Intro to TrueBit
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A scalable verification solution for blockchains.
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Intro to TrueBit
- 3. TrueBit的定位 Web 2.0 Web3 (dApps) File storage Amazon S3 IPFS/Filecoin External data 3rd party API Oracles Payments Credit Card, Paypal Raiden Network Performance bandwidth, SDN Sharding, Plasma Computation Amazon EC2 TrueBit
- 4. Ethereum is a Turing-Complete World Computer • 充滿無限想像的Smart contracts. • Big data • AI • Deep learning • Solidity source code verification • 唯一的限制是你的想像力. • CryptoKitties
- 5. But, 現實是殘酷的 • Ethereum有gasLimit限制 • gasLimit為每個區塊可容納gas數量的最大值 • 目前大約8M gas per block • 不過依然不足以執行複雜的運算 • 如何改善?
- 7. 驗證者的困境 • The Verifier‘s Dilemma • 理性的礦工看到大交易，會有兩種思考層次 1. 驗證大交易太耗時，不利於挖礦競爭 不驗證 2. 若其他人都驗證大交易，我就挖錯鏈了 驗證 • 礦工不知所措!!
- 8. idea#2 將運算放到鏈下(off- chain) • task-giver發出一個運算任務 • 多個worker在鏈下算出答案以獲取報酬 • 以多數人的結果為最佳解 Task-giver Contract T S S S SSS S S S S T S 我們可以做得更好嗎？ T T T TT
- 9. TrueBit – the verification game 目標 • 任何人都可以提出一個運算任務，並提供報酬 • 任何人都可以送出運算結果，來換取報酬 • 任何人指的是合約或使用者 • TrueBit保證結果的正確性!! 系統假設 • smart contract永遠不會出錯 • 參與者都是理性的(追求最大利益)
- 10. TrueBit 特色 • 運算結果可以被挑戰進入verification game • 誠實的人總是可以贏得挑戰 • 網路中只要有一個誠實的人就可確保運算結果是 正確的(99% attack) • 達到一致性的共識
- 11. TrueBit 角色 • Task-giver – 發起運算任務，附上獎勵 • Solver – 執行運算任務，並提交結果 • Verifier – 挑戰Solver運算結果的正確性 • Judges – 有限運算能力的仲裁者，確認最終運算結果 computation result You’re wrong Let’s play the verification gameSolver Verifier Judges
- 12. *找出分歧點 • 運算可以拆分成一系列的步驟及狀態轉換 • 雙方運算出每一個步驟的merkle tree，並且提交 給某些root給Judges • 使用binary search O(logN) step 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 solver input 0x1234 0xac12 0x57ab 0x4395 0x6646 0x8561 0xc477 0x9837 0x3e45 verifier input 0x1234 0xac12 0x7591 0x9746 0x8332 0xa758 0xd854 0x1288 0x86ae 1 2 3 Judge只需要重複step3 step4的運算
- 13. TrueBit Contract T S T T T T T S T T S S step 1 1,000,000 Judge判決log(1,000,000) ~= 20 輸家會被處罰 • 產生task • solver執行 • 回報結果 • verifier檢查結果 • 進行game • Judge判決 S S S S • 隨機挑選solver S • 結論
- 14. 預期結果 • 若系統一定存在verifier solver不敢囂張，乖乖 給出正確答案 • 長久下來，甚至可以完全不需要進行 interactive verification game
- 15. 問題：Verifier’s Dilemma • 雖然系統只需要一個verifier，但要如何確保他一 定會存在 • Verifier找到bug 獲得獎勵 • Solver給出錯誤答案 被懲罰 • 時間一久 Solver都給正確答案 Verifier無利 可圖 系統崩潰
- 16. 解法：Forced Errors • 隨機插入forced errors • 系統付錢給solver隨機產生forced errors • verifier發現forced errors 獲得報酬 • 出現forced errors solver不會被懲罰
- 17. TrueBit Contract T T T T T T S T T E S step 1 1,000,000 Judge判決 若沒進入verification game verifier會被懲罰 • 產生task • solver執行 • 回報結果 • Judge判決 S E S E S EE S • forced error? verifier & solver都有獎勵 • verifier檢查結果 • 進行game forced error? • 隨機挑選solver • 正反兩種答案 S • 結論
- 18. 如何決定forced errors • 由random bits決定 • 系統需確保下列特性，以達到不可預測 • Task giver在產生task時，不知道random bits • Solver不知道random bits，直到他送出solution • Verifiers不知道random bits，直到他決定發起挑戰 • random bits由下列兩項來源計算得來 • Solver選擇一個private random bits • Solver送出solution之後的下一個block header
- 19. block 0x1234 Solver h(private randombit) private random bits block 0xabcd error solution Task Giver task task block 0x4534 h(error) h(solution) block 0x9fe3 block header random bits = h( , )private-bit block header 依據random bits，選擇要公開哪個答案 timeout 公開 private random bits challenge 公開private random bits & correct solution Verifier
- 20. TrueBit系統架構 TrueBit Virtual Machine (TVM)
- 21. Security Defenses • Pairwise sybil attacks • The trifecta • Collusion pools • On low-hanging fruit • A cash equivalence problem
- 22. 各式應用