Chắc chắn điều trớ trêu lớn nhất trong không gian blockchain là chưa từng có sự xác nhận nào về mô hình đồng thuận “tốt nhất” cả. Bitcoin và Ethereum được ca ngợi rộng rãi vì đã tiên phong cho các khái niệm về nền tảng hợp đồng thông minh và blockchain tương ứng, nhưng cả hai cũng bị chỉ trích nặng nề vì thiếu khả năng mở rộng. Thách thức về khả năng mở rộng phần lớn là do chúng sử dụng phương pháp đồng thuận Proof-of-work (PoW).
Do đó, các nhóm các nhà phát triển đã tập trung trong nhiều năm để nghĩ ra một phương pháp khác để đạt được sự đồng thuận giữa những người tham gia mạng. Một trong đó loại bỏ các nút thắt do PoW gây ra, nhưng vẫn đạt được sự bảo mật của phi tập trung, trong khi vẫn duy trì sự cân bằng đúng đắn để khuyến khích các cá nhân trung thực và ngăn chặn những người xấu.
Cho đến nay, đã có hàng tá nỗ lực nhằm giải quyết tình trạng khó khăn này. Tuy nhiên, chỉ có một số ít nổi lên như các ứng cử viên chính, cụ thể là proof-of-stake (PoS) và delegated proof-of-stake (dPoS).
Tuy nhiên, có một chú ngựa mới vừa bước vào cuộc đua. Một dự án blockchain có tên Solana đang phát triển một blockchain an toàn, có thể mở rộng, có thể xử lý tới 50.000 giao dịch mỗi giây trên testnet của nó. Làm thế nào để nó đạt được điều này? Thông qua một phương pháp đồng thuận mới, được gọi là Proof of History (Bằng chứng Lịch sử).
Giải thích về Proof of History
Proof of History (PoH) nhằm mục đích giảm tải cho các nút mạng trong các quá trình xử lý khối bằng cách cung cấp một phương tiện mã hóa thời gian vào blockchain. Trong một blockchain thông thường, đạt được sự đồng thuận theo thời gian một khối cụ thể được khai thác cũng là một yêu cầu cũng như đạt được sự đồng thuận về sự tồn tại của các giao dịch trong khối đó. Dấu thời gian (timestamp) rất quan trọng bởi vì nó cho mạng (và bất kỳ người quan sát nào) rằng các giao dịch diễn ra theo một trình tự cụ thể.
Trong kịch bản PoW, người khai thác khối thành công là người đầu tiên tìm ra nonce chính xác, đòi hỏi một lượng sức mạnh tính toán nhất định để thực hiện. Tuy nhiên, PoH sử dụng một khái niệm mã hóa mới hơn gọi là Hàm độ trễ có thể xác minh (VDF.) Một VDF chỉ có thể được giải quyết bằng một lõi CPU duy nhất áp dụng một bộ các bước tuần tự cụ thể. Không cho phép xử lý song song, do đó, nó dễ dàng xác định chính xác thời gian cần thiết để áp dụng các bước đó. Vì vậy, thời gian trôi qua là điều hiển nhiên.
PoH giải quyết thách thức về thời gian và do đó làm giảm trọng lượng xử lý của blockchain, làm cho nó nhẹ hơn và nhanh hơn. Solana kết hợp PoH với một giao thức bảo mật có tên Tower Byzantine Fault Tolerance (Tháp BFT), cho phép người tham gia đóng góp token để họ có thể bỏ phiếu về tính hợp lệ của hàm băm PoH. Giao thức này phạt các diễn viên xấu nếu họ bỏ phiếu ủng hộ một fork không phù hợp với các bản ghi PoH.
Hơn nữa, Solana triển khai proof-of-stake (PoS) như một phương tiện để xác định ai có thể tham gia với tư cách là người xác nhận khối.
Proof of History so với những người tiền nhiệm
Vậy Proof of History có điểm gì khác biệt so với những người tiền nhiệm của nó?
Proof-of-Work
Có một số điểm tương đồng giữa Proof of Work và Proof of History. Chủ yếu, cả hai phương pháp đều dựa vào một chi phí xác định về sức mạnh tính toán để tạo ra các khối hoặc các hash như được biết đến trong PoH.
Giống như Bitcoin và hầu hết các blockchain PoW khác, Solana cũng sử dụng thuật toán SHA-256. Điều này có thể đặt ra câu hỏi liệu ASIC có thể tăng tốc đáng kể việc giải quyết chức năng VDF trong PoH hay không. Solana tin rằng đây không phải là một thách thức và khả năng xử lý của hầu hết các ASIC sẽ nằm trong phạm vi chấp nhận được của những gì mà EDT có sẵn cho mạng lưới rộng hơn.
Vì PoH loại bỏ gánh nặng của việc đánh dấu thời gian ra khỏi mạng lưới, dẫn đến một blockchain nhẹ hơn, nhanh hơn nhiều so với bất kỳ ai đã có thể đạt được cho đến nay khi sử dụng PoW. Các cơ chế khuyến khích được bảo vệ bằng cách kết hợp với Tháp BFT.
Proof-of-Stake
Proof of Stake (PoS) là giải pháp được hứa hẹn từ lâu cho khả năng mở rộng Ethereum. Trong PoS, những người tham gia mạng đóng góp token để có cơ hội trở thành người khai thác khối tiếp theo và nhận phần thưởng liên quan. Tuy nhiên, PoS đi kèm với một thách thức đáng kể được gọi là “nothing at stake”. Trong một blockchain PoW, một thợ đào chỉ có thể khai thác trên một chuỗi tại một thời điểm chứ không phải trên fork. Tuy nhiên, trong PoS, một người khai thác có thể đặt token của họ trên nhiều fork khác nhau của cùng một blockchain.
Trong Ethereum, công ty sẽ triển khai PoS vào năm 2020, thách thức này được khắc phục bằng cách đưa ra một hình phạt đối với những người khai thác bỏ phiếu cho chuỗi không hợp lệ. Vitalik Buterin trước đây cũng đã đề xuất một giải pháp thứ hai là phạt bất cứ ai bầu chọn hai phiên bản khác nhau của bất kỳ khối nào.
Giao thức PoH không ngăn chặn các tác nhân độc hại. Do đó, Solana triển khai Tháp BFT để đưa ra sự đảm bảo với những người tham gia mạng rằng các tác nhân xấu sẽ bị phạt bằng cách là stake của họ sẽ bị “slash” nếu họ thấy họ đang bỏ phiếu chống lại PoH.
PoS cũng dễ bị tấn công tầm xa, theo đó những người tham gia trước đó có thể chiếm quyền điều khiển chuỗi bằng cách tranh chấp các khối được tạo ra bởi những người tham gia sau đó. Tháp BFT ngăn chặn các cuộc tấn công như vậy bằng cách hợp thức hóa các khối đã nhận được phiếu bầu của hơn hai phần ba mạng.
Hơn nữa, thời gian sản xuất khối chỉ là 400 mili giây và thời gian khôi phục tăng gấp đôi sau mỗi khoảng thời gian 400 m/s tiếp theo. Do đó, sau khoảng 12 giây, thời gian quay trở lại mạng sẽ kéo dài hàng thập kỷ.
Delegated Proof-of-Stake
Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (dPoS) được sử dụng bởi EOS và những người khác để đạt được thông lượng nhanh hơn bằng cách ủy quyền sản xuất khối cho một số lượng nhỏ người tham gia mạng. Những nhà sản xuất khối này được bầu bởi những người nắm giữ token. Trong EOS, chỉ có 21 nhà sản xuất khối điều khiển mạng.
Những thách thức xuất hiện gần như ngay lập tức sau khi EOS ra mắt. Chỉ có 21 nhà sản xuất khối có nghĩa là mạng lưới được tập trung cao. Hơn nữa, có một rủi ro mà các cử tri tổng hợp lại với nhau để cố gắng thao túng các cuộc bầu cử nhà sản xuất khối có lợi cho họ, như EOS đã bị cáo buộc. Giao thức chỉ dựa vào số người bỏ phiếu để bầu các nhà sản xuất khối, những người sẽ hành động vì lợi ích của mạng.
Ngược lại, tổ hợp PoH/Tháp BFT sẽ ngăn chặn các tác nhân xấu bằng cách “slash” stake của họ nếu họ bỏ phiếu chống lại giao thức đồng thuận này. Cách thức này giúp tăng cường bảo mật so với dPoS.
Mặc dù công nghệ cơ bản có phần phức tạp, PoH kết hợp với Tháp BFT có thể chứng minh là giao thức đồng thuận “trong mơ” mà blockchain đang chờ đợi. Trước tiên, nó sẽ cần thực hiện lời hứa của mình trên mainnet Solana, sau đó có lẽ những người khác sẽ làm theo.
- Tìm hiểu về các thuật toán đồng thuận của công nghệ Blockchain
- RandomX thuật toán đồng thuận mới của Monero hứa hẹn ra mắt trước khi kết thúc năm
Diệu Anh
Tạp chí Bitcoin | Cryptoslate
