Ethereum wil finaliteit minstens vier keer versnellen met nieuw consensusmodel
Ethereum-onderzoekers willen de wachttijd tot definitieve bevestiging minstens vier keer verkorten. Een nieuw consensusontwerp splitst daarvoor twee soorten validatorstemmen die nu nog samen door het netwerk bewegen.
Het voorstel heet EIP-8453: Decoupled Consensus. Het staat nog als concept in een open GitHub-pull request. Een mainnetdatum bestaat niet.
Vijf onderzoekers staan achter het voorstel
Het concept werd op 21 oktober ingediend door Francesco D’Amato, Roberto Saltini, Yann Vonlanthen, Mikhail Kalinin en Ben Edgington.
De eerste versie vroeg vooral om toewijzing van een EIP-nummer. Dat nummer is inmiddels 8453.
De status blijft Draft. Veel parameters zijn nog niet ingevuld.
Daarmee is dit geen aangekondigde hard fork, maar een technisch voorstel dat eerst verder moet worden uitgewerkt en getest.
Een blok is niet meteen definitief
Op Ethereum verschijnt ongeveer iedere twaalf seconden een nieuw blok.
Dat betekent niet dat iedere transactie na twaalf seconden definitief vaststaat.
Recente blokken kunnen onder bepaalde omstandigheden nog uit de geldige keten verdwijnen wanneer validators een andere tak als de juiste geschiedenis kiezen. Zo'n herschikking heet een reorganisatie.
Volledige finaliteit komt later.
Ethereum.org legt uit dat daarvoor stemmen nodig zijn van validators die samen minstens twee derde van de actieve stake vertegenwoordigen.
Huidige finaliteit duurt gemiddeld ongeveer zestien minuten
Het bestaande systeem werkt met epochs van 32 slots.
Met twaalf seconden per slot duurt één epoch 384 seconden, of 6,4 minuten.
Casper FFG gebruikt twee stemrondes om een checkpoint eerst te rechtvaardigen en vervolgens definitief te maken.
Ben Edgington rekende in mei voor dat de theoretische minimumtijd daarmee ongeveer 768 seconden bedraagt.
Voor een willekeurige transactie komt daar gemiddeld nog ongeveer een halve epoch bij.
Dat brengt de verwachte tijd volgens zijn berekening op circa 960 seconden, oftewel zestien minuten.
Ethereum.org spreekt in zijn huidige uitleg afgerond over ongeveer vijftien minuten.
EIP-8453 mikt eerst op minstens viermaal sneller
Het nieuwe EIP-8453 noemt als eerste doel expliciet een verkorting van de finaliteitstijd met minstens een factor vier.
Gebruik je zestien minuten als uitgangspunt, dan kom je rekenkundig rond vier minuten uit.
Dat is geen vast protocolgetal.
De EIP zegt er direct bij dat de uitkomst afhangt van parameterkeuzes en verdere analyse.
Zelfs de parameters die die viervoudige versnelling precies moeten dragen, staan nog op de lijst met open werk.
Twee stemmen worden uit elkaar gehaald
De grote wijziging zit in de manier waarop validators stemmen.
Ethereum gebruikt nu één attestation waarin twee functies samenkomen.
De eerste helpt bepalen welk recent blok het actuele uiteinde van de blockchain vormt. Dit is de fork choice.
De tweede helpt oudere blokken definitief vast te leggen.
Die twee processen werken op verschillende tijdschalen, maar delen nu dezelfde stemstructuur.
EIP-8453 wil daar twee afzonderlijke berichten van maken.
Head votes hoeven niet meer op finaliteit te wachten
De snelle route wordt gebruikt om het actuele ketenuiteinde te kiezen.
Daarvoor beschrijft het concept een commissie van ongeveer 512 validators per slot.
Hun taak is bepalen op welk blok verder moet worden gebouwd.
De kans om voor die commissie te worden geselecteerd is in het huidige concept afhankelijk van de effectieve stake.
Maar ook die opzet staat nog niet volledig vast.
De EIP noemt expliciet dat zowel de selectieprocedure als de uiteindelijke commissieomvang verder onderzocht moeten worden.
Finaliteit blijft naar de volledige validatorset kijken
Voor definitieve bevestiging kiest het ontwerp een andere route.
Finaliteitsstemmen worden apart verzameld uit de volledige validatorset.
Een blok kan worden gerechtvaardigd of definitief gemaakt zodra stemmen met minstens twee derde van de actieve stake achter de betreffende stap staan.
Het verschil zit vooral in de timing.
Deze finaliteitsrondes hoeven niet langer strak aan de bestaande epochgrenzen vast te zitten.
Daardoor kunnen stemmen over een eigen tijdschema worden verspreid en samengevoegd.
Vrije netwerkruimte moet beter worden benut
Edgington ziet daar de eerste snelheidswinst.
De huidige attestations worden in korte tijdvensters verstuurd omdat fork-choice-stemmen snel bij de volgende block proposer moeten aankomen.
Daarna blijft volgens zijn analyse een deel van de beschikbare capaciteit ongebruikt.
Wanneer finaliteitsstemmen een eigen route krijgen, kunnen ze meer tijd gebruiken voor verspreiding en aggregatie.
Dat moet de wachttijd al verlagen zonder dat meteen ieder ander onderdeel van Ethereum opnieuw ontworpen hoeft te worden.
512 validators betekent niet dat 512 partijen Ethereum finaliseren
Daar moet een belangrijk onderscheid bij.
De kleinere commissie gaat over het kiezen en bevestigen van het actuele ketenuiteinde.
De economische finaliteit zelf blijft in het voorgestelde model gekoppeld aan stemmen uit de volledige validatorset en de tweederdegrens.
Het voorstel vervangt de brede finaliteitsstemming dus niet door een groep van 512 validators.
Dat zou een heel andere veiligheidsconstructie zijn.
Kleinere commissie introduceert wel nieuw risico
De onderzoekers benoemen zelf de keerzijde.
Een kleine willekeurige commissie is makkelijker als afzonderlijke groep aan te vallen dan honderdduizenden validators tegelijk.
Ook ontstaat statistisch risico doordat een steekproef nooit exact hetzelfde is als de volledige validatorset.
De EIP noemt denial-of-service-aanvallen tegen geselecteerde validators als aandachtspunt.
Een mogelijke oplossing is om de selectie privé te houden met cryptografische technieken, zodat vooraf minder makkelijk zichtbaar is wie aan de beurt is.
Ook dat ontwerp ligt nog niet vast.
Snellere finaliteit helpt vooral systemen die op zekerheid wachten
Voor een gewone gebruiker voelt een Ethereum-transactie vaak al veel eerder uitgevoerd.
Een wallet kan binnen seconden laten zien dat de transactie in een blok zit.
Finaliteit speelt vooral bij systemen die sterke zekerheid nodig hebben voordat zij een volgende financiële handeling uitvoeren.
Denk aan een exchange die een storting vrijgeeft of een bridge die activa op een andere blockchain beschikbaar maakt.
Edgington noemt bijvoorbeeld cross-chain transfers waarbij diensten nu een keuze maken tussen lang wachten op volledige finaliteit of sneller handelen met aanvullende risicolimieten.
Een kortere finaliteit kan die afweging veranderen.
Snelle bevestiging is niet hetzelfde als finaliteit
Ethereum werkt tegelijk aan mechanismen waarmee blokken veel eerder een sterke bevestiging kunnen krijgen.
Edgington noemt ongeveer dertien seconden voor een afzonderlijke fast-confirmation-regel wanneer het netwerk normaal functioneert.
Maar zo'n bevestiging heeft niet dezelfde garanties.
Bij netwerkproblemen kan die snelle route juist niet voldoende zijn.
De volledige economische finaliteit blijft dan de zwaardere veiligheidsgrens.
Een claim als “Ethereum-transacties zijn straks in dertien seconden definitief” zou die twee begrippen dus door elkaar halen.
Ook bescherming tegen reorganisaties moet veranderen
Snelheid is niet het enige doel van EIP-8453.
Het voorstel wil de fork choice minder afhankelijk maken van oude validatorstemmen.
In het huidige LMD-GHOST-systeem kunnen de laatst bekende stemmen van validators relatief lang invloed houden.
De onderzoekers zien daarin ruimte voor aanvallers die stemmen achterhouden en later strategisch publiceren.
Het nieuwe ontwerp werkt daarom met recentere stemmen en tijdelijke locks die reeds bevestigde blokken moeten beschermen.
Ook hiervoor moet de volledige veiligheidsanalyse nog worden afgerond.
Postquantum staat op de agenda, maar nog niet in de EIP
Een derde doel kijkt verder vooruit.
Door fork-choice- en finaliteitsstemmen los te trekken, wil Ethereum later makkelijker andere cryptografische handtekeningen kunnen gebruiken.
Dat is relevant voor voorbereidingen op toekomstige quantumdreiging.
EIP-8453 kiest zelf echter geen postquantumhandtekening.
Zo'n overstap heeft een aparte specificatie nodig.
Wie het voorstel omschrijft als een postquantum-upgrade loopt dus vooruit op wat daadwerkelijk is vastgelegd.
Beloningen en straffen zijn nog niet klaar
Ook voor validators ontbreken nog belangrijke regels.
De totale beloningspot voor actieve stake moet volgens het concept niet veranderen door alleen deze upgrade.
Hoe die beloningen tussen de twee nieuwe stemtaken worden verdeeld, kan wel wijzigen.
Ook de precieze slashingvoorwaarden, straffen, inactivity leak en verwerking van afwijkend stemgedrag moeten nog worden vastgelegd.
Daarmee ontbreekt een belangrijk deel van de economische prikkels nog.
Een hard fork is noodzakelijk
EIP-8453 kan niet ongemerkt in het bestaande netwerk worden aangezet.
Consensusclients en validatorsoftware moeten nieuwe stemtaken, gegevensstructuren en fork-choice-regels ondersteunen.
Daarvoor is een consensus-layer hard fork nodig.
Ook de overgang van het oude Gasper-systeem naar de nieuwe toestand moet nog worden ontworpen.
De EIP noemt testvectoren, herstel na netwerkpartities en overgangsregels allemaal nog als open werk.
Vier minuten is daarom vooral een nuttige tussenlat
Het interessante getal is voorlopig niet een exacte toekomstige finaliteitstijd.
Het is de minstens viervoudige verbetering die de onderzoekers als eerste doel in de EIP hebben gezet.
Vanaf een huidige gemiddelde berekening van circa zestien minuten zou vier minuten daarbij passen.
Maar EIP-8453 is nog ver verwijderd van een mainnetgarantie.
De kleinere commissie, timing, stemaggregatie, veiligheid en validatorprikkels moeten eerst worden vastgelegd en getest.
Ethereum heeft daarmee geen vierminuten-finaliteit aangekondigd.
Het heeft een ontwerp op tafel gelegd dat moet bewijzen dat minstens vier keer sneller haalbaar is zonder de economische zekerheid achter finaliteit weg te gooien.
Stop met te veel betalen voor je crypto. Bij de Amsterdamse exchange Finst handel je tegen de laagste tarieven van Nederland, zonder verborgen kosten.
👀 Bekijk Finst nu ›Let op: Beleggen in crypto brengt risico’s met zich mee. Handel alleen met geld dat u kunt missen.
Ga verder met lezen
Dit vind je misschien ook leuk
Laat mensen jouw mening weten
Lees ook
Populair Nieuws
Loading
