SOLO: 이더 의 독립 검증인을 위한 기본 유동성 스테이킹 메커니즘

이 메커니즘은 모든 검증자 간에 단일하고 동질적인 LST를 구현하며 외부 소프트웨어 또는 하드웨어에 의존하지 않습니다.

작성자: Cairo & Diego, ethresear.ch

편집: Pzai, 포어사이트뉴스(Foresight News)

독립 검증자는 이더리움의 보안, 탈중앙화 및 검열 저항성에 매우 중요합니다. 그들은 전 세계에 분산된 독립 노드를 운영하며 쉽게 흔들릴 수 없습니다. 그러나 그들은 몇 가지 핵심적인 과제에 직면해 있습니다:

• 높은 참여 장벽: 많은 잠재적 참여자에게 32 이더리움(ETH) 스테이킹 요구사항은 진입 장벽이 됩니다.
• 기회 비용: 잠긴 자본이 검증자의 부적절한 행동으로 인한 손실(슬래싱)보다 훨씬 많습니다.
• 유동성 제한: 독립 검증자는 검증자 운영과 동시에 자신의 지분을 쉽게 담보로 제공하고 레버리지를 얻을 수 없습니다.

이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 SOLO 프로토콜을 제안했습니다. 이 프로토콜은 검증자가 거의 손실될 가능성이 없는 스테이킹 부분에 대해 무허가로 유동성 스테이킹 토큰(LST)을 발행할 수 있도록 지원합니다. Pectra 업데이트 이후 최대 96.1%의 스테이킹에 대해 발행할 수 있습니다. 이를 통해 독립 검증자의 진입 장벽을 1.25 이더리움(ETH)으로 낮출 수 있습니다. 또한 이 프로토콜을 통해 독립 검증자가 원래 유동성이 부족한 스테이킹 부분을 효과적으로 차입할 수 있습니다.

우리의 메커니즘은 모든 검증자 간에 단일하고 동질적인 LST를 구현하며, 거버넌스, 신뢰할 수 있는 하드웨어(예: SGX) 또는 허가된 운영자 집합에 의존하지 않습니다. 이 프로토콜은 Pectra의 EIP-7002(실행 계층에서 합의 계층 인출 트리거) 및 EIP-7251(최대 유효 잔액 조정을 통한 다중 노드 스테이킹 한도 유연성 향상)을 활용합니다. 검증자는 단순히 그들의 인출 증명을 프로토콜에 제출하면 됩니다.

이더리움 51% 공격 비용 감소와 단일 검증자의 지배력 방지를 위해, 이 프로토콜은 경제적 탈중앙화 메커니즘을 사용하여 달성 가능한 레버리지를 동적으로 제한하여 대규모 검증자를 불균형적으로 억제함으로써 어떤 단일 주체도 프로토콜을 통해 이더리움에 대한 과도한 통제력을 얻지 못하도록 합니다.

배경

이더리움 프로토콜은 검증자에 대해 두 가지 유형의 부정적인 인센티브를 사용합니다: 처벌과 슬래싱. 증명 누락과 동기화 위원회 의무 불이행은 처벌을 받습니다. 이는 상대적으로 온건하며, 검증자는 하루 정도의 다운타임에서 회복할 수 있고 약 하루 정도의 정상 운영 시간을 가질 수 있습니다.

그러나 슬래싱은 더 심각합니다. 이는 프로토콜 위반의 심각한 경우, 예를 들어 동일한 슬롯에 대해 여러 개의 블록을 제안하거나 증명하는 경우에 적용됩니다. 이 처벌은 네 부분으로 구성됩니다:

• 초기 처벌: Pectra 이후 이는 4,096 이더리움(ETH) 유효 잔액당 1 이더리움(ETH)이 슬래싱됩니다. 32 이더리움(ETH) 검증자의 경우 손실은 0.00781 이더리움(ETH)입니다.
• 대규모 슬래싱 이벤트의 관련 처벌: 일반적으로 0이지만, 검증자가 슬래싱되기 전후 18일 내에 총 스테이킹의 3분의 1 이상이 삭감된 경우 이 벌금이 검증자의 전체 잔액을 소진할 수 있습니다. 총 스테이킹의 1%가 삭감된 경우 32 이더리움(ETH) 검증자의 관련 손실은 최대 0.96 이더리움(ETH)입니다.
• 증명 누락 처벌: 이더리움은 자동으로 슬래싱된 검증자의 모든 증명을 무효화하며, 이는 8,192 에포크 후에 인출 가능 상태가 됩니다. 오늘날 32 이더리움(ETH) 검증자의 경우 이 벌금은 0.0564 이더리움(ETH)에 해당합니다.
• 비활동 누락 처벌: 체인이 최종 확정되지 않으면 슬래싱된 검증자에게 추가 비용이 발생합니다. 32 이더리움(ETH) 검증자는 128 에포크에 걸친 누락으로 인해 0.0157 이더리움(ETH)의 손실을 입게 됩니다.

총 스테이킹의 최대 1%가 삭감되고 128 에포크를 넘지 않는 비활동 누락이 있는 경우, 32 이더리움(ETH) 검증자의 삭감은 최대 약 1.04 이더리움(ETH), 즉 잔액의 3.25%에 불과합니다.

이는 대규모 슬래싱 이벤트를 제외하고는 개별 독립 검증자가 보유한 대부분의 이더리움(ETH)이 위협받지 않는다는 것을 의미합니다. 심지어 그 검증자가 임의의 부적절한 행동을 할 수 있는 경우에도 마찬가지입니다.

이전 작업

이러한 상황에서 많은 프로젝트가 LST 구현을 탐구했습니다:

• Justin Drake는 신뢰할 수 있는 하드웨어(SGX)에 의존하여 슬래싱 처벌을 방지하는 독립 검증자를 위한 LST 메커니즘을 제안했습니다.
• Dankrad Feist는 슬래싱 가능 및 슬래싱 불가능 자금의 두 단계 스테이킹 시스템을 제안했습니다.
• Lido는 이더리움(ETH) 보유자가 노드 운영자에게 그들의 이더리움(ETH)을 '빌려줄' 수 있게 하여 노드 운영자가 그들의 자금을 훼손하지 않도록 합니다. 그들의 '커뮤니티 스테이킹 모듈'은 보증금을 제공하는 독립 스테이커의 무허가 참여를 지원합니다.
• Rocket Pool은 독립 검증자가 제공하는 각 8 이더리움(ETH)당 24 이더리움(ETH)을 차입할 수 있게 합니다. 그러나 그들은 또한 최소 차입 금액의 10%에 해당하는 RPL 토큰을 스테이킹해야 하며 검증자 보상을 비례 분배해야 합니다.
• frxETH는 개별 익명 검증자가 제공하는 각 8 이더리움(ETH)당 최대 24 이더리움(ETH)까지 차입할 수 있게 하지만, 차입한 이더리움(ETH)은 새로운 검증자 생성에만 사용할 수 있습니다.

반면 SOLO는 독립 검증자에게 고유한 이점을 제공합니다:

• 검증자가 1.25 이더리움(ETH)만으로 검증기를 생성할 수 있게 합니다.
• 신뢰할 수 있는 하드웨어, 거버넌스, 허가된 운영자 집합 또는 추가 토큰 스테이킹 없이도 모든 검증자에 대한 단일 동질적 LST 발행을 지원합니다.
• 시장 기반 자금 이자율을 통해 LST 보유자의 이더리움(ETH) 시간 가치와 부도 위험을 보상합니다.
• Pectra의 EIP-7002 및 EIP-7251 외에는 이더리움에 대한 어떤 변경도 필요하지 않습니다.
• 이더리움에 대한 51% 공격 위험을 동적으로 상쇄하는 메커니즘을 사용하여 대규모 검증자의 과도한 지분 축적을 불균형적으로 억제합니다.

프로토콜 개요

이 메커니즘은 RAI와 같은 합성 스테이블코인 시스템에서 영감을 얻습니다. 노드 운영자는 차입자 역할을 하며, 검증자의 이더리움(ETH) 스테이킹에 대해 SOLO라는 LST를 발행합니다. SOLO 보유자는 대출자 역할을 합니다. 검증자의 SOLO '채무'가 그들의 스테이킹에 비해 너무 높아지면 청산되고 강제 인출됩니다. 동적 자금 이자율은 SOLO 보유자에게 기초 이더리움(ETH)의 시간 가치와 부도 위험을 보상하여 토큰 거래가 1 이더리움(ETH)에 근접하도록 합니다.

이 프로토콜은 차입 담보 비율(LTV)을 정의하며, 여기서 차입 담보물은 이더리움 컨센서스 레이어의 유효 잔액이며 SOLO 발행, 융자, 처벌 또는 검증자 보상으로 인해 동적으로 변동됩니다. 청산 임계값은 최대 허용 LTV보다 작으며 100% 미만입니다.

우리는 최대 LTV를 96.1%, 청산 임계값을 96.4%로 추정할 수 있습니다.

발행 및 소각

SOLO를 발행하려면 검증자의 인출 증명이 프로토콜이 제어하는 프록시 컨트랙트를 가리켜야 합니다. 운영자는 register 함수를 호출하여 검증자를 등록할 수 있습니다. 그런 다음 운영자는 mint를 호출하여 검증자에 대해 SOLO를 발행할 수 있

청산 및 몰수

검증자의 담보 비율이 1 미만일 때 검증자는 청산 자격이 있으며, LTV가 청산 임계값을 초과하면 청산이 발생합니다. 자격이 되면 누구나 검증자의 liquidate 메서드를 호출하여 청산 프로세스를 트리거할 수 있습니다. 그러면 이 호출이 검증자의 인출을 트리거합니다. 인출이 완료되면 계약은 받은 이더리움(ETH)을 SOLO로 경매하여 검증자의 채무를 상환합니다. 남은 이더리움(ETH)은 검증자에게 반환되거나(또는 청산 수수료로 프로토콜이 보유) 합니다. 몰수 보상 외에도 SOLO 보유자는 부실 채권 비용을 부담합니다. 몰수 프로세스가 끝나면 프로토콜은 몰수 후 검증자가 남긴 모든 담보를 받습니다. 그런 다음 프로토콜은 이더리움(ETH)을 경매하여 SOLO를 얻고, 몰수된 검증자의 채무를 상환하며, 청산과 유사한 프로세스를 따릅니다.

자금 요금

동적이고 시장 기반의 자금 이자율을 사용하는 것이 좋습니다. SOLO 발행자(채무자)는 SOLO 보유자(대출자)에게 이 이자율을 지불합니다. 이는 채무를 비례적으로 늘리고 SOLO 보유자는 지속적인 토큰 리베이스(Lido의 stETH와 유사)를 통해 혜택을 받습니다. SOLO 가격이 1 이더리움(ETH) 미만으로 떨어지면 자금 요금이 상승하여 SOLO 보유가 더 매력적해집니다. SOLO 가격이 1 이더리움(ETH)을 초과하면 자금 요금이 하락하여 SOLO 보유의 매력이 낮아집니다. SOLO 가격이 지속적으로 1 이더리움(ETH) 미만인 극단적인 상황에서는 자금 요금이 결국 매우 높은 수준까지 상승하여 모든 포지션이 청산될 것입니다. 0%까지 하한선을 두고 음수 조정은 필요 없습니다. 지속적인 디커플링 가능성을 방지하기 위해, 즉 이자율이 0%여도 SOLO의 거래 가격이 1 이더리움(ETH) 이상인 경우, 프로토콜은 이자율이 0%인 동안 원시 이더리움(ETH)을 1:1로 무제한 발행할 수 있습니다. 그런 다음 누구나 1:1 비율로 이 이더리움(ETH)을 SOLO로 교환할 수 있습니다. 자금 요금이 다시 0% 이상으로 올라갈 때까지 이 이더리움(ETH) 준비금을 소진해야 합니다. 실제로 프로토콜의 수익이 증가하면 SOLO 수요가 급증하여 자금 요금이 상승할 수 있습니다. 반대의 경우도 마찬가지입니다. 진입 장벽이 낮기 때문에 이러한 자기 균형 메커니즘이 더 효율적해집니다. 그럼에도 불구하고 SOLO를 통해 검증자는 검증자 보상보다 수익이 더 높은 곳에 차입 자금을 배치할 수 있습니다 - 이러한 수익과 검증자 보상을 결합하면 자금 비용을 초과할 수 있는 잠재적으로 수익성 있는 전략이 될 수 있습니다.

검증자(탈중앙화 메커니즘)

이 계획은 플래시 론 모델을 채택하여 사용자가 DEX와 플래시 론 서비스를 통해 직접 검증기를 배포할 수 있습니다. 최대 LTV 96.1%의 경우 최소 요구 금액은 약 1.25 이더리움(ETH)으로, 독립 검증자의 비용을 크게 낮췄습니다. 검증자 생성 비용을 낮춤으로써 이 프로토콜은 탈중앙화와 소규모 검증자의 급증을 촉진했지만, 대량 스테이킹의 비용을 낮출 수 있어 이더리움에 대한 51% 공격을 용이하게 할 수 있습니다. 이론적으로는 공격자와 정직한 사용자 모두 이 프로토콜의 혜택을 받을 수 있지만, 공모 공격자가 이 이점을 더 효과적으로 활용할 가능성이 높습니다. 이러한 위험을 상쇄하기 위해 우리는 탈중앙화 메커니즘을 제안합니다: 프로토콜의 이더리움(ETH) 총 스테이킹 점유율이 증가함에 따라 자동으로 최대 LTV를 낮추는 동적 레버리지 조정입니다. 개별 검증자의 "한계 LTV"를 고려해 보십시오 - 그들이 담보로 투입한 각각의 새로운 이더리움(ETH) 단위당 발행할 수 있는 SOLO의 비율입니다. 아직 이 프로토콜을 사용하지 않은 사람들의 경우 한계 LTV는 최대 LTV와 같습니다. 그러나 이 프로토콜을 이용하는 모든 스테이커(특히 대규모 프로토콜)의 경우 계산이 다릅니다. 탈중앙화 메커니즘 때문에 그들이 추가로 예치하는 각 담보 단위는 그들의 전체 스테이킹 LTV를 높이며, 그들의 기존 모든 SOLO 채무를 지원하기 위해 추가 담보를 예치해야 합니다. 즉, 이 대규모 검증자의 한계 LTV는 실제로 소규모 검증자의 한계 LTV보다 낮습니다. 시스템에 이미 많은 담보가 사용된 사용자는 더 작은 사용자보다 더 낮은 한계 LTV를 겪게 됩니다. 아래 그림은 탈중앙화 메커니즘의 두 가지 효과를 보여줍니다. 빨간색 선은 SOLO를 사용하는 소규모 스테이커의 한계 LTV를 SOLO 총 스테이킹 비율의 함수로 나타냅니다. 파란색 선은 SOLO의 절반을 이미 통제하고 있는 스테이커의 한계 LTV를 보여줍니다. 중요한 것은 이 메커니즘이 신원 기반의 Sybil 방지 메커니즘에 의존하지 않는다는 것입니다. 공격자는 그들의 보유량을 여러 검증자에게 분산시키거나 단일 검증자에게 대량의 이더리움(ETH)을 결합하여 이를 피할 수 없습니다. 이 탈중앙화 메커니즘은 SOLO를 통해 대규모 스테이킹을 하려는 대규모 스테이커에 대한 경제적 억제책을 제공합니다. SOLO는 독립 검증자가 직면하는 주요 과제인 진입 장벽 높음과 스테이킹 유동성 제한을 해결했습니다. 결과적으로 우리는 이 메커니즘이 독립 검증을 더 매력적으로 만들 수 있다고 믿습니다.