Химические и амперные материалы; Materials Engineering
Децентрализованные автономные организации (ДАОС) и их инженерные задачи
Table of Contents
Что такое DAO?
Децентрализованные автономные организации (DAO) представляют собой сдвиг парадигмы в том, как группы координируют, распределяют ресурсы и принимают решения. Вместо того, чтобы полагаться на совет директоров или централизованную команду управления, DAO кодируют свои правила в смарт-контрактах, развернутых на публичном блокчейне. Любой участник, имеющий токен организации - или отвечающий другим критериям членства - может предлагать изменения и голосовать за них. Смарт-контракт автоматически выполняет утвержденные решения, означает ли это выпуск средств, обновление параметров или размещение новых членов. Ранние примеры, такие как DAO (2016) демонстрировали как обещание, так и опасности этой модели; критическая уязвимость привела к эксплойту в 60 миллионов долларов и последующему хардфорку Ethereum. С тех пор экосистема значительно созрела. Сегодня DAO управляют миллиардами долларов в казначейских активах и управляют протоколами, такими как MakerDAO (децентрализованная стабильная монета),
Основные инженерные проблемы DAO
Смарт-контракты безопасности и уязвимости поверхности
В основе каждого DAO лежит набор смарт-контрактов, которые определяют правила управления, логику казначейства и механику токенов. Поскольку эти контракты неизменны после развертывания (или требуют сложных механизмов обновления), любой недостаток безопасности может иметь катастрофические последствия. Общие уязвимости включают:
- Атаки на рентеранс — вредоносные внешние вызовы, которые рекурсивно истощают средства до обновления состояния контракта.
- Манипуляция с оракулом — подачу ложных данных о ценах для инициирования несправедливых ликвидаций или предложений.
- Логические ошибки в механизмах голосования — недостатки, которые позволяют одному избирателю отдать несколько голосов или не позволяют выполнить кворум.
- Атаки по управлению флеш-кредитами — временное приобретение крупных токенов для передачи вредоносных предложений без риска чистого капитала.
Смягчение этих рисков требует многоуровневого подхода. Формальная проверка математически доказывает, что логика контрактов соответствует спецификациям, но она дорогостоящая и не может охватывать все крайние случаи. Комплексный аудит такими фирмами, как Trail of Bits, OpenZeppelin или ConsenSys Diligence, остается стандартной практикой. Программы вознаграждения за ошибки на платформах, таких как Immunefi, стимулируют исследователей белой шляпы находить критические проблемы до того, как это сделают злоумышленники. Кроме того, использование проверенных в бою фреймворков, таких как OpenZeppelin Contracts и Aragon OSx снижает вероятность пользовательских ошибок. Несмотря на эти усилия, индустрия видела многочисленные громкие эксплойты — например, BadgerDAO
Масштабируемость и проблемы управления на цепочке
DAO, которые проводят все голосования и управление предложениями непосредственно на блокчейне уровня-1, таком как Ethereum, сталкиваются со значительными ограничениями масштабируемости. Каждая транзакция голосования потребляет газ, а в периоды перегруженности сети стоимость подачи одного голоса может превышать сотни долларов. Эта усталость избирателей приводит к низкой процентной доле участия, что, в свою очередь, снижает легитимность и децентрализацию решений. Например, типичное голосование по управлению Compound может увидеть участие только 5-10% держателей токенов. Высокие сборы за газ также отбивают у владельцев небольших токенов от голосования вообще, концентрируя власть среди китов.
Инженеры ответили несколькими подходами:
- Развертывание уровня-2 (Optimism, Arbitrum)] позволяет DAO развертывать контракты на управление на L2, где транзакционные издержки на порядок ниже. Обменные активы и сообщения надежно вводят свою собственную инженерную сложность.
- Голосование вне цепочки с использованием платформ исполнения на цепочке , таких как Снимок , позволяет держателям токенов подписывать сообщения (без газа) для указания своих предпочтений. Только окончательный результат предоставляется на цепочке для исполнения. Это резко снижает затраты, но вводит доверительное предположение о том, что подсчет вне цепи является правильным и что не происходит предварительного запуска результатов.
- Механизмы квадратного голосования пытаются сбалансировать влияние, делая дополнительные голоса экспоненциально более дорогими, но они требуют тщательной инженерии для предотвращения атак Сибил и эффективного управления квадратичными отливками на цепочке.
Масштабируемость также влияет на представление предложений и обсуждение. Предложения по цепочке обычно имеют плату (например, 100 токенов COMP для соединения) для предотвращения спама. Хотя это фильтрует идеи низкого качества, это также создает барьер для входа. Многие DAO теперь используют гибридную модель: предложения сначала обсуждаются и проверяются на температуру вне цепочки через форумы и опросы Snapshot, и только окончательные предложения, проверенные сообществом, представляются по цепочке для обязательных голосов.
Проектирование управления и принятие решений инженерия
Создание модели управления, которая является одновременно сибил-устойчивой и справедливой, остается одной из самых сложных инженерных задач. Наиболее распространенная модель — голосование с взвешенным токеном (1 токен = 1 голос) — проста в реализации, но концентрирует власть у крупных держателей. Делегированное голосование (как используется в Compound и MakerDAO) позволяет держателям токенов назначать свои полномочия по голосованию доверенным делегатам, теоретически распределяя влияние более широко. Однако захват делегатов и апатия избирателей остаются проблемами.
Более сложные подходы включают:
- Убеждение в голосовании — непрерывный процесс голосования, при котором вес голоса увеличивается с течением времени, поощряя долгосрочное выравнивание по флешмобам. Реализуемый DAO, такими как 1Hive, он требует тщательной разработки функций распада и интеграции с претензиями на токены.
- Квадратное голосование — каждый дополнительный голос за данный вариант стоит квадрата количества поданных голосов (например, 1 голос = 1 токен, 2 голоса = 4 токена, 3 голоса = 9 токенов). Это снижает силу китов и усиливает предпочтения многих мелких держателей. Однако для предотвращения атак Сибил требуется надежная проверка личности. Если этого не происходит, кит все еще может создать много кошельков для распространения своих токенов и получения непропорционального влияния — недостаток, известный как атака Сибил.
- Голографический консенсус — используется DAO, такими как dxDAO, это сочетает в себе рынки прогнозирования с голосованием для приоритизации предложений и снижения усталости от принятия решений.
Помимо механики голосования, инженеры должны обрабатывать кворумные пороги , периоды голосования , тайм-лок задержки и разрешения на исполнение . Плохо настроенный кворум может либо парализовать DAO (слишком высокий), либо позволить небольшой группе продвигать вредоносные предложения (слишком низкий). Смарт-контракт DAO должен обеспечивать, чтобы только принятые предложения могли вызвать переводы средств, и что эти переводы могут быть вызваны тайм-локами, поэтому члены могут выйти, если они не согласны — функция, известная как рэйджквит (популяризована MolochDAO).
Правовая и нормативная неопределенность
Хотя это не является чисто проблемой разработки программного обеспечения, юридическая двусмысленность напрямую влияет на архитектуру DAO. Большинство юрисдикций еще не уточнили, являются ли DAO партнерскими отношениями, некорпоративными ассоциациями или чем-то новым. Без юридической обертки члены DAO могут столкнуться с неограниченной личной ответственностью за действия DAO - ужасающая перспектива для разработчиков. Инженеры все чаще интегрируют юридические структуры, такие как DAO LLCs (например, в Вайоминге или Делавэре] , или используют , такие как Арагонская ассоциация или Molecule , чтобы ограничить ответственность. Это требует смарт-контрактов для распознавания внецепочечных юридических лиц и для обеспечения соблюдения юрисдикционных правил (например, блокирование определенных пользователей).
Сам код смарт-контракта может считаться обязательным соглашением в соответствии с контрактным правом, что вызывает вопросы о коде как законе против кода как инструмента. Условия обслуживания DAO, часто включенные ссылкой в интерфейс или в юридическое приложение к учредительному предложению, должны быть согласованы с логикой на цепочке. Инженеры, работающие над рамками DAO, теперь часто сотрудничают с юридическими экспертами для разработки модульных юридических оберток , которые автоматически обеспечивают соблюдение правил, не жертвуя децентрализацией. Это активная область исследований, с такими проектами, как KaliCo и LexDAO , предоставляя шаблоны с открытым исходным кодом.
Управление казначейством и риски финансовой инженерии
Казначейство DAO является его жизненной силой и его самой большой поверхностью атаки. Хранение активов в одном мульти-кошельке (например, Gnosis Safe) с несколькими подписавшимися вводит централизацию и риск сговора. Однако управление казначейством полностью через смарт-контракты с тысячами участников, голосующих за каждый расход, непрактично. Инженеры балансируют это, внедряя графики вложения , потоковые платежи (например, Sablier) и автоматизированные интеграции маркетмейкеров для диверсификации.
К числу ключевых технических соображений относятся:
- Многоразовые резервные копии — даже если DAO полностью включен в цепочку, многоразовый аварийный ключ может приостановить деятельность во время эксплойта.
- Оптимизация доходности — некоторые DAO используют казначейские активы в стратегиях на Yearn или Aave для получения дохода. Это добавляет внешние зависимости и требует мониторинга рисков смарт-контрактов в этих протоколах.
- Управление поставками токенов — DAO, которые выпускают свой собственный токен управления, должны справляться с инфляцией, сжиганием и загрузкой ликвидности.
Инцидент с Beanstalk Farms (2022) иллюстрирует пересечение финансового и управленческого проектирования: злоумышленник использовал флеш-кредит для приобретения большинства токенов, принял вредоносное предложение, которое истощило казначейство, и сбежал с 182 миллионами долларов. Единственная посмертная защита заключается в разработке систем, которые делают такие атаки экономически неосуществимыми, например, требуя временных временных рамок, временно повышая порог кворума во время большой флеш-кредитной деятельности или используя флеш-кредитоустойчивые механизмы голосования, которые снимают балансы в начале периода управления.
Новые решения и лучшие практики
Модульная архитектура умных контрактов с возможностью обновления
Учитывая быструю итерацию протоколов DAO, многие команды принимают прокси-паттерны, такие как UUPS (Universal Upgradeable Proxy Standard) или Diamond (EIP-2535), чтобы позволить будущие логические обновления без потери состояния. В то время как это вводит риск централизации (ключ прокси-администратора становится единственной точкой отказа), это позволяет быстро исправлять безопасность и добавлять функции. Отраслевая тенденция к децентрализованной модернизации через управление на цепочке: DAO сама выполняет роль администратора и может голосовать за контракты на обновление. Uniswap и Сочетание Инженеры должны тщательно разрабатывать контроль доступа и гарантировать, что предложения по обновлению подчиняются тем же правилам голосования и тайм-локам, что и любое другое действие по управлению.
Децентрализованные системы идентификации и репутации
Одним из основных недостатков управления на основе токенов является то, что идентичность не сохраняется. Злоумышленник может легко создать миллионы кошельков для выполнения атак Sybil на квадратичное голосование или для имитации поддержки сообщества. Новые решения включают:
- Gitcoin Passport — объединяет доказательства личности (например, BrightID, Idena, Proof of Humanity и даже простой аккаунт в Twitter) для оценки уникальности. DAO могут интегрировать этот паспорт для взвешивания голосов или принимать предложения только от проверенных людей.
- Токены с соулингом (SBTs) — непередаваемые токены, которые представляют репутацию, вклад или учетные данные. Они позволяют DAO создавать меритократическое управление, где влияние заработано, а не куплено. Инженерная задача заключается в разработке безотзывных, но непередаваемых токенов, которые все еще могут быть отменены эмитентом в случае злоупотребления — деликатный баланс.
Системы репутации требуют тщательной разработки стандартов токенов (например, пользовательский ERC-20, который не может быть передан, но может быть отчеканен / сожжен доверенным комитетом) и интеграции с модулем голосования DAO. Добавление слоя идентичности увеличивает трение UX, поэтому инженеры также должны создавать удобные для пользователя бортовые потоки, которые проверяют идентичность, не требуя длительных процессов.
Координация и инфраструктура вне цепочки
Нет DAO живет полностью на цепочке. Принятие решений требует форумов, групп чата, авторов предложений и документации. Инженеры часто создают инструменты, которые соединяют межцепочечную дискуссию с исполнением на цепочке. Наиболее распространенный стек включает в себя:
- Форумы — дискурс или пользовательские решения для длительных дебатов.
- Голосование сигнализации — Snapshot.org обеспечивает безгазовые опросы, которые используются для проверки температуры. Протокол Snapshot использует IPFS для хранения данных голосования и децентрализованный хаб для агрегирования результатов. Разработчики создают пользовательские стратегии голосования (например, «баланс этого токена плюс этот балл NFT») в JavaScript или TypeScript.
- Административные панели управления — Tally.xyz и Boardroom.io объединяют предложения, информацию о делегировании и историю голосования в нескольких DAO. Они обеспечивают доступ только для чтения для пользователей, но также позволяют напрямую отправлять транзакции (например, голосовать).
Инженеры, работающие над интерфейсом DAO, должны обеспечить надежность и устойчивость к цензуре этих компонентов вне цепочки. Например, если Snapshot потерпит неудачу, DAO может потерять доступ к своим необязательным опросам. Некоторые DAO экспериментируют с запуском своих собственных хабов Snapshot или используют децентрализованное хранилище, такое как Filecoin, для документов предложений. Оркестрация между обсуждением вне цепочки и выполнением на цепочке остается одной из самых сложных системных инженерных проблем в пространстве DAO.
Будущее DAO Engineering
Следующая волна инноваций, вероятно, будет сосредоточена на кросс-цепочечных DAO , где управление охватывает несколько блокчейнов. Мосты уровня-ноль, такие как LayerZero и Wormhole , позволяют DAO контролировать казначейские обязательства на Ethereum, Polygon и Avalanche из единого процесса управления. Однако кросс-цепочечные сообщения вводят новые доверительные предположения — валидаторы для каждого моста должны быть доверены. Управление несколькими цепочками может полагаться на модель с концентратором или проверку клиента на цепочке, оба из которых являются активными областями исследований.
Формальная проверка становится более доступной с помощью таких инструментов, как Certora Prover и Halmos. По мере того, как казначейские обязательства DAO вырастут до миллиардов долларов, стоимость формальной проверки будет оправдана. Мы можем ожидать будущего, в котором каждый критический контракт DAO будет подвергаться математическому доказательству правильности, снижая частоту эксплойтов.
На горизонте также находится управление с помощью ИИ. Модели с большим количеством языков могут обобщать длинные предложения, предлагать рекомендации по голосованию на основе предпочтений пользователей и даже обнаруживать аномальные предложения, которые могут быть вредоносными. Интеграция таких моделей в интерфейс DAO без создания нового вектора централизации является увлекательной инженерной задачей.
Наконец, регулирующая технология (RegTech) (FLT: 1), вероятно, будет интегрирована в инструментарий DAO. Смарт-контракты могут автоматически обеспечивать проверку «Знай своего клиента» (KYC) для определенных ролей (например, получение грантов) с использованием доказательств нулевого знания, сохраняющих конфиденциальность. Это позволит DAO соблюдать законы о ценных бумагах в некоторых юрисдикциях, сохраняя псевдоним для обычных участников.
Заключение
Децентрализованные автономные организации все еще находятся в зачаточном состоянии, но они уже управляют миллиардами долларов и координируют тысячи людей по всему миру. Обсуждаемые инженерные проблемы - безопасность, масштабируемость, дизайн управления, юридические обертки и управление казначейством - глубоко взаимосвязаны. Решение одной проблемы часто усугубляет другую. Например, повышение справедливости управления посредством квадратичного голосования вводит проблему Sybil, которая требует надежных решений идентификации. Масштабирование через L2s добавляет межцепочечные мостовые риски. Добавление юридических оберток может централизовать контроль в организации, которая держит ключи.
Наиболее успешные DAO вкладывают значительные средства в непрерывный аудит , , , постепенную децентрализацию и , образование сообщества . Инженеры должны оставаться в курсе последних исследований в области криптографии, теории игр и распределенных систем. Будущее организации строится сегодня на блокчейнах — но это потребует строгой инженерии, итеративного дизайна и готовности принять сложность. Для тех, кто готов решать эти проблемы, возможность изменить то, как люди сотрудничают, никогда не была больше.