Соответствующие технологии блокчейна для устойчивой системы репутации
2 января 2024 г.:::информация Этот документ доступен на arxiv по лицензии CC BY-NC-SA 4.0 DEED.
Авторы:
(1) Х. Вэнь, факультет экономики, Университет Бата;
(2) Т. Хуанг, факультет бизнеса и права, Университет Рохэмптона;
(3) Д. Сяо, Школа математических наук.
:::
Таблица ссылок
Соответствующие технологии блокчейна
Расширенные модели для реальных сценариев
2. Соответствующие технологии блокчейна
Технология блокчейна, представленная в 2009 году как основа Биткойна, представляет собой децентрализованный, неизменяемый распределенный реестр, обеспечивающий прозрачную и поддающуюся проверке запись транзакций. Каждая транзакция добавляется к структуре, известной как «блок», которая, в свою очередь, связана с предыдущим блоком, образуя тем самым цепочку.
Преимущества блокчейна проявляются в его прозрачности, безопасности, децентрализации и неизменности. Несмотря на свой преобразующий потенциал во всех секторах, таких как управление цепочками поставок, финансы, здравоохранение и системы голосования, блокчейн сталкивается с различными проблемами. К ним относятся высокое энергопотребление, масштабируемость, скорость транзакций и вопросы регулирования. Заметной проблемой, особенно важной для интеграции реального мира с блокчейном, является отсутствие устойчивых оракулов. Оракулы служат критически важной инфраструктурой, устраняющей разрыв между ончейн- и офчейн-средами, однако их устойчивость и надежность остаются предметом беспокойства. Тем не менее, оптимизм в отношении способности блокчейна произвести революцию в различных отраслях сохраняется.
В этом разделе мы углубимся в работу оракулов как связь между блокчейном и реальным миром и блокчейном в системах голосования, обсудим требования к масштабируемости, которые требует наша система репутации, и перечислим соответствующие технологии блокчейна для потенциальной интеграции.
<ем>2.1. Оракулы как связь между блокчейном и реальным миром
Оракулы в сфере блокчейна функционируют как ключевые мосты, соединяющие реальный мир с внутрисетевыми смарт-контрактами. Эти системы, по сути, наделяют платформы блокчейна возможностями, которых им по сути не хватает: доступом и обработкой данных из внешних источников. Когда происходит реальное событие или условие, оракулы передают эту информацию в смарт-контракты, запуская предопределенные операции. В таких условиях достоверность, своевременность и точность данных становятся незаменимыми, поскольку исполнение контракта зависит от этой внешней информации.
Тем не менее, обеспечение устойчивой и надежной работы оракулов представляет собой проблему, важной из которых является механизм стимулирования. Чтобы побудить поставщиков данных предоставлять точную и своевременную информацию, многие системы Oracle в качестве вознаграждения используют токены. Однако такой подход зачастую влечет за собой перевод нативных активов, таких как «Линк», из необращения в оборот. Со временем это потенциально может снизить ценность токенов для всех держателей. Поскольку запас этих стимулов приближается к истощению, вопросы о долгосрочной устойчивости такой системы становятся актуальными. Как можно поддерживать мотивацию поставщиков данных, не ставя под угрозу общую стабильность и ценность системы?
Целью данной статьи является решение вышеуказанной загадки путем представления нашей новой системы репутации блокчейна. Мы полагаем, что эта система может функционировать как устойчивое решение для операций оракулов. Вместо того, чтобы в значительной степени полагаться на вознаграждение на основе токенов, наш подход объединяет принципы репутации и доверия, гарантируя, что поставщики данных будут мотивированы как немедленными вознаграждениями, так и долгосрочными выгодами от поддержания заслуживающей доверия репутации. В последующих разделах мы углубимся в тонкости нашего предложения, показав, как оно предлагает гармоничное сочетание стимулов, надежности и устойчивости.
<ем>2.2. Блокчейн в системах голосования
Система голосования на основе блокчейна работает следующим образом:
1. Регистрация избирателей. Для традиционных систем голосования на основе блокчейна, предназначенных для публичных выборов или опросов, участникам обычно необходимо зарегистрироваться на платформе. После проверки избирателям предоставляется уникальная криптографическая идентификационная информация, которая обеспечивает как анонимность, так и право на участие в голосовании. Этот метод имитирует традиционный процесс регистрации избирателей, но объединяет преимущества блокчейна.
Однако в контексте управления блокчейном, особенно на платформах Proof of Stake (PoS), процесс регистрации может отличаться. В этих сценариях процесс создания кошелька с блокчейном и приобретения активов в этом кошельке часто неявно предоставляет держателю право голоса. Вес их голоса может определяться суммой активов, которыми они владеют. Таким образом, отдельной «регистрации» как таковой не существует; вместо этого участие в сети (путем владения активами) по своей сути дает возможность голосовать.
2. Процесс голосования. При голосовании избиратель подписывает его своим криптографическим ключом. Это голосование затем добавляется как транзакция, которая должна быть подтверждена и записана в блокчейне.
3. Подсчет голосов. По завершении периода голосования голоса можно будет подсчитать непосредственно из блокчейна. Учитывая неизменный характер блокчейна, записи не могут быть изменены, что обеспечивает точный подсчет.
4. Прозрачность и проверка. В любой момент любой может проверить голоса в блокчейне, не раскрывая личность избирателя, обеспечивая прозрачную, но конфиденциальную систему.
<ем>2.2.2. Реальные реализации
Многие существующие блокчейн-платформы внедрили внутрисетевые механизмы управления и голосования, демонстрируя осуществимость и надежность этого подхода. Например:
• Cosmos (ATOM): сеть Cosmos использует модель ставок и делегирования, при которой держатели ATOM могут делегировать свои доли валидаторам [43, 44]. Затем эти валидаторы предлагают и голосуют за изменения и обновления сети, обеспечивая децентрализованное принятие решений. Вес каждого голоса пропорционален ставке, что способствует повышению чувства ответственности среди валидаторов.
• Tezos (XTZ): у Tezos есть внутрисетевая система управления, в которой держатели XTZ голосуют за обновления протокола [45, 46]. Вместо спорных хард-форков платформа развивается на основе консенсуса сообщества, уделяя особое внимание адаптивности.
Подводя итог, можно сказать, что присущие блокчейну свойства — безопасность, прозрачность и децентрализация — делают его идеальным кандидатом для изменения систем голосования. Обеспечивая демократичный и заслуживающий доверия процесс, он предлагает перспективное решение традиционных проблем голосования.
<ем>2.3. Требования к масштабируемости
Масштабируемость всегда была одной из самых спорных проблем в области блокчейна [47, 48]. Оно является камнем преткновения, из-за которого многие многообещающие проекты терпят неудачу или даже замирают, не успев реализовать свой потенциал. Суть проблемы масштабируемости – необходимость обрабатывать огромное количество транзакций в секунду (TPS) без ущерба для скорости, безопасности и децентрализации.
Однако наша репутационная система элегантно обходит эту неприятную проблему. Основная причина заключается в ее модульной конструкции: хотя наша система предназначена исключительно для рейтингов или голосов, действия и сделки агентов могут происходить на любом внешнем публичном блокчейне. Такое разграничение гарантирует, что спрос TPS на нашу систему определяется исключительно частотой, с которой агенты оценивают или голосуют. На самом деле подобные мероприятия происходят нечасто. В среднем человек может поставить оценку или проголосовать раз в несколько дней. Даже в самых активных сценариях один человек может поставить оценку всего несколько раз в день.
Учитывая такое низкочастотное взаимодействие, даже с участием порядка миллионов, системе потребуется только TPS на уровне сотен. Примечательно, что это вполне соответствует возможностям многих существующих блокчейн-платформ [49, 50]. По сути, ограничив работу нашей системы этими конкретными задачами и позволив другим действиям выполняться где-то еще, мы эффективно отделили функциональность нашей платформы от более жестких требований к масштабируемости, которые препятствовали многим другим проектам.
<ем>2.4. Технологии блокчейна для потенциальной интеграции
<ем>2.4.1. Кольцевые подписи: обеспечение анонимности и подлинности
Наша система репутации, основанная на блокчейне, может извлечь выгоду из технологии кольцевых подписей для защиты конфиденциальности агентов. Это гарантирует, что они смогут выражать свое мнение, не опасаясь возможного возмездия или дискриминации, особенно при оставлении негативных отзывов.
Кольцевые подписи, изначально введенные для обеспечения анонимности коммуникаций, играют ключевую роль в обеспечении подлинности и анонимности транзакций в нашей репутационной системе. По сути, кольцевая подпись — это тип цифровой подписи, которая может быть создана любым членом группы пользователей, которую мы будем называть «кольцом». Отличительной чертой этой подписи является ее двусмысленность: хотя любой может проверить подпись, чтобы убедиться, что ее создал член группы, вычислительно невозможно определить точного человека, создавшего подпись.
В нашей системе репутации, когда пользователь хочет поддержать или оценить организацию, он может использовать кольцевые подписи для подтверждения ее подлинности (доказывая, что они принадлежат к группе законных пользователей), сохраняя при этом свою индивидуальную личность скрытой. Это гарантирует, что, хотя оценки и отзывы являются достоверными и искренними, оценщики могут сохранить конфиденциальность.
Например, если Алиса хочет оценить услугу, она может создать кольцевую подпись, используя свой закрытый ключ и открытые ключи других участников кольца. Когда другие проверяют этот рейтинг, они могут быть уверены, что он исходит от кого-то из группы, но они не могут точно указать его на Алису, гарантируя ее анонимность.
interface RingSignature { функция генерироватьSignature (байты памяти _data, байты [] памяти _publicKeys) public , → возвращает (байты памяти); функцияverifySignature(байты памяти _data, байты памяти _signature) public возвращает (,→ bool);
<ем>2.4.2. Пороговые функции в доказательствах с нулевым разглашением
Доказательства с нулевым разглашением (ZKP), особенно в нашем проекте на более позднем этапе, когда это позволит вычислительная среда, могут быть реализованы для введения пороговой функциональности. Это сложная функция, позволяющая агентам доказывать, что их рейтинг репутации превышает установленный порог, не раскрывая точную оценку, сохраняя при этом конфиденциальность пользователя. Несмотря на свою ценность, эта функция требует дополнительных вычислительных затрат из-за внутренней сложности ZKP. В качестве отправной точки в нашем проекте мы решили представить интерфейсы для этой пороговой функциональности без мгновенного развертывания, сохраняя эффективность вычислений.
<код>интерфейс ThresholdZKP {функцияverifyProof(байты памяти _proof) общедоступные результаты (bool); // Возможные будущие функции
<ем>2.4.3. Схемы обязательств с раундами
Чтобы подчеркнуть справедливость, особенно в сценариях, где рейтинг или обратная связь в реальном времени могут быть невозможны, наша система предусматривает использование схем обязательств [51, 52] на основе раундов. В этой парадигме участники сначала «фиксируют» свои рейтинги в рамках определенного раунда. После завершения раунда эти обязательства «обнародуются». Эта стратегия способствует справедливости в каждом раунде, исключая возможность упреждающих действий, основанных на знаниях или прогнозах. Если наша система изначально не примет этот циклический подход, мы предполагаем, что на более позднем этапе будут включены схемы обязательств, что повысит справедливость системы.
<код>интерфейс CommitmentRounds {функция commitRating(байты памяти _rating) public; функция showRating (байты памяти _commitmentKey) public; // Дополнительные функции для расширенных возможностей
По сути, сочетание кольцевых подписей, ZKP и схем обязательств повышает надежность и справедливость нашей репутационной системы, основанной на блокчейне. Такое сочетание обеспечивает готовую к будущему структуру, которая изначально экономична, но способна беспрепятственно внедрять расширенные функции.
Оригинал