أحدث أبحاث Vitalik: كيف يجب أن تتغير بروتوكولات LSDFi والسيولة لتعزيز اللامركزية وتقليل الحمل الزائد على الإجماع؟

ستركز هذه المقالة بشكل أساسي على المخاطر المركزية لمشغلي العقد في بروتوكولات LSDFi الحالية وبرك السيولة، بالإضافة إلى عبء الإجماع غير الضروري كصعوبتين رئيسيتين.

الكاتب:Vitalik Buterin

الترجمة: bayemon.eth, ChainCatcher

يمكن القول إن الوضع الحالي لتطور Ethereum يتضمن الكثير من عمليات الستيكينغ ذات الطبقتين (two-tiered staking)، حيث يشير هذا المصطلح إلى نموذج الستيكينغ الذي يضم نوعين من المشاركين.

• مشغل العقدة Node Operator: يدير العقدة ويضع جزءًا من رأس ماله الخاص كضمان بناءً على سمعته
• المفوض Delegator: يقوم المفوضون بوضع كمية معينة من Ethereum في الستيكينغ، دون حد أدنى، ولا توجد قيود إضافية على طرق المشاركة بخلاف الضمان

هذا النوع الناشئ من الستيكينغ ذو الطبقتين يتم من خلال برك الستيكينغ التي تقدم رموز الستيكينغ السائلة (LST) بمشاركة واسعة. (Rocket Pool وLido كلاهما يعتمدان هذا النموذج).

ومع ذلك، هناك عيبان في الستيكينغ ذو الطبقتين الحالي:

• مخاطر المركزية لمشغلي العقد: آلية اختيار مشغلي العقد في جميع برك الستيكينغ الحالية لا تزال مركزية بشكل مفرط
• عبء الإجماع غير الضروري: يجب على Ethereum L1 التحقق من حوالي 800000 توقيع في كل Epoch، وهو عبء كبير جدًا لكل slot. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن برك الستيكينغ السائلة تتطلب المزيد من الأموال، إلا أن الشبكة نفسها لا تستفيد بشكل كافٍ من هذا العبء. لذلك، إذا تمكنت شبكة Ethereum من تحقيق التوزيع والأمان المناسبين دون الحاجة إلى توقيع كل staker في كل فترة، فيمكن للمجتمع اعتماد مثل هذه الحلول لتقليل عدد التوقيعات في كل فترة بشكل فعال.

ستصف هذه المقالة حلولًا لهاتين المشكلتين، مع افتراض أن معظم رأس المال في أيدي أولئك الذين لا يرغبون في إدارة عقد الستيكينغ بأنفسهم بالشكل الحالي أو توقيع الرسائل في كل slot، بل يفضلون إيداع الأموال وإعادة توزيعها على من يتعرضون للخفض. في هذه الحالة، ما هو الدور الذي يمكن أن يلعبه هؤلاء الأشخاص للمساهمة بشكل فعال في اللامركزية والأمان للشبكة؟

كيف يعمل الستيكينغ ذو الطبقتين الحالي؟

أكثر برك الستيكينغ شيوعًا حاليًا هما Lido وRocketPool، وبالنسبة لـLido، هناك طرفان مشاركان:

• مشغل العقدة: يتم اختياره من خلال تصويت Lido DAO، مما يعني فعليًا أن حاملي LDO هم من يختارونه. عندما يودع شخص ما ETH في نظام العقود الذكية لـLido، يتم إنشاء stETH، ويمكن لمشغل العقدة وضعه في بركة الستيكينغ (ولكن نظرًا لأن شهادة السحب مرتبطة بعنوان العقد الذكي، لا يمكن للمشغل السحب بحرية)
• المفوض: عندما يودع شخص ما ETH في نظام العقود الذكية لـLido، يتم إنشاء stETH، ويمكن لمشغل العقدة وضعه كستيكينغ (ولكن نظرًا لأن شهادة السحب مرتبطة بعنوان العقد الذكي، لا يمكن للمشغل السحب بحرية)

أما بالنسبة لـRocket Pool:

• مشغل العقدة: يمكن لأي شخص أن يصبح مشغل عقدة بمجرد إيداع 8 ETH وكمية معينة من رموز RPL.
• المفوض: عندما يودع شخص ما ETH في نظام العقود الذكية لـRocket Pool، يتم إنشاء rETH، ويمكن لمشغل العقدة وضعه كستيكينغ (وبالمثل، لا يمكن للمشغل السحب بحرية بسبب ربط شهادة السحب بعنوان العقد الذكي).

دور المفوض

في هذه الأنظمة (أو الأنظمة الجديدة التي قد يتم تفعيلها من خلال تغييرات بروتوكول مستقبلية)، هناك سؤال رئيسي يجب طرحه: من منظور البروتوكول، ما هو الهدف من وجود المفوضين؟

لفهم المعنى العميق لهذا السؤال، دعونا نفكر أولاً في التغييرات المقترحة في البروتوكول المذكورة في المقالة، أي تحديد عقوبة الخفض عند 2ETH، وخفض مبلغ الستيكينغ لمشغلي العقد في Rocket Pool إلى 2ETH، وزيادة حصة Rocket Pool في السوق إلى 100% (بالنسبة للمفوضين وحاملي ETH، مع تحول rETH إلى أصل خالٍ من المخاطر، سيصبح تقريبًا جميع حاملي ETH إما حاملي rETH أو مشغلي عقدة).

افترض أن معدل عائد حاملي rETH هو 3% (بما في ذلك المكافآت داخل البروتوكول ورسوم الأولوية + MEV)، ومعدل عائد مشغلي العقد هو 4%. كما نفترض أن إجمالي المعروض من ETH هو 100 millions.

النتائج الحسابية كالتالي. لتجنب حساب الفائدة المركبة، سنحسب العائدات على أساس يومي:

الآن، افترض عدم وجود Rocket Pool، فينخفض الحد الأدنى للإيداع لكل staker إلى 2 ETH، ويصبح الحد الأقصى لإجمالي السيولة 6.25 millions ETH، وينخفض معدل عائد مشغلي العقد إلى 1%. دعونا نحسب مرة أخرى:

من منظور تكلفة الهجوم، في كلتا الحالتين، لن يسجل المهاجم نفسه كمفوض، لأن المفوضين ليس لديهم فعليًا أي حق في السحب، فلا معنى لذلك. لذلك، سيستخدمون كل ETH لديهم للستيكينغ ويصبحون مشغلي عقد. للوصول إلى ثلث إجمالي الستيكينغ، يحتاجون إلى إيداع 2.08 millions ETH (وهو رقم كبير جدًا). في الحالة الثانية، يحتاج المهاجم فقط إلى إيداع الأموال، وللوصول إلى ثلث إجمالي بركة الستيكينغ، لا يزال يحتاج إلى إيداع 2.08 millions ETH.

من منظور اقتصاديات الستيكينغ وتكلفة الهجوم، النتيجة النهائية في كلتا الحالتين متطابقة تمامًا. حصة مشغلي العقد من إجمالي المعروض من ETH تزداد يوميًا بنسبة 0.00256%، بينما حصة غير مشغلي العقد من إجمالي المعروض من ETH تنخفض يوميًا بنسبة 0.00017%. تكلفة الهجوم هي 2.08 millions ETH. لذلك، في هذا النموذج، يبدو أن المفوضين أصبحوا مجرد آلة Rube Goldberg بلا معنى، والمجتمع العقلاني قد يميل إلى إزالة الوسطاء، وتقليل مكافآت الستيكينغ بشكل كبير، وتحديد إجمالي كمية ETH المخصصة للستيكينغ عند 6.25 millions فقط.

بالطبع، لا تدعو هذه المقالة إلى خفض مكافآت الستيكينغ بمقدار 4 مرات وتحديد الحد الأقصى للستيكينغ عند 6.25 millions. بل على العكس، وجهة نظر المقالة هي أن نظام الستيكينغ الجيد يجب أن يتمتع بميزة رئيسية، وهي أن المفوضين يجب أن يتحملوا مسؤولية مهمة في النظام بأكمله. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان المفوضون يتصرفون بشكل صحيح إلى حد كبير بسبب ضغط المجتمع والدوافع الإيثارية، فلا بأس بذلك؛ فهذه هي القوة الدافعة الرئيسية اليوم لتشجيع حلول الستيكينغ اللامركزية وعالية الأمان.

مسؤوليات المفوضين

إذا كان بإمكان المفوضين لعب دور مهم في نظام الستيكينغ، فما هو هذا الدور؟

أعتقد أن هناك نوعين من الإجابات:

• اختيار المفوض: يمكن للمفوضين اختيار تفويض مصالحهم لأي مشغل عقدة. وزن مشغل العقدة في آلية الإجماع يتناسب مع إجمالي الستيكينغ المفوض له. حاليًا، آلية اختيار المفوض لا تزال محدودة، أي يمكن لحاملي rETH أو stETH سحب ETH الخاص بهم والتبديل إلى بركة أخرى، لكن إمكانية الاختيار الفعلي للمفوضين يمكن أن تتحسن بشكل كبير.
• المشاركة في آلية الإجماع: يمكن للمفوضين اختيار لعب دور معين في آلية الإجماع، بمسؤولية أخف من الاشتراك الكامل، وبدون فترة خروج طويلة أو مخاطر الخفض، ولكن لا يزال بإمكانهم موازنة قوة مشغلي العقد.

تعزيز حق اختيار المفوضين

هناك ثلاث طرق لتعزيز قوة اختيار المفوضين:

• تحسين أدوات التصويت داخل البركة
• زيادة المنافسة بين البرك
• تثبيت حق التمثيل

حاليًا، التصويت داخل البركة غير عملي فعليًا: في Rocket Pool، يمكن لأي شخص أن يصبح مشغل عقدة، وفي Lido، يتم التصويت من قبل حاملي LDO وليس حاملي ETH. قدمت Lido اقتراحًا بشأن الحوكمة المزدوجة LDO + stETH، حيث يمكنهم تفعيل آلية حماية لمنع التصويت الجديد، وبالتالي منع إضافة أو إزالة مشغلي العقد، مما يمنح حاملي stETH بعض الحق في التصويت. ومع ذلك، لا تزال هذه القوة محدودة ويمكن أن تكون أقوى.

المنافسة بين البرك موجودة اليوم ولكنها ضعيفة نسبيًا. التحدي الرئيسي هو أن رموز الستيكينغ في البرك الصغيرة لديها سيولة أقل، ويصعب كسب الثقة، وتحظى بدعم أقل من التطبيقات.

يمكننا تحسين المشكلتين الأوليين من خلال تحديد مبلغ العقوبة عند رقم صغير، مثل 2 أو 4 ETH. بعد ذلك، يمكن إيداع وسحب بقية ETH بأمان وفوري، مما يسمح بالتبادل الثنائي للبرك الصغيرة. يمكننا تحسين المشكلة الثالثة من خلال إنشاء عقد إصدار إجمالي لإدارة LST (مشابه لـ ERC-4337 وERC-6900 لمحافظ العملات)، حتى نضمن أن أي رمز ستايكينغ يصدر من خلال هذا العقد يكون آمنًا.

حاليًا، لا يوجد حق تمثيل ثابت في البروتوكول، لكن مثل هذه الحالة قد تكون ممكنة في المستقبل. سيتضمن ذلك منطقًا مشابهًا للأفكار المذكورة أعلاه، ولكن يتم تنفيذه على مستوى البروتوكول. لمزيد من المعلومات حول مزايا وعيوب تثبيت الأشياء، راجع هذه المقالة.

هذه الأفكار كلها تحسينات على الوضع الحالي، لكنها تقدم مزايا محدودة. التصويت بالرموز يعاني من مشاكل، وفي النهاية، أي شكل من أشكال اختيار المفوضين غير المحفز هو مجرد شكل من أشكال التصويت بالرموز؛ وهذا كان دائمًا أحد تحفظاتي الرئيسية على إثبات الحصة المفوض. لذلك، من المفيد التفكير في طرق مشاركة أقوى في الإجماع.

المشاركة في الإجماع

حتى دون النظر إلى مشاكل الستيكينغ السائل الحالية، هناك قيود على طرق الستيكينغ المستقلة الحالية. لنفترض استخدام single-slot finality، في الحالة المثالية يمكن لكل slot معالجة حوالي 100,000 إلى 1,000,000 توقيع BLS. حتى إذا استخدمنا SNARKs متكررة لتجميع التوقيعات، من أجل تتبع التوقيعات، يجب إعطاء كل توقيع حقل بت للمشارك. إذا أصبحت Ethereum شبكة عالمية، فإن تخزين حقل البتات بشكل لامركزي بالكامل لن يكون كافيًا: في كل slot، يمكن لـ 16 ميجابايت فقط دعم حوالي 64 millions stakers.

من هذا المنظور، من المفيد تقسيم الستيكينغ إلى طبقة عالية التعقيد قابلة للخفض وطبقة منخفضة التعقيد، حيث تعمل الطبقة عالية التعقيد في كل slot ولكن قد يكون لديها فقط 10,000 مشارك، بينما يتم استدعاء الطبقة منخفضة التعقيد فقط أحيانًا للمشاركة. يمكن للطبقة منخفضة التعقيد أن تكون خالية تمامًا من الخفض، أو يمكن تعيين فرصة عشوائية للمشاركين ليتم اختيارهم للخفض في بعض الـ slots.

فعليًا، يمكن تحقيق ذلك من خلال رفع الحد الأقصى لرصيد المدقق، ثم زيادة عتبة الرصيد (على سبيل المثال، 2048 ETH) لتحديد أي المدققين الحاليين يدخلون الطبقة عالية أو منخفضة التعقيد.

فيما يلي بعض الاقتراحات حول كيفية عمل هذه الأدوار الصغيرة في الستيكينغ:

• في كل slot، يتم اختيار 10000 من أصحاب الستيكينغ الصغير عشوائيًا، ويمكنهم توقيع ما يعتقدون أنه يمثل محتوى ذلك slot. يتم استخدام أصحاب الستيكينغ الصغير كمدخل لتشغيل قاعدة اختيار الفرع LMD GHOST. إذا كان هناك اختلاف كبير بين اختيار الفرع الذي يقوده أصحاب الستيكينغ الصغير وذلك الذي يقوده مشغلو العقد، فلن يقبل عميل المستخدم أي كتلة كتأكيد نهائي وسيعرض خطأ. هذا يجبر المجتمع على التدخل لحل الوضع.
• يمكن للمفوضين إرسال معاملة لإعلان أنهم متصلون ومستعدون للعمل كأصحاب ستايكينغ صغير في الساعة القادمة. تتطلب الرسائل التي يرسلها العقد (كتل أو إثباتات) توقيع كل من العقدة وواحد من المفوضين المختارين عشوائيًا على رسالة التأكيد.
• يمكن للمفوضين إرسال معاملة لإعلان أنهم متصلون ومستعدون للعمل كأصحاب ستايكينغ صغير في الساعة القادمة. في كل فترة، يتم اختيار 10 مفوضين عشوائيًا كمقدمي قوائم الإدراج (inclusion list provider)، ويتم اختيار 10000 مفوض آخرين كناخبين. يتم اختيار هؤلاء قبل k-slot، ويمنحون نافذة k slot لنشر رسالة تأكيد اتصالهم على السلسلة. يمكن لكل مقدم قائمة إدراج مؤكد أن ينشر قائمة إدراج، ما لم يتم تضمين المعاملات في تلك القائمة أو يتم تضمين تصويت كافٍ من الناخبين المختارين لإظهار أن القائمة غير متاحة، وإلا تعتبر الكتلة غير صالحة.

القاسم المشترك بين هذه العقد الصغيرة هو أنها لا تحتاج إلى المشاركة النشطة في كل slot، بل يمكنها حتى أداء جميع الأعمال كعقد خفيفة. لذلك، يحتاج نشر العقد فقط إلى التحقق من طبقة الإجماع، ويمكن لمشغلي العقد استخدام تطبيقات أو إضافات متصفح، والتي تكون في الغالب سلبية وتتطلب القليل من الموارد الحسابية أو متطلبات الأجهزة أو المعرفة التقنية، ولا تحتاج حتى إلى تقنيات متقدمة مثل ZK-EVM.

هذه "الأدوار الصغيرة" لها هدف مشترك أيضًا: منع 51% من مشغلي العقد من فرض رقابة على المعاملات. يمكن للطريقتين الأولى والثانية أيضًا منع الأغلبية من عكس النتيجة النهائية. أما الطريقة الثالثة فتركز بشكل مباشر أكثر على الرقابة، لكنها أكثر عرضة لتأثير اختيار الأغلبية من مشغلي العقد.

تمت كتابة هذه الأفكار من منظور تنفيذ حلول الستيكينغ ذو الطبقتين في البروتوكول، لكنها يمكن أن تُنفذ أيضًا كميزات في برك الستيكينغ. فيما يلي بعض الأفكار التنفيذية المحددة:

1. من منظور البروتوكول، يمكن لكل مدقق تعيين مفتاحي ستايكينغ: مفتاح ستايكينغ دائم P، وعنوان Ethereum مرتبط يمكن استدعاؤه، وإخراج مفتاح ستايكينغ سريع Q. يتم تتبع توقيعات اختيار الفرع من قبل العقدة باستخدام P، ويتم توقيع الرسائل باستخدام Q، وإذا لم تتطابق نتائج تخزين PQ، فلا يتم قبول أي كتلة كتأكيد نهائي، ويتم اختيار الممثلين عشوائيًا من قبل بركة السيولة.
2. يمكن أن يبقى البروتوكول كما هو تقريبًا، لكن المفتاح العام للمدقق في تلك الفترة سيكون P+Q. لاحظ أنه بالنسبة للخفض، قد يكون هناك رسالتان قابلتان للخفض بمفاتيح Q مختلفة، لكنهما ستشتركان في نفس مفتاح P؛ يجب أن يتعامل تصميم الخفض مع هذا الوضع.
3. يمكن استخدام مفتاح Q فقط في البروتوكول لتوقيع والتحقق من قوائم الإدراج في الكتل. في هذه الحالة، يمكن أن يكون Q عقدًا ذكيًا بدلاً من مفتاح واحد، بحيث يمكن لبركة الستيكينغ استخدامه لتنفيذ منطق تصويت أكثر تعقيدًا، وقبول قوائم الإدراج من مقدمي الخدمة المختارين عشوائيًا أو عدد كافٍ من الأصوات التي تشير إلى أن قائمة الإدراج غير متاحة.

الخلاصة

إذا تم التنفيذ بشكل صحيح، يمكن لتعديلات تصميم إثبات الحصة أن تحل مشكلتين في آن واحد:

• توفير فرصة لأولئك الذين لا يملكون الموارد أو القدرة على تشغيل إثبات الحصة بشكل مستقل اليوم للمشاركة في إثبات الحصة، وبالتالي الاحتفاظ بمزيد من السلطة بين أيديهم: بما في ذلك (i) سلطة اختيار أي العقد يدعمون و(ii) المشاركة النشطة في الإجماع بطريقة أخف من تشغيل عقدة إثبات الحصة الكاملة ولكن لا تزال ذات مغزى. ليس كل المشاركين سيختارون أحد الخيارين أو كليهما، لكن أي مشارك يختار أحدهما أو كليهما سيحقق تحسنًا كبيرًا مقارنة بالوضع الحالي.
• تقليل عدد التوقيعات التي تحتاج طبقة إجماع Ethereum إلى معالجتها في كل slot، حتى في نظام single slot finality، إلى حوالي 10,000 توقيع فقط. سيساعد ذلك أيضًا في تعزيز اللامركزية، مما يسهل على الجميع تشغيل عقدة تحقق.

بالنسبة لهذه الحلول، يمكن إيجاد طرق لحل المشكلة على مستويات تجريد مختلفة: منح المستخدمين صلاحيات داخل بروتوكول إثبات الحصة، وخيارات المستخدمين بين بروتوكولات إثبات الحصة، وإنشاءها داخل البروتوكول. يجب التفكير بعناية في هذا الاختيار، وعادةً ما يكون من الأفضل اختيار الحد الأدنى من الإنشاء القابل للتطبيق لتقليل تعقيد البروتوكول وتغييراته على اقتصاديات البروتوكول، مع تحقيق الأهداف المرجوة في الوقت نفسه.

شكر خاص لـ Mike Neuder وJustin Drake وآخرين على تعليقاتهم ومراجعتهم. راجع أيضًا: مقالات Mike Neuder وDankrad Feist وarixon.eth حول مواضيع مشابهة سابقًا.