合作伙伴对于这个生态系统来说至关重要,这也是为什么来自 ConsenSys 的 James Beck 写的这篇文章如此关键。他创建了一个框架来评判以太坊的扩展解决方案,下面这篇文章中,他深入解析了 SKALE 网络。

基于以太坊用户角度解析 SKALE 网络

作者 James Beck,2021 年 9 月 16 日

第二层 (Layer 2)网络、侧链和其他扩展技术旨在大幅降低以太坊的交易成本和用时。此前,我们基于四个简单问题提出了一个框架,来帮助以太坊用户评判所有延续了第一层 (Layer 1) 以太坊安全性的扩展解决方案:1. 由谁运行? 2.数据质量如何? 3. 堆栈情况如何?4.如何应对最坏情况?在这篇博文中,我们将这个框架应用至 SKALE 网络。

由谁运行?

以太坊主网的矿工节点通过提供创建新区块的定量算力证明来移动或“运营”网络。第二层解决方案在其网络上需要一个扮演类似角色的“运行者”,相当于以太坊主网的矿工,来推动第二层网络不断运转。但不同之处在于:比如,除了像矿工一样处理、授权交易外,第二层的运行者还可帮助用户进入并退出第二层网络。

  • SKALE 网络运行的必备要素是什么?

SKALE 是以太坊原生多链网络。它是以太坊原生的,因其大部分网络都运行在以太坊上。另一个原因是,它以缴费的方式向以太坊提供价值,而不是只从以太坊吸取价值的寄生链。此外,它是一个“声明链”,并伴随以太坊的停止运行而停止。最后,它是一个去中心化的、开放的、由社区运行的区块链网络,由一组不断扩展的、大小不一的 SKALE 链组成,通过从一个大型共享验证池中随机选择并频繁更换节点集来操作和维护这些 SKALE 链。

运行验证节点的组织被称为验证器运行者。为了将节点集成到 SKALE 主网上,运行者必须满足经济性和技术性等网络节点基准。这些要求是通过去中心化的链上机制来实施的。该节点的经济要求是满足最小权益要求(Minimum Stake Requirement,简称“MSR”),该要求可以由验证器运行者或持有 SKL 通证的任何个人/实体/组织提交至验证器地址。这意味着在节点处于兼容状态时,必须在任何时候保证一个最低量的 SKL。目前有一个临时的手动步骤,5 个独特实体在以太坊主网上使用联合签名合同来授权新节点的设立。这是一个短期措施,并将在不久后失效。

根据设计,MSR 从高点随着时间推移到一个非常低的点,以促进网络的发展。目前,MSR 被设定为 20,000,000 SKL 通证。在 2021 年晚些时候,将出台一个降至10,000,000 个通证的提案,并将通过链上投票最终确定。未来,预计会有进一步的提议,继续将 MSR 减半,以促进网络增长。SKALE 链的弹性价格曲线也促进了网络增长,当网络过载时,价格会增加,吸引更多节点加入网络。

对验证器运行者的技术要求包括满足节点的所有技术规格,包括满足或超过 SLA 阈值。SKALE 采用 SLA 机制来衡量性能、延迟和机器上的物理组件,如内存以及连接长度/速度。不符合硬件和网络连接必要要求并表现出次优性能的节点将不能获得与高性能节点相同的奖励。

  • 他们如何成为 SKALE 网络中的运行者?要遵守哪些规则?

最重要的是,节点须以诚实和有性能的方式运行。严厉的链上惩罚鼓励诚实的行为,处罚那些不诚实或串通的节点。此外,节点须满足前述问题中列出的要求。他们必须满足 MSR、ETH 余额、最低硬件要求的规则,并符合网络性能指标,如延迟和正常运行时间。运行者还须运行正确版本的 SKALE 软件,否则他们将被自动置于维护模式,直到节点符合要求。

SKALE 网络提供验证器运行者测试网 (testnet) 的功能,同时设立了运行团队,他们与 SKALE 大使和整个社区一起协助验证器运行者。

  • SKALE 用户须对运行者做出哪些信任假设?

简而言之,用户相信少于 2/3 的节点是恶意节点。如果少于 2/3 的节点是恶意的,那么链上的钱或资产就不会被盗。如果有多于 1/3 但少于 2/3 的恶意节点,那么活跃度就会受到影响。在这种情况下,网络会对所有节点上的数据进行一致的快照备份。恶意节点将受到惩罚,并通过以太坊主网上的智能合约(称为“SKALE Manager”)自动从链上删除。然后,SKALE Manager 合约将通过分配新的节点资源对链进行"自我修复 ",然后启动恢复并赶上协议进程,并根据最后的快照将新链与当前的链同步。

此外,网络中还设立了一项安全措施用于防止串通和贿赂攻击。每个节点都运行容器化软件,这使得它可以同时被放置在许多不同的链上。这为网络提供了更大的资源配置能力,同时也有助于保障池中各条链的安全。如果某条链上的某个节点是恶意节点,它就会受到全面惩罚,这为它运行于的所有链增添了额外的安全性。熵或节点分配也很关键。一个糟糕的验证器运行者会试图将他们的节点尽可能多地放在一条链上,使串通工作变得更为容易。在这种情况下,以太坊网络通过随机分配节点到链上,然后间歇性地轮换,保障了安全性。网络使用了一个随机数生成器,即 BLS Randao mashup,它要求网络中的每个节点创建一个随机数。然后使用阈值加密,将总数传递给以太坊主网,然后选择节点容器进行链式分配。

总之,SKALE 共识是一种无领导的异步拜占庭容错 (BFT) 共识,使用 BLS 阈值加密来签署区块。这种共识算法的内在假设是,⅔ 的节点运行者不是恶意的。如果大于 ⅓ 的运行者是恶意的,他们可以暂停链。如果大于 ⅔ 的运行者是恶意的,他们可以重写账本以窃取资金并创造一个“虚假真相”。

每个节点都必须满足 MSR 要求。这是在网络中的 "权益"。如果节点是恶意的,他们将受到惩罚。SKALE 网络中设计了网络监控机制,以识别不履行职责和/或恶意的节点,通过减少奖励来解决不履行职责的相关问题。被确定为恶意的问题则将通过治理结构来解决,也可以通过削减、删除节点和其他假定措施来解决。

  • 运行者负责什么?他们有什么权力?

验证器运行者负责为网络提供服务器,运行正确版本的 SKALE 软件,确保满足权益要求,并保持适当的 SLA。

一旦节点被分配至验证器组,它们就会执行智能合约并验证区块。它们具有权力,但由于 SKALE 与以太坊的独特整合和安全模型,串通的难度很大,且成本很高。

  • 成为 SKALE 节点的运行者的动机有哪些?

如果 SKALE 验证器能安全有效地运行 SKL 节点,就能获得 SKL 赏金代币。这些奖励是通过以太坊网络的智能合约在链上发放的。SKL 赏金由每月的通货膨胀额以及从网络上租用 SKALE 链的 dapps(去中心化应用)费用组成。赏金池通过以太坊网络上的一个链上机制进行划分,根据验证器输入到以太坊网络的费用设置,自动奖励权益者和验证器运行者。

权益证明 (Proof of Stake) 网络将是区块链技术的未来。这种说法是合乎逻辑的,因为它们在可扩展性、流量、结算时间、矿工费和能源有关问题上做出了重大进展。然而,正确的网络设计远不只权益证明模型,还包括验证器组的结构和安排、节点运行、共识模型、安全模式、链间信息传递和桥接方法等等。

SKALE 网络是一个以太坊原生的多链权益证明网络,它在运行中使用并继承了以太坊主网的重要安全属性。若没有以太坊,SKALE 将无法运行。此外,使用 SKALE 需要持续向以太坊支付矿工费,才能实现将节点分配到链上、质押、削减、代币转移以及 SKALE 和以太坊之间的桥接等功能。SKALE 使用创新的共享池方法,结合容器化和虚拟化的子节点架构,保障了安全性,同时也优化了节点效率、链的性能和网络经济性。

SKALE 网络旨在随着 Web3 的增长而扩展,并为验证器运行 SKALE 节点提供巨大的投资回报。

在此处阅读更多:https://skale.network/blog/validator-economics/

其他 SKALE 验证器资源包括:

验证器运行者常见问题 – https://skale.network/blog/the-skale-network-validator-faq/

赏金和工作流程 – https://skale.network/blog/network-bounties-and-delegation-workflow/

数据质量如何?

根据定义,第二层技术须在第一层(以太坊主网)上创建增量数据检查点。那么,我们关注的是这些定期的第一层检查点之间的间隔时间。具体来说,远离第一层的安全庇护时,第二层数据是如何生成、存储和管理的?我们最关心的是这些问题,因为这时用户最为远离公共主网的不可靠安全风险。

  • SKALE 的锁定条件是什么?

SKALE 链上的资产在 SKALE 链和以太坊主网之间是流动的。SKALE 具有资本效率,能为终端用户提供更好的用户体验。资金可以在 18 秒内从 SKALE 转移到以太坊。

然而,可以使用 "回滚 "机制来保护链上用户。SKALE 链主可通过 Ethereum Bridge 合约限制提款数量。例如,他们可以将提款限制在 Y 时间段内总价值的 X%。如果恶意验证器组织攻击,他们只能在给定的时间段内从 SKALE 链中提取 X 量。例如 - DeFi 协议,可以限制每 10 分钟流出不超过 TVL 的 5%。

触发这个智能合约将启动一个去中心化的治理机制,链将被自动暂停。为重新启动链并惩罚不良行为者,两个特殊安全密钥的组合可使链回到最后的准确快照状态。由一组不同社区成员在多重签名智能合约下持有的特殊安全密钥触发了首个密钥。这个密钥与链主(在大多数情况下也是一个多重签名装置)持有的特殊安全密钥相结合,将触发重置。这限制了终端用户在最坏情况下的风险,同时保持了去中心化结构。

此外,零知识(Zero-Knowledge,简称“ZK”)卷叠技术将成为 SKALE 链应用运营商的一个综合选项。SKALE 是一个开放的框架,ZK 运营商可以将他们的服务和软件出售给 SKALE 链的应用开发者,并运行 ZK 技术。SKALE 社区并不反对这种技术,并欢迎这些 ZK 企业在 SKALE 链上以去中心化的方式运行其服务。

  • 这些资金多久可以在 SKALE 上使用?

一旦交易在以太坊上被挖出,桥接器就会将相关信息发送到 SKALE 链上(入站交易需要在以太坊上通过 10 个区块确认,所有出站交易均由控制 SKALE 链的 dapp 设定)。具体来说,SKALE 链中的每个节点(16 个节点)独立监控以太坊的存款交易。一旦有至少 2/3 的节点确认该交易被挖掘并获得区块确认,该交易即被确认挖掘。这在以太坊方面需要几分钟的执行时间,但在 SKALE 方面只需要约 4 秒的确认时间。

SKALE 是否为没有锁定第一层的用户提供进入支持(即在用户直接进入 SKALE 的情况下,如果用户希望退出到 Ethereum 主网)?

是的,SKALE 链上可直接铸币。流动性供应商和法币服务可直接与 SKALE 建立连接。

此外,可直接在 SKALE 上制作 NFT,在那里可将其烧掉并转移至主网。

  • 用户如何对一个无效的 SKALE 交易提出异议?证明一个有效的 SKALE 交易?

争议将直接交付给运行 SKALE 链的链主或 DAO(分布式自治组织)。这些争议可使用 "回滚 "机制来解决,方法是启动链主的安全多重认证和 DAO 网络持有的多重签名。可以回滚到链主和 DAO 网络治理机制所同意的最近准确快照状态。\

  • 一旦 SKALE 用户希望退出,锁定的第一层资金(加上或减去任何第二层收益或损失)多长时间可以回到第一层?

18 秒是目前的衡量标准。在 SKALE 上退出交易时间以秒为单位,然后退出信息被传送到以太坊。一旦在以太坊上被挖掘,资金就可以使用。

  • 你们是否认为第一层有流动性供应商愿意向退出 SKALE 的用户提供可立即赎回的第一层资金?

有许多流动性供应商正在建立 SKALE 插件以简化资产转移过程。我们的目标是尽可能让用户得到精简的体验。

堆栈情况如何?

比较堆栈对于强调第二层与以太坊主网相比有没有变化很重要。

  • SKALE 的堆栈与以太坊主网的堆栈有多少相同之处?

SKALE 运行一个客户端(skale-d),该客户端是从以太坊的 Aleth(cpp-ethereum)分叉出来的。EVM、RLP 和大多数 RPC 调用都没有变化。一般来说,在以太坊上运行的合约在 SKALE 上也能运行。

  • SKALE 与以太坊主网堆栈有什么不同,这带来了什么风险/回报?

SKALE 实现了高速的免矿工费交易,更大的计算区块规模,以及直接在链上存储文件的功能。其安全属性是不同的,因为在任何时候都只有 16 个验证器运行者在运行你的链。然而,这 16 个运行者属于一个更大的安全池,而这个安全池在整个网络中运行。

应对最坏情况

SKALE 系统如何应对:

  • 用户的大规模退出?
  • 网桥中的退出交易是有速率限制的,以防止无序的退出。
  • 退出速率可由链主修改,详见 "回滚 "机制,即如果超过 X% 的代币在 Y 秒内离开链,链将暂停。
  • SKALE 的参与者试图利用 SKALE 共识。例如,通过形成一个卡特尔联盟?

SKALE 是一个区块链,其假定少于 2/3 的验证器运行者是恶意的。如果超过 2/3 的运行者是恶意的,那么系统就会丢失。SKALE 通过随机分配节点、轮换已在链上的运行者来减少这种情况,并且通过大量的权益奖励来激励良好的行为。

说到底,区块链其实就是用数学和计算机科学来协调人类行为。比特币是安全的,因为人们宁愿赚钱也不愿意失去钱。SKALE 依靠的是验证器之间激励协调的类似特性。

此外,运行 SKALE 网络的验证器运行者是 Eth 2 的主要运行者,也是 Solana、Avalanche、Near 等其他所有主要链的运行者。80% 的权益证明网络是由不到 20% 的验证器运行的。如果这些验证器故意勾结并建立一个卡特尔联盟,妄图从最终用户处偷钱,他们不仅会失去在 SKALE 链上的所有业务,而且会失去每个网络。此外,他们中的大多数都是众所周知的实体企业,会向委托人宣传他们的业务,并将他们的链上 ID 与他们的品牌联系起来。他们将不仅仅失去声誉,而且在某些司法管辖区可能会受到法律和刑事处罚。总体来说,这些实体串通起来偷钱的可能性比 6 个主要以太坊矿池串通的可能性还要小,而后者可能在任一秒钟都会发生。

  • 在系统的一个关键部分发现了一个错误或漏洞?

SKALE Manager 合约协调整个网络,控制委托流和通证状态,并已在 3 个独立的实例中被审计(由 ConsenSys Diligence 和 Quantstamp 执行)。Manager 合约也是可以升级的。

对于 SKALE-以太坊桥(IMA),合约也可升级且已被审计了两次。如果有人在一个关键的安全问题上做文章,核杀功能可让链主和第二方摧毁桥梁,并允许用户从 IMA 以太坊存款箱提取资金。

SKALE 也有一个活跃的漏洞赏金计划,该计划已运行了一年多,截至目前还未发现关键漏洞。

原文 - https://consensys.net/blog/blockchain-explained/analyzing-skale-chains-for-an-ethereum-user/