Đạt được sự hiểu biết sâu sắc hơn về một khái niệm phổ biến – nhưng, trong khi đó, bị hiểu lầm rộng rãi – trong công nghệ blockchain: thuật toán đồng thuận.
Chuyên gia lấy
Cointelegraph đang theo dõi sự phát triển của một blockchain hoàn toàn mới từ khi thành lập đến mainnet và hơn thế nữa thông qua loạt bài của nó, Inside of the Blockchain Developer’s Brain. Ở những phần trước, Andrew Levine Nhóm Koinos thảo luận Một số thách thức nhóm nghiên cứu đã phải đối mặt kể từ khi xác định các vấn đề chính mà họ dự định giải quyết và vạch ra ba trong số các “cuộc khủng hoảng” đang kìm hãm việc áp dụng blockchain: khả năng nâng cấp, khả năng mở rộng và Quản trị. Loạt bài này tập trung vào thuật toán đồng thuận: Phần một là về bằng chứng công việc, phần hai là về bằng chứng cổ phần Và phần ba là về bằng chứng đốt cháy.
Trong bài viết đầu tiên trong loạt bài, tôi đã khám phá bằng chứng công việc (PoW) – thuật toán đồng thuận OG – và giải thích cách nó hoạt động để phân cấp khởi động nhưng cũng là lý do tại sao nó không hiệu quả. Trong bài viết thứ hai, tôi đã khám phá bằng chứng cổ phần (PoS) và làm thế nào tốt cho việc giảm chi phí hoạt động của một mạng phi tập trung liên quan đến bằng chứng công việc, nhưng cũng là lý do tại sao nó tiếp tục cố thủ các thợ mỏ, đòi hỏi các điều kiện cắt giảm phức tạp và có vấn đề về đạo đức và không ngăn chặn được “các cuộc tấn công trao đổi.
Trong bài viết này, tôi sẽ giải thích thuật toán đồng thuận thứ ba được đề xuất khoảng một năm sau khi chứng minh cổ phần nhưng, vì những lý do nên trở nên rõ ràng, chưa bao giờ thực sự được thực hiện như một thuật toán đồng thuận về một blockchain mục đích chung. Ít nhất, không phải cho đến bây giờ.
Bằng chứng công việc
Như tôi đã giải thích trong bài viết đầu tiên, từ góc độ lý thuyết trò chơi blockchains là một trò chơi trong đó người chơi cạnh tranh để xác thực các giao dịch bằng cách nhóm chúng thành các khối phù hợp với các khối giao dịch được tạo ra bởi những người chơi khác. Bitcoin (BTC) hoạt động bằng cách gán nhiều trọng lượng hơn cho các khối được sản xuất bởi những người có thể đã hy sinh nhiều vốn hơn mà họ “chứng minh” thông qua “công việc.
Vì những người này đã chi tiền để có được phần cứng và chạy nó để sản xuất các khối, hình phạt của họ rất dễ dàng vì họ đã bị trừng phạt. Tuy nhiên, bằng chứng cổ phần hoạt động theo một cách cơ bản khác có hậu quả lý thuyết trò chơi quan trọng.
Bằng chứng cổ phần
Thay vì buộc các nhà sản xuất khối phải hy sinh vốn để có được và chạy phần cứng để đạt được khả năng kiếm được phần thưởng khối, trong bằng chứng cổ phần, chủ sở hữu mã thông báo chỉ cần hy sinh tính thanh khoản của vốn của họ để kiếm được phần thưởng khối. Vấn đề là nó làm giảm bảo mật mạng vì kẻ tấn công chỉ cần mua 51% tiền tệ cơ bản của nền tảng và đặt cược nó để kiểm soát mạng.
Để ngăn chặn cuộc tấn công này, các hệ thống PoS phải thực hiện các hệ thống phức tạp được thiết kế để “cắt giảm” phần thưởng khối từ tài khoản người dùng, làm tăng thêm chi phí tính toán của mạng, làm tăng mối quan tâm đạo đức hợp pháp và chỉ hoạt động nếu kẻ tấn công không có được 51% nguồn cung token. Thực hiện các điều kiện cắt giảm này không có nghĩa là tầm thường, đó là lý do tại sao rất nhiều dự án chứng minh cổ phần như Solana, bằng cách thừa nhận của chính họ, đã đưa ra các giải pháp tập trung tại chỗ và tại sao rất nhiều dự án khác như Ethereum 2. (Eth2) đang mất rất nhiều thời gian để thực hiện PoS. Giải pháp điển hình là cung cấp cho một nền tảng một cổ phần đủ lớn để chỉ riêng nó có quyền xác định ai là một diễn viên độc hại và cắt giảm phần thưởng của họ.
Điều này đặc biệt có vấn đề trong một thế giới với các sàn giao dịch tập trung có tính năng đặt cược lưu ký có nghĩa là nó có thể kiểm soát hơn 51% nguồn cung cấp mã thông báo nhất định mà không phải chịu bất kỳ rủi ro nào, làm cho chi phí của một cuộc tấn công trở nên khó chịu. Trên thực tế, điều này đã xảy ra trong lịch sử gần đây trên một trong những blockchain được sử dụng nhiều nhất trên thế giới, có lúc trị giá gần 2 tỷ đô la: Steem.
Liên quan: Bằng chứng cổ phần so với bằng chứng công việc: Sự khác biệt được giải thích
Sự đồng thuận Chén Thánh
Như tôi đã nói ở cuối bài viết cuối cùng của tôi, những gì chúng ta sẽ thảo luận trong bài viết này là câu hỏi giả thuyết về việc liệu có một giải pháp “tốt nhất của cả hai thế giới” cung cấp sự phân cấp và bảo mật của bằng chứng công việc với hiệu quả của bằng chứng cổ phần hay không. Hôm nay, chúng tôi rất vui mừng thông báo việc phát hành sách trắng của chúng tôi về bằng chứng đốt cháy. Trong sách trắng đó, chúng tôi lập luận rằng bằng chứng đốt cháy chính xác là tốt nhất của cả hai.giải pháp orlds.
Iain Stewart đã đề xuất bằng chứng đốt cháy vào năm 2012 – một năm sau khi chứng minh cổ phần – như một thử nghiệm tư duy được thiết kế để tương phản sự khác biệt giữa bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần. Chúng tôi tin rằng ông đã vô tình phát hiện ra “chén thánh” của các thuật toán đồng thuận bị lạc trong cát thời gian phần lớn là do tai nạn lịch sử. Như Iain Stewart đã lưu ý:
“Tôi nghĩ sẽ rất thú vị khi phát minh ra một nhiệm vụ hoàn toàn, trần trụi, rõ ràng, một ví dụ rõ ràng về sự tương phản giữa hai quan điểm. Và vâng, có một: đốt tiền!”
Cuộc tấn công trao đổi
Là nhóm phát triển cốt lõi trước đây đằng sau blockchain Steem, chúng tôi có kinh nghiệm thân mật với các cuộc tấn công trao đổi. Đây là lý do tại sao việc giảm thiểu vector tấn công này là vô cùng quan trọng và truyền cảm hứng cho kiến trúc sư blockchain Steve Gerbino khám phá các thuật toán đồng thuận thay thế để tìm kiếm một giải pháp vẫn sẽ cung cấp cho chúng ta hiệu suất và hiệu quả cần thiết cho một máy tính thế giới hiệu suất cao, tất cả trong khi giảm thiểu vector tấn công quan trọng này.
Bằng chứng ghi lại như một thuật toán đồng thuận rất đơn giản và giá trị độc đáo của nó rất dễ hiểu. Giống như bằng chứng công việc, nó đòi hỏi chi phí tấn công mạng phải được trả trước. Giống như bằng chứng cổ phần, không có phần cứng thực tế nào phải được mua và chạy ngoài phần cứng cần thiết để sản xuất các khối. Giống như bằng chứng công việc, cuộc tấn công trao đổi bị cản trở vì nhà sản xuất khối đã mất tiền, vì họ chỉ đơn giản là cố gắng lấy lại bằng cách duy trì một sổ cái chính xác.
Để thực hiện một cuộc tấn công 51%, tác nhân độc hại không chỉ cần có được 51% nguồn cung token, họ cần phải loại bỏ nó một cách rõ rủng lếu bằng cách mua ảo. khai thác phần cứng. Cách duy nhất để bù đắp sự mất mát đó là bằng cách tạo ra các khối trên chuỗi mà cuối cùng giành chiến thắng. Đó là một giải pháp đơn giản và thanh lịch đáng chú ý cho vấn đề. Không cần phải cắt giảm các điều kiện vì nhà sản xuất khối đã cắt giảm cổ phần của chính họ ngay từ đầu.
Bằng chứng đốt
Iain Stewart đã đề xuất bằng chứng đốt cháy cho Bitcoin một năm trước khi một blockchain mục đích chung thậm chí còn được Vitalik Buterin hình thành. Có lẽ đó là lý do tại sao phải mất nhiều thời gian để mọi người nhận ra rằng hai điều này hoạt động cùng nhau vô cùng tốt. Các blockchain mục đích chung đặt cao về hiệu quả trong khi cho phép thiết kế kinh tế token mà không cần giới hạn nguồn cung tối đa, một yêu cầu để triển khai bằng chứng ghi. Một phần của vấn đề cũng có thể là một số khái niệm sáng tạo như token không thể chối cãi (NFTs) và các nhà tạo lập thị trường, và các giải pháp như hợp đồng thông minh có thể nâng cấp cực kỳ có lợi cho việc thực hiện và chỉ xuất hiện sau đề xuất.
Thợ mỏ NFT
Theo dõi tài khoản nào đã đốt số tiền và khi nào chúng bị ghi có thể là một nhiệm vụ đòi hỏi tính toán và tải tăng này trên mạng có thể là một trong những lý do tại sao mọi người tránh triển khai này.
May possibly mắn thay, các token không thể chối cãi cung cấp cho chúng ta một nguyên thủy mạnh mẽ mà hệ thống có thể sử dụng để theo dõi hiệu quả tất cả thông tin này với mục đích phân phối phần thưởng khối cho các nhà sản xuất khối hợp lệ. Kết quả cuối cùng là một NFT có chức năng hiệu quả như một thợ mỏ ảo, nhưng cũng có thể tùy chỉnh vô hạn và chính xác.
Các nhà phát triển Blockchain có thể điều chỉnh chính xác khả năng tiếp cận của các nền tảng của họ dựa trên cách họ định giá NFTs khai thác của họ. Định giá các thợ mỏ cao sẽ giống như yêu cầu mua ASIC (máy khai thác) để tham gia sản xuất khối. Định giá các thợ mỏ thấp sẽ giống như cho phép bất cứ ai khai thác phần cứng hàng hóa. Nhưng, phần tốt nhất là không có phần cứng thực tế nào được yêu cầu theo bất kỳ cách nào.
Vì Koinos là tất cả về khả năng truy cập, NFTs thợ mỏ có thể sẽ có một mức giá thấp, điều này có hiệu quả như có GPU cuối cùng và thuật toán kháng ASIC có thể. Nhưng, điều này đặt ra câu hỏi: “Nếu bạn chọn sai số thì sao?” Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của khả năng nâng cấp mô-đun. Trên Koinos, tất cả logic kinh doanh được thực hiện dưới dạng các mô-đun hợp đồng thông minh có thể nâng cấp riêng lẻ mà không cần tricky fork. Điều này có nghĩa là nếu, ví dụ, giá của KOIN bùng nổ đến mức chi phí cố định của các thợ mỏ không còn đủ khả năng truy cập, quản trị có thể chỉ đơn giản là bỏ phiếu để giảm chi phí đó và con số sẽ được cập nhật ngay khi có sự đồng thuận.
Khả năng chống tập trung
Sửa chữa chi phí của NFTs thợ mỏ giống như xây dựng thuật toán kháng GPU và ASIC nhất có thể bởi vì không ai có thể đạt được lợi thế bằng cách mua phần cứng chuyên dụng. Tốt hơn nữa, nó làm cho các NFTs thợ mỏ đồng nhất hơn và do đó dễ bán hơn (nhiều nấm hơne) trên một sàn giao dịch phi tập trung, có nghĩa là các nhà sản xuất khối đang chấp nhận ít rủi ro hơn vì họ luôn có thể thanh lý các thợ mỏ của họ.
Sức mạnh của bằng chứng đốt cháy cuối cùng bắt nguồn từ thực tế là chúng tôi đang nội tâm hóa phần cứng khai thác vào hệ thống. Đó là phần cứng ảo, có nghĩa là nó có thể tùy chỉnh vô hạn bởi các nhà thiết kế hệ thống để tối đa hóa hiệu suất của mạng. Một hậu quả của điều này là hệ thống có thể được thiết kế để đảm bảo rằng người khai thác sẽ kiếm lại được đốt cháy của họ cộng với một số mã thông báo bổ sung – một sự đảm bảo không thể được thực hiện bởi các hệ thống chứng minh công việc.
Khả năng tùy biến này cũng cho phép chúng tôi giảm thiểu các cuộc tấn công 51% bằng cách thiết kế hệ thống để khi nhu cầu về thợ mỏ tăng lên, thời gian hoàn vốn được kéo dài.
Bây giờ, hãy tưởng tượng rằng ai đó (như một sàn giao dịch) muốn tiếp quản sản xuất khối. Đầu tiên, họ sẽ cần phải đốt nhiều token hơn những người khác cộng lại. Ngay cả khi đó, họ sẽ không nhận được gì cho nó. Họ sẽ cần phải bắt đầu sản xuất các khối trên chuỗi chiến thắng để bắt đầu kiếm lại phần thưởng của họ. Trong thời gian đó, những người tham gia mạng khác sẽ có thể xem những gì đang xảy ra và phản hồi phù hợp. Nếu họ cảm thấy rằng diễn viên đang cố gắng kiểm soát quản trị, họ chỉ cần mua thêm thợ mỏ, đẩy lùi cửa sổ hoàn vốn cho diễn viên độc hại cho đến khi họ “xếp hàng”.
Kinh tế token
Evidence-of-melt away cũng có các đặc tính kinh tế thú vị tách nó khỏi cả PoW và PoS. Ví dụ: nếu bạn cố định tỷ lệ tạo mã thông báo mới (còn gọi là “lạm phát”), thì tại một thời điểm nhất định, nếu có quá nhiều người tham gia sản xuất khối, thì nền kinh tế mã thông báo sẽ biến thành giảm phát vì phần thưởng sẽ bị đẩy lùi nhanh hơn so với các token mới được tạo ra. Điều này có thể cung cấp lợi ích hiệu suất cho mạng, nếu cần thiết.
Nhiều người sản xuất các khối có thể tác động tiêu cực đến độ trễ. Thành phần giảm phát này sẽ phục vụ để thúc đẩy sản xuất khối quá mức, đồng thời cung cấp cho hệ sinh thái một đòn bẩy kinh tế quan trọng, hoặc giảm phát.
Mục tiêu của tôi với loạt bài này là cung cấp cho người đọc một sự hiểu biết sâu sắc về chủ đề của các thuật toán đồng thuận theo cách vẫn có thể truy cập và, hy vọng, thú vị. Chúng tôi đã đề cập đến vòng cung lịch sử của các thuật toán đồng thuận chính và những gì tôi nghĩ là sự tiến hóa tiếp theo: bằng chứng đốt cháy. Tôi hy vọng rằng bây giờ bạn được trang bị để đánh giá các triển khai đồng thuận khác nhau cho chính mình và đi đến kết luận của riêng bạn về những gì đang đổi mới và những gì không.
