Bitcoin과 Ethereum이 생각만큼 공평하지 않은 이유

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초록/요약

출판물

감사의 말

1 장 : 소개

1. 소개

   1.1 논문 기여의 개요

   1.2 논문 개요

2 장 : 배경

2.1 블록 체인 및 스마트 계약

2.2 거래 우선 순위 규범

2.3 거래 우선 순위 및 경합 투명성

2.4 탈 중앙화 거버넌스

2.5 계층 2.0 솔루션을 사용한 블록 체인 확장 성

3 장. 거래 우선 순위 규범

3. 거래 우선 순위 규범

   3.1 방법론

   3.2 규범 준수 분석

   3.3 규범 위반 조사

   3.4 어둠의 양육 거래

   3.5 결론 발언

4 장. 거래 우선 순위 및 경합 투명성

4. 거래 우선 순위 및 경합 투명성

   4.1 방법론

   4.2 경합 투명성

   4.3 우선 순위 투명성

   4.4 결론 발언

5 장. 분산 거버넌스

5. 분산 거버넌스

   5.1 방법론

   5.2 거버넌스 공격

   5.3 화합물 거버넌스

   5.4 결론 발언

6 장. 관련 작업

6.1 거래 우선 순위 규범

6.2 거래 우선 순위 및 경합 투명성

6.3 분산 거버넌스

7 장. 토론, 한계 및 미래 작업

7.1 거래 주문

7.2 거래 투명성

7.3 스마트 계약을 수정하기위한 투표 전력 분배

결론

부록

부록 A : 거래 우선 순위 규범의 추가 분석

부록 B : 거래 우선 순위 및 경합 투명성의 추가 분석

부록 C : 투표권 분포에 대한 추가 분석

서지

이 장에서는 이전 장에서 나오는 몇 가지 결과 요점에 대해 논의하고, 작업의 한계를 언급하며, 향후 작업을위한 길을 탐색합니다.

7.1 거래 주문

우리의 연구 결과는 비트 코인 사용자와 광부 모두에게 큰 영향을 미칩니다. 비트 코인 사용자 (지갑 소프트웨어 사용)는 일반적으로 자체 거래 비용을 설정할 때 경쟁 거래와 관련된 수수료와 관련하여 완전한 투명성을 가정합니다. 그러나 우리의 결과는이 공통된 가정에 도전합니다. 마찬가지로, 다른 광부에 대해 다른 확인 수수료를 가진 거래 관행은 주목할만한 공정성 문제를 제기합니다.

또한, 우리의 연구 결과는 또한 거래 우선 순위 규범을 정의하고 투명하게 시행하는 지역 사회 전체의 토론을 요구합니다. 구체적으로, 우리는 미래를 위해 해결해야 할 세 가지 도전적인 질문을 강조합니다.

공개 작업 블록 체인에서 원하는 거래 우선 순위 규범은 무엇입니까? 주문시 수수료 비율 외에 거래의 어떤 측면을 주문할 때 광부를 고려해야합니까? 예를 들어, 거래의 대기 시간도 일부 거래를 무기한 지연시키지 않도록 고려해야합니까? 수수료 기반 주문은 소규모 가치 트랜잭션에 비해 더 큰 가치를 선호하기 때문에 거래 값 (즉, 다른 계정간에 전송 된 비트 코인의 양)이 주문의 원인이어야합니까? 마찬가지로, 우리는 광부가 감속하거나 검열하고 (즉, 광산을 거부하는) 거래의 증거를 찾지 못했지만, 현재 프로토콜은 광부들에 의해 그러한 차별적 행동을 허용하지 않습니다. 우선 순위 규범은 또한 지갑 주소를 보내거나받는 것과 같은 특정 거래 기능을 기반으로 차별 거래를 명시 적으로 허용하지 않아야합니까? 이러한 규범은 소스/대상 주소 또는 페이로드에 따라 흐름을 다르게 처리하지 못하게하는 인터넷 서비스 제공 업체 (ISP)의 네트워크 중립 규범과 유사합니다.

분산 광부가 원하는 규범과 정의 된 규범을 준수하는 방법을 어떻게 보장 할 수 있습니까? Bitcoin 및 Ethereum과 같은 공공 증명 블록 체인의 광부는 P2P 네트워크를 통해 분산 방식으로 운영됩니다. 이 운영 모델은 다른 광부가 잠재적으로 시스템 상태 (예 : 미결제 거래 세트)에 대한 뚜렷하고 일반적으로 다른 견해를 갖습니다. 이러한 차이를 고려할 때, 메커니즘이 있습니까 (통계 테스트를 기반으로합니다 (Asayag et al., 2018; Lev-Ari et al., 2020; Orda and Rottenstreich, 2019)), 제 3 자 관찰자는 광부가 확립 된 표준을 준수하는 것을 확인하기 위해 사용할 수 있습니까?

광부의이기적이고 비 투자 적이며 공동적인 행동의 영향을 어떻게 모델링하고 분석 할 수 있습니까? 위의 주제는 블록 체인에서 잘 정의 된 순서 규범을 정의하고 시행하는 장기적인 비전과 잘 어울리지 만, 단기적으로는 오늘날의 블록 체인에서 규범 위반의 의미를 조사하는 데 중점을 둘 수 있습니다. 구체적으로, 특히 광부의 해싱 또는 광업 전력 (즉, 블록을 채굴 할 가능성)을 고려할 때, 다른 우선 순위 규범에 따라 다른 광부들로부터 발생하는 주문을 어떻게 특성화 할 수 있습니까? 이러한 특성화는 예를 들어 비트 코인 사용자에게 중요한 영향을 미칩니다.

7.2 거래 투명성

이 섹션에서는 블록 체인의 거래 우선 순위와 경합 투명성의 의미에 대해 논의합니다. 처음에, 우리는 이러한 측면을 블록 체인 설계에 통합하여 투명성의 가장 중요한 목표를 달성하는 것의 중요성을 강조합니다. 그 후, 우리는 공개 채굴 거래에 대한 의미를 탐구합니다. 그런 다음 개인 채굴 거래에 대한 영향을 탐구합니다. 마지막으로, 우리는 우리의 의미가 블록 체인에 대한 두 가지 주요 개선 사항 인 EIP-1559와 합병에 대한 두 가지 주요 개선을 도입하기 전이나 후에도 그 의미를 강조합니다.

우리의 결과는 개인 마이닝 및 가속화 된 거래로 공개 분산 블록 체인의 약속이 유지되지 않음을 보여줍니다. 먼저, 비트 코인 활성 실험을 통해, 우리는 해시 속도가 50% 이상인 채굴 풀이 서로 충돌하여 시스템의 중앙 집중화를 보여줍니다. 또한, 이러한 가속화 된 거래는 광부가 우선 순위를 정하고 대부분 블록 위에 포함됩니다. 이를 통해 광부는 특정 거래를 검열 할 수 있으며 중앙 권한이없는 분산 된 공공 블록 체인의 정신을 깨뜨릴 수 있습니다. 둘째, 블록 체인의 모든 활동이 투명하다는 가정을 깨뜨립니다. 이는 블록 체인에 포함 된 거래에 해당되지만 개인 광업 및 오프 체인 수수료가 상승함에 따라 거래의 우선 순위가 점점 더 불투명 해지고 있습니다. 따라서 우리는 공개 블록 체인의 투명성 약속을 충족시키기 위해 거래의 우선 순위가 투명해야한다는 사례를 제시합니다. 셋째, Ethereum의 개인 광업을 통해 Flashbots는 샌드위치 공격과 같은 악의적이고 약탈 활동에 점점 더 많이 사용되고 있으며, 이는 본질적으로 블록 체인 (예 : DEX)의 금융 기관과 상호 작용하는 사용자에 대한 세금을 부과합니다. 공개 블록 체인이 약속에 부응하려면 이러한 우려를 해결해야합니다.

공개 채굴 된 거래에 대한 시사점. 오늘날 대부분의 지갑 소프트웨어와 암호화 교환은 거래 발행자에게 적절한 수수료를 제안하기 위해 현재 공개 Mempool State를 재구성하는 데 의존합니다. 경합 및 우선 순위 투명성이 부족하여 거래 발급 기관은 더 이상 다른 광부의 현재 Mempool 상태를 정확하게 재현 할 수 없습니다. 결과적으로, 그들은 거래가 원하는 우선 순위에 대해 지불하는 데 필요한 수수료를 안정적으로 추정 할 수 없습니다. 더 나쁜 것은, 개인적으로 채굴되고 가속화 된 거래의 일부가 계속 증가함에 따라, 거래 수수료는 향후 (안정적으로) 예측할 수있게 될 것입니다.

개인 채굴 된 거래에 대한 시사점. 원하는 수준의 우선 순위에 대한 신뢰할 수있는 수수료 추정 문제는 개인 릴레이 네트워크에서 발표 된 개인 채굴 거래에서 더욱 악화됩니다. 트랜잭션 발행자가 오늘날 개인 릴레이 네트워크에서 발표 할 때, 민간 릴레이 네트워크를 듣는 광부들에 의해 총 네트워크 전원의 일부가 어떤 부분을 제어하는지 잘 모르겠습니다. 따라서 개인 마이닝 풀에 의해 제어되는 네트워크 전력을 추정하여 거래 시간을 커밋 (대기) 시간을 추정하는 것이 중요합니다. 또한 개인 릴레이 네트워크의 트랜잭션 발행자는 다른 경쟁 거래에 완전히 눈을 멀게합니다. 이 불투명도를 통해 민간 광업 및 거래 가속 서비스를 제공하는 광부는 거래를 저지르기 위해 엄청난 수수료를 과장하고 요구할 수 있습니다. 예를 들어, 이더 리움 블록 체인에서, 사용자는 Flashbots 번들을 통해 높은 우선 순위로 거래를 확인한 것에 대해 광부들에 의해 과충전 된 것으로 관찰됩니다 (Weintraub et al., 2022).

EIP-1559와 이더 리움 병합에 비추어 발견 한 결과의 관련성. 투명성 부족과 그 의미에 대한 우리의 관찰은 현재 블록 체인 아키텍처의 기본이며, 최근 블록 체인 (예 : EIP-1559 및 이더 리움 병합 전후에 보유합니다. EIP-1559는 제공 해야하는 거래 수수료의 추정을 개선하려고 시도하지만, 거래 경합 부족 및 우선 순위 투명성과 관련된 문제를 해결하지는 않습니다. 유사하게, 이더 리움 병합 후, 광부보다 일정량의 에테르 (ETH)를 위험에 빠뜨리는 유효성 검사기는 다음 블록에 포함 할 트랜잭션을 선택하고 검증 할 책임이 있습니다 (Ethereum Foundation, 2022A). 개인 광업에 대한 우리의 관찰은 여전히 ​​개인 검증을 위해 유지되며 병합 후에도 여전히 그 의미가 유효합니다.

7.3 스마트 계약을 수정하기위한 투표 전력 분배

블록 체인 네트워크의 거버넌스에 대한 고유 한 관심사는 일부 참가자 그룹의 거버넌스 토큰 농도를 중심으로 진행됩니다. 이 상황은 특히 중요한 변경을 수행 할 투표권이나 권한이 각 참가자가 보유한 토큰 금액에 비례하는 경우, 프로토콜에 위협을 가할 수 있으며, 무결성을 손상시킬 수 있습니다. 이 문제는 Ethereum 위에 구축 된 분산 교환 (DEX) 인 Balancer의 경우 강조되었습니다. 이 예에서, 상당한 양의 거버넌스 토큰을 가진 사용자는 사용자에게 유익하지만 프로토콜에 해로운 결정에 투표했습니다 (Haig, 2022). 따라서 상당한 양의 토큰을 보유한 소수 의이 시나리오는 의사 결정력의 중앙 집중화로 이어질 수 있으며, 이는 거버넌스 프로토콜을 분산시키는 목표와 상반됩니다.

블록 체인의 거버넌스 프로토콜은 중앙 집중식 의사 결정을 제거하거나 최소화하는 것을 목표로하지만, 우리의 연구는 화합물이 의도 된 목표를 효과적으로 달성하지 못한다는 것을 보여줍니다. 투표권에 해당하는 토큰 분포는 프로토콜에서 탈 중앙화 수준을 결정하는 데 중요한 역할을합니다. 우리의 연구는 거버넌스 프로토콜을 측정하고 분석하여 의도 한대로 작동하는지 확인하는 것의 중요성을 강조합니다. 또한이 작업은이 분야에 대한 추가 연구를 동기를 부여합니다. 예를 들어, 우리의 경험적 증거는 유권자의 명성 또는 프로토콜에 대한 기여 (Guidi et al., 2021; Liu et al., 2022; Sharma et al., 2023)와 같은 사회적 보상에 기초하여 투표권을 재정의하기위한 최근의 제안을 뒷받침합니다. 2019b; Le Lley and Weyl, 2018).

우리의 연구 결과에 비추어, 우리는 이러한 통찰력을 미래의 거버넌스 프로토콜의 설계에 통합한다고 주장합니다. 그곳에서 우리는 이러한 프로토콜 내에서 공정성과 탈 중앙화를 효과적으로 증가시킬 수 있습니다. 또한, 이러한 거버넌스 프로토콜이 진정으로 분산되어 있는지 확인하기 위해 UNISWAP와 같은 다른 널리 사용되는 거버넌스 프로토콜을 분석하는 것도 흥미로울 것입니다.