결정론적 스마트 계약과 비결정론적 스마트 계약의 차이점은 무엇입니까?

블록체인 시스템의 결정론적 스마트 계약

1. 결정론적 스마트 계약은 이를 실행하는 노드나 실행 시간에 관계없이 동일한 입력이 주어지면 항상 동일한 출력을 생성합니다. 이러한 일관성은 분산형 네트워크 전반에서 합의를 유지하는 데 중요합니다.

2. 결정론적 계약 내의 모든 작업은 무작위성이 온체인에서 안전하게 소싱되고 검증될 수 없는 한 예측 가능해야 하며 외부 무작위성이 없어야 합니다. 여기에는 산술 연산, 블록체인 상태에서 데이터 검색 및 조건부 논리가 포함됩니다.

3. 모든 노드는 계약을 실행한 후 동일한 결론에 도달해야 하기 때문에 로컬 타임스탬프, 난수 생성기 또는 네트워크 호출에 의존하는 것과 같은 비결정적 동작은 합의를 깨고 체인 포크로 이어질 수 있습니다.

4. EVM(Ethereum Virtual Machine)은 예측할 수 없는 시스템 리소스에 대한 액세스를 제한하고 opcode가 구현 전반에 걸쳐 균일하게 작동하도록 보장하여 결정성을 강화합니다.

5. 결정론적 계약을 작성하는 개발자는 일관되고 타임스탬프가 지정되며 변조 방지 입력을 제공하는 신뢰할 수 있는 오라클을 통해 중재되지 않는 한 오프체인 데이터 종속성을 피해야 합니다.

비결정적 요소와 그 위험

1. 비결정적 스마트 계약은 동일한 입력으로도 실행 시 다른 결과를 낳을 수 있습니다. 이는 종종 현재 시간, 무작위 시드 또는 변경 가능한 오프체인 데이터 소스와 같은 다양한 외부 조건에 의존하기 때문입니다.

2. 계약이 암호화 검증 없이 보안되지 않은 API에서 데이터를 가져오는 경우, 서로 다른 노드가 서로 다른 시간에 서로 다른 값을 수신하여 상태가 달라질 수 있습니다.

3. block.timestamp를 부주의하게 사용하면 미묘한 비결정성이 발생할 수 있습니다. 이는 블록 헤더의 일부이므로 합의에 의해 합의되지만, 채굴자가 이를 조작하면 시간 종속 논리에 불확실성이 발생합니다.

4. 오프체인 또는 가스 사용량과 같은 내부 변수를 통해 생성된 무작위성은 본질적으로 안전하지 않으며 복권 당첨자 또는 NFT 발행 주문과 같은 중요한 결정에 사용될 경우 악용 가능한 취약점으로 이어집니다.

5. 일부 블록체인 환경은 특정 사용 사례에 대한 확률적 결과를 허용하지만 이는 일반적으로 전체 네트워크 무결성을 보존하기 위해 커밋 공개 체계 또는 VDF(검증 가능한 지연 기능)를 사용하여 결정적 코어 위에 계층화됩니다.

실행 일관성을 보장하는 디자인 패턴

1. 결정성을 유지하는 효과적인 방법 중 하나는 체인링크와 같은 오라클 네트워크를 사용하는 것입니다. 체인링크는 오프체인 데이터를 집계하고 서명되고 검증된 결과를 온체인에 게시하여 모든 노드가 동일한 값을 읽도록 보장합니다.

2. 커밋-공개 메커니즘을 통해 참가자는 암호화된 선택 사항을 먼저 제출한 다음 나중에 공개할 수 있으므로 런타임 예측 불가능성을 도입하지 않고 선행 실행을 방지하고 공정성을 보장할 수 있습니다.

3. 상태 채널과 레이어 2 솔루션은 오프체인 논리를 실행하는 경우가 많지만 결정론적 기본 레이어에서 최종 결과를 정산하여 보안을 유지하면서 효율성을 향상시킵니다.

4. 공식 검증 도구는 계약 바이트코드를 분석하여 결정성, 재진입 부재, 배포 전 올바른 상태 전환과 같은 속성을 증명합니다.

5. 계약이 즉시 되돌릴 수 없는 변경을 수행하는 대신 이벤트를 내보내는 이벤트 기반 아키텍처는 작업과 부작용을 분리하여 일관되지 않은 동작의 표면을 줄이는 데 도움이 됩니다.

자주 묻는 질문

스마트 계약 기능을 비결정적으로 만드는 이유는 무엇입니까? 모든 검증 노드에서 전체적으로 일관되지 않은 입력이나 환경 변수에 의존하는 경우 함수는 비결정적이 됩니다. 예를 들면 휘발성 오프체인 API, 초기화되지 않은 메모리 또는 블록체인 상태에 고정되지 않은 엔트로피 소스가 있습니다.

스마트 계약에서 무작위성을 위해 블록 해시를 안전하게 사용할 수 있나요? 블록 해시는 향후 블록에 대해서만 엔트로피 소스 역할을 할 수 있습니다. 현재 블록의 해시를 사용하려고 하면 채굴자가 블록 내용을 제어하므로 예측 가능성이 높아집니다. 그럼에도 불구하고 제한된 엔트로피를 제공하며 저위험 환경에서는 조작에 취약합니다.

오라클은 결정론에 어떻게 기여합니까? 오라클은 블록체인과 외부 시스템 사이의 가교 역할을 하며, 암호화 방식으로 보호되고 온체인에 균일하게 기록되는 방식으로 데이터를 전달합니다. 외부 정보가 시스템에 입력되는 방식을 표준화함으로써 계약 실행 중 불일치를 방지합니다.

블록체인 합의에 결정론이 필수적인 이유는 무엇입니까? 합의를 위해서는 모든 노드가 독립적으로 트랜잭션을 검증하고 정확히 동일한 업데이트 상태에 도달해야 합니다. 계약 실행이 분기되도록 허용되면 노드는 원장의 유효성에 동의하지 않아 무신뢰 조정이 중단되고 잠재적으로 네트워크가 분할될 수 있습니다.