dohodnúť na spolupráci. Niekto sa môže pokúsiť zaútočiť na tieto dva body súčasne. Napríklad zacieliť útok DDoS na 2 dominantných výrobcov blokov.
Vždy je jednoduchšie zaútočiť na menší počet cieľov ako na veľký počet.
Decentralizácia rastie s vyšším počtom účastníkov a diverzifikáciou. Ak sa účastníci navzájom nepoznajú a je ich veľký počet, je malá šanca, že sa dokážu na niečom dohodnúť. Sieť je tak chránená pred vonkajšími aj vnútornými útokmi.
Vonkajší útok vykonáva niekto, kto chce sieť zničiť a nemá k nej pozitívny vzťah. Útočník môže vykonať útok DDoS alebo 51 %. Vnútorný útok môže vykonať niekto, kto má k sieti pozitívny vzťah, ale chce zneužiť svoje silné postavenie. Na útoku sa môžu dohodnúť napríklad 2 prevádzkovatelia dominantných bazénov.
Účastníci nemusia byť tí, ktorí útok dobrovoľne iniciujú. Môžu byť nedobrovoľne alebo nevedomky zneužití na útok alebo priamo prinútení k útoku. Toto je dôležitý poznatok v kontexte nasledujúcej časti.
Istota je lepšia ako predpoklad
Decentralizácia by nemala vychádzať z predpokladu, že pre dominantných účastníkov je ekonomicky nevýhodné útočiť na sieť, ale z istoty, že na ňu nemôžu útočiť z dôvodu vysokej decentralizácie.
Predpokladom je, že čím viac subjektov sa zúčastňuje na decentralizácii, tým lepšie, pretože sa nemusia navzájom poznať a je menšia pravdepodobnosť, že budú spolupracovať na útoku (alebo budú zneužité či prinútené k útoku).
Tento predpoklad znamená, že útok je technicky (relatívne) uskutočniteľný, ale existujú aj iné, predovšetkým ekonomické dôvody, prečo sa ho nedopustiť.
Môžeme vysloviť ďalší predpoklad. Možno nikto nebude chcieť spáchať trestný čin fyzickým útokom účastníkov, alebo nikto nenapíše zákon, ktorý by diktoval správanie účastníkov. Ťažiari (delegáti moci) budú delegovať moc inde, ak sa pool bude správať nečestne (napríklad cenzurovať transakcie).
Takýchto teoretických predpokladov môžeme urobiť veľa, ale prax môže byť iná s nepríjemnými dôsledkami pre decentralizáciu.
Ukážme si to na príklade.
Ak sieti dominuje jeden producent blokov, tento subjekt môže napríklad cenzurovať bloky menších producentov, a tým ich ekonomicky zničiť. Stále môžeme predpokladať, že dominantný výrobca sa tohto útoku nedopustí, pretože je ekonomicky výhodné správať sa čestne a udržiavať ziskový chod podniku.
Tento útok by v podstate zničil nielen dominantného výrobcu, ale aj povesť celej siete (ak by neexistoval mechanizmus na zníženie moci účastníka).
V tomto uvažovaní môžeme pokračovať a zvýšiť počet výrobcov.
To isté môžeme predpokladať v prípade 2 dominantných výrobcov, 3 výrobcov atď.
Ak by sa na útoku zúčastnil len jeden z dvoch dominantných výrobcov, sieť by bola stále spoľahlivá a do istej miery decentralizovaná (zanedbávame vplyv ostatných menšinových výrobcov).
Od určitého počtu výrobcov sa stáva istejším predpoklad, že útok je neuskutočniteľný. Presnejšie povedané, šanca na úspech klesá s rastúcim počtom účastníkov.
Presné číslo neexistuje. V ideálnom prípade by sme sa mali priblížiť k hranici maximálnej možnej decentralizácie z hľadiska technickej realizovateľnosti.
Takže istota nikdy nebude 100 %. Miera istoty však môže rásť.
Väčší počet účastníkov je sám o sebe dobrou prevenciou proti útokom. Ak má jeden účastník menšinový podiel moci (možno len 10 %) a predpokladá, že ostatní podobní účastníci (ďalších 9 účastníkov, každý s 10 %) sa budú správať čestne, nemá zmysel správať sa nečestne.
Ak sú účastníci ekonomicky motivovaní správať sa čestne a navzájom nepoznajú svoju stratégiu, existuje vysoká pravdepodobnosť, že k útoku nedôjde. Akýkoľvek útok má malú šancu na úspech. S rastúcou centralizáciou sa zvyšujú aj riziká.
Záver
Ako dosiahnuť vysokú mieru decentralizácie? Je to kombinácia ekonomických stimulov, inkluzívnosti a schopnosti vykonať úpravy v protokole, ak sa objaví problém, t. j. governance.
Pre spoločnosť je ťažké pochopiť a používať decentralizované systémy, pretože od dávnych čias žijeme v hierarchickej spoločnosti. V mnohých krajinách sa nám darí udržiavať demokraciu. Táto skúsenosť môže byť pre nás užitočná. S blockchainmi to však bude zložitejšie, pretože nie je možné vytvoriť systém, v ktorom 1 osoba = 1 hlas.
Moc v sieti sa dá kúpiť za peniaze. Či sa nám to páči alebo nie, blockchainy budú mať tendenciu centralizovať. S rastúcim počtom používateľov sa bude nevyhnutne zvyšovať sociálny a ekonomický význam blockchainu pre spoločnosť. Tlak na získanie kontroly nad nimi sa bude zvyšovať.
Budeme musieť vynaložiť obrovské úsilie, aby sme správne nastavili pravidlá a stimuly a udržali siete čo najviac decentralizované. Určite sa nedá povedať, že sme vyriešili všetky problémy súvisiace s decentralizáciou, pretože prijatie je nízke, čo koreluje so snahou o ovládnutie sietí. Dôležitá skúška je práve pred nami.
Pôvodný článok: Understanding The Main Principles Of Decentralization | Cardano Explorer (cexplorer.io)