Why Bitcoin and Ethereum May Not Be as Fair as You Think

Talahanayan ng mga link

Abstract/Zusammenfassung

Mga pahayagan

Mga Pagkilala

Kabanata 1: Panimula

1. Panimula

   1.1 Pangkalahatang -ideya ng mga kontribusyon sa tesis

   1.2 Thesis Outline

Kabanata 2: Background

2.1 Mga Kontrata ng Blockchain at Smart

2.2 Mga pamantayan sa prioritization ng transaksyon

2.3 Transaksyon Prioritization and Contention Transparency

2.4 Desentralisadong Pamamahala

2.5 blockchain scalability na may mga solusyon sa Layer 2.0

Kabanata 3. Mga pamantayan sa prioritization ng transaksyon

3. Mga pamantayan sa prioritization ng transaksyon

   3.1 Pamamaraan

   3.2 Pag -aaral ng pagsunod sa pamantayan

   3.3 Pagsisiyasat ng mga paglabag sa pamantayan

   3.4 Mga Transaksyon ng Madilim

   3.5 Pagtatapos ng Mga Paalala

Kabanata 4. Transaksyon Prioritization and Contention Transparency

4. Transaksyon prioritization at pagtatalo transparency

   4.1 Pamamaraan

   4.2 sa transparency ng pagtatalo

   4.3 sa prioritization transparency

   4.4 Pagtatapos ng Mga Paalala

Kabanata 5. Desentralisadong Pamamahala

5. Desentralisadong pamamahala

   5.1 Pamamaraan

   5.2 Pag -atake sa Pamamahala

   5.3 Pamamahala ng Compound

   5.4 Pagtatapos ng mga puna

Kabanata 6. Kaugnay na gawain

6.1 Mga pamantayan sa prioritization ng transaksyon

6.2 Transaksyon Prioritization and Contention Transparency

6.3 desentralisadong pamamahala

Kabanata 7. Talakayan, Mga Limitasyon at Paggawa sa Hinaharap

7.1 Pag -order ng Transaksyon

7.2 Transaksyon Transaksyon

7.3 Pamamahagi ng kapangyarihan ng pagboto upang baguhin ang mga matalinong kontrata

Konklusyon

Mga Appendice

Appendix A: Karagdagang pagsusuri ng mga pamantayan sa prioritization ng mga transaksyon

Appendix B: Karagdagang Pagtatasa ng Mga Transaksyon Prioritization at Contention Transparency

Appendix C: Karagdagang pagsusuri ng pamamahagi ng kapangyarihan ng pagboto

Bibliograpiya

Sa kabanatang ito, tinalakay namin ang ilang mga kahihinatnan na puntos na sumusunod mula sa mga naunang mga kabanata, banggitin ang mga limitasyon ng aming trabaho, at galugarin ang mga paraan para sa hinaharap na trabaho.

7.1 Pag -order ng Transaksyon

Ang aming mga natuklasan ay may makabuluhang implikasyon para sa parehong mga gumagamit at minero ng Bitcoin. Ang mga gumagamit ng Bitcoin (gamit ang kanilang software ng pitaka) ay karaniwang ipinapalagay ang kumpletong transparency tungkol sa mga bayarin na nauugnay sa mga nakikipagkumpitensya na mga transaksyon kapag nagtatakda ng mga bayarin para sa kanilang sariling mga transaksyon. Gayunpaman, hinahamon ng aming mga resulta ang karaniwang palagay na ito. Katulad nito, ang pagsasagawa ng mga transaksyon na may iba't ibang mga bayarin sa kumpirmasyon para sa iba't ibang mga minero ay nagtataas ng mga kilalang alalahanin sa pagiging patas.

Bukod dito, ang aming mga natuklasan ay tumawag din para sa isang debate sa buong komunidad sa pagtukoy ng mga pamantayan sa prioritization ng transaksyon at ipinatutupad ang mga ito nang malinaw. Partikular, itinatampok namin ang tatlong mapaghamong mga katanungan na kailangang matugunan para sa hinaharap.

Ano ang nais na mga pamantayan sa prioritization ng transaksyon sa mga pampublikong proof-of-work blockchain? Anong mga aspeto ng mga transaksyon bukod sa rate ng bayad na dapat pahintulutan na isaalang -alang ng mga minero kapag nag -uutos sa kanila? Halimbawa, dapat bang isaalang -alang ang oras ng paghihintay ng mga transaksyon upang maiwasan ang walang hanggan na maantala ang ilang mga transaksyon? Dapat bang ang halaga ng transaksyon (ibig sabihin, ang halaga ng mga bitcoins na inilipat sa pagitan ng iba't ibang mga account) ay isang kadahilanan sa pag -order, dahil ang pag -order batay sa bayad ay pinapaboran ang mas malaking halaga sa mas maliit na mga transaksyon sa halaga? Katulad nito, habang hindi namin nakita ang katibayan ng mga minero na nagpapabagal o nag -censor (ibig sabihin, tumanggi sa minahan) na mga transaksyon, ang kasalukuyang mga protocol ay hindi hindi pinapayag ang mga diskriminasyong pag -uugali ng mga minero. Dapat bang malinaw na hindi pinapayag ng mga pamantayan sa prioritization ang mga transaksyon sa diskriminasyon batay sa ilang mga tampok ng transaksyon tulad ng pagpapadala o pagtanggap ng mga address ng pitaka? Ang ganitong mga pamantayan ay magiging pagkakatulad sa mga pamantayan sa neutrality ng network para sa mga nagbibigay ng serbisyo sa internet (ISP) na hindi nagpapahintulot sa mga daloy mula sa ibang ginagamot batay sa kanilang mga mapagkukunan/patutunguhang address o payload.

Paano natin masisiguro na ang mga ipinamamahaging minero ay sumusunod sa ninanais at tinukoy na mga kaugalian? Ang mga minero sa pampublikong proof-of-work blockchain, tulad ng Bitcoin at Ethereum, ay nagpapatakbo sa isang ipinamamahaging paraan, sa isang network ng P2P. Ang modelong ito ng operasyon ay nagreresulta sa iba't ibang mga minero na potensyal na may natatanging, karaniwang naiiba, mga pananaw ng estado ng system (hal., Hanay ng mga natitirang transaksyon). Dahil sa mga pagkakaiba-iba na ito, may mga mekanismo ba (sabihin, batay sa mga pagsubok sa istatistika (Asayag et al., 2018; Lev-Ari et al., 2020; Orda at Rottenstreich, 2019)) na maaaring magamit ng anumang tagamasid ng third-party upang mapatunayan na ang isang minero ay sumunod sa itinatag na pamantayan (s)?

Paano natin mai-modelo at pag-aralan ang epekto ng makasarili, hindi transparent, collusive na pag-uugali ng mga minero? Habang ang mga tema sa itaas ay nakahanay nang maayos sa isang pangmatagalang pananaw sa pagtukoy at pagpapatupad ng mahusay na tinukoy na mga kaugalian sa pag-order sa mga blockchain, sa maikling panahon ang isa ay maaaring tumuon sa pagsusuri sa mga implikasyon ng mga paglabag sa pamantayan sa mga blockchain ngayon. Partikular, kung paano natin makilala ang pag -order na magreresulta mula sa iba't ibang mga minero kasunod ng iba't ibang mga pamantayan sa prioritization, lalo na binigyan ng isang pagtatantya ng mga kapangyarihan ng mga minero o mga kapangyarihan ng pagmimina (ibig sabihin, ang kanilang posibilidad na pagmimina ng isang bloke). Ang nasabing characterization ay may mahalagang implikasyon, halimbawa, para sa mga gumagamit ng bitcoin.

7.2 Transaksyon Transaksyon

Sa seksyong ito, tatalakayin natin ang mga implikasyon ng mga transaksyon sa prioritization at pagtatalo ng transparency sa mga blockchain. Sa una, itinatampok namin ang kahalagahan ng pagsasama ng mga aspeto na ito sa disenyo ng blockchain upang matupad ang labis na layunin ng transparency. Kasunod nito, ginalugad namin ang mga implikasyon para sa mga transaksyon sa publiko. Pagkatapos, sinisiyasat namin ang mga implikasyon para sa mga pribadong transaksyon sa minahan. Panghuli, binibigyang diin namin na ang aming mga implikasyon ay humahawak kapwa para sa bago o pagkatapos ng pagpapakilala ng dalawang pangunahing pagpapabuti sa mga blockchain: EIP-1559 at ang pagsasama.

Ipinapakita ng aming mga resulta na sa pribadong pagmimina at pinabilis na mga transaksyon, ang pangako ng pampublikong desentralisadong blockchain ay hindi humahawak. Una, sa pamamagitan ng aktibong eksperimento sa Bitcoin, ipinakita namin na ang mga pool ng pagmimina na may pinagsamang mga rate ng hash na higit sa 50% ay nagkokolekta sa bawat isa, na nagpapakita ng isang sentralisasyon sa system. Dagdag pa, ang mga pinabilis na mga transaksyon na ito ay lubos na nauna sa mga minero at kasama ang karamihan sa tuktok ng kanilang mga bloke. Pinapayagan nito ang mga minero na mag -censor din ng ilang mga transaksyon, na sinira ang etos ng desentralisadong pampublikong blockchain na walang sentral na awtoridad. Pangalawa, sinisira nito ang pag -aakala na ang lahat ng mga aktibidad sa blockchain ay malinaw. Bagaman totoo ito para sa mga transaksyon na kasama sa blockchain, ang prioritization ng mga transaksyon ay nagiging mas malabo sa pagtaas ng pribadong pagmimina at off-chain fees. Samakatuwid, ginagawa namin ang kaso na upang matupad ang transparency na pangako ng mga pampublikong blockchain, ang prioritization ng mga transaksyon ay dapat ding maging malinaw. Pangatlo, na may pribadong pagmimina sa Ethereum, ang mga flashbots ay lalong ginagamit para sa mga nakakahamak at mandaragit na aktibidad tulad ng pag -atake ng sandwich, na mahalagang pag -alis ng buwis sa mga gumagamit na nakikipag -ugnay sa mga institusyong pampinansyal sa blockchain (hal, sa Dex). Ang mga alalahanin na ito ay kailangang matugunan kung ang mga pampublikong blockchain ay mabubuhay sa kanilang mga pangako.

Mga implikasyon para sa mga transaksyon sa minahan ng publiko. Karamihan sa mga software ng wallet at cryptoexchanges ngayon ay umaasa sa muling pagtatayo ng kasalukuyang pampublikong estado ng mempool upang magmungkahi ng isang angkop na bayad sa mga nagbigay ng transaksyon. Sa kakulangan ng pagtatalo at prioritization transparency, ang mga nagbigay ng transaksyon ay hindi na maaaring tumpak na muling likhain ang kasalukuyang estado ng mempool para sa iba't ibang mga minero. Dahil dito, hindi nila maaasahan na matantya ang mga transaksyon sa bayad na kailangang magbayad para sa kanilang nais na prioritization. Mas masahol pa, habang ang bahagi ng pribadong mined at pinabilis na mga transaksyon ay patuloy na tumataas, ang mga bayarin sa transaksyon ay magiging mas mababa (maaasahan) na mahuhulaan sa hinaharap.

Mga implikasyon para sa pribadong mga transaksyon sa minahan. Ang problema ng maaasahang pagtatantya ng bayad para sa isang nais na antas ng prioritization ay mas masahol pa para sa mga pribadong minahan na mga transaksyon na inihayag sa mga pribadong network ng relay. Kapag inihayag ng mga nagbigay ng transaksyon sa isang pribadong network ng relay ngayon, madalas silang hindi sigurado kung anong bahagi ng kabuuang kapangyarihan ng network ang kinokontrol ng mga minero na nakikinig sa pribadong network ng relay. Samakatuwid, mahalaga na matantya ang kapangyarihan ng network na kinokontrol ng mga pribadong pool upang matantya ang mga gamit (naghihintay) na beses para sa mga transaksyon. Bukod dito, ang mga nagbigay ng transaksyon sa mga pribadong network ng relay ay ganap na bulag sa iba pang mga transaksyon sa pakikipagkumpitensya. Ang opacity na ito ay nagbibigay -daan sa mga minero na nag -aalok ng mga pribadong serbisyo sa pagpabilis ng pagmimina at transaksyon sa labis na singil at humiling ng labis na bayad na gumawa ng mga transaksyon. Halimbawa, sa Ethereum blockchain, ang mga gumagamit ay sinusunod na overcharged ng mga minero para sa pagkakaroon ng kanilang mga transaksyon na nakumpirma na may mataas na priyoridad sa pamamagitan ng mga bundle ng flashbots (Weintraub et al., 2022).

Kaugnay ng mga natuklasan sa ilaw ng EIP-1559 at ang pagsasama ng Ethereum. Ang aming mga obserbasyon tungkol sa kakulangan ng transparency at ang kanilang mga implikasyon ay pangunahing sa kasalukuyang mga arkitektura ng blockchain at humahawak sa parehong bago at pagkatapos ng kamakailang mga pangunahing pagpapabuti sa mga blockchain, EG, EIP-1559 at ang Ethereum merge. Habang ang mga pagtatangka ng EIP-1559 upang mapagbuti ang pagtatantya ng mga bayarin sa transaksyon na kailangang maalok, hindi nito tinutugunan ang mga problema na nauugnay sa kakulangan ng pagtatalo ng transaksyon at transparency ng prioritization. Katulad nito, pagkatapos ng pagsamahin ng Ethereum, ang mga validator na tumatakbo sa isang tiyak na halaga ng eter (ETH) sa halip na mga minero ay magiging responsable para sa pagpili at pagpapatunay ng mga transaksyon na isama sa susunod na bloke (Ethereum Foundation, 2022a). Ang aming mga obserbasyon tungkol sa pribadong pagmimina ay hahawak pa rin para sa pribadong pagpapatunay at ang mga implikasyon ay magiging wasto pa rin pagkatapos ng pagsasama.

7.3 Pamamahagi ng kapangyarihan ng pagboto upang baguhin ang mga matalinong kontrata

Ang isang likas na pag -aalala sa pamamahala ng mga network ng blockchain ay umiikot sa konsentrasyon ng mga token ng pamamahala sa isang piling pangkat ng mga kalahok. Ang sitwasyong ito ay maaaring magdulot ng isang banta sa protocol at ikompromiso ang integridad nito, lalo na kung ang kapangyarihan ng pagboto o awtoridad na gumawa ng mga mahahalagang pagbabago ay proporsyonal sa dami ng mga token na hawak ng bawat kalahok. Ang isyung ito ay na -highlight sa kaso ng balancer, isang desentralisadong palitan (DEX) na itinayo sa tuktok ng Ethereum. Sa halimbawang ito, ang isang gumagamit na may isang makabuluhang halaga ng mga token ng pamamahala ay bumoto para sa mga pagpapasya na kapaki -pakinabang sa gumagamit ngunit nakapipinsala sa protocol (Haig, 2022). Samakatuwid, ang sitwasyong ito ng isang minorya na may hawak na isang makabuluhang halaga ng mga token ay maaaring humantong sa isang sentralisasyon ng kapangyarihan ng paggawa ng desisyon, na salungat sa layunin ng desentralisadong mga protocol ng pamamahala.

Habang ang mga protocol ng pamamahala sa mga blockchain ay naglalayong alisin (o hindi bababa sa pag-minimize) na sentralisadong pagpapasya, ipinahayag ng aming gawain na ang tambalan ay hindi epektibong nakamit ang inilaan nitong layunin. Ang pamamahagi ng mga token, na tumutugma sa kapangyarihan ng pagboto, ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagtukoy ng antas ng desentralisasyon sa isang protocol. Itinampok ng aming trabaho ang kahalagahan ng pagsukat at pagsusuri ng mga protocol ng pamamahala upang matiyak na nagtatrabaho sila ayon sa inilaan. Bilang karagdagan, ang gawaing ito ay nag -uudyok sa karagdagang pananaliksik sa lugar na ito. Halimbawa, ang aming empirical na katibayan ay sumusuporta sa mga kamakailang mga panukala upang muling tukuyin ang kapangyarihan ng pagboto batay sa mga gantimpala sa lipunan, tulad ng reputasyon ng isang botante o kontribusyon sa protocol (Guidi et al., 2021; Liu et al., 2022; Sharma et al., 2023), o ang paggamit ng isang quadratic voting scheme, kung saan ang kapangyarihan ng pagboto ay kinakalkula bilang parisukat na ugat ng bilang ng mga token na may hawak na mga botante ( et al., 2019b;

Kaugnay ng aming mga natuklasan, pinagtutuunan namin ang pagsasama ng mga pananaw na ito sa disenyo ng mga protocol sa pamamahala sa hinaharap. Doon, maaari nating epektibong madagdagan ang pagiging patas at desentralisasyon sa loob ng mga protocol na ito. Bilang karagdagan, magiging kagiliw -giliw din na pag -aralan ang iba pang malawak na ginagamit na mga protocol ng pamamahala, tulad ng UNISWAP, upang matiyak na ang mga protocol ng pamamahala na ito ay tunay na desentralisado.