Khám phá các giai đoạn an ninh của mạng L2 Ethereum từ góc độ toán học

Ba giai đoạn an toàn của Ethereum rollup có thể được xác định qua mức độ kiểm soát của ủy ban an toàn đối với các thành phần không cần tin cậy:

• Giai đoạn 0: Ủy ban an ninh có quyền kiểm soát hoàn toàn. Ngay cả khi có hệ thống chứng minh, ủy ban an ninh cũng có thể phủ quyết bằng đa số đơn giản.
• Giai đoạn 1: Ủy ban an ninh cần hơn 75% sự chấp thuận để phủ quyết hệ thống chứng minh. Phải có một phần thành viên đến từ bên ngoài tổ chức chính.
• Giai đoạn 2: Ủy ban an toàn chỉ có thể thực hiện quyền lực trong trường hợp có lỗi được chứng minh, và chỉ có thể chọn trong các đề xuất được đưa ra.

Ba giai đoạn này có thể được biểu thị bằng "tỷ lệ phiếu bầu" của ủy ban an ninh. Câu hỏi quan trọng là: Thời điểm tốt nhất để mạng L2 chuyển từ giai đoạn 0 sang giai đoạn 1, và từ giai đoạn 1 sang giai đoạn 2 là gì?

Lý do duy nhất để không ngay lập tức bước vào giai đoạn 2 là sự không tin tưởng hoàn toàn vào hệ thống chứng minh. Niềm tin vào hệ thống chứng minh càng mạnh, hoặc niềm tin vào ủy ban an ninh càng yếu, thì càng có xu hướng tiến tới giai đoạn cao hơn.

Chúng ta có thể sử dụng một mô hình toán học đơn giản để định lượng điều này. Giả sử:

• Mỗi thành viên trong ủy ban an ninh có xác suất lỗi độc lập là 10%
• Xác suất lỗi hoạt động và lỗi an ninh là như nhau
• Giai đoạn 0 cần đa số 4/7, giai đoạn 1 cần đa số 6/8
• Tồn tại một hệ thống chứng minh tổng thể duy nhất

Dưới những giả định này, chúng tôi hy vọng sẽ giảm thiểu khả năng sụp đổ của mạng L2. Sử dụng tính toán phân phối nhị thức, chúng tôi đã đưa ra:

• Giai đoạn 0 xác suất thất bại cố định là 0.2728%
• Xác suất thất bại giai đoạn 1 liên quan đến tỷ lệ thất bại của hệ thống chứng minh
• Xác suất thất bại của giai đoạn 2 bằng tỷ lệ thất bại của hệ thống chứng minh

Kết quả cho thấy, khi chất lượng hệ thống chứng minh được cải thiện, giai đoạn tối ưu chuyển từ 0 sang 1 và sau đó là 2. Việc sử dụng hệ thống chứng minh có chất lượng giai đoạn 0 để vận hành mạng giai đoạn 2 là lựa chọn tồi tệ nhất.

Tuy nhiên, mô hình đơn giản này có một số hạn chế:

• Các thành viên của ủy ban an ninh trong thực tế không hoàn toàn độc lập
• Hệ thống chứng minh có thể được cấu thành từ nhiều hệ thống độc lập

Những yếu tố này khiến giai đoạn 1 và giai đoạn 2 trở nên hấp dẫn hơn so với những gì mô hình cho thấy.

Từ góc độ toán học, sự tồn tại của giai đoạn 1 gần như là không cần thiết, nên nên vào thẳng giai đoạn 2 từ giai đoạn 0. Nhưng để đối phó với tình huống khẩn cấp, có thể trao quyền cho các thành viên trong ủy ban an toàn quyền trì hoãn rút tiền trong thời gian ngắn.

Đồng thời, việc bước vào giai đoạn 2 quá sớm cũng là một sai lầm, đặc biệt là với cái giá phải trả cho hệ thống chứng minh cơ sở. Lý tưởng nhất, nên có một cuộc kiểm tra hệ thống chứng minh công khai và các chỉ số độ trưởng thành, được trình bày cùng với thông tin giai đoạn.