Was ist ein Slot und eine Epoche im Proof of Stake?

Slots im Proof of Stake verstehen

1. Ein Slot stellt die kleinste Zeiteinheit dar, in der ein Validator damit beauftragt ist, einen Block vorzuschlagen oder einen solchen zu bestätigen.

2. Jeder Slot dauert eine feste Dauer – normalerweise 12 Sekunden in der Konsensschicht von Ethereum.

3. Validatoren werden pseudozufällig für jeden Slot ausgewählt, basierend auf ihrer abgesteckten ETH und dem aktuellen Status der Beacon-Kette.

4. Wenn ein Validator seine Pflicht nicht innerhalb des ihm zugewiesenen Zeitfensters erfüllt, drohen ihm geringfügige Strafen und der Anspruch auf Belohnungen.

5. Slots sind sequentiell und deterministisch; Es können keine zwei Validatoren demselben Slot zum Vorschlagen zugewiesen werden, obwohl viele gleichzeitig bestätigen können.

Definieren von Epochen im Proof of Stake

1. Eine Epoche besteht aus 32 aufeinanderfolgenden Slots, was bei der Implementierung von Ethereum insgesamt 6,4 Minuten entspricht.

2. Epochengrenzen lösen kritische Konsensaktivitäten aus, einschließlich der Begründung und Finalisierung von Blöcken.

3. Zu Beginn jeder Epoche wird der Validatorsatz mithilfe einer überprüfbaren Zufallsfunktion neu gemischt, um neue Aufgaben zuzuweisen.

4. Crosslinks – historische Referenzen zwischen Shard-Ketten und der Beacon-Kette – waren ursprünglich so konzipiert, dass sie einmal pro Epoche einbezogen werden, obwohl sich dieses Konzept nach Merge weiterentwickelte.

5. Die Endgültigkeit im PoS von Ethereum liegt vor, wenn zwei aufeinanderfolgende Epochen gerechtfertigt sind, was eine unwiderrufliche Bestätigung der Blöcke bis zu diesem Punkt ermöglicht.

Verantwortlichkeiten des Validators über Zeiteinheiten hinweg

1. Während seines zugewiesenen Slots muss ein Validator einen Block erzeugen, wenn er als Antragsteller ausgewählt wird, oder signierte Attestierungen senden, wenn er als Attestierer zugewiesen wird.

2. Das Versäumen eines Vorschlags führt zum Verlust von Emissionsprämien, führt jedoch nicht zu Kürzungen, es sei denn, dies wird über einen längeren Zeitraum wiederholt wiederholt.

3. Bescheinigungspflichten finden mehrmals pro Slot statt und erfordern, dass Validatoren über den Kopf der Kette, den Quellkontrollpunkt und den Zielkontrollpunkt abstimmen.

4. Von Validatoren wird erwartet, dass sie während ihres gesamten aktiven Zuweisungsfensters online bleiben, das sich aus Planungsgründen über ganze Epochen erstreckt.

5. Offline-Verhalten über mehrere Slots hinweg akkumuliert Strafen proportional zur Anzahl der verpassten Gelegenheiten im Verhältnis zur Gesamtzahl der aktiven Validatoren.

Einfluss der Slot- und Epochenstruktur auf die Netzwerksicherheit

1. Das feste Zeitmodell schafft vorhersehbare Fenster für die gegnerische Analyse, doch die kryptografische Zufälligkeit bei der Zuweisung verringert die Vorhersagbarkeit auf individueller Ebene.

2. Kurze Slot-Dauer erhöhen die Reaktionsfähigkeit des Netzwerks, erfordern jedoch von den Validatoren eine Infrastruktur mit geringer Latenz, um verpasste Chancen zu vermeiden.

3. Epochenbasierte Finalitätskontrollpunkte reduzieren die Angriffsfläche über große Entfernungen, indem sie alle 6,4 Minuten irreversible Zustandsübergänge verankern.

4. Die Epochenlänge von 32 Slots gleicht die Häufigkeit von Koordinationsereignissen mit dem Rechenaufwand aus, der für die Gegenprüfung des Validatorverhaltens erforderlich ist.

5. Slashing-Bedingungen werden pro Epoche ausgewertet und ermöglichen die Erkennung koordinierter böswilliger Aktivitäten wie Doppelabstimmungen oder Surround-Abstimmungen.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann ein Validator mehr als einmal pro Epoche zugewiesen werden? Ja. Aufgrund der Größe des Validatorsatzes und der Wahrscheinlichkeitszuweisung kann ein einzelner Validator innerhalb einer einzigen Epoche mehrere Slot-Zuweisungen erhalten – einschließlich Vorschlags- und Bescheinigungspflichten.

F: Was passiert, wenn mehr als ein Validator einen Block im selben Slot vorschlägt? Die Fork-Choice-Regel wählt den Block mit der größten akkumulierten Gewichtung an Attestierungen aus. Nur ein Block wird kanonisch; andere werden zu Waisen und bringen keine Belohnungen.

F: Ist die Slot-Zeit nach dem Mainnet-Start anpassbar? Nein. Die Dauer des Slots ist in der Konsensspezifikation fest verankert. Jede Änderung würde einen Hard Fork erfordern, dem die Mehrheit der Knotenbetreiber und Client-Entwickler zustimmen würde.

F: Bescheinigen alle Validatoren in jedem Slot? Nein. Nur eine Teilmenge der Validatoren wird pro Slot zufällig ausgewählt, um Attestierungen zu generieren. Dieses Design gewährleistet Skalierbarkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung der dezentralen Beteiligung.