تحليل الانقطاع القصير المستمر لإثيريوم ليلتين متتاليتين

في الليلتين 11 و12 مايو، حدثت انقطاع قصير في طبقة إجماع إيثريوم. تشير التحليلات إلى أن السبب الرئيسي هو الحمل الزائد على بعض عقد عملاء طبقة إجماع إيثريوم، مما أدى إلى توقف عقد التحقق عن العمل. أثر هذا بشكل مباشر على عدم قدرة تصويت Epoch على الوصول إلى عتبة 2/3، مما جعل طبقة الإجماع غير قادرة على تأكيد النهائية. ومع ذلك، استعاد شبكة إيثريوم حالتها الطبيعية في فترة قصيرة، مما يعكس أيضًا مرونة وقدرة إيثريوم على إصلاح نفسها في خوارزمية الإجماع PoS.

مراجعة الأحداث

عادةً ما يتم تثبيت حالة شبكة إجماع إثيريوم PoS خلال 2 من Epoch. ومع ذلك، حدثت حالتان من تأخير تثبيت Epoch في الأسبوع الماضي:

• 11 مايو: تم تأخير Epoch لمدة 3 Epoch، حوالي 20 دقيقة.
• 12 مايو: تم تأجيل Epoch بمقدار 8 Epoch، حوالي 51 دقيقة.

خلال هذه الفترة، استمر شبكة إثيريوم في إنتاج الكتل ومعالجة المعاملات. ولكن بسبب انخفاض معدل تصويت عقد التحقق، لم يتمكن الـ Epoch من الحصول على الحسم، أي لم يتمكن من الحصول على ضمان مستوى الأمان المتعلق بالتوافق في شبكة إثيريوم PoS. وهذا يعني أنه في الحالات القصوى، قد يتم التراجع عن المعاملات داخل هذا الـ Epoch.

في الواقع، خلال هذه الفترة، لم يحدث أي انقسام في شبكة إثيريوم، ولم تقم عقد التحقق بالتصويت بشكل ضار. السبب المباشر لعدم قدرة Epoch على التثبيت هو انخفاض نسبة التصويت بسبب غياب عدد كبير من عقد التحقق. وقد لوحظ أن عقد التحقق الغير متصلة تعرضت لحالات استثنائية من التحميل الزائد لوحدة المعالجة المركزية.

في الحدث الثاني، بسبب تأخير التحديد لأكثر من 4 Epoch، تم تفعيل آلية تسرب عدم النشاط في خوارزمية إجماع إثيريوم:

• معاقبة عقد التحقق غير المتصل بالإنترنت، وتقليص أموال الرهن الخاصة به، حيث تم مصادرة حوالي 28 ايثر.
• إلغاء مكافأة Attestation، حوالي 50 ايثر لم تُصدر.
• هذه الآلية تضمن أن يتمكن المدققون على الإنترنت في نهاية المطاف من السيطرة على ثلثي إجمالي أموال الإيثيريوم المودعة ، مما يجعل حالة الشبكة يمكن حسمها في النهاية.

تحليل السبب

السبب المباشر وراء هذا الحدث هو أن بعض عقد عملاء طبقة الإجماع لإثيريوم كانت تعاني من حمولة عالية، مما أدى إلى تعطل عقدة التحقق وغيابها، مما أدى إلى عدم القدرة على التصويت على الإجماع بشكل طبيعي. التحليل التفصيلي كالتالي:

عند استلام الشهادة التي تشير إلى كتلة قديمة (Attestation)، يحتاج العقد إلى إعادة حساب حالة سلسلة الإشارة للتحقق من هذه الشهادات، وستستهلك هذه العملية كمية كبيرة من موارد المعالجة والذاكرة. عندما يتم استلام عدد كبير من الشهادات التي تشير إلى كتل قديمة في نفس الوقت، يتم استنفاد موارد المعالجة والذاكرة للعقد، مما يؤدي إلى تعطل هذه العقد المصدقة وعدم الاتصال.

من الناحية النظرية، يمكن حل هذه الأنواع من المشكلات من خلال التخزين المؤقت القائم على الشهادات التي تشير إلى الكتل. ومع ذلك، بسبب زيادة حجم المدققين وظهور عدد كبير من هذه الشهادات، تعرض التخزين المؤقت لتنفيذ العميل الذي حدثت فيه المشكلة للانهيار، مما اضطر العقد إلى استهلاك موارد كبيرة لإعادة حساب حالة سلسلة الشهادة.

تم إصدار إصدارات تصحيحية من عملاء طبقة الإجماع Teku و Prysm لحل هذه المشكلة. ستقوم إصدارات التصحيح من العملاء بتصفية هذه الشهادات القديمة، أي أنه سيتم تجاهل الشهادة عندما يتم استيفاء الشروط التالية:

• الشهادة تشير إلى فتحة قديمة
• الشهادة تشير إلى نقطة تفتيش لم يشهدها العقد من قبل

إثيريوم تصميم المزايا

في هذه الحادثة، حافظ إثيريوم على القابلية للاستخدام، واستمر في إنتاج الكتل ومعالجة المعاملات، وتأجل فقط تحديد Epoch. ويعود ذلك بشكل رئيسي إلى نقطتين:

1. تنوع عملاء إثيريوم
2. تصميم خوارزمية غاسبر

تنوع عملاء إثيريوم

على الرغم من ظهور مشكلات في عميل Teku و Prysm، إلا أن ذلك لا يؤثر على التشغيل الطبيعي لبقية عملاء طبقة الإجماع. على سبيل المثال، عميل Lighthouse لم يتأثر هذه المرة. نظرًا لاختلافات التصميم في تنفيذ العملاء، لا يزال هناك عقد مصادقة تعمل بشكل طبيعي.

تضمن تنوع عملاء إيثيريوم أنه حتى إذا واجهت بعض العملاء مشاكل ( أو حتى إذا أدت إلى عدم تأكيد Epoch )، فلن يؤثر ذلك على العملاء العاديين في إنتاج الكتل ومعالجة المعاملات، مما يضمن قابلية استخدام إيثيريوم.

تصميم خوارزمية إجماع غاسبر من أجل القابلية للاستخدام

ضمان قابلية استخدام إثيريوم هو أحد النقاط الأساسية في تصميم خوارزمية غاسبر، حيث تفصل بين إنتاج الكتل والتأكيد. وبالتالي، حتى إذا تم عرقلة تأكيد الكتل، فإن إنتاج الكتل لن يتوقف. بالنظر إلى أن تأكيد الكتل سيعود في معظم الحالات، فإن التأثير الفعلي على المستخدمين يكون ضئيلاً.

بالمقارنة، فإن خوارزميات توافق الآراء BFT الأخرى عند فشل تثبيت الكتلة، ستتوقف عقد التوافق عن إنتاج الكتلة التالية، مما يؤدي إلى عدم توفر سلسلة الكتل بأكملها خلال هذه الفترة.

بالإضافة إلى ذلك، triggered الحدث الثاني آلية تسرب النشاط، هذه الآلية تهدف بشكل رئيسي إلى ضمان أن إثيريوم يمكنه إعادة تأكيد الكتل حتى في الظروف القصوى ( حيث يكون عدد كبير من المدققين غير متصلين لفترة طويلة ).

الخبرات والدروس المستفادة

تحديات متعددة العملاء لإثيريوم

تنوع عملاء إثيريوم الحالي لا يزال بحاجة إلى المزيد من الترويج والإعلان. إذا تم تحقيق تنوع كافٍ في العملاء بحيث تقل حصة Prysm و Teku عن 1/3، فلن تحدث هذه الحادثة حتى. (/3 عملاء يعملون بشكل طبيعي يكفي لتحديد Epoch ).

بالإضافة إلى ذلك، عندما يحدث مشكلة في تنفيذ عميل معين، فإن كيفية انتقال عقدة التحقق بأمان إلى تنفيذ عميل طبيعي هي أيضًا مسألة تحتاج إلى حل. تشمل هذه العملية:

• نقل مفتاح التحقق الخاص بالعميل الذي يواجه مشكلة بأمان إلى العميل الطبيعي
• تأكد من اتساق سلوك العميل القديم مع العميل الجديد، لتجنب العقوبات

مراقبة إجماع إثيريوم

يحتاج إلى خدمات مشابهة لـ Safe Head لمراقبة حالة شبكة إثيريوم PoS في الوقت الحقيقي، واكتشاف وتحذير مثل هذه الأحداث مسبقًا، بدلاً من الانتظار حتى لا يمكن تحديد الإيبوك كما هو متوقع لاكتشاف حالة الشبكة غير الطبيعية.

إثيريوم خوارزمية التوافق

كشفت هذه الحادثة عن ضرورة توعية المستخدمين بآلية توافق الآراء PoS الخاصة بإثيريوم. اعتقد العديد من المستخدمين أن "إثيريوم قد تعطلت"، مما أدى إلى حالة من الذعر غير الضروري. في الواقع، كانت شبكة إثيريوم تستمر في إنتاج الكتل ومعالجة المعاملات. لا يزال توعية المستخدمين بمعرفة blockchain هو الاتجاه الذي يحتاج العاملون في هذا المجال إلى مواصلة الجهود فيه.

حول تطبيقات إثيريوم

على الرغم من أن شبكة إثيريوم قوية بما فيه الكفاية، إلا أن عدم الاستقرار العرضي قد يؤثر على التطبيقات. تحتاج التطبيقات إلى التعامل بشكل صحيح مع هذه السيناريوهات غير المستقرة:

• قد يستغرق وقت الودائع من Layer1 إلى Layer2 وقتًا أطول
• قد يتم تمديد وقت الإيداع في البورصة
• هناك خطر من التراجع في تسعير Oracle على السلسلة، وينبغي تعليق الخدمات عالية القيمة المعتمدة عليها بشكل مناسب
• قد تحتاج بعض تطبيقات DeFi إلى إيقاف بعض الوظائف

ملخص

أظهرت هذه الحادثة مرونة وقدرة إيثريوم على الإصلاح الذاتي في خوارزمية إجماع PoS، فضلاً عن استجابة فريق العملاء السريعة وقدرتهم على تصحيح الأخطاء. بالنسبة لبيئة إيثريوم، يجب الاستمرار في الاستثمار في المجالات التالية: زيادة تنوع العملاء، تحسين المراقبة والتحذير في الوقت الحقيقي لحالة الشبكة، تعميق تعليم المستخدمين، وتحسين خطة الطوارئ للمشاركين في البيئة في حالة حدوث استثناءات في الشبكة.