Dağıtılmış Doğrulayıcı Teknolojisi 2024'te hala geçerli mi?

“Kontrol ve merkezileşme temelde hatalı kavramlar ise ne olur?" Satoshi Nakamoto bir zamanlar idealistçe önerdi. “Gerçek dünyada, şeyler kaçınılmaz olarak merkezileşmeye doğru mu eğilim gösteriyor?" Lido ve Geth Client ekipleri, daha sonra kripto meraklılarından oluşan bir kalabalığı organik olarak çekerek tartıştılar. 

Kasım 2024 sonu itibarıyla, CoinGecko toplam Ether arzını düzgün bir şekilde 120 milyon ETH olarak belirtiyor. Bu sayı, şimdiye kadar basılan tüm Ether'i, yakılanları çıkararak yansıtır. Dune Analytics, bunun %28.34'ünün, yani 34,747,040 ETH'nin stake edildiğini söylüyor. Bu %28.34'lük dilimin %27.99'unu Lido yönetiyor. 27.99%.

Bu seviyedeki pay staking yoğunluğu, ağ güvenliği ve performansı hakkında geçerli endişeler doğurmaktadır. Lido protokolüne yönelik olası bir hata veya saldırı, blok onaylarını kesintiye uğratabilir ve tüm Ethereum ağını etkileyebilir. Bu kadar çok doğrulayıcının çevrimdışı olması, kullanıcılarının ödüllerini ve hatta başlangıç stake'lerini olumsuz etkileyebilir. 

Lido, doğrulayıcı anahtarlarını birden fazla düğüm arasında dağıtmak ve güvenliği ve merkeziyetsizliği artırmak için Distributed Validator Technology (DVT) teknolojisini, Obol, SSV ve SafeStake Pilot TestNet gibi birkaç piyasa oyuncusu aracılığıyla tanıttı. Ancak protokol DVT'yi popülerleştirirken, bu kavramın Ethereum topluluğundaki çeşitli araştırmacıların ve geliştiricilerin ortak çabalarının bir sonucu olduğunu kabul etmek önemlidir.

DVT'nin neden gerekli olduğunu ve pratikte merkeziyetçilik sorununu nasıl ele aldığını anlamak için Ethereum'un arka planda nasıl çalıştığına daha yakından bakalım. 

Dağıtılmış Doğrulayıcı Teknolojisini Anlamak (DVT)

Ethereum'daki Dağıtılmamış Doğrulayıcıların Ağı Tehdit Etme Nedenleri

Bir blok zincirinde güvenli işlemler açısından, muhtemelen proof-of-stake (PoS), proof-of-work (PoW), proof-of-authority (PoA) gibi farklı yöntemlerin veya protokollerin benzer amaçlara hizmet ettiğini ancak farklı bağlamlarda kullanıldığını zaten biliyorsunuzdur. Bir konsensüs mekanizmasının bileşenleri olarak, yalnızca dürüst ve meşru katılımcıların işlemleri doğrulamasını ve blok önermesini ve görevlerini yerine getirdikleri için ödüller kazanmasını sağlarlar. Ethereum'un altında çalıştığı proof-of-stake (PoS) böyle bir protokoldür.

Doğrulayıcıların, dürüst davranmadıkları takdirde kaybedebilecekleri değerli bir şeyi ağa taahhüt ettiklerini göstermenin bir yoludur. Ethereum'un proof-of-stake versiyonunda, doğrulayıcılar ETH'yi bir akıllı sözleşmeye kilitler. Daha sonra, ağdaki yeni blokların geçerli olup olmadığını kontrol etmekten ve bazen yeni bloklar oluşturup paylaşmaktan sorumludurlar. Bir doğrulayıcı, yalnızca bir blok önermesi gerektiği halde birden fazla blok önermeye çalışırsa veya çelişkili mesajlar gönderirse, stake ettikleri ETH'nin bir kısmını veya tamamını kaybetme riski taşır. 

2024 itibarıyla bir doğrulayıcı olmak için, bir kullanıcının 32 ETH'yi depo sözleşmesine yatırması ve üç tür yazılım çalıştırması gerekir: bir yürütme istemcisi, bir konsensüs istemcisi ve bir doğrulayıcı istemcisi. ETH'lerini yatırdıktan sonra, yeni doğrulayıcıların katılma hızını kontrol eden bir kuyruğa girerler. Aktive edildikten sonra, doğrulayıcılar diğer Ethereum kullanıcılarından yeni bloklar alır. Bu bloklardaki işlemleri yeniden kontrol ederler, her şeyin geçerli olduğundan emin olurlar ve bloğun imzasını doğrularlar. Ardından, doğrulayıcı, ağı boyunca bloğu onaylamak için bir oy (attestation olarak adlandırılır) gönderir ve zamanla belirli bir slotta yeni bir blok önermek için rastgele seçilir. Ancak, rastgelelik, bir doğrulayıcının stake ettiği ETH miktarına göre ağırlıklandırılır. Bu, daha büyük stake'lere sahip doğrulayıcıların bir blok üretmek için seçilme olasılığının daha yüksek olduğu anlamına gelir. 

Yeni bir blok önermek için seçilen doğrulayıcılar, onu başarıyla oluşturup ağa yaydıkları ve diğerleri tarafından önerilen blokları doğrulayıp oyladıkları için bir ödül alırlar. İşlem ücretleri, blok önerme ve bloklara onay verme için temel ödülle birlikte blok ödüllerine dahil edilir — ve bu, temelde Ethereum'un nasıl çalıştığıdır. 

Bununla birlikte, Lido, Coinbase, Binance, Rocket Pool, Renzo, Everstake gibi hizmetlerin stake edilmiş ETH'nin önemli bir kısmını yönetmesiyle, tek bir hata noktası sorunu ortaya çıkmaktadır. Lido veya onun doğrulayıcılarıyla ilgili bir sorun çıkarsa — örneğin, kesinti, yazılım hataları veya siber saldırı — bu, Ethereum ağının önemli bir kısmını etkileyebilir.

Dağıtılmış Doğrulayıcıların Arka Planda Nasıl Çalıştığı

Yukarıdaki şekle hızlıca bir göz atın. Ethereum'un Proof-of-Stake konsensüs mekanizmasının hayati bir parçası olan bir Beacon Node'u görebilirsiniz. Beacon Node'lar, doğrulayıcı kayıtlarını yönetmek, blok önerilerini koordine etmek ve ağ genelinde senkronizasyonu sağlamak gibi temel görevleri yerine getirir. Ancak, bu Beacon Node'lara bağlı olan doğrulayıcılar, onayları imzalamak ve yeni bloklar önermek gibi kritik işlemleri gerçekleştirenlerdir.

Bir saldırgan bir doğrulayıcının özel anahtarına erişim sağlarsa, bunu kötü niyetli veya çelişkili verileri imzalamak veya doğrulayıcıyı taklit etmek için kullanabilir. Bir imza ağa yayımlandığında, Ethereum'un defterinin değiştirilemez bir parçası haline gelir. Kazara veya kötü niyetle yapılan çift imzalama geri alınamaz ve kesinti cezasına yol açar; bu da doğrulayıcının stake ettiği ETH'nin bir kısmını veya tamamını kaybetmesine neden olabilir.

Birden fazla güvenlik açığı mevcutken, kötü anahtar yönetimi genellikle en önemli tek başarısızlık noktasıdır. Bu riskleri azaltmak için, doğrulayıcılar sağlam güvenlik uygulamaları benimsemelidir: anahtar yönetimi için donanım cüzdanları veya güvenli alanlar kullanmak, çift imzalamayı önleyen veya güvenlik kontrollerini zorlayan yazılımlar uygulamak, kazara çift imzalamayı önlemek için birincil ve yedek düğümler için ayrı anahtarlar bulundurmak ve merkezi doğrulayıcılara veya staking havuzlarına güvenmek yerine doğrulayıcı işlemlerini bağımsız kurulumlar arasında dağıtmak.

Bu, bugün tartıştığımız konunun özüne getiriyor: dağıtılmış doğrulayıcıları içeren daha dayanıklı bir Ethereum mimarisi. 

Mimari diyagramına dikkatlice bakıldığında, Validator'ın (V1-V4 ve ilgili anahtarlarıyla) dağıtılmış olduğu söylenebilir. İşte nedeni:

1. Diyagramın altında, ilgili doğrulayıcıları (V1-V4) ile gösterilen anahtarlar (key₁, key₂, key₃, key₄), doğrulayıcı anahtarının kendisinin bölündüğünü ve dağıtıldığını göstermektedir.

2. SSV1-SSV4'teki "SSV", "Gizli Paylaşılan Doğrulayıcı" anlamına gelir ve bu, doğrulayıcı anahtarlarını birden fazla operatör arasında dağıtmak için özel olarak tasarlanmış bir teknolojidir.

3. Sonundaki 3-of-4 imza kombinasyonu, doğrulayıcının imzalama gücünün dağıtıldığını ve imzalamak için dağıtılmış doğrulayıcı anahtarının 4 parçasından 3'ünün gerektiğini önermektedir.

4. Beacon Düğümleri, dağıtılmış doğrulayıcının her bir parçası için Ethereum ağına bağlantı noktaları olarak hizmet eder ve ağı senkronize etmeye yardımcı olur.

Gerçek sihir, ortada (Konsensüs katmanı) gerçekleşir - bu, tüm bu bileşenlerin kararlar almak için bir araya geldiği bir yuvarlak masa gibidir. Ama işte akıllıca olan kısım: sistemin her zaman herkesin hemfikir olmasına ihtiyacı yoktur. Bunun yerine, "3-of-4 imza kombinasyonu" kullanır; bu, dört bileşenden herhangi üçünün bir kararın geçerli olması için hemfikir olması gerektiği anlamına gelir. 

Sonuç olarak, bir sistem parçası devre dışı kalsa bile çalışmaya devam edebilen son derece dayanıklı bir Eth2 Doğrulayıcısı elde edilir. Bu, güvenlik ağınızın altında bir güvenlik ağına sahip olmak gibidir - ne olursa olsun, doğrulayıcınızın sorunsuz ve güvenli bir şekilde çalışmasını sağlar.

Dağıtıcı Doğrulayıcılar Önerilen Blokları, Tasdikleri ve Blockchain'in Durum Özeti Nasıl İmzalar

DVT'nin kalbinde, özel bir anahtarı birden fazla "anahtar payına" bölmek için kullanılan kriptografik bir yöntem olan Shamir'in Gizli Paylaşımı yatmaktadır. Ağdaki her doğrulayıcı operatörü bu paylardan birini tutar ve birlikte, bir eşik imza şeması aracılığıyla tam özel anahtarı yeniden oluşturabilirler. Bu şema, bir bloğu imzalamak için kaç bireysel payın gerektiğini belirler - örneğin, bir bloğu doğrulamak ve önermek için 4 anahtar payından 3'ü gerekebilir. Bu, bir veya iki operatörün mevcut olmaması veya tehlikeye girmesi durumunda bile, yeterli paylar mevcut olduğu sürece sistemin güvenli bir şekilde çalışabileceği anlamına gelir.

Anahtar payları, Dağıtılmış Anahtar Üretimi (DKG) aracılığıyla üretilir; bu, bu payların doğrulayıcı kümesindeki düğümlere güvenli bir şekilde dağıtılmasını sağlayan bir kriptografik süreçtir. Tek bir taraf tam doğrulayıcı anahtarına erişemez; bunun yerine, her operatör yalnızca kendi "payını" bilir, böylece tam anahtar doğrulama süreci boyunca gizli kalır.

Anahtar payları dağıtıldıktan sonra, sistem tam doğrulayıcı anahtarını gizli bir şekilde oluşturmak için Çok Taraflı Hesaplama (MPC) kullanır. MPC'nin güzelliği, tam anahtarın hiçbir bireysel operatöre veya düğüme tamamen ifşa edilmemesidir. 

DVT sürecindeki son adım, doğrulayıcı kümesinden bir blok önericisi seçmekten sorumlu olan konsensüs protokolü aracılığıyla gerçekleşir. Seçildikten sonra, önerici bloğu diğer düğümlerle paylaşır ve ardından anahtar paylarını toplu imzaya ekler. Yeterli anahtar payı toplandıktan sonra - eşik imza şemasının belirttiği gibi - blok Ethereum'a başarıyla önerilir.

Lido ve DVT Pilotları 

Ama Lido ne olacak? Obol, SSV ve SafeStake gibi sağlayıcılarla yaptıkları pilotlar, birkaç zorluğa rağmen DVT'nin dayanıklılık ve kapsayıcılık potansiyelini vurgulamaktadır. Nisan 2024'te, Lido SafeStake ile Ethereum blockchain'i için gerçek dünya koşullarını simüle etmek amacıyla tasarlanmış bir test ağında DVT'yi test etti, Holesky. Test, 13 ülkede 17 katılımcıyı içeriyordu. Beş küme, çeşitli kurulumlar - bare-metal sunucular, ev makineleri ve bulut hizmetleri - kullandı. Önemli bir sınırlama, güven bağımlılıklarını artıran Dağıtılmış Anahtar Üretimi (DKG) eksikliğiydi. 

SafeStake pilotu karışık sonuçlar sergiledi. Doğrulayıcılar, sağlam operasyonel güvenilirliği yansıtan %91.86'lık etkileyici bir çalışma süresi elde etti. Ancak, tasdik etkinliği %71.56'da kalırken, blok öneri başarısı MEV-Boost kurulumundaki yanlış yapılandırmalar nedeniyle %10.59'da kaldı. Bu metrikler, dağıtılmış staking'deki güçlü yönleri ve geliştirilmesi gereken alanları vurgulamaktadır. Bir yazılım güncellemesi, 15 doğrulayıcıyı etkileyen bir kesinti olayına neden oldu ve daha iyi sürüm yönetimi ihtiyacını vurguladı. SafeStake test ağı, konseptin uygulanabilirliğini kanıtlamış olsa da, Lido protokolü ile bir sonraki Holesky test ağı entegrasyonu öncesinde birkaç iyileştirme ve daha fazla test gereklidir. 

2024 sonu itibarıyla, Lido DVT teknolojisi üzerinde 136,000 ETH başarıyla çalıştırmakta ve Ethereum'un bir doğrulayıcı olmak için 32 ETH gerektirmesi durumunda, bu teknoloji değerini kanıtlamaktadır. Ethereum geliştirme ekibi, bir doğrulayıcı olmak için gereksinimi 1 ETH'ye düşürmeye karar verirse, durumlar değişebilir.