Cơ chế đồng thuận là gì?

Công nghệ chuỗi khối đại diện cho một hệ thống cơ sở dữ liệu phi tập trung, nhằm mục đích ghi chép, lưu trữ và tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch giá trị trong trường hợp không có thực thể trung tâm. Nền tảng của nó dựa trên một mạng lưới các nút phân tán, mỗi nút đóng vai trò then chốt trong việc xác thực và xử lý các giao dịch trong lĩnh vực kỹ thuật số được chia sẻ của chúng. Do tính chất phi tập trung, hệ thống bắt buộc phải kết hợp một giao thức chuyên biệt để đảm bảo các nút này hoạt động hài hòa, thừa nhận và xác thực các hoạt động giao dịch hợp pháp. Giao thức nền tảng này, được công nhận là cơ chế đồng thuận, không chỉ chi phối luồng hoạt động cốt lõi của chuỗi khối mà còn ảnh hưởng đến động lực kinh tế và mô hình bảo mật của nó.

Trong khi các hệ thống truyền thống như Proof-of-Work của Bitcoin yêu cầu khả năng tính toán để xác thực các giao dịch, thì các phương pháp tiếp cận hiện đại hơn như mô hình bằng chứng cổ phần của Ethereum sử dụng lược đồ thưởng và phạt để đảm bảo tính tôn nghiêm của mạng. Bản chất của các cơ chế này là cung cấp quan điểm đáng tin cậy, đồng bộ hóa và được chấp nhận rộng rãi về lịch sử giao dịch trên mạng.

Thách thức cố hữu đối với các nhà phát triển blockchain nằm ở việc tạo ra sự cân bằng hài hòa giữa khả năng mở rộng, phân quyền và bảo mật – ba thuộc tính then chốt được người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin , nhấn mạnh là “ Blockchain Trilemma ”. Giải quyết bộ ba bất khả thi này là một nhiệm vụ năng động, thúc đẩy các mạng khác nhau đổi mới và đưa ra các cơ chế đồng thuận phù hợp với các mục tiêu riêng biệt và triết lý hoạt động của họ. Ngoài các hệ thống PoW và PoS phổ biến, còn tồn tại vô số loại đồng thuận, mỗi loại được điều chỉnh phù hợp với nhu cầu đa dạng của mạng tương ứng.

Tại sao sự đồng thuận lại quan trọng

Trong thế giới tiền điện tử, mục đích chính của cơ chế đồng thuận là ngăn chặn các thực thể độc hại tham gia vào các hoạt động lừa đảo, trong đó "chi tiêu gấp đôi" là một ví dụ khét tiếng.

Hãy xem xét Alex, kẻ xấu giả định của chúng tôi, người cố gắng khai thác hệ thống bằng cách gửi 10 mã thông báo cho Anna và sau đó thực hiện giao dịch tương tự với John, sử dụng cùng 10 mã thông báo đó. Điểm mấu chốt của tính toàn vẹn của blockchain là khả năng theo dõi quyền sở hữu tài sản một cách nhất quán và minh bạch. Nếu sự đồng thuận hiệu quả được duy trì, John sẽ ngay lập tức biết rằng Alex đã chuyển những mã thông báo đó cho Anna, khiến giao dịch thứ hai không hợp lệ.

Để một cuộc tấn công " chi tiêu gấp đôi " thành công, một thực thể độc hại sẽ cần phải thao túng các nút để chấp nhận lịch sử giao dịch giả mạo, lịch sử mà giao dịch của Alex với Anna chưa bao giờ xảy ra.

Cơ chế đồng thuận củng cố hệ thống chống lại những nỗ lực gian lận như vậy bằng cách biến việc đề xuất một khối giao dịch mới trở thành một nhiệm vụ tiêu tốn nhiều tài nguyên, do đó ngăn cản mọi nỗ lực gian lận. Ngoài ra, các cơ chế này được cấu trúc để thưởng cho các nút đề xuất các khối chính hãng mà họ tin rằng mạng sẽ xác thực. Những phần thưởng như vậy không chỉ thúc đẩy hành vi tốt mà còn thúc đẩy niềm tin giữa những người tham gia mạng.

Do phần lớn người tham gia hành động vì lợi ích tốt nhất của mạng, các nỗ lực thao túng của các thực thể như Alex đều bị cản trở, đảm bảo tính toàn vẹn của chuỗi khối và tính xác thực của lịch sử giao dịch của nó.

Sự đồng thuận hoạt động như thế nào

Trong thế giới công nghệ blockchain, việc đạt được sự đồng thuận đóng vai trò then chốt trong việc duy trì tính toàn vẹn và bảo mật của các hệ thống phi tập trung. Các chuỗi khối bằng chứng công việc , như Bitcoin, đòi hỏi lượng năng lượng khổng lồ, phần cứng phức tạp và sức mạnh tính toán khổng lồ để giới thiệu một tập hợp giao dịch mới, được gọi là khối, vào sổ cái phi tập trung. Ở đây, các nút, được gọi là thợ mỏ, đang trong một cuộc đua cạnh tranh để tạo ra một số ngẫu nhiên nhằm mở khóa khối tiếp theo. Người khai thác đạt được con số này thành công trước tiên sẽ được cấp đặc quyền thêm khối tiếp theo vào chuỗi và được khen thưởng cho những nỗ lực tính toán của mình. Toàn bộ quá trình này là minh chứng cho khả năng tính toán của họ, vốn phụ thuộc nhiều vào phần cứng mạnh mẽ và mức tiêu thụ điện lớn.

Mặt khác, chuỗi khối Proof-of-Stake hoạt động hơi khác một chút. Thay vì cạnh tranh thông qua sức mạnh tính toán, các nút trong hệ thống này, được gọi là trình xác thực, được yêu cầu gửi một giá trị cụ thể của mã thông báo gốc của chuỗi khối, đóng vai trò là cổ phần của chúng. Người xác thực đặt cược càng nhiều token thì cơ hội được chọn để đề xuất khối mới và kiếm được phần thưởng càng cao. Tuy nhiên, những người xác thực mắc lỗi có thể phải đối mặt với các hình phạt hoặc thậm chí bị loại khỏi quy trình xác thực.

Các nút đóng vai trò cơ bản trong các cơ chế đồng thuận này. Họ đánh giá dữ liệu từ các giao dịch đang chờ xử lý và sau khi tham chiếu chéo với hồ sơ của họ, họ sẽ chuyển tiếp trạng thái phê duyệt hoặc từ chối. Chẳng hạn, nếu một cá nhân cố gắng thực hiện giao dịch với số tiền đã được sử dụng, phần lớn các nút sẽ từ chối điều này đối với sổ cái bất biến của họ, đảm bảo độ tin cậy và độ chính xác của hệ thống.

Hơn nữa, nếu bất kỳ nút nào quyết định thách thức bản ghi đã được thiết lập, nó sẽ cần phải thực hiện thu hồi trên toàn mạng. Một giao dịch chỉ có thể được xác nhận, phân phối và ghi lại không thể xóa được trên blockchain nếu hơn 2/3 số nút đồng ý.

Nick Ranga , một nhà phân tích cấp cao trong lĩnh vực tiền điện tử, đơn giản hóa khái niệm này bằng cách tuyên bố rằng “sự đồng thuận” trong blockchain tương đương với một thỏa thuận tập thể giữa những người tham gia. Cách tiếp cận phi tập trung này hoàn toàn trái ngược với các thực thể tập trung truyền thống như ngân hàng, nơi có cơ quan có thẩm quyền ra quyết định. Trong thế giới phi tập trung của tiền điện tử, các cơ chế đồng thuận này giúp mọi người tham gia luôn được kiểm soát, đảm bảo rằng mỗi giao dịch đều được kiểm tra kỹ lưỡng.

Như Zeeshan Arif , một doanh nhân công nghệ, đã nói một cách khéo léo rằng, cơ chế đồng thuận có thể được tương tự như luật chơi của một trò chơi cờ bàn, trong đó tất cả những người tham gia phải đồng ý về tính công bằng của trò chơi. Giống như người ta không thể tùy ý thay đổi các quy tắc trong trò chơi cờ bàn, các nút trong chuỗi khối không thể thay đổi quyền sở hữu mã thông báo mà không có sự đồng ý đa số từ những người tham gia khác trong mạng.

Các loại cơ chế đồng thuận

Trong bối cảnh tiền điện tử đang phát triển, trọng tâm của tính hiệu quả, độ tin cậy và tính dân chủ hóa của mạng nằm ở cơ chế đồng thuận của nó. Các cơ chế này đóng vai trò là xương sống, xác định cách xác thực các giao dịch và cách các khối mới được thêm vào chuỗi khối.

Bằng chứng công việc (PoW) :
- Tổng quan: PoW hoạt động trên cơ sở cạnh tranh, trong đó các thợ mỏ sử dụng sức mạnh tính toán để giải quyết các vấn đề toán học phức tạp và xác thực các khối giao dịch.
- Ưu và nhược điểm: Mặc dù PoW cung cấp tính bảo mật cao và được áp dụng rộng rãi, nhưng nó lại bị chỉ trích đáng kể vì mức tiêu thụ năng lượng quá lớn và gây ra những lo ngại về môi trường. Đó là cơ chế đằng sau Bitcoin, đồng tiền tiên phong của các loại tiền kỹ thuật số phi tập trung.
Bằng chứng cổ phần (PoS) :
- Tổng quan: Trong PoS, đặc quyền xác thực và tạo khối tương ứng với số tiền nắm giữ của một người. Về cơ bản, bạn càng "đặt cược" thì bạn càng ảnh hưởng đến mạng.
- Ưu điểm: Nó tiết kiệm năng lượng so với PoW và khuyến khích việc nắm giữ tiền điện tử, thúc đẩy sự ổn định.
Bằng chứng hoạt động (PoA) :
- Tổng quan: Một sự kết hợp sáng tạo giữa PoW và PoS, những người tham gia PoA đều khai thác và đặt cọc mã thông báo để xác thực các khối.
- Đặc điểm phân biệt: Phần thưởng khai thác được giới thiệu, nhưng các khối ban đầu loại trừ chi tiết giao dịch. Thay vào đó, họ nhúng tiêu đề giao dịch và chặn địa chỉ phần thưởng. Sau đó, trình xác thực được chọn ngẫu nhiên bằng cách sử dụng thông tin được nhúng này, giúp cơ chế này có khả năng chống lại các cuộc tấn công đặc biệt.
Bằng chứng về thẩm quyền :
- Tổng quan: Các tổ chức được lựa chọn và có uy tín, thường là các nhà đầu tư lớn hoặc đối tác chiến lược, đóng vai trò là người xác thực giao dịch.
- Tranh luận về tập trung hóa: Mặc dù có xu hướng tập trung hóa nhưng khả năng mở rộng của nó là một lợi thế đáng kể, đặc biệt đối với các chuỗi khối tư nhân hoặc tập đoàn, trong đó việc phân cấp không phải là mối quan tâm chính.
Bằng chứng đốt cháy (PoB) :
- Tổng quan: Người khai thác cố tình phá hủy mã thông báo, giành quyền xác thực các khối. Hành động “đốt cháy” biểu thị sự cam kết.
- Mối quan tâm về năng lượng: Ưu điểm nổi bật là bảo tồn năng lượng, tránh xa nhu cầu năng lượng của PoW.
Bằng chứng về năng lực (PoC) :
- Tổng quan: Nhấn mạnh vào không gian lưu trữ thay vì sức mạnh tính toán, PoC cung cấp quyền khai thác dựa trên dung lượng lưu trữ mà người ta có thể cung cấp.
- Môi trường cạnh tranh: Đó là một giải pháp thay thế xanh hơn, tránh tình trạng thiếu hiệu quả về năng lượng điển hình của các hệ thống PoW cổ điển.
Bằng chứng đóng góp :
- Tổng quan: Cơ chế này đánh giá và khen thưởng dựa trên những đóng góp tích cực cho mạng. Đó là sự kết hợp giữa danh tiếng, đóng góp lịch sử và đặt cược.
- Tính toán trên chuỗi: Duy nhất cho cơ chế này, các hành động trên chuỗi yêu cầu tiền gửi bảo đảm, nhấn mạnh sự kết hợp giữa niềm tin và tính minh bạch.
Bằng chứng lịch sử (PoH) :
- Tổng quan: Một cơ chế riêng biệt nhúng bản ghi theo trình tự thời gian để xác định chính xác thời điểm mỗi giao dịch xảy ra, nâng cao tính minh bạch của giao dịch.
- Hiệu suất: Nó hứa hẹn thời gian xác nhận nhanh hơn mà không ảnh hưởng đến bảo mật, đảm bảo sự cân bằng hài hòa giữa hiệu quả và an toàn.
Bằng chứng về tầm quan trọng (PoI) :
- Tổng quan: Một phiên bản phát triển của PoS, PoI có vai trò đóng góp toàn diện cho mạng chứ không chỉ là đầu tư vốn.
- Động lực mạng: Cơ chế này ngăn chặn các nhánh blockchain và đảm bảo phân phối quyền lực và ảnh hưởng đồng đều hơn.
Bằng chứng lưu trữ & các biến thể :
- Tổng quan: Cần thiết cho các mạng lưu trữ dữ liệu phi tập trung, cơ chế này xác thực các đóng góp dựa trên các dịch vụ lưu trữ dữ liệu chính hãng.
- Những đổi mới của Filecoin: Filecoin sử dụng các loại phụ duy nhất, đó là Bằng chứng về sự sao chép và Bằng chứng về không thời gian, để đảm bảo cam kết liên tục về việc lưu trữ dữ liệu.

Đối với bất kỳ ai đi sâu vào thế giới tiền điện tử và công nghệ chuỗi khối, sự hiểu biết đúng đắn về các cơ chế đồng thuận này là bắt buộc. Chúng làm sáng tỏ động lực bên trong của các nền tảng khác nhau, tiềm năng mở rộng, các thông số bảo mật và đặc tính nền tảng của mỗi mạng.

Xin lưu ý rằng Plisio cũng cung cấp cho bạn:

Tạo hóa đơn tiền điện tử sau 2 lần nhấp and Chấp nhận quyên góp tiền điện tử

12 tích hợp

6 thư viện cho các ngôn ngữ lập trình phổ biến nhất

19 tiền điện tử và 12 chuỗi khối