อธิบายการตัดทอน PROOF-OF-STAKE

การตัดทอนเป็นกลไกพื้นฐานที่ฝังอยู่ในโปรโตคอลบล็อกเชน Proof-of-Stake (PoS) จำนวนมาก ซึ่งออกแบบมาเพื่อรักษาการกระจายอำนาจ รับรองความปลอดภัยของเครือข่ายในระดับสูง และบังคับใช้พฤติกรรมที่สุจริตในหมู่ผู้ตรวจสอบความถูกต้อง การตัดทอนทำหน้าที่เป็นทั้งระบบยับยั้งและลงโทษผู้ตรวจสอบความถูกต้องที่ไม่สามารถปฏิบัติหน้าที่ได้อย่างถูกต้องหรือประพฤติตนอย่างไม่สุจริต โดยพื้นฐานแล้ว การตัดทอนเป็นการลงโทษทางการเงินแก่ผู้ที่ละเมิดกฎฉันทามติ ซึ่งมักจะเป็นการหักโทเคนที่ตนถือครอง

ในเครือข่าย PoS การตัดสินใจร่วมกันไม่ได้เกิดขึ้นจากการใช้ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ (เช่นเดียวกับใน Proof-of-Work) แต่เกิดขึ้นจากการที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องวางโทเคนของตนเองเพื่อแลกกับสิทธิ์ในการตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมและสร้างบล็อกใหม่ วิธีนี้ช่วยลดการใช้พลังงานและอำนวยความสะดวกในการทำธุรกรรมให้รวดเร็วยิ่งขึ้น อย่างไรก็ตาม หากไม่บังคับใช้แรงจูงใจในพฤติกรรมที่สุจริตอย่างมีประสิทธิภาพ ก็จะนำไปสู่ช่องโหว่ใหม่ๆ

นี่คือจุดที่การตัดทอน (slashing) เข้ามามีบทบาท บล็อกเชนสามารถยับยั้งกิจกรรมต่างๆ ที่อาจบั่นทอนความน่าเชื่อถือในเครือข่ายได้ ด้วยการข่มขู่ว่าจะสูญเสียส่วนแบ่งของผู้ตรวจสอบ

วิธีการทำงานของการตัดทอน

เงื่อนไขการตัดทอนจะถูกเข้ารหัสไว้ในโปรโตคอลบล็อกเชนและบังคับใช้โดยอัตโนมัติ เมื่อผู้ตรวจสอบละเมิดกฎฉันทามติที่เฉพาะเจาะจง เงินเดิมพันบางส่วน หรือบางครั้งทั้งหมดจะถูกริบ บางเครือข่ายยังกำหนดบทลงโทษด้วยการขับออกจากกลุ่มผู้ตรวจสอบชั่วคราวหรือถาวร

ความผิดที่พบบ่อยที่สุดสองประการที่นำไปสู่การตัดทอน ได้แก่:

• การลงนามซ้ำ: เมื่อผู้ตรวจสอบลงนามบล็อกที่แตกต่างกันสองบล็อกสำหรับสล็อตหรือรอบเดียวกัน สิ่งนี้อาจส่งผลกระทบร้ายแรงต่อเครือข่าย เนื่องจากอาจนำไปสู่การฮาร์ดฟอร์กได้
• ข้อผิดพลาดเกี่ยวกับการหยุดทำงานหรือสถานะใช้งาน: เมื่อผู้ตรวจสอบออฟไลน์เป็นเวลานาน ทำให้ไม่สามารถเข้าร่วมในกระบวนการตรวจสอบบล็อกหรือการลงคะแนน

แต่ละเครือข่ายมีกฎเกณฑ์ของตนเองเกี่ยวกับการตัดทอน ตัวอย่างเช่น Ethereum 2.0 จะตัดทอนผู้ตรวจสอบในกรณีที่มีการลงคะแนนซ้ำหรือไม่ปฏิบัติตามกระบวนการรับรองที่ถูกต้อง Cosmos และ Polkadot ใช้กฎเกณฑ์ที่คล้ายคลึงกัน แต่มีความรุนแรงและโครงสร้างของบทลงโทษที่แตกต่างกัน

กระบวนการตัดทอนโดยทั่วไปมีขั้นตอนดังต่อไปนี้:

1. ผู้ตรวจสอบจะกระทำความผิดที่ตัดทอนได้
2. การกระทำดังกล่าวจะถูกตรวจจับโดยโปรโตคอลหรือผู้ตรวจสอบรายอื่น
3. ธุรกรรมการตัดทอนจะถูกส่งไปยังเครือข่ายพร้อมหลักฐานการประพฤติมิชอบ
4. เงินเดิมพันของผู้ตรวจสอบที่กระทำผิดจะถูกลดลงโดยอัตโนมัติ และอาจมีการลงโทษอื่นๆ เช่น การดีดออก

เหตุใดจึงสำคัญ

การตัดทอนจะเพิ่มต้นทุนของกิจกรรมที่เป็นอันตรายหรือประมาทเลินเล่อ การเสี่ยงต่อการสูญเสียทางการเงินครั้งใหญ่จะช่วยกระตุ้นให้ผู้ตรวจสอบรักษาเวลาการทำงานที่ซื่อสัตย์และปฏิบัติตามข้อกำหนดฉันทามติของเครือข่าย

ที่สำคัญ ไม่ใช่แค่การลงโทษเท่านั้น ความเสี่ยงจากการตัดทอนถือเป็นรากฐานสำคัญของความปลอดภัยของเครือข่าย โดยทำให้การโจมตีหรือขัดขวางฉันทามติเป็นเรื่องที่ไม่สมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจ นอกจากนี้ยังช่วยปกป้องผู้วางเดิมพัน (staker) หรือผู้ที่มอบโทเค็นให้กับผู้ตรวจสอบ (validator) ด้วยการทำให้ตัวแทนของพวกเขามีส่วนได้ส่วนเสีย

ในเครือข่าย Proof-of-Stake (PoS) แนวคิดของการตัดทอนไม่ได้เป็นเพียงแค่การยับยั้ง แต่ยังทำหน้าที่เป็นเครื่องมือสำคัญในการรักษาความปลอดภัยของเครือข่าย รับรองความสมบูรณ์ของผู้ตรวจสอบ และรักษาความน่าเชื่อถือในระบบแบบกระจายศูนย์ หากไม่มีการตัดทอน เครือข่ายบล็อกเชนเหล่านี้อาจถูกบุกรุกอย่างรุนแรงโดยผู้ตรวจสอบที่ประพฤติตัวไม่เหมาะสม ตามอำเภอใจ หรือโดยเจตนาร้าย

การรักษาความปลอดภัยเครือข่าย

บทบาทที่สำคัญที่สุดของการตัดทอนอาจเป็นส่วนสำคัญต่อความปลอดภัยของเครือข่ายโดยรวม ผู้ตรวจสอบมีบทบาทสำคัญในการทำให้ธุรกรรมเสร็จสมบูรณ์และสร้างบล็อกใหม่ หากผู้ตรวจสอบรายใดกระทำการในลักษณะที่กระทบต่อฉันทามติ เช่น การสร้างบล็อกที่ขัดแย้งกัน หรือออฟไลน์เป็นเวลานาน ความสมบูรณ์และความสอดคล้องของบล็อกเชนจะตกอยู่ในความเสี่ยง

เมื่อการกระทำเหล่านี้ถูกลงโทษด้วยการตัดทอน เครือข่ายจะส่งสัญญาณที่ชัดเจนว่า การมีส่วนร่วมมาพร้อมกับความรับผิดชอบ สิ่งนี้สามารถลดอัตราการเกิดพฤติกรรมที่ก่อกวนได้อย่างมาก รวมถึงการหลีกเลี่ยงความรับผิดชอบ (การลงนามซ้ำ) และลงโทษผู้ตรวจสอบอย่างรุนแรงเพียงพอที่จะยับยั้งการเกิดซ้ำ

การปรับแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ

เครือข่าย PoS พึ่งพาการปรับสมดุลทางเศรษฐกิจอย่างมาก ผู้ตรวจสอบจะถูกเลือกโดยพิจารณาจากเงินทุนที่ล็อคไว้หรือได้รับมอบหมาย และพวกเขาจะได้รับรางวัลจากการดำเนินการในลักษณะที่ช่วยรักษาเสถียรภาพและความปลอดภัยของระบบ กลไกการลดทอนรางวัลจะถ่วงดุลกับการลงโทษ ซึ่งเป็นแนวคิดที่เรียกว่า ความมั่นคงทางเศรษฐกิจแบบคริปโต

สิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผู้ตรวจสอบจะร่วมมือกัน โดยปรับแรงจูงใจให้สอดคล้องกับเป้าหมายของเครือข่าย หากผู้ตรวจสอบพิจารณาถึงกิจกรรมที่เป็นอันตราย ความสูญเสียที่คาดการณ์ไว้จากการลดทอนมักจะมีน้ำหนักมากกว่าผลกำไรระยะสั้นที่อาจเกิดขึ้น ความสมดุลระหว่างความเสี่ยงและผลตอบแทนนี้เป็นรากฐานสำคัญของปรัชญาฉันทามติ PoS

การป้องกันการรวมศูนย์และพฤติกรรมของกลุ่มค้ายา

การลดทอนยังสามารถยับยั้งพฤติกรรมคล้ายกลุ่มค้ายา และการสมรู้ร่วมคิดในรูปแบบอื่นๆ ได้อีกด้วย ในระบบการเงินแบบดั้งเดิมหรือแม้แต่ระบบนิเวศแบบกระจายอำนาจบางแห่ง การควบคุมที่กระจุกตัวกันอาจนำไปสู่การจัดการนโยบายหรือการตรวจสอบที่ไม่เหมาะสม การลดทอนนี้นำมาซึ่งระบบการตรวจสอบร่วมกัน ซึ่งผู้ตรวจสอบจะได้รับแรงจูงใจให้รายงานซึ่งกันและกันเมื่อพบการละเมิดโปรโตคอล พลวัต “watchdog” นี้ช่วยรักษาเครือข่ายให้มีความยืดหยุ่นและกระจายศูนย์

เพิ่มความเชื่อมั่นของผู้มอบหมาย

เครือข่าย PoS จำนวนมากใช้รูปแบบการ Staking แบบมอบหมาย ซึ่งผู้ถือโทเค็นจะมอบหมายโทเค็นของตนให้กับผู้ตรวจสอบ การตัดทอน (Slashing) ช่วยปกป้องผู้มอบหมายเหล่านี้โดยป้องกันไม่ให้ผู้ตรวจสอบมีพฤติกรรมที่ประมาทเลินเล่อหรือทุจริต ซึ่งอาจเป็นอันตรายต่อเสถียรภาพของเครือข่าย และส่งผลเสียต่อผลประโยชน์ทางการเงินของผู้มอบหมาย

ในบล็อกเชนอย่าง Tezos และ Cosmos ผู้มอบหมายอาจได้รับทั้งผลประโยชน์และความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการตัดทอน ซึ่งส่งเสริมการตรวจสอบสถานะ (Due Diligence) โดยผู้มอบหมายจะประเมินประวัติประสิทธิภาพ ระยะเวลาการทำงาน และชื่อเสียงของผู้ตรวจสอบก่อนที่จะนำสินทรัพย์ไปวางเดิมพันกับพวกเขา

สรุป

การตัดทอนมีอยู่ในระบบ PoS ด้วยเหตุผลสำคัญ นั่นคือ การปกป้องเครือข่าย การลงโทษทางการเงินแก่ผู้ตรวจสอบสำหรับพฤติกรรมที่บ่อนทำลายฉันทามติ ถือเป็นแรงจูงใจที่แข็งแกร่งและมีเหตุผลทางเศรษฐกิจในการดำเนินการอย่างซื่อสัตย์และเชื่อถือได้ มาตรการนี้ช่วยเสริมสร้างความไว้วางใจ ยับยั้งการกระทำที่มุ่งร้าย และช่วยรักษาเครือข่ายบล็อกเชนที่กระจายตัวและปลอดภัย

แม้ว่ารายละเอียดของกฎการตัดทอนจะแตกต่างกันไปตามโปรโตคอล แต่ความผิดฐานตัดทอนโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ที่กำหนดขึ้นโดยตรง โดยเชื่อมโยงโดยตรงกับประสิทธิภาพของผู้ตรวจสอบ การปฏิบัติตามกฎฉันทามติ และระยะเวลาการทำงานของระบบ การทำความเข้าใจความผิดเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับทั้งผู้ตรวจสอบและผู้มอบหมาย เนื่องจากเป็นพื้นฐานของการลดโทษในบล็อกเชน PoS

1. การลงนามซ้ำ (การกำกวม)

นี่เป็นหนึ่งในการละเมิดที่ร้ายแรงที่สุดในระบบ PoS ใดๆ ก็ตาม เกิดขึ้นเมื่อผู้ตรวจสอบลงนามและเสนอบล็อกที่แตกต่างกันสองบล็อกสำหรับสล็อต ความสูง หรือรอบฉันทามติเดียวกัน การลงนามซ้ำซ้อนก่อให้เกิดภัยคุกคามของการฟอร์ก (fork) และบั่นทอนความแน่นอนของข้อตกลง

บล็อกเชนอย่าง Ethereum 2.0, Cosmos และ Polkadot จัดประเภทการกระทำนี้ว่าเป็นความผิดที่สามารถตัดทอนได้ (slashable) โดยมีบทลงโทษที่รุนแรง ซึ่งมักนำไปสู่การลบออกจากชุดผู้ตรวจสอบและการยึดเงินเดิมพันจำนวนมาก โดยทั่วไปแล้วโปรโตคอลนี้ต้องการหลักฐานการเข้ารหัส เช่น ลายเซ็นที่ขัดแย้งกันในความสูงเดียวกัน เพื่อประมวลผลเครื่องหมายทับ

2. การลงคะแนนเสียงแบบ Surround

มีเฉพาะในโปรโตคอล PoS บางโปรโตคอล เช่น Ethereum 2.0 เท่านั้น ปัญหานี้เกิดขึ้นเมื่อผู้ตรวจสอบทำการยืนยันหลายครั้งซึ่งก่อให้เกิดเงื่อนไข "surround" ซึ่งเป็นการละเมิดสมมติฐานของกฎการเลือกฟอร์ก การกระทำเช่นนี้เป็นอันตรายต่อความต่อเนื่องและความสอดคล้องของเครือข่าย

เนื่องจากพฤติกรรมนี้เผยให้เห็นถึงผู้ตรวจสอบที่จงใจหรือประมาทเลินเล่ออย่างมาก จึงมักส่งผลให้เกิดการตัดงบประมาณและการขับไล่

3. การหยุดทำงานหรือการไม่เข้าร่วม

ผู้ตรวจสอบควรออนไลน์และตอบสนองอย่างต่อเนื่อง โดยมีส่วนร่วมในข้อเสนอแบบบล็อก การรับรอง และการลงคะแนนเสียงโดยฉันทามติ การไม่ปฏิบัติหน้าที่ตามโปรโตคอลเป็นเวลานานหรือซ้ำๆ ถือเป็นภัยคุกคามต่อความน่าเชื่อถือของเครือข่าย

เครือข่ายอย่าง Cosmos และ Near จะลงโทษการหยุดทำงานอย่างต่อเนื่องโดยการลดเงินทุนที่เก็บไว้เป็นจำนวนเล็กน้อย และอาจยกเลิกพันธะผูกพันของผู้ตรวจสอบโดยอัตโนมัติหากประสิทธิภาพการทำงานต่ำกว่าเกณฑ์ขั้นต่ำ

4. ข้อเสนอที่เป็นอันตราย

ระบบ PoS บางระบบทำให้ผู้ตรวจสอบสามารถเสนอบล็อกใหม่ได้โดยตรง ในกรณีที่ข้อเสนอเหล่านี้มีธุรกรรมที่ไม่ถูกต้อง การประทับเวลาที่ถูกแก้ไข หรือการเปลี่ยนสถานะซ้ำซ้อน อาจเกิดการตัดทอน (slashing) ขึ้นได้ ซึ่งจะช่วยปกป้องผู้ใช้และแอปพลิเคชันแบบเลเยอร์จากผลกระทบต่อเนื่องของบล็อกที่ถูกปฏิเสธ

5. ความล้มเหลวในการปกป้อง Delegated Stake

เครือข่าย Delegated PoS คาดหวังให้ผู้ตรวจสอบรักษาความปลอดภัยไม่เพียงแต่โทเค็นของตนเองเท่านั้น แต่ยังรวมถึง Strategic ของผู้มอบหมายด้วย การจัดการโครงสร้างพื้นฐานโหนดที่ผิดพลาดหรือการดำเนินสัญญาอัจฉริยะที่ไม่ปลอดภัยอาจทำให้สินทรัพย์เหล่านี้มีความเสี่ยงที่ไม่จำเป็น ซึ่งนำไปสู่การตัดทอนหรือสูญเสียสิทธิ์ในการมอบหมาย

การลดความเสี่ยงจากการตัดทอนในฐานะผู้ตรวจสอบ

ผู้ตรวจสอบต้องลงทุนในโครงสร้างพื้นฐานที่ปลอดภัย รักษาเวลาการทำงานที่เชื่อถือได้ และตรวจสอบการกำหนดค่าโหนดและเวอร์ชันซอฟต์แวร์ของตนเป็นประจำ การนำการตั้งค่าความพร้อมใช้งานสูงมาใช้ การใช้ฟีเจอร์การลงนามระยะไกล และการปฏิบัติตามการอัปเดตการกำกับดูแลจะช่วยลดความเสี่ยงจากการตัดทอนข้อมูล (slashability) ให้เหลือน้อยที่สุด

เครือข่ายมักมีเครื่องมือ บริการตรวจสอบ และการแจ้งเตือน เพื่อช่วยให้ผู้ตรวจสอบติดตามความเสี่ยงและประสิทธิภาพการทำงาน การใช้เครื่องมือเหล่านี้อย่างเชิงรุกเป็นสิ่งสำคัญในการลดเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดการตัดทอนข้อมูล (slash-triggering) และรักษาความสมบูรณ์ของเครือข่าย