Blockchain là một phân cấp mạng ngang hàng lưu trữ dữ liệu chỉ thêm vào (thêm vào cuối) và xác minh tính toàn vẹn của thông tin đó trên toàn mạng. Xác thực tập thể tính chính xác của dữ liệu đã nói (đạt được sự đồng thuận) là một trong những tính năng xác định của blockchain.
Ý tưởng về một chuỗi khối quay trở lại ít nhất là những năm 1990. Lý thuyết cơ bản là sao chép dữ liệu trên một mạng máy tính bằng cách sử dụng kiểu đồng thuận thuật toán để đồng ý về bất kỳ dữ liệu nào sẽ được thêm vào. Sau đó, sử dụng mật mã chuỗi băm để làm cho cơ sở dữ liệu hầu như không thay đổi.
Để biết thêm thông tin về chuỗi khối và băm, hãy xem bài viết về Blockchain của chúng tôi. Tuy nhiên, bên dưới chúng tôi sẽ tập trung đặc biệt vào các cách khác nhau mà các loại blockchain khác nhau đạt được sự đồng thuận về dữ liệu được thêm vào chuỗi (chuỗi) dữ liệu (khối) của chúng thông qua các chủ đề sau:
Sự khác biệt chính trong các cơ chế đồng thuận blockchain khác nhau xoay quanh cách phân phối quyền thêm dữ liệu vào blockchain giữa những người tham gia mạng và cách dữ liệu này được mạng xác thực như một tài khoản giao dịch chính xác.
Tập hợp các quy trình máy tính giải quyết những vấn đề này được gọi là thuật toán đồng thuận, như được ám chỉ, là cơ chế chịu trách nhiệm cập nhật trạng thái dữ liệu một cách an toàn trên một mạng blockchain nhất định.
Mỗi nút (máy tính) trong mạng xác minh và xử lý độc lập mọi giao dịch và do đó phải có quyền truy cập vào trạng thái hiện tại của cơ sở dữ liệu, sửa đổi được yêu cầu bởi một giao dịch nhất định và chữ ký điện tử chứng minh nguồn gốc và độ chính xác của giao dịch. Sau đó, câu hỏi đặt ra là làm thế nào để tất cả các nút đạt được sự đồng thuận (thỏa thuận) về dữ liệu. Vấn đề lớn nhất mà các blockchain hướng tới giải quyết được gọi là “Vấn đề của tướng Byzantine".
Vấn đề này, đã tồn tại lâu hơn chính blockchain, về cơ bản là thế này: Làm thế nào để bạn giữ cho một mạng lưới các thực thể tập trung vào cùng một mục tiêu trong sự liên kết hoàn toàn dựa trên các thông điệp được truyền giữa chúng, mà thông tin không bị làm hỏng bởi một phần mềm độc hại diễn viên trong mạng? Ví dụ: nếu một người đang cố gắng gửi tiền điện tử qua mạng, làm thế nào bạn có thể chắc chắn rằng các chi tiết giao dịch không bị can thiệp và thay đổi bởi một nút độc hại trong mạng?
Đây là lúc cơ chế đồng thuận ra đời để đảm bảo mạng vẫn đồng bộ và dữ liệu vẫn chưa được kiểm tra. Sau đây là một số giải pháp mà các nhóm khác nhau đã đưa ra để đạt được kết quả này.
Bằng chứng công việc hiện là cơ chế đồng thuận phổ biến nhất cho các blockchain. 'Bằng chứng công việc' mà tên mô tả là quá trình mà mạng blockchain chứng minh rằng thợ mỏ nút mạng (các nút mạng nhóm các giao dịch thành các khối và xác thực chúng) đã thực hiện công việc cần thiết để tạo một khối hợp lệ (nhóm các giao dịch). Mặc dù rất khó để các nút tạo ra một khối hợp lệ (cần nhiều sức mạnh xử lý của máy tính), nhưng mạng khá dễ dàng để xác minh rằng một khối là hợp lệ.
Tất cả điều này được thực hiện thông qua cái được gọi là hàm băm, tạo ra một dấu vân tay kỹ thuật số duy nhất cho một phần dữ liệu nhất định. Vì hàm băm rất nhạy cảm với sự thay đổi và ngay cả một sửa đổi nhỏ cũng sẽ dẫn đến kết quả băm hoàn toàn khác, nên các hàm băm có thể được sử dụng để xác nhận và bảo mật các khối.
Để một khối được xác nhận là hợp lệ, các thợ đào phải tạo hai hàm băm: một hàm băm của tất cả các giao dịch trong khối và một hàm băm chứng minh rằng họ đã sử dụng năng lượng cần thiết để tạo ra khối bằng cách giải một câu đố mật mã đặc biệt với tiền mức thiết lập của khó khăn. Cụ thể, câu đố là tìm một số, khi kết hợp với dữ liệu trong các giao dịch và được chuyển qua thuật toán băm, sẽ tạo ra một số trong một phạm vi xác định do chương trình của tiền điện tử đặt ra.
Độ khó của việc giải câu đố được tự động điều chỉnh trong các hệ thống PoW để tạo ra một khoảng thời gian nhất quán cho các khối giao dịch được thêm vào blockchain và giải phóng phí mạng cũng như phần thưởng tiền điện tử mới tạo cho thợ đào.
Một băm là một chức năng một chiều. Nó không thể được đảo ngược. Bằng cách này, có thể xác nhận rằng mỗi khối cần phải làm việc để tạo ra nó. Mỗi khối cũng chứa hàm băm của khối trước đó, vì vậy một khi tất cả các khối được kết hợp trong chuỗi khối, nó hầu như không thể sửa đổi chúng vì làm như vậy sẽ yêu cầu thực hiện lại tất cả các công việc đã thực hiện để tạo từng khối trong chuỗi khối.
Tóm lại, một thợ đào tạo ra một khối các giao dịch hợp lệ, sau đó chạy thuật toán PoW trên đó để tìm một hàm băm hợp lệ, chạy đua với tất cả các thợ đào khác để giải câu đố trước. Khi một khối hợp lệ được tạo thông qua hành động như vậy, khối sẽ được thêm vào blockchain và người khai thác nhận được phí mạng cũng như tiền điện tử mới được tạo.
Có các thuật toán băm khác nhau được sử dụng cho các cơ chế đồng thuận PoW, trong đó phổ biến nhất là SHA-256 (ví dụ Bitcoin) Và Scrypt (ví dụ: Litecoin). Những người khác bao gồm SHA-3, Tiền điện tửĐêm, Blake-256, Quark, scrypt-jane và các hệ thống kết hợp sử dụng nhiều hơn một hàm băm.
Mặc dù về mặt lý thuyết, PoW gần như không thể bị hack vì nó sử dụng tài nguyên trong thế giới vật lý để bảo mật mạng, nhưng đây cũng là nơi mà một trong những lời chỉ trích lớn nhất của nó: tài nguyên đang được sử dụng là điện và rất nhiều trong số đó.
Trên thực tế, tạp chí khoa học Phó bo mạch chủ, báo cáo rằng 1.6 hộ gia đình Hoa Kỳ có thể được cung cấp năng lượng trong một ngày bằng lượng điện được sử dụng bởi một giao dịch Bitcoin. Đến năm 2020, Bitcoin có thể tiêu thụ nhiều điện năng bằng toàn bộ đất nước Đan Mạch. Và đó chỉ là một loại tiền điện tử (mặc dù phổ biến nhất).
Từ góc độ hiệu quả và môi trường, điều này không lý tưởng và sẽ rất khó để mở rộng quy mô sử dụng phổ biến. Làm cho vấn đề trở nên tồi tệ hơn, sức mạnh tính toán và chi phí điện năng cần thiết để duy trì tính cạnh tranh trong khai thác đã tăng đáng kể theo thời gian. Điều này đã tạo ra sự tập trung đáng kể trong các mạng khai thác, vì chỉ những tổ chức lớn nhất và mạnh nhất mới có thể thực sự cạnh tranh.
Một số công ty lớn và các nhóm khai thác hiện đang thống trị các blockchain phổ biến nhất, điều này hoàn toàn đi ngược lại với nguyên tắc phân quyền sáng lập của các blockchain.
Bên cạnh vấn đề đạo đức đáng nghi ngờ về vấn đề này, tập trung hóa cũng dẫn đến một vấn đề bảo mật tiềm ẩn được gọi là cuộc tấn công 51%. Đây là khi người khai thác, có thể là một nhóm hoặc tập đoàn lớn, kiểm soát 51% sức mạnh tính toán của mạng blockchain. Nếu điều này xảy ra, họ có thể làm gián đoạn toàn bộ mạng bằng cách làm mất hiệu lực của các giao dịch thực hoặc xác thực các giao dịch gian lận của chính họ thành tiền "chi tiêu gấp đôi" (sử dụng cùng một khoản tiền nhiều lần).
May mắn thay, những vấn đề này với PoW không phải là không có giải pháp tiềm năng.
PoS dựa trên giả định rằng khi các nút trong mạng là các bên liên quan (nghĩa là khi họ sở hữu đơn vị tiền tệ của chuỗi khối nhất định) thì họ sẽ có động lực để duy trì sự trung thực và lành tính trong việc vận hành các nút mạng.
PoS hoạt động bằng cách các thợ đào khóa một số tiền điện tử của riêng họ để chúng không thể được sử dụng vào các tài khoản 'đặt cọc' đặc biệt. Các nút đã đặt mã thông báo sau đó có thể xác minh các khối giao dịch giống như trong hệ thống PoW, nhưng các tính toán mật mã cần thiết để xác minh các khối đơn giản hơn nhiều (và do đó yêu cầu ít năng lượng máy tính hơn nhiều). Thay vì sử dụng các câu đố phức tạp mang lại lợi thế cho các máy tính mạnh hơn như trong PoW, các hệ thống PoS được cấu trúc để các nút có nhiều tiền điện tử được đặt cược hơn có cơ hội giải được câu đố mật mã cao hơn.
Theo cách này, mặc dù PoS hiệu quả hơn PoW, nhưng nó không hoàn toàn giải quyết được vấn đề tập trung sức mạnh khai thác, vì về mặt logic, rủi ro là tiền tệ được sử dụng bởi các hệ thống như vậy sẽ vẫn tập trung vào ngày càng ít tay hơn.
Một trong những vấn đề quan trọng khác của PoS là vấn đề 'không có gì bị đe dọa', trong đó các thợ đào có thể không mất gì bằng cách bỏ phiếu cho nhiều lịch sử blockchain trong trường hợp có fork (một blockchain được chia thành hai). Trong trường hợp có fork, chiến lược sinh lợi nhất đối với người khai thác là khai thác trên từng chuỗi, do đó sẽ nhận được phần thưởng bất kể fork nào được mạng công nhận.
Về lý thuyết, điều này có thể dẫn đến sự đồng thuận không bao giờ đạt được bởi mạng hoặc tăng gấp đôi chi tiêu trong đó kẻ tấn công có thể gửi một giao dịch, sau đó bắt đầu một nhánh của chuỗi khối từ một khối phía sau giao dịch và gửi tiền cho chính họ thay vì nơi nó đã được gửi trước đây. Điều này khả thi hơn trong hệ thống PoS so với PoW vì chi phí làm việc trên một số chuỗi thấp hơn nhiều.
Tuy nhiên, một vấn đề mà PoS giúp giảm thiểu là vấn đề 51%. Ngay cả khi một người khai thác sở hữu 51% tiền điện tử, thì việc tấn công vào hệ thống mà họ sở hữu phần lớn cổ phần cũng không có lợi cho họ. Tất nhiên, điều này không tính đến các tác nhân độc hại, được tài trợ tốt, những người có thể chỉ muốn hạ gục một mạng lưới blockchain bằng bất kỳ giá nào.
Một số ví dụ về các blockchain sử dụng cơ chế đồng thuận này là NEO, Stellar và Cardano.
Với PoS cổ điển, những người khai thác có số dư nhỏ khó có thể khai thác một khối, giống như cách mà những người khai thác PoW có ít sức mạnh máy tính khó có thể khai thác một khối. Điều này không chỉ có thể được coi là kém công bằng hơn mà còn có thể dẫn đến một mạng kém an toàn hơn, vì nếu những người khai thác nhỏ được khuyến khích tốt hơn, mạng sẽ có nhiều nút hơn và do đó an toàn hơn.
LPoS khuyến khích các nút kém mạnh mẽ hơn bằng cách cho phép họ cho thuê số dư tiền điện tử của mình cho “các nút đặt cược” có nhiều mã thông báo được đặt cọc hơn và do đó có nhiều khả năng khai thác một khối hợp lệ hơn. Tất cả các đồng tiền được thuê cho các nút như vậy làm tăng “trọng lượng” của nút đặt cược, điều này làm tăng cơ hội thêm một khối vào blockchain. Phần thưởng nhận được bởi các nút đặt cược sau đó được chia sẻ theo tỷ lệ giữa tất cả những người cho vay. Người cho thuê vẫn có thể di chuyển hoặc sử dụng token của họ bất kỳ lúc nào, do đó có thể tự động “phá vỡ hợp đồng”.
Bằng cách này, vấn đề tập trung quyền lực khai thác và / hoặc tiền tệ có thể được hạn chế tốt hơn bằng cách cho phép tất cả các nút có tiềm năng kiếm được phần thưởng khai thác.
Ví dụ chính của một dự án sử dụng loại thuật toán đồng thuận này là Waves.
Trong DPoS, chủ sở hữu mã thông báo tiền điện tử sử dụng số dư của họ để chọn danh sách các nút có thể đặt các khối để thêm vào blockchain. Ví dụ: với blockchain EOS chưa ra mắt, sẽ có 21 “nút nhà sản xuất khối” được mạng bầu chọn.
Mặc dù điều này giải quyết một số vấn đề, chẳng hạn như khả năng xảy ra fork (tất cả các nút sẽ không chuyển sang fork chưa được hoàn thiện bởi 15 trong số 21 nút của nhà sản xuất) và các vấn đề về khả năng mở rộng xảy ra với PoW và PoS, một blockchain DPoS theo định nghĩa là tập trung hơn và không cung cấp các điểm vào có thể truy cập cho bất kỳ ai để khai thác khối và kiếm phần thưởng.
Các dự án sử dụng loại cơ chế đồng thuận này bao gồm Bitshares và EOS.
Blockchains không phải giải quyết cho chỉ một loại cơ chế đồng thuận. Loại chuỗi lai phổ biến nhất là hỗn hợp PoW / PoS, thường sử dụng sự đồng thuận PoW ban đầu một cách hạn chế, sau đó sử dụng PoS để xác thực các khối được thêm vào blockchain. Sử dụng PoS giải quyết vấn đề tấn công 51% trong khi sử dụng ít năng lượng hơn; PoW giải quyết vấn đề không có gì nguy hiểm trong khi đảm bảo một lớp bất biến khác của blockchain.
Peercoin là một blockchain sử dụng phương pháp kết hợp này.
PoI tương tự như PoS, nhưng cơ chế đồng thuận cũng tính đến các yếu tố khác trong việc tạo lợi thế cho các nút trong các khối khai thác.
Ví dụ, với NEM, blockchain đầu tiên triển khai PoI, các nút được thưởng cho năng suất của chúng trong mạng, bao gồm số dư của chúng, cũng như số lượng và giá trị giao dịch, trong số các yếu tố 'danh tiếng' khác.
Trong cơ chế đồng thuận này, mỗi nút xuất bản một khóa công khai. Các giao dịch đi qua nút được ký bởi nút và được xác minh, và khi đã đạt được đủ các phản hồi giống nhau trong mạng, thông qua đó sẽ đạt được sự đồng thuận rằng giao dịch hợp lệ. Cơ chế đơn giản này không yêu cầu bất kỳ sức mạnh băm nào và đặc biệt hữu ích cho các hệ thống lưu trữ.
PBFT có hai vấn đề tiềm ẩn. Đầu tiên, tất cả các bên liên quan phải đồng ý về danh sách chính xác những người tham gia đáng tin cậy. Thứ hai, tư cách thành viên của một hệ thống thỏa thuận như vậy thường do một cơ quan trung ương quy định. Mặc dù những yếu tố này có thể không phù hợp với tiền điện tử công khai, phi tập trung, nhưng nó có thể hữu ích cho những thứ khác, chẳng hạn như nền tảng nắm giữ tài sản kỹ thuật số tư nhân.
PBFT là cơ chế đồng thuận được Hyperledger sử dụng.
Trước khi blockchain ra đời, không có cách nào thực tế để đảm bảo rằng dữ liệu trong mạng phân tán (ví dụ: sổ cái tiền tệ kỹ thuật số) sẽ vẫn an toàn khỏi bị giả mạo bởi các nút độc hại hoặc bị xâm phạm. Với sự ra đời của Bitcoin và PoW, một thế hệ lập trình viên và kỹ sư hoàn toàn mới sẽ bắt tay vào giải quyết vấn đề này.
Do đó, nhiều cơ chế đồng thuận đã hình thành, hầu hết đều nhằm mục đích giải quyết cùng một vấn đề (Các vị tướng Byzantine). Vì blockchain vẫn còn là một lĩnh vực tương đối mới, nên vẫn chưa rõ cơ chế đồng thuận nào sẽ chứng tỏ bản thân hữu ích nhất và cơ chế nào sẽ không được ưa chuộng. Như hiện tại, các cơ chế đồng thuận khác nhau là một trong những yếu tố cơ bản giúp phân biệt các loại tiền điện tử khác nhau.
Nguồn: https://unhashed.com/cryptocurrency-coin-guides/blockchain-consensus-mechanisms/
- 2020
- Tấn công 51%
- truy cập
- Tài khoản
- Hoạt động
- Lợi thế
- Hiệp định
- thuật toán
- thuật toán
- Tất cả
- Cho phép
- trong số
- xung quanh
- tài sản
- lớn nhất
- Bitcoin
- blockchain
- Cardano
- tỷ lệ cược
- thay đổi
- Tiền cắc
- Chung
- Các công ty
- máy tính
- máy tính
- Sự đồng thuận
- ăn
- Chi phí
- cryptocurrencies
- cryptocurrency
- Tiền tệ
- Current
- Tình trạng hiện tại
- dữ liệu
- Cơ sở dữ liệu
- ngày
- Phân cấp
- Phân quyền
- kỹ thuật số
- Tài sản kỹ thuật số
- tiền tệ kỹ thuật số
- Làm gián đoạn
- hiệu quả
- điện
- năng lượng
- môi trường
- EOS
- đạo đức
- Sự kiện
- công bằng
- Tính năng
- Lệ Phí
- Tên
- Tập trung
- ngã ba
- chức năng
- bản chất
- quỹ
- Cho
- Nhóm
- tấn
- băm
- băm
- Độ đáng tin của
- HTTPS
- Hỗn hợp
- Hyperledger
- ý tưởng
- Tăng lên
- thông tin
- quan tâm
- tham gia
- các vấn đề
- IT
- Key
- lớn
- dẫn
- Ledger
- Cấp
- Hạn chế
- Danh sách
- Litecoin
- Mainstream
- Đa số
- Làm
- Vấn đề
- Thợ mỏ
- Khai thác mỏ
- Bể khai thác
- tiền
- Phổ biến nhất
- di chuyển
- Gần
- NEM
- NEO
- mạng
- mạng
- các nút
- hoạt động
- Nền tảng khác
- quan điểm
- Nền tảng
- hồ bơi
- Hồ bơi
- Phổ biến
- PoS
- PoW
- quyền lực
- riêng
- Sản xuất
- sản xuất
- năng suất
- chương trình
- dự án
- bằng chứng
- chứng minh
- công khai
- chính công
- phạm vi
- Báo cáo
- tài nguyên
- Thông tin
- Thưởng
- Nguy cơ
- khả năng mở rộng
- Quy mô
- Khoa học
- an ninh
- định
- Chia sẻ
- chia sẻ
- Đơn giản
- nhỏ
- So
- Giải pháp
- động SOLVE
- tiêu
- Chi
- chia
- cổ phần
- Cố định
- Bắt đầu
- Tiểu bang
- ở lại
- Sao
- là gắn
- cửa hàng
- Chiến lược
- Công tắc điện
- hệ thống
- hệ thống
- thời gian
- mã thông báo
- Tokens
- khoan dung
- Chủ đề
- giao dịch
- Giao dịch
- chúng tôi
- giá trị
- Bỏ phiếu
- sóng biển
- Là gì
- CHÚNG TÔI LÀ
- Wikipedia
- ở trong
- Công việc
- công trinh
- thế giới