Nghiên cứu mới của a16z crypto đặc trưng hóa chính xác khả năng phục hồi an toàn và hoạt động của blockchain, giới thiệu các mô hình cho thấy hệ thống có thể duy trì bảo mật ngay cả khi đối thủ kiểm soát một tỷ lệ lớn các trình xác thực, đặc biệt với giao tiếp máy khách đáng tin cậy.
Tóm tắt điều hành
a16z crypto, hợp tác với Common Prefix và Đại học Stanford, đã công bố nghiên cứu nền tảng hệ thống hóa các mô hình cho đồng thuận Byzantine Fault Tolerant (BFT) State Machine Replication (SMR) trong mạng blockchain. Bài báo đặc trưng hóa kỹ lưỡng khả năng phục hồi an toàn và hoạt động có thể đạt được trên 16 mô hình riêng biệt, cung cấp một khuôn khổ để hiểu cách blockchain có thể duy trì bảo mật ngay cả khi một phần đáng kể các trình xác thực bị đối thủ kiểm soát. Một phát hiện quan trọng nhấn mạnh rằng các hệ thống có thể duy trì an toàn khi các máy khách có thể giao tiếp đáng tin cậy, có khả năng thách thức các khái niệm truyền thống về ngưỡng dễ bị tổn thương như cuộc tấn công 51%.
Chi tiết sự kiện
Nghiên cứu giải quyết một câu hỏi trung tâm trong bảo mật blockchain: "tỷ lệ phần trăm trình xác thực mà đối thủ có thể kiểm soát trong khi blockchain vẫn an toàn và hoạt động?" Câu hỏi này xem xét các ngưỡng từ 33% (ngăn chặn tính cuối cùng) đến 51% (kiểm duyệt giao dịch) và thậm chí là 99% mà Vitalik Buterin đã suy đoán. Bài báo hệ thống hóa các mô hình đồng thuận trên bốn chiều quan trọng: hành vi máy khách (ngủ hoặc luôn bật), giao tiếp máy khách (im lặng hoặc giao tiếp), trạng thái trình xác thực (ngủ hoặc luôn bật) và điều kiện mạng (đồng bộ hoặc bán đồng bộ).
Một cái nhìn sâu sắc quan trọng là các hệ thống có thể đạt được khả năng phục hồi cao khi các máy khách có thể giao tiếp đáng tin cậy với nhau, thường thông qua mạng ngang hàng kiểu tin đồn. Các giao thức như GossipSub, được sử dụng trong Filecoin và Ethereum 2.0, minh họa khả năng này, cho phép các hệ thống duy trì an toàn ngay cả khi đối thủ kiểm soát gần như tất cả các tài nguyên quan trọng về bảo mật của blockchain. Nghiên cứu cung cấp một đặc trưng chặt chẽ về khả năng phục hồi an toàn và khả năng phục hồi hoạt động, xác định phần trăm tối đa các trình xác thực đối thủ mà một giao thức có thể chịu đựng trong khi đảm bảo các thuộc tính này. Điều này bao gồm việc thống nhất các kiến thức dân gian hiện có và các kết quả trước đây đồng thời lấp đầy khoảng trống trong tài liệu bằng các giao thức mới và định lý bất khả thi. Khái niệm mô hình ngủ, như được giới thiệu bởi Pass và Shi và mở rộng bởi giao thức Snow White của Daian et al., tiếp tục khám phá các kịch bản trong đó các trình xác thực chuyển đổi động giữa trạng thái hoạt động và không hoạt động, duy trì đồng thuận ngay cả với sự tham gia dao động.
Tác động thị trường
Nghiên cứu này có những tác động dài hạn đáng kể đối với thiết kế và đánh giá bảo mật của các giao thức blockchain. Bằng cách cung cấp một khuôn khổ chính xác và toàn diện để hiểu về khả năng phục hồi, nó có thể dẫn đến việc phát triển các kiến trúc blockchain mạnh mẽ và an toàn hơn. Khả năng đặc trưng hóa toán học an toàn và hoạt động trong các điều kiện đối thủ khác nhau sẽ cho phép các nhà phát triển và kiểm toán viên đánh giá chính xác hơn các đảm bảo bảo mật của các blockchain hiện có và trong tương lai, có khả năng ảnh hưởng đến độ tin cậy được nhận thức của chúng và thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi hơn. Các phát hiện thách thức các diễn giải đơn giản về kiểm soát của đối thủ, khuyến khích một cách tiếp cận tinh tế đối với thiết kế bảo mật coi giao tiếp máy khách và các thuộc tính mạng là các yếu tố quan trọng.
Bình luận của chuyên gia
Các phát hiện từ Joachim Neu, Srivatsan Sridhar, Ertem Nusret Tas, Dionysis Zindros và David Tse nhấn mạnh rằng mức độ khả năng phục hồi mà một blockchain có thể đạt được phụ thuộc rất nhiều vào cách các máy khách của nó được mô hình hóa. Nghiên cứu chứng minh rõ ràng rằng "khi các máy khách trong một hệ thống blockchain có thể giao tiếp đáng tin cậy... thì hệ thống có thể duy trì an toàn ngay cả khi đối thủ kiểm soát gần như tất cả các tài nguyên quan trọng về bảo mật của blockchain." Thông tin chi tiết này rất quan trọng để nâng cao hiểu biết lý thuyết và triển khai thực tế về bảo mật blockchain.
Bối cảnh rộng hơn
Nghiên cứu này đóng góp vào nỗ lực rộng lớn hơn nhằm tăng cường các giao thức bảo mật blockchain và cải thiện khả năng phục hồi của các mạng phân tán chống lại các mối đe dọa khác nhau, bao gồm tấn công chi tiêu kép và tấn công Sybil. Trong bối cảnh Web3, nơi việc cân bằng khả năng mở rộng và khả năng phục hồi vẫn là một thách thức, những tiến bộ cơ bản như vậy là rất quan trọng. Mặc dù không trực tiếp về các công cụ tài chính như trái phiếu chuyển đổi, nhưng đặc tính bảo mật mạnh mẽ trong các điều kiện khắc nghiệt củng cố độ tin cậy của tất cả các giao dịch và ứng dụng tài chính được xây dựng trên các mạng này. Sự nghiêm ngặt về học thuật này bổ sung cho các tiến bộ khác trong kiến trúc bảo mật mô-đun, chẳng hạn như cách tiếp cận restaking và Vaults của Symbiotic, nhằm mục đích tối ưu hóa hiệu quả sử dụng vốn trong khi duy trì bảo mật cao. Cuối cùng, sự hiểu biết sâu sắc hơn về khả năng phục hồi mạng là rất quan trọng để thúc đẩy niềm tin của nhà đầu tư và đảm bảo sự ổn định và chấp nhận lâu dài của các hệ sinh thái tài chính phi tập trung, cùng với quản lý rủi ro mạnh mẽ và khung quản trị hiệu quả.