PAI Projesi İleriye Dönük Hibrit Konsensüs Mekanizması: Teknik Analiz ve Öneriler

İçindekiler

Giriş

PAI Coin, Bitcoin çekirdeğinden çatallanmış, UTXO modeline dayalı bir kripto para birimidir ve çift SHA-256 hash algoritması kullanan İş Kanıtı (PoW) mutabakat mekanizmasını benimsemiştir. Bu, mevcut Bitcoin madencilik altyapısıyla uyumluluğu sağlasa da, Bitcoin'in %51 saldırısına karşı savunmasızlığını da miras almıştır; yani çoğunluk hash gücünü kontrol eden bir varlık çift harcama saldırısı gerçekleştirebilir veya blok zincirini yeniden düzenleyebilir. Bu makale, Decred gibi kripto para birimlerinden ilham alarak, ağ güvenliğini ve merkeziyetsizliği önemli ölçüde artırmak için hibrit İş Kanıtı/Hissenin Kanıtı (PoW/PoS) mutabakat modeline geçiş önermektedir.

1. Pratik Konsensüs Mekanizması

Bu bölüm, bağımsız ve hibrit mutabakat modellerinin temel bir analizini sunmaktadır.

1.1 İş Kanıtı

PoW, madencilerden hesaplama açısından zor bir bulmacayı çözmelerini isteyerek ağ güvenliğini sağlar. Bir bloğun kazılma olasılığı, katkıda bulunulan hesaplama işiyle orantılıdır.

1.1.1 Avantajlar

Sınanmış Güvenlik:Donanım ve enerji gereksinimleri nedeniyle saldırı maliyeti yüksektir.
Merkeziyetsizleştirme:Donanıma sahip herkesin katılımına izin verir.
Basit uygulama:Derin anlayış ve savaş testli.

1.1.2 Saldırı Vektörleri ve Zafiyetler

Çoğunluk Hesaplama Gücü Saldırısı:PAI Coin'un karşı karşıya olduğu temel riskler. %50'den fazla hash gücüne sahip bir saldırgan çift harcama yapabilir ve işlemleri dışlayabilir.
Hash gücü transferi:Madencilerin hash gücünü daha karlı zincirlere kaydırması, PAI Coin'in güvenliğini azaltır.
Sybil saldırısı:Ağ iletişimini bozmak için çok sayıda sahte düğüm oluşturma.
Enerji Verimliliği Düşüklüğü:Yüksek çevresel maliyet.

1.2 Proof of Stake

PoS, doğrulayıcıları seçerken, doğrulayıcının "staking" yaptığı veya teminat olarak kilitlediği kripto para miktarına göre hareket eder.

1.2.1 Avantajlar

Yüksek Enerji Verimliliği:PoW ile karşılaştırıldığında, enerji tüketimi ihmal edilebilir düzeydedir.
Ekonomik Güvenlik:Saldırı maliyeti, yerel token değeri ile bağlantılıdır.
Merkezileşme riskini azaltma:Donanım tabanlı merkezileşme olasılığı düşüktür.

1.2.2 Saldırı Vektörleri ve Zafiyetler

Çıkar İlişkisi Olmayan Saldırı:Doğrulayıcıların çatallanma sırasında birden fazla zinciri doğrulamasının bir maliyeti yoktur ve bu durum fikir birliğine varılmasını engelleyebilir.
Uzun Menzilli Saldırı:Eski özel anahtara sahip bir saldırgan, erken düğümlerden geçmişi yeniden yazabilir.
Servet Merkezileşmesi:"Zenginlerin daha da zenginleşmesi" dinamikleri, doğrulayıcı oligarşisine yol açabilir.

1.3 Hibrit İş İspatı ve Hisse İspatı

Önerilen model, her birinin zayıf yönlerini hafifletmek için iki mekanizmayı birleştirir.

1.3.1 Genel Bakış

Decred gibi hibrit sistemlerde:

PoW MadencileriYeni blok önerisi.
PoS oy verenlerDaha sonra, önerilen bloğun geçerliliği için oylama yapılır. Bir bloğun onaylanıp zincire eklenebilmesi için çoğunluk hisse sahibinin oyunu alması gerekir.

Bu, bir denge ve kontrol sistemi oluşturur; ağa saldırmak hem madencilerin hem de hisse sahiplerinin işbirliğini gerektirir.

1.3.2 Teknik Parametreler

PAI Coin için aşağıdaki temel parametrelerin tanımlanması gerekmektedir:

Stake Gereksinimleri:Oy kullanmak için gereken minimum PAI Coin miktarı.
Bilet Sistemi:Paydaşların token'larını kilitleyerek oy biletleri aldığı mekanizma.
Oy Eşiği:Bir bloğun kabul edilmesi için gereken "evet" oyu yüzdesi.
Blok Ödülü Dağıtımı:PoW madencileri ile PoS oylayıcıları arasında dağıtılan ödül oranı, kalan kısım ise kalkınma fonuna aktarılır.

1.3.3 Saldırı Vektörleri ve Açıklar

Çoğu Saldırı Maliyet Analizi:Saldırgan artık aynı anda %50'den fazla hesaplama gücünü kontrol etmek zorundadır.和Stake edilmiş token arzının %50'sinden fazlası, saldırıyı ekonomik olarak uygulanamaz hale getirir. Maliyet, basit bir toplam değil, çarpan etkisidir.
Nothing at Stake saldırısının hafifletilmesi:Paydaşların token'ları kilitlenir ve kötü niyetli oy kullanmaları durumunda slashing'e uğrar, böylece birden fazla zincirde oy kullanma davranışı caydırılır.
Stake havuzu merkezileşmesi:Hisse sahiplerinin oy haklarını az sayıdaki büyük hisse havuzlarına devretme riski, merkezi düğümler oluşturabilir. Bu, protokol tasarımı ve teşvik mekanizmaları ile yönetilmelidir.

1.3.4 Diğer Avantajlar

Zincir Üstü Yönetişim:Pay sahipleri oylaması, protokol yükseltme kararlarında kullanılabilir.
Daha Sorunsuz Hard Fork:Meşru bir fork, pay sahipleri konsensüsü ile meşruiyet kazanabilir.
Merkeziyetsizliği Artırma:Token sahiplerinin ağ güvenliğinin korunmasına katılmasını sağlamak.

2. İş Kanıtı için Karma Fonksiyon

Karma modellerde PoW korunursa, hash algoritması seçimi kritik öneme sahiptir.

2.1 ASIC Direnci

SHA-256 kullanımında ısrar etmek ASIC madencilerine fayda sağlar ve merkezileşmeye yol açabilir.RandomX或EthashBu tür alternatifler, genel amaçlı CPU'larda verimli çalışmak ve ASIC optimizasyonuna karşı direnç göstermek için tasarlanmış, böylece daha merkeziyetsiz bir madencilik altyapısını teşvik eden bellek yoğun algoritmalardır.

3. Öneriler ve Gelecek Çalışmalar

3.1 Genel Öneriler

Bu makale, PAI projesinin karma PoW/PoS mutabakat mekanizmasını uygulamasını şiddetle önermektedir. Ana hedef, saldırganın hem hash gücünü hem de ekonomik payını aynı anda kontrol etmesini gerektirerek %51 saldırısının maliyetini önemli ölçüde artırmaktır. Decred modeli, kanıtlanmış ve pratik bir plan olarak durmaktadır.

3.2 Gelecek Çalışmalar

Önerilen karma parametreler üzerinde ayrıntılı ekonomik modelleme ve simülasyon yapılması.
PAI Coin cüzdanında sağlam bilet satın alma ve oylama mekanizmaları geliştirmek.
Hibrit konsensüs kodunun güvenlik denetimi, muhtemelen bir bug bounty programı aracılığıyla yapılacak.
Pay sahiplerinin katılımını teşvik etmek için topluluk eğitimi ve teşvik programları başlatmak.

Özgün Analiz ve Uzman Görüşleri

Temel Görüşler

PAI Coin ekibi sadece bir teknik yükseltme önermiyor; stratejik bir dönüşüm gerçekleştirmeye,Güvenliği belirsizlikle sağlamaktandönüştürmeye çalışıyor.Güvenliği ekonomik çıkar uyumuyla sağlamayaMevcut saf PoW modeli bir yüktür - sermayesi güçlü saldırganları, kâr veya sabotaj amacıyla ağı bozmak için hash gücü kiralamaya açıkça davet eder; bu, Eyal ve Sirer'ın "Majority is not Enough: Bitcoin Mining is Vulnerable" gibi çalışmalarında kapsamlı bir şekilde belgelenmiş bir tehdit vektörüdür. Hibrit model, saldırının ekonomisini temelden değiştirerek, donanım silahlanma yarışından, saldırganın aynı anda iki farklı piyasayı kontrol etmek zorunda olduğu karmaşık bir oyun teorisi problemine dönüştürür.

Mantıksal Akış

Bu makale mantıksal açıdan titizdir ve klasik risk azaltma çerçevesini izler: 1) Güvenlik Açıklarını Tanımlama, 2) Alternatifleri Değerlendirme, 3) Kapsamlı çözüm önerisi sunmak, 4) Yeni saldırı yüzeylerini analiz etmekDecred'e atıfta bulunmak uygundur, çünkü bu modelin başarılı ve gerçek dünyada uygulanmış sayılı örneklerinden biri olmaya devam etmekte, yalnızca teorik bir kavram değil, aynı zamanda gerçek bir test alanı sunmaktadır.

Avantajlar ve Dezavantajlar

Avantajlar:Ekonomik analiz, makalenin en güçlü kısmını oluşturuyor. Saldırı maliyetini $C_{saldırı} \approx (51\% hash gücü maliyeti) + (51\% stake edilmiş arz maliyeti)$ olarak nicelendirmek, güvenlik iddialarını somut ve algılanabilir hale getiriyor. Merkeziyetsizliğin sadece düğüm sayısı değil, aynı zamandaHash gücü和Token sahipliğiİkisinin Dağılımı.

Kritik Kusur/Eksiklik:Bu makale, muazzam olanı hafife alıyor.Sosyal ve Yönetişim ZorluklarıHibrit konsensüs uygulamak sadece bir kod çatallanması değil; ağ yönetişimi ve güç dinamiklerinde köklü bir değişimdir. Blokları tek taraflı oluşturmaya alışmış madenciler, gücü pay sahiplerine devredecektir. Kötü yönetilirse, bu, Ethereum'un PoS'a geçişinde görüldüğü gibi tartışmalı bir sert çatallanmaya yol açabilir. Bir pay sahibi benimseme ve teşvik planı eklenmesi ve Messari veya CoinMetrics gibi platformların tokenomics araştırmalarına atıfta bulunulması, bu makaleyi daha ikna edici kılacaktır.

Uygulanabilir İçgörüler

PAI ekibi için:İlk günden itibaren pay sahiplerinin katılımını önceliklendirin.Hiç kimse stake etmezse, hibrit model başarısız olur. Katılımı teşvik etmek için, düşük stake gereksinimi ve yüksek ödülle başlayan aşamalı bir lansman düşünün; bu, Decred'in erken aşamalarına benzer. Yatırımcılar için:Stake katılım oranını izleyin.一个健康的混合链应该有相当大比例（例如>40%）的流通供应量锁定在质押中。低参与率是安全性的危险信号。最后，Decred'i kopyala-yapıştır şablonu olarak görmeyin.PAI'nın kişisel yapay zeka ve veri paylaşımındaki kullanım durumları, stake ödüllerini yapay zeka hizmeti kullanımıyla birleştirmek gibi özelleştirmeler gerektirebilir; bu da sadece finansal spekülasyondan daha sıkı bir fayda döngüsü yaratır.

Teknik Detaylar ve Matematiksel İspatlar

Hibrit modelin güvenliği, çoğunluk saldırılarını ekonomik açıdan mantıksız hale getirmeye bağlıdır. Bu makale, saldırının iki kaynağın da çoğunluğunu kontrol etmesini gerektiren bir maliyet analizini özetlemektedir.

Saldırı Maliyeti Formülü:
$H$ toplam ağ hash gücü, $S$ toplam stake edilmiş token arzı, $P_h$ birim hash gücü fiyatı, $P_c$ her bir token fiyatı olsun.
%51 hash gücü elde etme maliyeti: $C_h = 0.51 \times H \times P_h$.
%51 stake edilmiş arz elde etme maliyeti: $C_s = 0.51 \times S \times P_c$.
Toplam saldırı maliyeti:$C_{total} = C_h + C_s$.
Daha sonra bu maliyet, borsa likiditesi ve blok onay süresi ile sınırlanan çift harcama saldırısının potansiyel getirisi ile karşılaştırılmalıdır. Model, $C_{total}$'ın herhangi bir uygulanabilir getiriden birkaç kat daha hızlı bir şekilde büyüdüğünü göstermektedir.

Blok Kabul Rastgele Modeli:
Önerilen bloğun kabul edilme olasılığı, hem madencilerin hem de oy verenlerin onayının bir fonksiyonu haline gelir. Madenci hash gücü payını $m$, pay sahibi oy payını $v$ olarak modelleyip kabul eşiklerini $T_m$ ve $T_v$ olarak belirlersek, kötü niyetli bir bloğun geçme olasılığı şöyledir:
$P_{malicious} = P(\text{矿工控制} > T_m) \times P(\text{投票者控制} > T_v)$。
Kaynak dağılımının bağımsız olduğu varsayılırsa, bu birleşik olasılık, sistemlerden herhangi birine tek başına yapılacak bir saldırıdan çok daha düşüktür.

Analiz Çerçevesi Örneği

Vaka Çalışması: Hibrit Sistemlerde Merkezileşme Riskinin Değerlendirilmesi

Amaç:Önerilen PAI hibrit ağında tek bir varlığın orantısız etki gücü elde etme riskinin değerlendirilmesi.

Çerçeve adımları:

Veri toplama:Zincir üstü veri toplama:
- Hash gücünün madencilik havuzları arasındaki dağılımı.
- Oylama biletlerinin adresler ve stake havuzları arasındaki dağılımı.
- Örtüşme Analizi: Büyük Madenciler Aynı Zamanda Yüksek Paylara da Sahip mi?
Gösterge Hesaplama:
- Hesaplama Gücü ve Pay DağılımınınGini katsayısı或Herfindahl-Hirschman Endeksi2500'ün üzerindeki bir HHI, yüksek yoğunlaşmayı gösterir.
- Ortak Kontrol Olasılığı:İlk N varlığın iki kaynağın %50'sinden fazlasını komplo ile kontrol etme olasılığını hesaplayın.
Simülasyon:Ajan tabanlı modeller kullanarak, ekonomik teşviklerin zaman içindeki dağılım üzerindeki etkisini simüle edin. Parametreler blok ödülü dağılımını, stake faiz oranını ve token fiyat oynaklığını içerir.
Risk Skoru:Metrikleri, kapsamlı bir "Merkeziyetsizlik Sağlık Skoru"nda birleştirin. Skor düşüşü, protokol parametrelerinin gözden geçirilmesini tetikleyecektir.

Çıktılar:Bu çerçeve, nitel iddiaların ötesine geçerek nicel yönetişim sağlayan, ağ çekirdeğinin güvenlik varsayımlarına yönelik sürekli, veri odaklı izleme sunar.

Gelecekteki Uygulama ve Gelişim Yol Haritası

Karma konsensüsün başarılı bir şekilde uygulanması, PAI projesi için birkaç stratejik yol açmıştır:

Zincir Üstü Yapay Zeka Yönetişimi:Pay sahipleri oylama mekanizması, bireysel Yapay Zeka ekosisteminin kendisinin yönetişimine genişletilebilir. Örneğin, pay sahipleri aşağıdaki konularda oy kullanabilir:
- Yapay Zeka modeli parametrelerinin veya veri gizlilik politikalarının güncellenmesi.
- Topluluk Hazinesi Fonunun yeni AI Dapp geliştirmelerini finanse etmek için tahsisi.
- AI tarafından üretilen içerik veya hizmetlerle ilgili anlaşmazlıkların çözümü.
Stake-As-A-Service Entegrasyonu:Kullanıcıların PAI coin'lerini doğrudan AI uygulaması içinde stake etmelerine olanak tanır. Stake ödülleri, kullanım ücretlerini sübvanse etmek veya gelişmiş AI özelliklerinin kilidini açmak için kullanılabilir; bu da güçlü bir kullanıcı elde tutma aracı haline gelir.
Çapraz Zincir Güvenliği:PAI zinciri güvenli hale geldiğinde, AI/Web3 alanındaki diğer küçük zincirlere kontrol noktası veya nihailik hizmeti sağlayarak pay sahiplerine ek gelir yaratabilir.
Yol haritası aşamaları:
1. Birinci Aşama:Karma test ağında hibrit konsensüsü uygulayın ve test edin, teşvikli katılım sağlayın.
2. İkinci Aşama:Ana ağda hibrit konsensüsü muhafazakar parametrelerle etkinleştirin.
3. Üçüncü Aşama:Pay sahiplerinin oylaması için uzlaşmaz yönetişim tekliflerinin tanıtılması.
4. Dördüncü Aşama:Stake etme ve oylamanın, ObEN'in kişisel AI'sı ve partner Dapp'larına derinlemesine entegrasyonu.

Kaynakça

Nakamoto, S. (2008). Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System.
Buterin, V. (2013). Ethereum White Paper: A Next-Generation Smart Contract and Decentralized Application Platform.
Eyal, I., & Sirer, E. G. (2014). 多数算力不足：比特币挖矿是脆弱的。
Project PAI. (2020). PAI Coin: Technical Overview. ObEN, Inc.
Decred. (2020). Decred Dokümantasyonu: Hibrit Konsensüs. Alındı https://docs.decred.org
Bentov, I., Lee, C., Mizrahi, A., & Rosenfeld, M. (2014). 活动量证明：通过权益证明扩展比特币的工作量证明。
Luu, L., Narayanan, V., Zheng, C., Baweja, K., Gilbert, S., & Saxena, P. (2016). 一种面向开放区块链的安全分片协议。
CoinMetrics. (2023). Ağ Verisi Grafikleri. Alındı https://coinmetrics.io
Zohar, A. (2015). Bitcoin: İç Mekanizmalar.