Подробное объяснение Vota: изучение оптимальной технологии голосования, специальной инфраструктуры для децентрализованного управления сообществом

Блокчейн может функционировать за пределами валютных и финансовых транзакций. Одним из таких нефинансовых приложений является то, что блокчейн может значительно улучшить области голосования и управления. В этой статье мы исследуем подход к созданию специальной цепочки блоков с инфраструктурой, предназначенной для облегчения голосования на основе MACI. Эта инфраструктура должна включать в себя облегченную цепочку блоков, которая действует как сервер временных меток и содержит логику, а также инструменты, необходимые для снижения пользовательских затрат/максимизации пользовательского опыта. Как таковая, она должна стать новой базовой платформой для нового поколения технологий голосования. Прежде чем углубляться в детали, давайте сначала рассмотрим историю технологии голосования и то, как голосование развивалось в сообществе блокчейнов.

Эволюция технологии голосования

От древнегреческого Клеротерион [1] Технология голосования к современным электронным машинам для голосования.

Технология голосования имеет долгую историю. [2] . Это очень важно для человеческого общества, но его развитие идет очень медленно. Всеобщие выборы в Великобритании 2019 г. [3] Все еще полагаясь на рукописные бюллетени, другие национальные государства используют электронные машины для голосования с закрытым исходным кодом. [4] , легко вызвать споры о результатах управления [5] 。

Внедрение современных технологий голосования повысило эффективность, но не принесло больших успехов в обеспечении прозрачности и проверяемости.

Излишне говорить, что честность голосования очень важна для передачи власти, принятия решений по важным вопросам или распределения ресурсов. Если люди не могут договориться о том, как голосовать за управленческие решения, они не могут сотрудничать друг с другом, и трения возрастают. Трения могут вызвать проблемы, от споров до войн.

В то время как технология голосования медленно развивается, прозрачность не улучшается уже долгое время. От Клеротериона до бумажных бюллетеней, электронных и оптических сканирующих машин для голосования, проверка по-прежнему зависит от доверенных лиц и аудиторских организаций. Стоимость подтверждения и просмотра результатов голосования может быть непомерно высокой. [6] . Ясно, что есть возможности для улучшения.

Итак, какова идеальная технология голосования? На самом деле это не сложная проблема. Мы можем легко создать «список желаний»:

(1) инфраструктура с открытым исходным кодом;

(2) размещение программ с открытым исходным кодом для логики голосования;

(3) вести постоянный учет всех голосов по порядку;

(4) Возможность криптографической проверки результатов;

(5) противодействие сговору;

(6) Защита частной жизни;

(7) Стоимость голосования низкая.

Если мы сможем построить систему с открытым исходным кодом, которую можно постоянно улучшать, мы постепенно достигнем вышеуказанных целей. Усовершенствования и снижение затрат на технологии голосования могут позволить небольшим организациям и сообществам извлечь выгоду из использования технологий, к которым у них ранее не было доступа, что добавляет огромные положительные внешние эффекты.

Голосование и управление в блокчейн-сообществе

Голосование и управление не новы для сообщества блокчейнов, поскольку многие сообщества блокчейнов распределены, и они должны полагаться на управление для продвижения транзакций.

Сам блокчейн может прозрачно записывать голоса и проверять результаты голосования. Эти свойства использовались сообществом блокчейнов для управления, например, голосование за токен Snapshot. [7] и Голосование за предложения по управлению Cosmos [8] Активность. В результате сообщество блокчейнов может голосовать за предложения и принимать решения по важным вопросам управления, не прибегая к централизованному прокси или личным встречам.

Клейтнсквер [9] предложение в процессе [10] Призывает валидаторов голосовать в сети. В предложении содержится квартальный план бюджетных расходов. [11] одобрение.

В предыдущем примере используется простое правило «1 токен — 1 голос» — количество голосов, которые вы имеете, зависит от вашей доли в сети или протоколе. Очевидно, что мы можем создать другую логику голосования, если она имеет смысл. Программируемость блокчейна упрощает и делает более практичной реализацию нетрадиционной логики голосования.

Пример - квадратичное голосование. [12] (QV), схема голосования, набирающая популярность в блокчейн-сообществе. В раунде QV пользователь может выразить свои предпочтения, потратив голосовые кредиты на определенную тему. Но если избиратель хочет отдать более одного голоса по одной и той же теме, стоимость голосовых кредитов за голос увеличивается. Таким образом, общая стоимость голосования увеличивается квадратично, предотвращая крайние предпочтения со стороны пользователей с чрезмерным количеством голосов.

квадратичное финансирование [13] раунды голосования на блокчейне Aptos. Результаты голосования записываются в цепочку, и логику голосования можно проверить.

Есть много параметров, которые следует учитывать при выборе того или иного метода голосования. Например, один из компромиссов заключается в том, что выбрать: голосование в сети или голосование вне сети. Логика голосования в сети может быть более проверяемой и прозрачной, но транзакционные сборы могут быть значительным бременем. И наоборот, логика голосования вне сети может быть дешевле, но в то же время менее прозрачной и проверяемой. Однако голосование в сети и вне сети не является альтернативой. Мы можем легко спроектировать это как гибридную систему, в которой часть процесса происходит в сети, а остальное — вне сети.

Помимо стоимости, есть проблемы с конфиденциальностью. Конфиденциальность важна по двум причинам. Во-первых, во многих случаях пользователи меньше беспокоились бы о голосовании, если бы могли голосовать анонимно (конфиденциальность между пользователями и организаторами). Кроме того, конфиденциальность между пользователями может помочь предотвратить подкуп голосов и эффективно бороться со сговорами.

Один из способов, которым мы можем свести к минимуму вычисления в цепочке при обеспечении целостности вне цепочки, — это использовать доказательства с нулевым разглашением. [14] . Простая идея заключается в том, что если вычисления вне цепочки могут быть проверены с помощью доказательств с нулевым разглашением, мы можем перенести большинство вычислений вне цепочки. Если сообщения дополнительно зашифрованы, мы можем улучшить конфиденциальность. МАСИ [15] является минимальной основой для достижения этого.

Раунд голосования MACI переносит подсчет голосов вне сети. Наконец, достоверность результатов проверки в цепочке доказывается нулевым разглашением.

В раунде голосования MACI голоса инкапсулируются в сообщение, зашифрованное с помощью открытого ключа, сгенерированного администратором раунда (оператором) и отправленного в смарт-контракт. Таким образом, все сообщения имеют «отметку времени» в блокчейне, создавая цепочку сообщений с информацией о голосовании.

По окончании раунда голосования администратор скачивает все сообщения, расшифровывает их и подсчитывает голоса в обратном порядке. Затем результат публикуется вместе с доказательством с нулевым разглашением, которое может быть проверено на смарт-контракте (или кем-либо еще), тем самым отмечая достоверность опубликованного результата и правильность обработки сообщения.

Весь процесс поддерживает минимальные вычисления в цепочке, обеспечивая целостность опубликованных результатов. Это также обеспечивает конфиденциальность и защиту от сговора между пользователями.

Как MACI работает в реальных продуктах?

MACI теперь используется DoraHacks [16] Используется различными хакатон-сообществами на веб-сайте для голосования за свои любимые хакатон-проекты. Итак, возьмем в качестве примера раунд DoraHacks MACI.

OpenSea и Replit Hackathon будут использовать MACI для голосования судей в 2022 году

После подачи проекта хакатона (BUIDL) организатор выбрал 12 команд BUIDL из всех присланных работ. 10 судей были приглашены проголосовать за 12 команд BUIDL и распределить приз в размере 25 000 долларов США. 10 судей были внесены в белый список для участия в голосовании, и они отправили в общей сложности 39 сообщений смарт-контракту MACI, развернутому на Polygon.

После завершения голосования администратор (DoraHacks) подсчитывает голоса и публикует окончательный результат в таблице лидеров, а затем предоставляет доказательство с нулевым разглашением для проверки таблицы лидеров.

Таблица лидеров результатов голосования OpenSea x Replit Hackathon.

Доказательство с нулевым разглашением для проверки результатов, отображаемых в таблице лидеров.

В качестве общей структуры MACI можно использовать для вариантов использования голосования, помимо голосования судей на хакатоне и голосования сообщества с открытым исходным кодом. Однако применение MACI для большего количества вариантов использования при голосовании происходит на удивление редко. В более широком смысле само голосование по блокчейну еще предстоит принять в реальном мире.

Преимущества использования блокчейна для улучшения технологии голосования очевидны, но почему реальный мир не движется вперед? Даже в блокчейн-сообществе преимущества MACI очевидны. Почему MACI не получил широкого распространения в децентрализованном сообществе?

Основной причиной медленного внедрения передовых технологий голосования является не низкий спрос, а сложность использования этой технологии. Другими словами, нам нужно улучшить технологию, обеспечить лучший UX/UI для современных продуктов для голосования и снизить стоимость использования для пользователей.

Пользовательский опыт

В дополнение к управлению сообществом с открытым исходным кодом нам также необходимо создать больше интерфейсов для пользователей, чтобы они могли использовать новую технологию голосования. DoraHacks обеспечивает финансирование экосистемы Web3 и сообщества хакатонов лучшими продуктами во всей отрасли. Хотя интерфейсы на DoraHacks.io сами по себе имеют определенные варианты использования, их можно упростить, а затем обобщить, чтобы создать больше интерфейсов для большего количества вариантов использования.

Конкретная передовая стратегия еще не определена. Тем не менее, хороший пользовательский опыт имеет решающее значение для внедрения технологии даже в сообществе блокчейнов, и это важно для разработчиков Dora Factory.

Плата за голосование

Блокчейн общего назначения должен быть максимально децентрализован и обеспечивать единую инфраструктуру для всех типов приложений. Эти блокчейны не предназначены для оптимизации для какого-либо конкретного типа приложений, особенно неденежных или нефинансовых приложений. В то же время транзакционные сборы колеблются, когда большое количество приложений конкурирует за один и тот же набор вычислительных ресурсов. Непредсказуемость затрат может создать проблемы для голосования.

С этой целью Dora Factory недавно протестировала [17] новых продуктов. Идея Vota состоит в том, чтобы экспериментировать с блокчейнами специального назначения и использовать их для постоянной оптимизации технологии голосования и взаимодействия с пользователем. В настоящее время Vota все еще находится в зачаточном состоянии. Однако мы можем представить себе несколько различных форм воты.

Временный смарт-контракт

Вот как в настоящее время поддерживаются раунды голосования на DoraHacks.io. Каждый раунд голосования развертывается как отдельный смарт-контракт на определенной цепочке блоков. По большей части Ethereum обычно не может напрямую поддерживать большинство сценариев голосования (поэтому Snapshot является продуктом по умолчанию, используемым сообществом Ethereum). В настоящее время Polygon и BNBChain являются популярным выбором для большинства организаторов грантов и организаторов хакатонов на DoraHacks.

Эфемерные смарт-контракты на блокчейне L1, все сообщения о голосовании отправляются на L1.

Использование эфемерных смарт-контрактов не так уж и плохо. Он гибкий и может быть развернут в любом месте по мере необходимости. Для пользователей DoraHacks пока это работает хорошо, но не удовлетворяет в равной степени все потребности в голосовании.

L2 Вота

Если мы создадим инфраструктуру уровня 2 (L2), предназначенную для голосования, мы сможем значительно снизить затраты на газ и реализовать недорогое голосование на Ethereum. Контракты L2 не обязательно должны быть полностью развернуты на Ethereum, они могут быть дешевле и просто время от времени отправлять транзакции L1 для проверки всей активности L2.

Мы можем дополнительно оптимизировать эту модель. L2 общего назначения должен часто использоваться в Ethereum. Vota нужно отправлять в Ethereum только одну транзакцию в каждом раунде, то есть ему требуется только плата за газ не более чем за одну транзакцию в каждом раунде. Если несколько раундов заканчиваются одновременно, они могут разделить транзакцию, чтобы еще больше снизить затраты на газ, что делает голосование L2 более реалистичным.

Сообщения отправляются непосредственно на контракт L2. В конце каждого раунда в блокчейн L1 отправляется только одна транзакция.

L3 Vota (для L(n)Vota, где n>=3)

L3 Vota не совсем бесполезен. С установленным L2, L3 Vota может дополнительно снизить плату за газ на порядок. В то время как транзакции L3 в конечном итоге записываются и проверяются в Ethereum, компромисс заключается в доверии к выбранному L2.

Конечно, мы можем расширить это до L(n) Vota, поскольку L(2)...L(n-1) будет отправлять транзакции в Ethereum (или другой L1). Но очевидно, что цепочки доверия все усложняют. Судя по текущей ситуации, многие известные L2 по-прежнему полагаются на один сортировщик (Sequencer), возможно, пока рано говорить о L(4).

Цепочка приложений Vota

Разработчики Dora Factory создали простой «Хак», позволяющий использовать контракты CosmWasm. [18] Бельман [19] Проверьте доказательства с нулевым разглашением, созданные SnarkJS. Благодаря включению Bellman в контракт CosmWasm любая цепочка приложений Cosmos может быстро поддерживать приложения zk.

Благодаря возможности запуска приложений zk, независимые блокчейны могут использовать программную архитектуру, такую как Tendermint, для построения цепочки. Консенсус этих блокчейнов похож на BFT или проще, и они обычно могут поддерживать до 100 или около того валидаторов. Благодаря тщательному выбору валидаторов с противоречивыми интересами независимые блокчейны могут быть достаточно безопасными и нейтральными.

Поскольку DoraHacks приветствует присоединение большего количества Cosmos Lisk, очевидным вариантом использования Vota на основе Lisk является голосование за результаты хакатона. В дополнение к DoraHacks роль Vota, основанной на цепочке приложений Cosmos, намного больше, чем голосование судей хакатона.

Количество валидаторов в Lisk Vota невелико, но тщательно отобранные валидаторы могут обеспечить надежную инфраструктуру.

Стоит отметить, что эти решения не являются эксклюзивными. Различные решения могут пересекаться по мере развития Vota. Например, если у нас есть автономная версия Vota от Lisk в качестве основной инфраструктуры, Lisk может отправлять дополнительные транзакции на L1 для случаев использования, требующих проверки транзакций на конкретном L1.

Лучшая анонимность

В настоящее время ведутся исследовательские работы, чтобы сделать MACI еще более ненадежным. Первоначальный MACI сделал важное предположение о доверии, что администраторы не могут быть коррумпированы. Это не универсально. Чтобы улучшить это, существуют основанные на MPC [20] решения и не основанные на MPC [21] решение. В настоящее время DoraHacks создала анонимную версию MACI на основе рерандомизируемого шифрования Эль-Гамаля, первоначально предложенного Кобе Гайканом. [22] Это небольшой раунд финансирования исследований ETH на DoraHacks.io. [23] был испытан в .

На данный момент может быть немного преждевременно настаивать на внедрении анонимного MACI до того, как сам MACI получит широкое распространение. Однако также важно продолжать исследования, чтобы уменьшить доверие к общим механизмам голосования.

Добавляет анонимность в MACI, добавляя операции, которые позволяют пользователям деактивировать и изменять свои секретные ключи, при этом администраторы не могут знать, кто добавил новый ключ.

Оплата ГАЗ

Важно не предполагать, что пользователи владеют криптовалютой. Если каждый пользователь должен платить комиссию за газ за каждую транзакцию, то количество пользователей блокчейна будет ограничено небольшим числом людей. Чтобы решить эту проблему, операторы MACI могут предварительно депонировать возвращаемый токен и платить пользователям. Этот механизм может быть реализован через АЗС.

Сама заправочная станция представляет собой смарт-контракт, размещенный на Vota. Перед началом каждого раунда оператор может выбрать использовать его или не использовать. Используя заправочную станцию, оператор предварительно вносит DORA в смарт-контракт, и транзакционные сборы, связанные с конкретным раундом, могут быть оплачены через заправочную станцию.

Скорее всего, Vota развернет заправку по умолчанию, а люди смогут развернуть свои собственные заправки с другой логикой оплаты по требованию.

Договор оплаты газа является регистром баланса газа для каждого тура голосования.

в заключение

Блокчейны специального назначения могут подходить для широкого круга конкретных приложений, особенно нефинансовых. Голосование — одна из самых важных проблем, которую блокчейн и криптография с нулевым разглашением могут помочь значительно улучшить. Повышение прозрачности и эффективности голосования может снизить управленческие трения в человеческом обществе и блокчейн-сообществах, повысив производительность в долгосрочной перспективе. Такие протоколы, как MACI, создают аккуратную основу для приложений для голосования на блокчейне, но технология голосования все еще нуждается в большой работе для улучшения. В частности, нам нужна удобная для пользователя инфраструктура в качестве основы для долгосрочного улучшения технологии голосования, и в этом документе подробно описывается дальнейшая работа.

Ссылка

Клеротерион：

Технология голосования имеет долгую историю:

Выборы «Брекзит» в Великобритании в 2019 году:

Электронная машина для голосования:

Результаты выборов оспариваются:

Стоимость подтверждения и проверки результатов голосования может быть непомерно высокой:

Голосование за снэпшот-токен:

Голосование за предложения по управлению Cosmos:

Клайтнсквер：

Предложение KlaytnSquare:

План финансовых расходов:

Квадратное голосование:

Квадратное финансирование:

Доказательство с нулевым разглашением:

МАСИ：

ДораХэкс：

Голосование:

Простой «хак», позволяющий контрактам CosmWasm использовать:

Беллман:

Решение на основе MPC:

Решение, не основанное на MPC:

Анонимная версия MACI, предложенная KobeGuikan:

Раунды финансирования исследований ETH: