Pochopenie decentralizácie
V oblasti technológie blockchain je decentralizácia jej základným kameňom. Napriek tomu je často zahalená mrakom mýtov a mylných predstáv. Tento koncept, hoci je kľúčový, nie je taký jednoduchý, ako sa zdá. Meranie decentralizácie alebo porovnávanie rôznych blockchainov predstavuje zložitú výzvu. Cieľom tohto článku je demystifikovať tieto zložitosti. Prostredníctvom názorných obrázkov sa ponoríme do základných princípov decentralizácie a poskytneme jasnejšie pochopenie tejto neoddeliteľnej vlastnosti technológie blockchain. Pridajte sa k nám, keď sa vydáme na túto poučnú cestu.
Blockchain je distribuovaná a decentralizovaná sieť
Pojem “decentralizovaný” sa vzťahuje na siete, systémy a aplikácie bez centrálneho riadiaceho bodu. Tento koncept je kľúčový pre siete typu peer-to-peer (P2P), v ktorých uzly zdieľajú údaje priamo, obchádzajúc sprostredkovateľov.
V odvetví blockchainu sa pojem “decentralizovaná” často používa voľne. Pôvodne sa vzťahoval len na architektúru siete, ale vlastnosti blockchainového projektu siahajú ďalej. Zahŕňajú riadenie projektu, tím udržiavajúci zdrojový kód, správu a distribúciu zdrojov na dosiahnutie konsenzu v sieti.
Zamerajme sa najprv na sieťovú architektúru.
Distribuovaná sieť sa rozprestiera na veľkej ploche a existuje viacero uzlov na spracovanie a ukladanie údajov. Toto rozdelenie zvyšuje efektívnosť, spoľahlivosť, dostupnosť, integritu a bezpečnosť.
Na nasledujúcom obrázku je znázornená distribuovaná sieť. V každom uzle, ktorý prevádzkuje jednotlivec, beží sieťový klient nevyhnutný na vzájomnú komunikáciu. V sieti má každý uzol rovnaký výkon. V kontexte decentralizácie by sme mohli tvrdiť, že v sieti je 8 entít s rovnakým postavením.
Uzly spolupracujú pri šírení a overovaní transakcií. Môžu vykonávať mnoho ďalších úloh. Každý používateľ môže komunikovať priamo medzi sebou, pričom využíva komunikačný model peer-to-peer.
Distribuované siete môžu byť decentralizované (bez centrálnej autority) alebo centrálne riadené.
Na nasledujúcom obrázku môžete vidieť rovnakú distribuovanú sieť ako predtým s 8 uzlami. Rozdiel je v tom, že všetky uzly sú riadené jedinou entitou, Alicou (červené šípky znázorňujú kontrolu nad uzlami). Sieť môže mať veľmi podobné vlastnosti z hľadiska efektívnosti, dostupnosti údajov a robustnosti, ale je centralizovaná, čo ovplyvňuje integritu údajov, bezpečnosť atď.
Alica sa môže rozhodnúť vypnúť všetky uzly, čím vypne celú sieť. Môže tiež meniť údaje, pretože nad nimi má výhradnú kontrolu.
V decentralizovanej sieti chýba centrálna autorita. Základom decentralizácie je konsenzus siete, t. j. pravidlá, ktoré uzly používajú na dosiahnutie dohody o zmene stavu účtovnej knihy v pravidelných intervaloch. Sieť neovláda žiadna jednotlivá entita, čím sa zabezpečuje jej demokratické fungovanie. Každý sa môže do siete slobodne pripojiť alebo ju opustiť.
Namiesto jedného centrálneho orgánu rozhoduje o sieti skupina subjektov, ktoré si medzi sebou delia moc. Decentralizovaná sieť si vyžaduje ochranu proti útokom Sybil, o ktorých budeme hovoriť neskôr. Rozdelenie moci musí byť založené na vlastníctve drahého zdroja. V prípade sietí PoW, ako je Bitcoin, je to kombinácia hardvéru ASIC a elektrickej energie, zatiaľ čo v prípade sietí PoS, ako je Cardano alebo Ethereum, sú to mince ADA, resp.
To vytvára nerovnováhu systému, keďže entity sa zvyčajne líšia. Tí, ktorí majú väčšie bohatstvo a sú schopní získať viac drahých zdrojov, majú v decentralizovanej sieti silnejšie postavenie.
Na obrázku nižšie je znázornená distribuovaná sieť, ktorej decentralizácia je určená počtom mincí PoS v držbe každého jednotlivca.
Mohlo by sa zdať rozporuplné, že subjekty vlastniace cenné zdroje môžu ovládať distribuovanú sieť bez toho, aby prevádzkovali uzol. V mnohých sieťach môžu títo vlastníci zdrojov delegovať svoje zdroje, a tak zvýšiť moc iného uzla.
Na rozdiel od všeobecného presvedčenia sa decentralizácia nemeria počtom uzlov v distribuovanej sieti. Namiesto toho ju určuje rozdelenie a správa drahého zdroja medzi jeho držiteľov, napríklad ich voľba delegovania. V distribuovanej sieti majú určité uzly väčší význam a disponujú privilégiom generovať nové bloky.
Termín “distribuovaný” sa vzťahuje na geografické rozloženie uzlov s cieľom zlepšiť efektívnosť, dostupnosť a spoľahlivosť. Hoci by mal mať každý možnosť prispievať do siete svojím uzlom, výrazne to nezvyšuje decentralizáciu siete. Pojem “decentralizovaný” sa zameriava na absenciu kontroly, čo si vyžaduje rozdelenie rozhodovacej právomoci. Decentralizácia nie je určená vlastníctvom uzla, ale skôr vlastníctvom drahého zdroja.
Útok sybila
Siete blockchain sú otvorené, čo umožňuje komukoľvek prevádzkovať viacero uzlov. Nie sú však zo svojej podstaty odolné voči útokom Sybil. Aby im decentralizácia odolala, musí byť založená na vlastníctve vzácneho/drahého zdroja, čo predstavuje riziko straty bohatstva. Tým sa zabezpečí angažovanosť a čestnosť vlastníkov zdrojov.
K Sybilovmu útoku dochádza vtedy, keď subjekt vytvorí viacero falošných identít, aby získal kontrolu nad sieťou. Cieľom útočníka je ovplyvniť rozhodnutia, manipulovať s údajmi alebo narušiť sieť. Decentralizácia by nemala byť založená len na schopnosti prevádzkovať uzly, pretože jeden subjekt môže lacno prevádzkovať mnoho uzlov.
Uvažujme o sieti, v ktorej má každý pripojený uzol právo vyrobiť nový blok a získať odmenu. Na zvýšenie šancí na odmenu možno spustiť viacero klientov. To by mohli využiť útočníci typu Sybil, ktorí by prevádzkovali viacero uzlov s nízkymi nákladmi, aby získali nespravodlivú výhodu oproti čestným účastníkom. Na obrázku nižšie je znázornený scenár, v ktorom Sybil útočník prevádzkuje päť uzlov. Ak má jeden subjekt väčšinovú kontrolu nad výrobou alebo správou blokov, sieť je centralizovaná.
Vlastnosti distribuovanej siete nemajú významný vplyv na decentralizáciu. Uzly síce chránia údaje a overujú transakcie, ale ak prevádzkovateľ nevlastní drahý zdroj, nemôžu sa priamo podieľať na konsenze alebo správe.
Väčšina uzlov je len konzumentmi dát, väčšinou konzumentmi nových blokov. Bez vlastníctva drahého zdroja sa nemôžu podieľať na produkcii dát (blokov).
Produkciu blokov riadia tí, ktorí vlastnia drahý zdroj. Oni určujú uzly, ktoré budú produkovať nové bloky. Táto konštrukcia chráni pred útokmi Sybil.
Na obrázku je znázornené, že určité množstvo drahého zdroja vlastnia len Alice, Bob, Carol a Dave. Bob má najviac, zatiaľ čo Dave najmenej. V dôsledku toho môžu títo štyria vyrábať nové bloky. Eva, Frank, Grace a Heidi, ktorým tento zdroj chýba, majú uzly, ktoré nové bloky iba spotrebúvajú. Všimnite si, že v tejto sieti nie je možné vykonať útok Sybyl. Pozícia útočníka Sybyla by bola rovnaká ako pozícia Evy, t. j. jeho uzol by bol len pasívnym konzumentom nových blokov.
Na útok na túto sieť by bolo potrebné získať drahý zdroj. Mohol by to urobiť priamo jeho kúpou, čím by riskoval svoje bohatstvo. Prípadne by ho mohol získať nepriamo podvodným spôsobom, napríklad krádežou mincí PoS alebo získaním kontroly nad hash rate veľkej ťažobnej spoločnosti. Tieto nepriame metódy sú však zvyčajne zložitejšie.
Kontrola nad decentralizovanou sieťou
V sieti kontrola závisí od vlastníkov drahých zdrojov, nie od prevádzkovateľov uzlov. Zdroj môže vlastniť obrovské množstvo ľudí, avšak pre výrobu blokov je rozhodujúcich len niekoľko uzlov v distribuovanej sieti. Takže napriek tomu, že sieť má tisíce uzlov, len niekoľko vybraných sa aktívne podieľa na konsenze siete, zatiaľ čo zvyšok sú pasívni konzumenti dát.
Ak sa náhle stane nedostupným pasívny uzol, alebo dokonca všetky pasívne uzly, nebude to mať takmer žiadny vplyv na konsenzus siete. Opak však nie je pravdou. Ak sa polovica aktívnych uzlov stane náhle nedostupnou, sieť nemusí byť schopná dosiahnuť konsenzus siete.
Z hľadiska decentralizácie sú dôležití vlastníci zdrojov a ich rozhodnutia o tom, ktoré uzly sa stanú pre sieť životne dôležitými. Vlastníci zdrojov môžu svoje zdroje použiť na výrobu blokov, ale to si zvyčajne vyžaduje značné množstvo. Častejšie delegujú zdroj na iný subjekt, ktorý prevádzkuje uzol aktívne sa podieľajúci na konsenze siete, t. j. produkujúci bloky.
Na obrázku je znázornená decentralizovaná sieť. Bloky produkujú len uzly Alice, Bob, Carol a Dave. Bob a Carol vlastnia malú časť drahého zdroja. Všetci ostatní sú aktívnymi účastníkmi konsenzu. Títo delegujú zdroj jednému z operátorov, ktorý prevádzkuje uzol produkujúci bloky (modré šípky znázorňujú delegovanie zdroja). Všimnite si, že spomedzi všetkých delegátov iba Olivia, Rupert a Wendy prevádzkujú svoj pasívny uzol (ktorý iba spotrebúva nové bloky).
Drahým zdrojom môže byť ADA pre Cardano alebo hash rate pre Bitcoin. V prípade Bitcoinu by ste namiesto mincí našli ASIC miner a zdroj elektrickej energie. Bitcoin a Cardano fungujú v zásade podobným spôsobom.
Takto vyzerá decentralizácia typickej blockchainovej siete. Zhrňme si to. Na decentralizácii sa podieľa 16 subjektov, ale len 14 z nich vlastní drahý zdroj. Alica a Dave prevádzkujú uzly produkujúce bloky, ale nevlastnia drahý zdroj. V distribuovanej sieti je 7 uzlov, ale len 4 z nich produkujú bloky. Tri uzly len spotrebúvajú nové bloky. V skutočnosti by sa množstvá a pomery medzi jednotlivými účastníkmi líšili.
Siete majú často viac delegátov ako uzlov produkujúcich bloky. Niektoré siete, ako napríklad Bitcoin, majú obrovské množstvo uzlov, ale len malá časť z nich aktívne produkuje bloky (Bitcoin má zhruba len 20 uzlov, z ktorých 2 sú dominantné). Naopak, v sieťach ako Cardano sa na produkcii blokov podieľa väčšina uzlov. Cardano má tisíce bazénov. Existujú prevádzkovatelia staking poolov, ktorí prevádzkujú viacero poolov.
Governance
Aby sme plne pochopili zložitosť decentralizácie, musíme zvážiť úlohu tímu. Doteraz sme diskutovali o kontrole produkcie blokov, ktorá spočíva na delegátoroch (stakeroch alebo baníkoch) a uzloch produkujúcich bloky. Aktívni účastníci sa pravidelne dohodnú na zmenách stavu účtovnej knihy, predovšetkým prostredníctvom pridávania nových blokov, na základe pravidiel definovaných klientom.
Je dôležité vedieť, kto tieto pravidlá kontroluje. Zvyčajne je to tím, ktorý spustil blockchain. Zvyčajne je to ten istý tím, ktorý ako prvý zverejnil klienta.
Na obrázku je znázornený scenár, v ktorom jeden tím vydal tri verzie klienta. Prevádzkovatelia si môžu slobodne vybrať, ktorú verziu klienta nainštalujú na svoj uzol, čím určia, ktoré pravidlá protokolu prijmú a ktoré sa budú prevažne presadzovať v celej distribuovanej sieti.
V decentralizovanej sieti má tím len obmedzenú kontrolu nad pravidlami. Všetky verzie klienta (prípadne aj alternatívne verzie) sú verejne dostupné. Tím nemá (nemal by mať) kontrolu nad tým, ktorú verziu klienta si prevádzkovatelia nainštalujú na svoje uzly.
Jedným z rozšírených mýtov je, že keď má tím viditeľného vedúceho, môže meniť pravidlá siete alebo dokonca sieť vypnúť. Bez vlastníctva potrebného množstva zdrojov však nie je možné meniť kľúčové vlastnosti protokolu, ako je napríklad menová politika.
Pri absencii sporov medzi tímom, komunitou a prevádzkovateľmi uzlov je tendencia inštalovať najnovšiu verziu klienta. Táto verzia by mala zachovať kľúčové pravidlá bez zmien a zavádzať len drobné zmeny (opravy chýb, malé vylepšenia) alebo aktualizácie, s ktorými väčšina súhlasí.
V prípade sporov o pravidlá majú najväčší vplyv vlastníci cenného zdroja.
Vlastníci zdrojov delegujú svoje zdroje na prevádzkovateľov uzlov, ktorí sú zodpovední za výber verzie, ktorá sa má nainštalovať. Ak delegujúci nesúhlasia s výberom verzie prevádzkovateľa, majú možnosť delegovať svoje zdroje inde. Prevádzkovatelia preto musia starostlivo zvážiť výber verzie, pričom musia mať na pamäti preferencie svojich delegátov.
Obrázok znázorňuje scenár, v ktorom dva tímy, Alpha a Omega, vydávajú klienta, každý s odlišnými a nekompatibilnými pravidlami protokolu. Traja operátori, ktorí prevádzkujú uzol produkujúci bloky, sa rozhodnú pre verziu Alpha, zatiaľ čo ďalší traja si vyberú verziu Omega. Vlastníci zdrojov určia pravidlá, ktoré sa majú presadzovať. V tomto konkrétnom prípade väčšina drahých zdrojov volí verziu Omega.
Vo väčšine existujúcich sietí má zvyčajne prevahu jeden klient. Je nezvyčajné, aby niekoľko tímov vyvinulo alternatívnu verziu klienta, a keď sa tak stane, táto verzia často predstavuje menšinu. Je to zrejmé v prípade Etherea.
Spory zvyčajne vznikajú kvôli rôznym verziám vytvoreným tým istým tímom. Frakcia v rámci tímu môže vytvoriť fork zdrojového kódu a upraviť pravidlá, čím sa stanú nekompatibilnými s pôvodnou verziou. Táto nová verzia sa môže presadiť, ale vyžaduje si podporu vlastníkov drahého zdroja. Aby nová verzia zvíťazila, musí ju podporiť väčšina drahých zdrojov.
Rovnako ako pri výrobe blokov, aj v sieti vládnu vlastníci drahých zdrojov. To je v súvislosti so Sybilovými útokmi kľúčové. Ak by o prijatí novej verzie rozhodoval počet uzlov, na ktorých beží určitá verzia klienta, Sybilov útočník, schopný lacno prideliť množstvo IP adries, by mohol potenciálne diktovať pravidlá siete. Správa potrebuje ochranu proti Sybilovým útokom. Čestné správanie musí byť vynútené potenciálnou stratou vlastného majetku.
Záver
Decentralizácia do značnej miery závisí od distribúcie drahého zdroja. Iba tí, ktorí delegujú, môžu ovplyvniť počet životaschopných uzlov (poolov) produkujúcich bloky v sieti. Ak chcete skúmať decentralizáciu, skúmajte predovšetkým počet jednotlivcov vlastniacich zdroj, prevahu veľrýb medzi nimi a ich správu zdrojov. Dôležité je najmä to, koľkým bazénom je zdroj delegovaný. Niektoré z poolov môžu mať dominantné postavenie, čo je nežiaduci jav.
Množstvo pasívnych uzlov v sieti nie je pre decentralizáciu také rozhodujúce ako počet uzlov produkujúcich bloky. Distribúcia drahých zdrojov je dôležitá aj pre správu, t. j. dodržiavanie pravidiel, na ktorých sa dohodla väčšina držiteľov zdrojov. O chode siete nerozhoduje tím alebo generálny riaditeľ, ale predovšetkým vlastníci zdrojov. Dostupnosť viacerých alternatívnych klientov je výhodná, hoci zatiaľ nie je pravidlom.
Pôvodný článok: Understanding Decentralization | Cardano Explorer (cexplorer.io)
1 post - 1 participant