VDF(검증 가능한 지연 기능)란 무엇이며 합의 메커니즘에서 어떻게 사용됩니까?

검증 가능한 지연 함수(VDF) 이해

1. VDF(검증 가능한 지연 함수)는 평가하기 위해 특정 수의 순차적 단계를 요구하도록 설계된 암호화 기본 요소이지만 결과를 다른 사람이 효율적으로 확인할 수 있도록 합니다. 이는 병렬 컴퓨팅 능력이 아무리 많아도 계산 속도를 높일 수 없다는 것을 의미합니다. 즉, 고정된 기간 동안 단계별로 진행해야 합니다.

2. VDF의 핵심 특성은 강제 시간 지연입니다. 고급 하드웨어나 분산 시스템을 사용하더라도 지정된 시간보다 빠르게 함수를 계산할 수는 없습니다. 따라서 타이밍과 공정성이 중요한 애플리케이션에 이상적입니다.

3. 각 VDF 출력에는 일반적으로 지연에 따른 로그 시간으로 신속하게 확인할 수 있는 증명이 함께 제공됩니다. 이 검증 프로세스는 제3자 중개자를 요구하지 않고도 투명성과 신뢰를 보장합니다.

4. VDF는 알려진 알고리즘 지름길에 저항하는 클래스 그룹 또는 초특이성 동질성 그래프와 같은 수학적 구조에 의존합니다. 이러한 기반은 현재의 계산 이해 하에서 지연을 우회하려는 시도가 실패하도록 보장합니다.

5. 무차별 계산을 통해 막대한 에너지를 소비하는 작업 증명과 달리 VDF는 본질적으로 순차적인 수학 문제를 통해 지연을 달성하여 시간 기반 제약 조건을 적용하는 동시에 에너지 효율적이게 만듭니다.

블록체인 합의에서 VDF의 역할

1. 블록체인 네트워크에서 모든 참가자가 동의하는 무작위성을 달성하는 것은 매우 어렵습니다. 악의적인 행위자는 블록 타임스탬프나 기타 입력을 조작하여 결과를 편향시킬 수 있습니다. VDF는 제안자가 조치를 취하기 전까지 무작위 값의 공개를 지연시켜 편견 없는 무작위성을 생성하는 데 도움이 됩니다.

VDF를 합의 프로토콜에 통합하면 사전 계산 공격을 방지하고 리더 선택 프로세스의 무결성이 강화됩니다.

2. 이더리움과 같은 네트워크는 검증인 선택을 위한 무작위성을 생성하기 위해 비콘 체인 내에서 VDF를 사용하는 방법을 모색했습니다. VDF에 엔트로피를 공급함으로써 시스템은 지연이 완료되기 전에 참가자가 결과를 예측할 수 없도록 보장합니다.

3. VDF는 무작위 생성과 즉각적인 사용을 분리합니다. 검증인은 이전 무작위성을 기반으로 블록을 제안하는 반면, VDF를 통해 새로운 무작위성이 계산됩니다. 이러한 분리로 인해 실시간 조작 기회가 제거됩니다.

4. VDF 평가에는 알려진 시간이 걸리기 때문에 합의 라운드에서 예측 가능한 하트비트 간격이 가능합니다. 이러한 규칙성은 보다 원활한 최종성을 지원하고 검증자 간의 경쟁 조건으로 인해 발생하는 포크를 줄입니다.

5. VRF(검증 가능한 무작위 함수)와 결합하면 VDF는 조작에 대한 계층화된 방어를 생성합니다. VRF는 의사 난수 값을 생성하고 VDF는 공개 확인을 지연시켜 예측 불가능성과 검증성을 모두 보장합니다.

구현 과제 및 장단점

1. 신뢰할 수 있는 VDF를 구축하려면 범용 CPU가 관련된 대규모 모듈식 연산으로 인해 어려움을 겪을 수 있으므로 특수한 하드웨어 가속이 필요한 경우가 있습니다. MIT가 운영하는 VDF Alliance와 같은 프로젝트에서는 성능을 최적화하기 위해 맞춤형 타임록 프로세서를 개발했습니다.

2. VDF 배포 시 신뢰 가정이 변경됩니다. 수학적으로는 단축키를 사용할 수 없지만 사용자는 그룹 설정과 같은 매개변수가 백도어 없이 안전하게 생성된다는 점을 신뢰해야 합니다.

3. 네트워크 대기 시간을 적절하게 고려하지 않으면 VDF 기반 타이밍을 방해할 수 있습니다. 프로토콜은 전송 속도에 관계없이 필요한 최소 지연 후에만 확인이 이루어지도록 버퍼 기간을 정의해야 합니다.

4. 복잡성과 참신함으로 인해 채택이 여전히 제한되어 있습니다. 현재 연구 및 테스트넷 실험을 통해 VDF를 대규모로 배포하는 블록체인은 거의 없습니다.

5. 지연 길이를 잘못 구성하면 보안이 약화될 수 있습니다. 지연 시간이 너무 짧으면 최적화된 솔버가 취약해질 위험이 있습니다. 너무 길면 합의 주기에 불필요한 대기 시간이 발생합니다.

자주 묻는 질문

VDF가 해시 함수와 다른 점은 무엇입니까? 해시 함수는 즉시 계산될 수 있으며 종종 병렬화의 이점을 얻습니다. VDF는 의도적으로 느리고 순차적이므로 더 많은 컴퓨팅 리소스를 사용해도 단축할 수 없는 고정된 수의 단계가 필요합니다. 또한 VDF에는 표준 해시가 제공하지 않는 정확한 실행에 대한 간결한 증거가 제공됩니다.

합의 메커니즘 외부에서 VDF를 사용할 수 있습니까? 예. VDF는 타임스탬프 서비스, 공정한 복권 시스템, 검열 방지 출판 도구에 유용합니다. 가속에 대한 저항과 함께 공개적으로 검증 가능한 지연이 필요한 모든 애플리케이션은 VDF 기술의 이점을 누릴 수 있습니다.

VDF를 사용하면 지분 증명이 필요하지 않습니까? 아니요. VDF는 지분 증명과 같은 합의 모델을 보완하지만 이를 대체하지는 않습니다. 경제적 보안이나 검증인 인센티브를 제공하기보다는 기존 프레임워크 내에서 무작위성과 타이밍을 향상시킵니다.

블록체인 네트워크에서 VDF 출력을 검증하는 사람은 누구입니까? 참여하는 모든 노드는 첨부된 증명을 사용하여 VDF 결과를 확인할 수 있습니다. 검증은 계산적으로 간단하므로 전체 노드와 라이트 클라이언트 모두 전체 계산을 다시 실행하지 않고도 올바른 지연이 준수되었는지 확인할 수 있습니다.