מהו משחק אימות או "איך להשיק בלוקצ'יין הוכחת הימור"

אז הצוות שלך סיים את גרסת האלפא של הבלוקצ'יין שלך, וזה הזמן להפעיל את testnet ולאחר מכן את mainnet. יש לך בלוקצ'יין אמיתי, עם משתתפים עצמאיים, מודל כלכלי טוב, ביטחון, עיצבת ממשל ועכשיו הגיע הזמן לנסות את כל זה בפעולה. בעולם קריפטו-אנרכי אידיאלי, אתה שם את בלוק הג'נסיס ברשת, הקוד הסופי של הצומת והמאמתים עצמם משיקים הכל, מעלים את כל שירותי העזר, והכל קורה מעצמו. אבל זה בעולם בדיוני, אבל בעולם האמיתי, הצוות חייב להכין לא מעט תוכנות עזר ומניפולציות שונות כדי לעזור לאימות להשיק רשת יציבה. על זה עוסק המאמר הזה.

השקת רשתות המבוססות על קונצנזוס מסוג "הוכחת הימור", שבה המאמתים נקבעים על פי ההצבעות של מחזיקי אסימוני המערכת, היא אירוע ספציפי למדי, מכיוון שאפילו השקת מערכות מסורתיות ומנוהלות מרכזית עם עשרות ומאות שרתים אינה קלה. משימה בפני עצמה, ואת הבלוקצ'יין צריך להתחיל במאמץ משתתפים נאמנים אך עצמאיים. ואם בתאגיד, עם ההפעלה, למנהלי מערכת יש גישה מלאה לכל המכונות, היומנים, הניטור הכללי, אזי האימות לא יאפשרו לאף אחד לגשת לשרתים שלהם, וככל הנראה יעדיפו לבנות את התשתית שלהם באופן עצמאי, מכיוון שהוא שולט בגישה לנכסים העיקריים של התוקף - מצביעי ההימור. ההתנהגות הזו היא שמאפשרת לבנות רשתות מאובטחות מבוזרות - עצמאותם של ספקי הענן בשימוש, שרתים וירטואליים ו-"baremetal", מערכות הפעלה שונות, כל זה מאפשר לך להפוך התקפות על רשת כזו לבלתי יעילות ביותר - יותר מדי שונה נעשה שימוש בתוכנה. לדוגמה, Ethereum משתמש בשני יישומי צומת עיקריים, ב-Go וב-Rust, ומתקפה שיעילה עבור מימוש אחד לא עובדת עבור השני.

לכן, כל התהליכים להפעלה ותפעול של בלוקצ'יין חייבים להיות מאורגנים בצורה כזו שכל מאמת, או אפילו קבוצה קטנה של מאמתים, יוכלו בכל עת לזרוק את המחשבים שלהם מהחלון ולעזוב, בזמן ששום דבר לא יישבר ושאר המאמתים צריכים להמשיך לתמוך ביעילות ברשת התפעול ולחבר מאמתים חדשים. כאשר משיקים רשת, כאשר מאמת אחד נמצא באירופה, השני בדרום אמריקה והשלישי באסיה, די קשה להשיג עבודה מתואמת של כמה עשרות קבוצות עצמאיות ולעניין אותן כתוצאה מכך.

מאמתים

בואו נדמיין את השקתו של בלוקצ'יין מודרני היפותטי (רוב מה שמתואר מתאים לבלוקצ'יין המבוסס על כל משפחה מודרנית של בלוקצ'יין: Ethereum, EOS, Polkadot, Cosmos ואחרים, המספקים קונצנזוס של הוכחת סיכון. הדמויות הראשיות של בלוקצ'יין כאלה הם צוותי אימות, העוסקים בהתקנת שרתים עצמאיים משלהם שמאמתים ומייצרים בלוקים חדשים, ומקבלים תגמולים המסופקים על ידי הרשת למי שמשתתפים בקונצנזוס. כדי להשיק רשתות חדשות, נדרשים כמה עשרות מאמתים (כל כך רבים יכולים כעת פחות או יותר מגיעים לקונצנזוס תוך שניות), אז הפרויקט מכריז על רישום, שבו מאמתים משתפים מידע ציבורי על עצמם עם המשתמשים, ומשכנעים אותם שהם עומדים לספק שירות באיכות גבוהה לרשת שהושקה.

Validation הוא עסק המאפשר לך להעריך בצורה מדויקת ביותר את ההכנסה הפוטנציאלית של הוולידטור, להעביר כוח במהירות בין פרויקטים, ואם הרשת שבחר מצליחה, הvalidator יכול, בתור משתתף מן המניין ב-DAO וכאדם אחראי, לפתח את הפרויקט, או פשוט לספק שירות טכני מעולה עבור כסף שקוף לחלוטין, כסף שהרוויח ביושר. כשמחשבים את התגמול לאימות, פרויקטים מנסים לקחת בחשבון את העלויות של המאמתים ולהפוך את התגמול לחסימות כך שהעסק הזה יהיה רווחי, אך יחד עם זאת לא מאפשר לאמתים להפיל את הכלכלה על ידי הצפתם בכסף ו למנוע ממנו משתמשי רשת אחרים.

העסק של validators דורש הבטחת סובלנות גבוהה לתקלות של שירותים, כלומר רמה גבוהה של הכשרה עבור devops ומפתחים ומשאבי מחשוב יקרים. גם ללא צורך לכרות גיבוב ברשתות הוכחת עבודה, צומת בלוקצ'יין הוא שירות גדול שתופס הרבה זיכרון, צורך הרבה חישובים, מאמת, כותב לדיסק ושולח כמויות גדולות של נתונים לרשת . כדי לאחסן יומני עסקאות ושרשראות בלוק לבלוקצ'יין עם כמה אלפי עסקאות קטנות בבלוק, נדרש כעת אחסון של 50 ג'יגה-בייט ומעלה, ולבלוקים זה חייב להיות SSD. מסד נתונים מדינה של בלוקצ'יין עם תמיכה בחוזים חכמים כבר יכול לעלות על 64Gb של זיכרון RAM. שרתים עם המאפיינים הנדרשים הם די יקרים; צומת Ethereum או EOS יכול לעלות בין 100 ל-200 $ לחודש. הוסיפו לכך את השכר המוגדל עבור עבודה מסביב לשעון של מפתחים ו-devops, שבמהלך תקופת ההשקה פותרים בעיות גם בלילה, שכן חלק מהתאמתים יכולים בקלות להיות ממוקם בחצי כדור אחר. עם זאת, ברגעים הנכונים, בעלות על צומת אימות יכולה להביא הכנסה רצינית (במקרה של EOS, עד $10 ליום).

אימות הוא רק אחד מתפקידי ה-IT הפוטנציאליים החדשים ליזמים וחברות; ככל שמתכנתים מגיעים עם יותר ויותר אלגוריתמים מתוחכמים שמתגמלים יושר ומענישים הונאה וגניבה, מופיעים שירותים שמבצעים את הפונקציות של פרסום נתונים חשובים (אורקל), ביצוע פיקוח (חיתוך הפקדות והענשת רמאים על ידי פרסום הוכחות להטעיה), שירותי יישוב סכסוכים, ביטוחים ואפשרויות, אפילו איסוף אשפה הוא שוק פוטנציאלי גדול במערכות חוזים חכמים שבו יש צורך לשלם עבור אחסון נתונים.

בעיות של השקת בלוקצ'יין

הפתיחות של הבלוקצ'יין, שאפשרה למחשבים מכל מדינה להשתתף באופן חופשי ברשת וקלות החיבור של כל סקריפט קידי לרשת לפי ההוראות ב-GitHub, היא לא תמיד יתרון. המרדף אחר אסימון חדש מאלץ לעתים קרובות את המאמתים "לכרות מטבע חדש בהתחלה", בתקווה שהשער יעלה ובהזדמנות לזרוק במהירות את הרווחים שלהם. כמו כן, זה אומר שהמתמתך שלך יכול להיות כל אחד, אפילו אדם אנונימי, אתה יכול להצביע עבורו באותו אופן כמו למאמתים אחרים (עם זאת, לאדם אנונימי יהיה קשה לאסוף קולות של בעלי עניין עבור עצמו, אז אנחנו' אשאיר את הסיפורים המפחידים על מטבעות קריפטוגרפיים אנונימיים לפוליטיקאים). על כל פנים

לצוות הפרויקט יש משימה - איכשהו להכניס לרשת שלו את מי שבעתיד יוכלו להבטיח את פעולתם היציבה של צמתים, להבין אבטחה, לדעת לפתור בעיות במהירות, לשתף פעולה עם מאמתים אחרים ולפעול יחד - האיכות של זה הדבר תלוי לחלוטין בתכונות הללו, אסימון שבו משתתפי הרשת הולכים להשקיע את זמנם ומשאביהם. מייסדים נאותים, כאשר מעריכים את הסיכונים, מבינים היטב כי בעת השקת תוכנה בסדר גודל כזה, בהחלט תצטרך להיתקל בשגיאות בקוד ובתצורה של צמתים, וכי יציבות הרשת תלויה במידת הפיתרון המשותף של המפתחים והמאמתים. בעיות כאלה.

הצוות מוכן להצביע ב-mainnet עבור כל המאמתים, רק כדי לדעת אילו מהם, אילו טובים? התיק הגדול ביותר? לאף אחד כמעט אין את זה עכשיו. על סמך פרופילי ה-Linkedin של הקבוצה? Devops מנוסים או מומחי אבטחה לא יתנו לך שום פרופיל Linkedin. לפי הצהרות בצ'אט, פוסטים ועזרה לזולת בשלב ההכנה? טוב, אבל סובייקטיבי ולא מדויק.

בתנאים כאלה נשאר דבר אחד - משהו שפותר היטב את הבעיות של כולם - משחק בו ניתן יהיה לבחור את האימות הטובים ביותר, אבל העיקר הוא לבדוק את החוזק של הבלוקצ'יין ולערוך מבחן קרב בקנה מידה מלא של blockchain בתנאים של שימוש פעיל, שינויים בקונצנזוס, הופעה ותיקון שגיאות. נוהל זה הוצג לראשונה כמשחק על ידי החבר'ה מפרויקט קוסמוס, והרעיון הזה הוא ללא ספק דרך מצוינת להכין את הרשת להשקת רשת מרכזית אמינה וסובלנית לתקלות

משחק של Validators

אתאר את משחק המאמתים כפי שתכננו אותו עבור הבלוקצ'יין DAO.Casino (DAOBet) המבוסס על המזלג EOS, שנקרא Haya ויש לו מנגנון ממשל דומה - הvalidators נבחרים על ידי הצבעה מכל חשבון, שבו חלק של היתרה ששימשה להצבעה עבור המאמת מוקפאת. כל חשבון שיש לו את אסימון ה-BET הראשי ביתרה שלו יכול להצביע עבור המאמת הנבחר עם כל חלק מהיתרה שלו. ההצבעות מסוכמות והמאמתים המובילים נבנים על סמך התוצאות. בבלוקצ'יין שונים התהליך הזה מאורגן בצורה שונה, ובדרך כלל בחלק הזה הבלוקצ'יין החדש שונה מזה האב, ואני חייב לומר שבמקרה שלנו, EOS מצדיקה לחלוטין את ה-"OS" בשמה, אנחנו באמת משתמשים ב-EOS כמערכת ההפעלה הבסיסית לפריסה של גרסה שונה של הבלוקצ'יין עבור משימות DAOBet.

אתאר בעיות בודדות וכיצד ניתן לפתור אותן בתוך המשחק. בואו נדמיין רשת בה ניתן לתקוף את השרת שלכם באופן גלוי, שבה כדי לשמור על עמדת הוולידטור אתם צריכים ליצור אינטראקציה רציפה עם הרשת, לקדם את הוולידטור שלכם ולוודא שהוא מייצר בלוקים והם מועברים למאמתים אחרים בזמן, אחרת המאמת ייסרק מהרשימה.

איך בוחרים את הזוכים המובילים?

הדרישה הטכנית העיקרית למשחק היא שהתוצאות שלו יהיו ניתנות לאימות פומבית. המשמעות היא שתוצאות המשחק: הזוכים המובילים, חייבות להיווצר אך ורק על בסיס נתונים שניתן לאמת על ידי כל משתתף. במערכת מרוכזת, נוכל למדוד את "זמן הפעולה" של כל מאמת ולתגמל את אלה שהיו מקוונים הכי הרבה או עברו את התעבורה המרבית ברשת. אתה יכול לאסוף נתונים על עומס המעבד והזיכרון ולתגמל את מי שעבד היטב. אבל כל אוסף מדדים כזה פירושו קיומו של מרכז איסוף, והצמתים כולם עצמאיים ויכולים להתנהג איך שהם רוצים ולשלוח כל נתונים.

לכן, הפתרון הטבעי הוא שהזוכים צריכים להיקבע על סמך נתונים מהבלוקצ'יין, שכן בעזרתו ניתן לראות איזה validator ייצר איזה בלוק ואילו עסקאות נכללו בו. קראנו למספר הזה Validator Points (VP), והשגת אותם היא המטרה העיקרית של המאמתים במשחק. במקרה שלנו, המדד הפשוט ביותר, הניתן לאימות פומבית ויעיל של "השימושיות" של מאמת הוא VP = מספר הבלוקים שהופק על ידי המאמת בפרק זמן נתון.

הבחירה הפשוטה הזו נובעת מהעובדה שהממשל ב-EOS כבר מספק בעיות מתעוררות רבות, שכן EOS היא היורשת לשלושה דורות של בלוקצ'יין הפועלים בפועל עם ניסיון רב בניהול רשת מורכבת, וכמעט כל בעיות אימות עם הרשת, המעבד, דיסק מוביל רק לבעיה אחת - הוא חותם על פחות בלוקים, מקבל פחות תשלום עבור העבודה, מה ששוב מוביל אותנו פשוט למספר החסימות החתומות - עבור EOS זו אפשרות מצוינת ופשוטה.

עבור בלוקצ'יין אחרים, אופן חישוב נקודות האימות עשוי להיות שונה, למשל, עבור קונצנזוס מבוסס pBFT (Tendermint/Cosmos, Aura consensus מ-Parity Substrate), כאשר כל בלוק חייב להיות חתום על ידי מספר מאמתים, הגיוני לספור מאמת בודד חתימות במקום חסימות. אולי הגיוני לקחת בחשבון סבבי הסכמה לא שלמים, שמבזבזים את המשאבים של מאמתים אחרים, באופן כללי זה מאוד תלוי בסוג הקונצנזוס.

כיצד לדמות תנאי הפעלה אמיתיים

המשימה של המייסדים היא לבחון מאמתים בתנאים קרובים למציאות, ללא כל שליטה מרוכזת. ניתן לפתור בעיה זו באמצעות חוזה ברז, המחלק כמויות שוות של האסימון הראשי לאימות ולכל השאר. כדי לקבל אסימונים על היתרה שלך, עליך ליצור עסקה ולוודא שהרשת כוללת אותה בבלוק. לפיכך, כדי לזכות, תוקף חייב כל הזמן לחדש את מאזנו באסימונים חדשים ולהצביע לעצמו, ולקדם את עצמו לפסגה. פעילות זו יוצרת עומס קבוע על הרשת, וניתן לבחור את הפרמטרים כך שזרימת הבקשות תהיה חמורה מספיק לבדיקת רשת מלאה. לכן, תכננו מראש את חוזה הברז ככלי חשוב להפעלת הרשת והתחילו לבחור את הפרמטרים שלה מראש.

בקשת אסימונים מברז ואימות הצבעות עדיין לא מחקה לחלוטין את פעולתו של ראש נפץ, במיוחד במצבים טעונים במיוחד. לכן, צוות הבלוקצ'יין עדיין יצטרך לכתוב בנצ'מרקים נוספים בצורה כזו או אחרת כדי לטעון את הרשת. תפקיד מיוחד בכך ממלאים חוזים חכמים שנוצרו במיוחד המאפשרים בדיקת תת-מערכת נפרדת. כדי לבדוק אחסון, החוזה מאחסן נתונים אקראיים בבלוקצ'יין, וכדי לבדוק משאבי רשת, חוזה הבדיקה דורש כמות גדולה של נתוני קלט, ובכך מנפח את נפח העסקאות - על ידי השקת זרימה של עסקאות כאלה בנקודות זמן שרירותיות, הצוות בודק בו-זמנית את יציבות הקוד ואת חוזקם של המאמתים.

בעיה נפרדת היא עדכון קוד הצמתים וביצוע מזלגות קשיחים. נדרש שבמקרה של באג, פגיעות או קנוניה של מאמתים זדוניים, למאמתים תהיה תוכנית פעולה שכבר עובדה במשחק המאמתים. כאן אתה יכול להמציא תוכניות לצבירת VP עבור יישום מהיר של מזלג קשה, למשל, על ידי קנסות של כל המאמתים שעדיין לא הוציאו גרסה חדשה של קוד הצומת, אבל זה קשה ליישום ומסבך את החישוב. ניתן לדמות מצב של שימוש חירום במזלג קשיח על ידי "שבירה" מלאכותית של הבלוקצ'יין בבלוק נתון. ייצור הבלוקים נפסק, ובסופו של דבר המנצחים יהיו אלו שיקפצו ראשונים ויתחילו להחתים קוביות, כך ש-VP מבוסס על מספר הבלוקים החתומים מתאים כאן.

כיצד ליידע את המשתתפים על מצב הרשת ולתקן שגיאות

למרות חוסר האמון בין המאמתים, קבלת מידע עדכני בזמן על מצב הרשת מועילה לכולם על מנת לקבל החלטות מהר יותר, ולכן צוות הפרויקט מעלה שירות לאיסוף והדמיה של מדדים רבים משרתי האימות, מה שמאפשר לך לראות את המצב בו זמנית עבור כל הרשת, ומאפשר לך לקבוע במהירות מה קורה. כמו כן, מועיל הן למאמתים והן לפרויקט שצוות הפרויקט מתקן במהירות את השגיאות שנמצאו, כך שבנוסף לאיסוף מדדים, הגיוני להתחיל מיד באיסוף יומנים ונתוני שגיאות ממכונות המאמתים על מכונה נגישה לבלוקצ'יין מפתחים. כאן, לאף אחד לא מועיל לעוות מידע, ולכן השירותים הללו מפותחים על ידי צוות הפרויקט וניתן לסמוך עליהם. הגיוני לאסוף מדדי מערכת ממאמתים, וכמובן, המדדים החשובים ביותר של הבלוקצ'יין עצמו - עבור DAOBet - הם זמן ההשלמה והפיגור של הבלוק האחרון שהושלם. הודות לכך, הצוות רואה עלייה בצריכת הזיכרון בצמתים בעת הפעלת ה-benchmark, בעיות עם מאמתים בודדים

נקודות חשובות לניהול משחק אימות

כפי שמסתבר, אם אתה רוצה לאפשר אימות רשמית לתקוף את המכונות של זה (באופן לא רשמי הם יכולים לעשות זאת בכל מקרה), אתה צריך לנסח זאת בנפרד מבחינה משפטית כבדיקות אבטחה, שכן לפי החוקים של מדינות מסוימות התקפות DDoS או רשת יכולות להיות נענש. נושא חשוב נוסף הוא כיצד לתגמל מאמתים. פרסים טבעיים הם אסימוני פרויקט, שיועברו ל-mainnet, אבל חלוקה מאסיבית של אסימונים לכל מי שהצליח להפעיל צומת היא גם לא האפשרות הטובה ביותר. סביר להניח שתצטרך לאזן בין שתי אפשרויות קיצוניות:

חלק את כל מאגר הפרסים בהתאם לסמנכ"ל שהרוויח
זה מאוד דמוקרטי ומאפשר לכל מי שהשקיע זמן ומשאבים במשחק האימות להרוויח כסף
אבל מושך אנשים אקראיים למשחק ללא תשתית מוכנה

חלק את מאגר הפרסים העליון N למאשרים על סמך תוצאות המשחק
סביר להניח שהמנצחים יהיו המאמתים שהחזיקו מעמד בצורה הכי עקבית במהלך המשחק והם נחושים בהחלט לנצח
חלק מהמתקנים לא ירצו להשתתף, הערכה נמוכה של סיכויי הזכייה שלהם, במיוחד אם המשתתפים כוללים מאמתים מכובדים

באיזו אפשרות לבחור תלוי בך

יש עוד נקודה אחת - זה בכלל לא עובדה שעשרות מאמתים ימהרו להשתתף במשחק בשיחתכם, וממי שמחליטים לנסות, לא כולם אפילו יתקינו ויפעילו את הצומת - בדרך כלל, בשלב זה, לפרויקטים יש תיעוד דל למדי, נתקלים בשגיאות, ומפתחים העובדים בלחץ זמן אינם עונים לשאלות במהירות רבה. לכן, לפני השקת המשחק, יש צורך גם לדאוג לפעולות אם לא הושג מספר המאמתים הנדרש. במקרה זה, בתחילת המשחק, המאמתים החסרים מופעלים על ידי צוות הפרויקט, משתתפים בקונצנזוס, אך אינם יכולים להיות מנצחים.

מסקנה

לסיכום, ניסיתי להרכיב מהאמור לעיל רשימה של מה שצריך לחשוב, ליצור ולהשיק כדי לנהל ביעילות משחק אימות

מה שאתה צריך לעשות כדי להפעיל משחק אימות אמיתי:
פתח בלוקצ'יין משלך :)

• ליצור ולהעלות ממשק אינטרנט ולספק CLI להצבעה לאימות
• ודא שניתן לשלוח מדדים מצומת אימות פועל לשירות מרכזי (לדוגמה Prometheus)
• להעלות שרת איסוף מדדים (Prometheus + Grafana) עבור משחק האימות
• להבין כיצד יחושב נקודות האימות (VP).
• לפתח סקריפט ציבורי שמחשב את VP validator בהתבסס על נתונים מה- blockchain
• לפתח ממשק אינטרנט כדי להציג את המאמתים המובילים ואת מצב המשחק של המאמתים (כמה זמן נשאר עד הסוף, למי יש כמה סמנכ"ל וכו')
• לפתח ולהפוך את ההשקה של מספר שרירותי של צמתים משלך, לעצב את תהליך חיבור המאמתים למשחק (מתי וכיצד לנתק את הצמתים שלך, לשלוח ולהסיר הצבעות עבורם)
• לחשב כמה אסימונים צריך להנפיק ולפתח חוזה ברז
• צור סקריפט בנצ'מרק (העברות אסימונים, שימוש מסיבי באחסון, שימוש מסיבי ברשת)
• אסוף את כל המשתתפים בצ'אט אחד לתקשורת מהירה
• הפעל את הבלוקצ'יין קצת לפני תחילת המשחק
• חכה לבלוק ההתחלה, התחל את המשחק
• בדוק את הרשת עם מספר סוגים של עסקאות
• לגלגל מזלג קשה
• לשנות את רשימת המאמתים
• חזור על שלבים 13,14,15, XNUMX, XNUMX בסדרים שונים, תוך שמירה על יציבות הרשת
• לחכות לבלוק האחרון, לסיים את המשחק, לספור את ה-VP

יש לומר שמשחק המאמתים הוא סיפור חדש, והוא בוצע רק כמה פעמים, אז אתה לא צריך לקחת את הטקסט הזה כמדריך מוכן. אין אנלוגים בעסקי ה-IT המודרניים - תארו לעצמכם שהבנקים, לפני שהשיקו מערכת תשלומים, מתחרים זה בזה כדי לראות מי יהיה הטוב ביותר בביצוע עסקאות עם לקוחות. לא סביר להניח שגישות מסורתיות יעזרו לך ליצור רשתות מבוזרות גדולות, אז שלטו במודלים עסקיים חדשים, הפעל את המשחקים שלך, זהה את הראויים, תגמל אותם ושמור על המערכות המבוזרות שלך לפעול במהירות וביציבות.

מקור: www.habr.com