Casper FFG的可審計安全性和近似活性_CAS:SPE

編者按：本文來自以太坊愛好者，作者：AdityaAsgaonkar，翻譯&校對：IANLIU&阿劍，Odaily星球日報經授權轉載。感謝CarlBeekhuizen的審閱。區塊鏈需要向用戶提供兩種保障——1）區塊的確定性和2）.區塊鏈的活性——區塊鏈的底層共識機制就負責提供這兩種保障。以太坊2.0中，共識過程只在信標鏈上發生，并使用CasperFriendlyFinalityGadget(FFG)機制來幫助達成共識。本篇文章旨在描述基本的FFG機制，并證明它能提供上述兩種保障。CasperFFG是一種“確定性工具”，這意味著CasperFFG規范了區塊的確定性規則，并能在事件發生之后檢查區塊的確定性。FFG機制與鏈的增長脫鉤，可以作為獨立組件附加在任意可用的區塊鏈協議上來提供區塊確定性。因為CasperFFG機制沒有能夠保證區塊鏈活性的策略，因此從這個角度來看，它并不算是完全成熟的共識協議。讓我們先從CasperFFG的結構開始，然后深入CasperFFG機制的規則，最終了解它提供的安全性&活性保證。投票

CertiK：Uranium漏洞損失資金有400枚ETH被轉入Tornado Cash:金色財經消息，據CertiK官方推特發布消息稱，地址（0x59d6）將400枚ETH（約75萬美元）轉入Tornado Cash。該筆資金來自2021年4月Uranium漏洞攻擊事件，黑客從Pair合約中盜取價值約5000萬美元的代幣。[2023/6/30 22:10:19]

驗證者通過提交見證消息”）來對鏈上的區塊投票。投票的格式為，包含兩部分信息：來源區塊目標區塊——目標區塊必須是S的派生區塊具體來說，投票所包含的信息包括驗證者的數字簽名、用于確認區塊的區塊哈希和塊高。合理化與確定性達成

合理化與確定性達成是CasperFFG共識過程的兩個階段，可以和傳統拜占庭容錯共識的“prepare”和“commit”階段做橫向對比。

動態 | Zcash將推遲至5月20日發布2.0.5版本:據Zcash官方消息，Zcash已推遲發布2.0.5版本的日期，目前計劃于5月20日發布。據coinmarketcap數據，Zcash現全球均價為70.92美元，24小時跌幅為6.4%。[2019/5/18]

-因具備2/3以上的驗證者投票，區塊A&區塊B得到合理化-合理化：只要某區塊B滿足下列條件，則該塊就被合理化：區塊B是創世區塊，或超過2/3以上的驗證者將選票投給(A,B)，其中B是A的后代區塊，且A在此前已被合理化。

聲音 | Castle Island Ventures合伙人：目前公鏈用戶數量與1997年互聯網用戶數量相當:據newsbtc報道，Castle Island Ventures合伙人兼Coinmetrics聯合創始人Nic Carter最近表示，目前使用公鏈的用戶數量與1997年互聯網用戶數量相當，為5000萬到7000萬用戶。其中，可能只有幾百萬人積極參與了比特幣和加密貨幣的日常，因此仍存在巨大的潛力。[2019/4/26]

確定性：只要區塊B滿足以下條件，即獲得確定性：區塊B是創世區塊，或B已滿足合理性，且有超過2/3的驗證者選票投給(B,C)，其中C是B的直系子塊。注意：關于確定性的定義，在以太坊2.0中CasperFFG有更一般化的定義，詳見此文。使用上文這種表述是為了保證通俗易懂。CasperFFG規則

CasperFFG只有兩條簡單的限制規則，應用這兩個規則就能防止驗證者同時給(S1,T1)和(S2,T2)投票：區塊高度(T1)=區塊高度(T2)，或區塊高度(S1)<區塊高度(S2)<區塊高度(T2)<區塊高度(T1)

動態 | McAfee Labs發現一款新型劫持軟件挖掘Monero或Zcash:據CCN消息，計算機安全公司McAfee Labs的研究人員發現了一款名為“WebCobra”的新型加密劫持惡意軟件，它竊取了受害者的計算算力，隱密地挖掘加密貨幣Monero或Zcash。[2018/11/14]

-CasperFFG規則違反情況一：區塊高度(T1)=區塊高度(T2)-

-CasperFFG規則違反情況二：區塊高度(S1)<區塊高度(S2)<區塊高度(T2)<區塊高度(T1)-安全性&活性

聲音 | V神：Casper/分片規范大致完成 Plasma部署進行中:V神近期在推特上回復“你認為過去15個月（以太坊）最大的改變是什么”的問題時給出以下答案：

1.Casper/分片規范大致完成，現在正在細化階段；

2.4項以上的規范已經在實施中；

3.擴容方案Plasma的很多部署都在進行中；

4.基于ZK-SNARK的第二層擴展和隱私正在進行中。

這一切與2017年相比變化顯著。[2018/10/9]

CasperFFG的設計目的，是提供共識安全性和針對區塊敲定過程的活性。講得具體點，CasperFFG提供以下保證：可追責的安全性：如果兩個相互沖突的區塊都達成了確定性，則至少有1/3的驗證者違反CasperFFG規則，而CasperFFG可以識別出這些驗證者。近似活性：無論協議運行處于什么狀態，驗證者都能繼續履行職責、能在不違反CasperFFG規則的前提下敲定新區塊。盡管和傳統的BFT文獻相比，這里提到的安全性和活性定義不是那么規范，但這種詮釋是非常適合用于分析區塊鏈的確定性工具的！事實上，熟悉BFT文獻的人可能會覺得“近似活性”的概念簡直異想天開；不過因為CasperFFG只是“確定性工具”，整個機制只要確保誠實的驗證者能在不違反FFG規則的情況下推動推進協議，而不會被卡在任何一個環節，即可。至于可追責安全性的定義，我們的重點是可追責性，然后這部分信息能夠被權益證明機制沿用、用于在區塊鏈上處罰惡意驗證者。最終目的還是為權益證明機制提供信息，使后者的激勵機制能生效，促使共識過程形成協議一開始設想的均衡狀態。安全性證明

假設兩個相互沖突的區塊A和B都被敲定了，那么可能有兩種情況：區塊高度(A)=區塊高度(B)因為A和B在得到確定性之前先要獲得合理性，則它們各自都要收到至少2/3的驗證者投票，這意味著一旦它倆都達到要求，則至少有1/3的驗證者違反了CasperFFG規則。區塊高度(A)<區塊高度(B)為了讓A達成確定性，需要超過2/3以上的驗證者將選票投給(A,C)，其中C是A的子塊。為了讓B達成合理性，則在B之前必須存在連續升序的區塊，且每個區塊都已經被它的后一區塊合理化。假設區塊B_m是這串連續區塊中的首塊，區塊高度(A)<區塊高度(B_m)。注意，這串連續的區塊不存在與區塊A或C相同的塊高，不然就變成了上一種情形。現在假設我們將票投給(B_n,B_m)(其中n=m-1)，使得B_m獲得合理性。則因為區塊高度(B_m)、區塊高度(B_m)皆不等于區塊高度(A)/區塊高度(C)，因此情況一定是區塊高度(B_n)<區塊高度(A)<區塊高度(C)<區塊高度(B_m)。這樣一來我們就能說——至少有2/3的驗證者違反了CasperFFG規則二。

-安全性證明，情況：區塊高度(A)<區塊高度(B)-而且只要確認票證集合、找出沖突選票、檢查驗證者簽名，就能輕易揪出違反CasperFFG規則的驗證者。活性證明

假設P_0是最新的合理區塊，Q是曾得到過驗證者投票的最新區塊。接下來，任何屬于P_0子塊的區塊P_1都能在不違反FFG規則的情況下收到2/3驗證者的的投票(P_0,P_1)，進而取得合理性。P_1也能在不違反FFG規則的情況下收到2/3驗證者的的投票(P_1,P_2)，進而獲得確定性，其中P_2是P_1的子塊。因此，至少有一組驗證者能夠敲定新塊。進階閱讀材料CasperFFG初版論文——CaspertheFriendlyFinalityGadget對Eth2.0應用CasperFFG方法的分析——CombiningGHOSTandCasper

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