Proof of Stake のスロットとエポックとは何ですか?

Proof of Stake のスロットを理解する

1. スロットは、ブロックを提案するかブロックを証明するためにバリデーターが割り当てられる時間の最小単位を表します。

2. 各スロットは、イーサリアムのコンセンサス層で固定期間 (通常は 12 秒) 持続します。

3. バリデーターは、ステーキングされた ETH とビーコン チェーンの現在の状態に基づいて、スロットごとに擬似ランダムに選択されます。

4. バリデーターが割り当てられたスロット内でその義務を果たせなかった場合、軽微なペナルティが課せられ、報酬を逃します。

5. スロットは連続的で決定的です。複数のバリデーターを同時に証明することはできますが、提案のために 2 つのバリデーターを同じスロットに割り当てることはできません。

プルーフ・オブ・ステークにおけるエポックの定義

1. エポックは 32 の連続スロットで構成され、イーサリアムの実装では合計 6.4 分になります。

2. エポック境界は、ブロックの正当化や最終化などの重要なコンセンサス活動をトリガーします。

3. 各エポックの開始時に、検証可能なランダム関数を使用してバリデータ セットが再シャッフルされ、新しい任務が割り当てられます。

4. クロスリンク (シャード チェーンとビーコン チェーンの間の歴史的参照) は、もともとエポックごとに 1 回含まれるように設計されていましたが、この概念はマージ後に進化しました。

5. イーサリアムの PoS のファイナリティは、2 つの連続したエポックが正当化されたときに発生し、その時点までのブロックの不可逆的な確認が可能になります。

時間単位にわたるバリデーターの責任

1. 割り当てられたスロット中に、検証者は提案者として選択された場合はブロックを生成し、検証者として割り当てられた場合は署名済みの証明書をブロードキャストする必要があります。

2. 提案を逃すと発行報酬が失われますが、長期間にわたって一貫して繰り返されない限り、スラッシュはトリガーされません。

3. 認証義務はスロットごとに複数回発生し、バリデーターはチェーンの先頭、ソース チェックポイント、およびターゲット チェックポイントに投票する必要があります。

4. バリデーターは、スケジュール設定の目的でエポック全体にわたる、アクティブな割り当てウィンドウ全体にわたってオンラインを維持することが期待されます。

5. 複数のスロットにわたるオフライン動作では、アクティブなバリデーターの合計に対する逃した機会の数に比例してペナルティが蓄積されます。

スロットとエポック構造がネットワーク セキュリティに与える影響

1. 固定タイミング モデルは、敵対的分析のための予測可能なウィンドウを作成しますが、割り当てにおける暗号学的ランダム性により、個人レベルでの予測可能性が緩和されます。

2. スロット期間が短いとネットワークの応答性が向上しますが、機会の逸失を避けるためにバリデーターには低遅延のインフラストラクチャが必要です。

3. エポックベースのファイナリティ チェックポイントは、6.4 分ごとに不可逆的な状態遷移を固定することで、長距離の攻撃対象領域を削減します。

4. 32 スロットのエポック長により、調整イベントの頻度とバリデーターの動作のクロスチェックに必要な計算オーバーヘッドのバランスがとれます。

5. スラッシュ条件はエポックごとに評価され、ダブル投票やサラウンド投票などの組織的な悪意のあるアクティビティの検出が可能になります。

よくある質問

Q: バリデーターはエポックごとに複数回割り当てることができますか?はい。バリデーター セットのサイズと確率的な割り当てにより、単一のバリデーターが単一エポック内で複数のスロット割り当て (提案と証明の両方の義務を含む) を受け取る場合があります。

Q: 複数のバリデーターが同じスロット内のブロックを提案した場合はどうなりますか?フォーク選択ルールは、証明の累積重みが最大のブロックを選択します。正規となるブロックは 1 つだけです。孤立して何の報酬も得られない人もいます。

Q: スロット時間はメインネットの起動後に調整できますか?いいえ。スロット期間はコンセンサス仕様にハードコードされています。いかなる変更も、ノードオペレーターとクライアント開発者の大多数が合意したハードフォークが必要となります。

Q: すべてのバリデーターはすべてのスロットで証明しますか?いいえ。証明書を生成するために、スロットごとにバリデーターのサブセットのみがランダムに選択されます。この設計により、分散型の参加を維持しながらスケーラビリティが確保されます。