Giải thích Bằng chứng lịch sử, Bằng chứng cổ phần và Bằng chứng công việc

Bài viết này nói về điều gì?

Blockchain là các sổ cái phân tán ghi lại giao dịch trên một mạng lưới máy tính. Thuật toán đồng thuận đóng vai trò thiết yếu đối với blockchain vì chúng được dùng để đạt được sự thống nhất về trạng thái của sổ cái. Chúng hỗ trợ sự cộng tác giữa các bên không tin tưởng lẫn nhau, loại bỏ nhu cầu cần một thực thể tập trung xác thực dữ liệu trước khi dữ liệu được thêm vào blockchain. Nếu không có thuật toán đồng thuận, sẽ không có cách nào đảm bảo tất cả các node thống nhất về trạng thái của blockchain — hệ thống sẽ dễ bị tấn công theo nhiều hướng, gặp vấn đề chi tiêu hai lần, làm suy yếu tính bất biến và không có cách hiệu quả để giải quyết bất đồng hoặc fork.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu sâu về các thuật toán đồng thuận, xem xét tầm quan trọng của chúng và những loại thuật toán được dùng trong các blockchain phổ biến. Mục tiêu là giúp bạn hiểu toàn diện thuật toán đồng thuận là gì, tại sao cần hiểu cách chúng hoạt động và cách một số thuật toán đồng thuận phổ biến vận hành.

Tại sao bạn nên tìm hiểu về thuật toán đồng thuận

Hiểu thuật toán đồng thuận là điều quan trọng để xây dựng hiệu quả trên blockchain bạn lựa chọn vì những lý do sau:

• Việc biết blockchain đạt được đồng thuận như thế nào sẽ ảnh hưởng đến các lựa chọn kiến trúc khi phát triển ứng dụng phi tập trung (dApp). Bạn sẽ đặt ra những câu hỏi như: Chi phí triển khai là bao nhiêu? Người dùng nên gửi bao nhiêu giao dịch để sử dụng dApp này hiệu quả? Chi phí gửi một giao dịch là bao nhiêu? Câu hỏi quan trọng nhất là: Mất bao lâu để đạt tính hoàn tất? Hay một giao dịch cần bao lâu để được xác nhận và thêm vào blockchain?
• Hiểu các đặc tính về thông lượng và độ trễ của thuật toán đồng thuận có thể giúp bạn chọn đúng blockchain để triển khai dApp. Việc đặt câu hỏi về kiến trúc dApp sẽ giúp bạn nhận ra những phần có thể tối ưu hóa hiệu năng
• Hiểu các vấn đề bảo mật của từng thuật toán sẽ giúp bạn thiết kế ứng dụng an toàn hơn. Blockchain của bạn có những hướng tấn công nào? Chúng tác động thế nào đến thiết kế khi phát triển hợp đồng thông minh?
• Hiểu cơ chế bên trong thuật toán đồng thuận của blockchain giúp bạn nắm bắt các sắc thái trong cơ chế bỏ phiếu, từ đó chủ động tham gia quản trị
• Hiểu các động lực kinh tế cụ thể của từng thuật toán đồng thuận giúp khuyến khích sự tham gia vào mạng. Tôi có thể tham gia mạng và nhận phần thưởng như thế nào? Tôi nên tránh hành vi nào để không bị phạt?
• Hiểu nền tảng của thuật toán đồng thuận sẽ giúp bạn nắm bắt tốt hơn các thuật toán mới hoặc được cập nhật. Làm sao bạn có thể hiểu Bằng chứng cổ phần ủy quyền hoặc Bằng chứng cổ phần cho thuê nếu chưa hiểu Bằng chứng cổ phần?

Thuật toán đồng thuận là gì?

Một trong những thách thức chính của điện toán phân tán là đạt được hiệu năng hệ thống đáng tin cậy ngay cả khi một số thành phần gặp lỗi. Vấn đề này được mô tả trong Bài toán các vị tướng Byzantine. Bài toán đưa ra một thí nghiệm tư duy, trong đó tất cả những người tham gia hệ thống phải thống nhất về một chiến lược để tránh thất bại. Nó làm nổi bật khó khăn khi đạt được sự đồng thuận trong một mạng mà một số bên tham gia có thể hành động khó đoán hoặc ác ý. Để giảm thiểu vấn đề này, cần có các quy trình điều phối có khả năng chống chịu nhằm thiết lập một nguồn dữ liệu đáng tin cậy duy nhất. Điều này đảm bảo mọi bên tham gia đều hành động đáng tin cậy trên toàn mạng. Chúng ta gọi những quy trình giúp hệ thống thống nhất về một nguồn dữ liệu đáng tin cậy là thuật toán đồng thuận.

Hãy tưởng tượng một giao lộ đông đúc trong thành phố nhưng không có đèn giao thông. Mọi thứ sẽ hoàn toàn hỗn loạn khi ô tô, xe tải, xe đạp và người đi bộ đều cố đi theo hướng riêng, tranh nhau quyền qua đường. Tai nạn, hiểu lầm và sự thiếu tin tưởng giữa các bên tham gia sẽ xảy ra. May mắn là chúng ta có đèn giao thông. Đèn giao thông thiết lập trật tự, chỉ dẫn ai được đi và ai phải dừng, đồng thời thích ứng với điều kiện theo thời gian thực. Quan trọng nhất, mọi người đều thống nhất tuân theo đèn giao thông. Tất cả chúng ta đồng ý với các quy tắc và rằng chúng được áp dụng thống nhất.

Thuật toán đồng thuận chính là đèn giao thông của blockchain. Chúng đặt ra các quy tắc về cách giao dịch được thêm vào blockchain. Chúng tạo ra luồng dữ liệu an toàn và hiệu quả trên toàn mạng bằng cách bật “đèn xanh” và “đèn đỏ” cho các giao dịch và block hợp lệ hoặc không hợp lệ. Những quy tắc này được áp dụng thống nhất theo cách an toàn và minh bạch. Thuật toán đồng thuận thích ứng với các điều kiện mạng thay đổi để duy trì hiệu năng tối ưu, đồng thời luôn hoạt động trong phạm vi các quy tắc này.

Thuật toán đồng thuận có vai trò thiết yếu đối với blockchain. Nếu không có chúng, chúng ta sẽ không có cách thống nhất để xác thực dữ liệu trong một môi trường đối nghịch. Thay vào đó sẽ chỉ có hỗn loạn. Tình trạng này nghiêm trọng đến mức rất có thể chúng ta sẽ quay lại dựa vào một cơ quan trung tâm để xác thực vì đã quá mệt mỏi với các cuộc tấn công Sybil và tình trạng chi tiêu hai lần. Chúng ta cần thuật toán đồng thuận để blockchain luôn an toàn, bất biến và phi tập trung.

Bằng chứng công việc là gì?

Bằng chứng công việc (Proof of Work, PoW) là một dạng bằng chứng mật mã, trong đó một bên (bên chứng minh) cho bên kia (bên xác minh) thấy rằng họ đã sử dụng một lượng sức mạnh tính toán cụ thể. Bên xác minh có thể dễ dàng kiểm chứng mức tài nguyên đã sử dụng này. Cơ chế này được Moni Naor và Cynthia Dwork phát minh vào năm 1993 để ngăn chặn các cuộc tấn công DoS và thư rác trên mạng, sau đó được chính thức hóa trong bài nghiên cứu năm 1999 của Markus Jakobsson và Ari Juels.

Bằng chứng công việc trở nên phổ biến nhờ Bitcoin, với vai trò là nền tảng cho sự đồng thuận trong một mạng phi tập trung không cần cấp phép. Trong sách trắng Bitcoin, Satoshi Nakamoto giải thích cách dùng Bằng chứng công việc để tạo ra một phiên bản tiền điện tử hoàn toàn ngang hàng mà không cần bất kỳ bên trung gian nào. Các blockchain phổ biến khác sử dụng thuật toán đồng thuận dựa trên PoW gồm Litecoin, Kadena, Monero và Ethereum Classic. Vậy cơ chế này hoạt động như thế nào?

Cách hoạt động

Các blockchain sử dụng Bằng chứng công việc yêu cầu người tham gia mạng giải một bài toán phức tạp bằng lượng lớn sức mạnh tính toán. Mục tiêu là đoán một số thập lục phân gồm 64 chữ số, được gọi là hash. Việc tìm hash này nghe có vẻ dễ, nhưng thực tế không phải vậy vì hash là kết quả của quá trình băm toàn bộ thông tin giao dịch trong một block cùng một nonce ngẫu nhiên (“số chỉ được dùng một lần”) bằng thuật toán SHA256. Người tham gia đầu tiên giải được bài toán sẽ có quyền thêm block giao dịch tiếp theo vào blockchain và nhận một lượng tiền mã hóa đã định trước làm phần thưởng. Quá trình xác thực giao dịch và thêm chúng vào blockchain này được gọi là đào, còn những người tham gia mạng được gọi là thợ đào.

Lợi ích và hạn chế

Điểm nổi bật của các blockchain dùng Bằng chứng công việc là bất kỳ ai cũng có thể tham gia đào, qua đó thúc đẩy một mạng phân tán phi tập trung. Để tấn công một mạng PoW cần lượng sức mạnh tính toán rất lớn. Điều này khiến một thực thể đơn lẻ gần như không thể thực hiện cuộc tấn công 51%, dù về lý thuyết vẫn có thể xảy ra. Tấn công 51% là khi một thực thể ác ý kiểm soát phần lớn sức mạnh băm của mạng để thao túng lịch sử giao dịch. Bằng chứng công việc là thuật toán đồng thuận tương đối dễ hiểu, đã được triển khai và kiểm chứng ở quy mô lớn thông qua Bitcoin.

Dù nghe có vẻ thuận lợi, Bằng chứng công việc vẫn có một số hạn chế. Chi phí cao của phần cứng đào và điện năng có thể dẫn đến, và thực tế đã dẫn đến, việc hoạt động đào tập trung tại những khu vực có chi phí năng lượng thấp. Rào cản gia nhập cao để đào có lãi khiến phần thưởng được phân bổ không đồng đều, ưu tiên những người có khả năng mua các giàn đào mạnh. Điều này đã dẫn đến sự hình thành của các trang trại đào Bitcoin khổng lồ. Do tiêu thụ rất nhiều năng lượng, cơ chế này đã làm dấy lên nhiều lo ngại về môi trường. Đây là một trong những lý do chính khiến Ethereum chuyển sang Bằng chứng cổ phần qua bản cập nhật mang tên The Merge. Vậy Bằng chứng cổ phần là gì?

Bằng chứng cổ phần là gì?

Bằng chứng cổ phần (Proof of Stake, PoS) hướng đến việc khắc phục các vấn đề về mức độ sử dụng tài nguyên tính toán và năng lượng cao của Bằng chứng công việc. Thay vì dựa vào sức mạnh tính toán để bảo vệ mạng, Bằng chứng cổ phần lựa chọn validator dựa trên số lượng token họ nắm giữ làm phần stake trong mạng. Peercoin là tiền mã hóa đầu tiên sử dụng Bằng chứng cổ phần vào năm 2012, dù cơ chế này được dùng cùng một hệ thống Bằng chứng công việc.

Cách hoạt động

Trong Bằng chứng cổ phần, thợ đào được thay bằng các validator đề xuất và bỏ phiếu cho block. Những validator này phải khóa một lượng token nhất định làm phần stake trong mạng. Mạng lựa chọn một validator để xác thực block giao dịch tiếp theo dựa trên một số yếu tố như quy mô phần stake hoặc thời gian họ đã nắm giữ phần stake đó. Block được đề xuất sau đó sẽ được các validator khác xác minh và chứng thực. Nếu block được chứng thực là hợp lệ, nó sẽ được thêm vào blockchain. Đổi lại, validator nhận phí giao dịch và đôi khi cả token mới được đúc cho công sức xác thực. Nếu block được chứng thực là không hợp lệ, nó sẽ không được thêm vào blockchain và validator sẽ bị phạt. Những validator này bị “slashing”, nghĩa là họ mất một phần stake. Các hình phạt slashing được áp dụng để ngăn những bên xấu đề xuất block gian lận hoặc tạo ra sai lệch trong sổ cái.

Lợi ích và hạn chế

Bằng chứng cổ phần trực tiếp giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng cao. Việc Ethereum chuyển từ Bằng chứng công việc sang Bằng chứng cổ phần đã giúp giảm 99,84% mức tiêu thụ năng lượng của mạng. Các thuật toán Bằng chứng cổ phần nhanh hơn và phù hợp hơn với khả năng mở rộng vì được thiết kế cho thông lượng cao hơn. Chúng cũng được thiết kế để đạt tính hoàn tất nhanh hơn, nghĩa là giao dịch được xác nhận và thêm vào blockchain sớm hơn. Validator còn có động lực tài chính để duy trì cơ sở hạ tầng xác thực vượt trội, nhờ đó rút ngắn thời gian xác thực. Thuật toán Bằng chứng cổ phần cũng phù hợp hơn với việc xử lý giao dịch song song và phân mảnh. Phân mảnh là việc chia mạng thành các phần nhỏ hơn, gọi là “shard”, để xử lý giao dịch độc lập và song song.

Tuy nhiên, Bằng chứng cổ phần cũng có những hạn chế riêng. Dù tiết kiệm năng lượng hơn, phần thưởng của validator có thể thấp hơn so với bên tương ứng trong Bằng chứng công việc. Điều này có thể thu hút ít người tham gia hơn và làm giảm mức độ bảo mật của mạng. Việc phân phối token ban đầu cũng có thể ảnh hưởng đến tính công bằng và phi tập trung của mạng nếu không được quản lý đúng cách. Trong trường hợp này, những người có phần stake lớn hơn sẽ có ảnh hưởng không tương xứng đối với mạng. Một vấn đề tiềm ẩn khác là validator có thể không mất gì khi bỏ phiếu cho nhiều fork blockchain, trái với Bằng chứng công việc, nơi hành động này đòi hỏi phải chia nhỏ sức mạnh tính toán. Cần áp dụng các điều kiện slashing cụ thể để ngăn hành vi này.

Các biến thể của Bằng chứng cổ phần

Các blockchain nổi bật sử dụng Bằng chứng cổ phần gồm:

Ethereum

Ethereum sử dụng thuật toán LMD-GHOST cùng Casper-FFG, được gọi là Gasper. LMD-GHOST được dùng để tổng hợp phiếu bầu và đảm bảo các node dễ dàng chọn đúng fork khi fork xuất hiện. Casper-FFG (Casper the Friendly Finality Gadget) nâng cấp một số block thành trạng thái “đã hoàn tất” để những bên mới tham gia mạng luôn đồng bộ với chuỗi chính thống.

Cardano

Cardano sử dụng một biến thể của Bằng chứng cổ phần có tên Ourobros, giao thức Bằng chứng cổ phần đầu tiên có thể chứng minh là an toàn. Giao thức này dựa trên nghiên cứu được bình duyệt và được thiết kế chú trọng đến khả năng mở rộng cùng tính bảo mật. Bạn có thể tìm hiểu thêm tại đây

Near

Near sử dụng Bằng chứng cổ phần theo ngưỡng, một phương thức xác định cho phép số lượng lớn người tham gia duy trì hoạt động của mạng bằng cách đưa ra quyết định trong những khoảng thời gian cụ thể. Bạn có thể tìm hiểu thêm tại đây

Algorand

Algorand sử dụng Bằng chứng cổ phần thuần túy, một cách tiếp cận Bằng chứng cổ phần bình đẳng hơn được xây dựng trên đồng thuận Byzantine. Bạn có thể tìm hiểu thêm tại đây

Như bạn có thể thấy, Bằng chứng cổ phần có nhiều biến thể. Hầu hết blockchain Bằng chứng cổ phần đều sử dụng một biến thể của thiết kế ban đầu nhưng đã điều chỉnh để phù hợp với nhu cầu và tối ưu hóa cho một số trường hợp sử dụng nhất định. Một trong những biến thể nổi tiếng và được sử dụng rộng rãi nhất là Bằng chứng cổ phần ủy quyền.

Bằng chứng cổ phần ủy quyền là gì?

Bằng chứng cổ phần ủy quyền là một bước phát triển từ Bằng chứng cổ phần, được thiết kế để nâng cao hiệu quả và tính dân chủ của quy trình xác thực blockchain. Cơ chế này được Daniel Larimer phát triển vào năm 2014 và từ đó đã được triển khai trên một số blockchain nổi bật, cụ thể là BitShares, EOS, TRON và SUI.

Cách hoạt động

Trong Bằng chứng cổ phần ủy quyền, người nắm giữ token bỏ phiếu chọn một nhóm đại biểu để thay mặt họ xác thực và tạo block mới. Các đại biểu được người nắm giữ token bầu chọn, trong đó quyền biểu quyết tương quan với lượng token đang nắm giữ. Người dùng bỏ phiếu bằng cách gộp token vào một pool staking và liên kết chúng với một đại biểu cụ thể. Các đại biểu có động lực hành động trung thực vì họ có thể bị bãi nhiệm nếu thực hiện hành vi ác ý hoặc không duy trì đủ thời gian hoạt động. Khi xác thực một block, đại biểu nhận phí giao dịch tương ứng làm phần thưởng. Sau đó, đại biểu phân phối phần thưởng cho những người dùng đã ủng hộ họ dựa trên phần stake của từng người. Cần lưu ý rằng các đại biểu xác thực block theo cách xác định trước, dựa trên một lịch trình công khai. Số lượng đại biểu cho mỗi block bị giới hạn, nghĩa là các đại biểu được luân chuyển định kỳ.

Lợi ích và hạn chế

Bằng chứng cổ phần ủy quyền có nhiều lợi ích của Bằng chứng cổ phần: bất kỳ ai cũng có thể trở thành đại biểu; rào cản gia nhập thấp giúp cơ chế này dễ tiếp cận và phi tập trung hơn; hiệu năng được cải thiện vì chỉ cần một số lượng đại biểu giới hạn; và không cần nhiều năng lượng để vận hành mạng.

Tuy nhiên, Bằng chứng cổ phần ủy quyền không hoàn hảo. Cơ chế này chỉ cần một số lượng đại biểu giới hạn cho mỗi block mới. Điều đó làm dấy lên lo ngại về việc một nhóm nhỏ có ảnh hưởng không tương xứng đối với quá trình xác minh giao dịch và các quyết định quản trị. Giới hạn này tạo khả năng các đại biểu thông đồng để hành động ác ý, làm giảm đáng kể ngưỡng cần thiết cho một cuộc tấn công 51%. Người nắm giữ token cũng có thể hối lộ đại biểu để họ thực hiện hành vi ác ý thay mặt mình. Quan trọng hơn, người dùng không bắt buộc phải tham gia bầu đại biểu — sự thờ ơ của cử tri có thể làm trầm trọng thêm các rủi ro tập trung hóa đã nêu.

Bằng chứng lịch sử là gì?

Bằng chứng lịch sử không phải là một thuật toán đồng thuận.

Chính xác hơn, đây là một thành phần hỗ trợ đạt được đồng thuận. Sự nhầm lẫn có thể bắt nguồn từ thuật ngữ — cụm từ “Bằng chứng X” dễ khiến những người quen thuộc với Bằng chứng công việc và Bằng chứng cổ phần cho rằng đó là một thuật toán đồng thuận. Bằng chứng lịch sử là nền tảng của kiến trúc Solana, được tích hợp sâu vào quá trình sắp xếp giao dịch và thực thi chương trình. Vì có vai trò nổi bật trong mạng, nó dễ bị nhầm là thuật toán đồng thuận của Solana.

Vậy tại sao chúng ta lại nói về nó nếu đây không phải là thuật toán đồng thuận? Bằng chứng lịch sử giải quyết một vấn đề nền tảng trong các hệ thống phân tán: sự thống nhất về thời gian, hay trình tự sự kiện. Solana sử dụng Bằng chứng lịch sử như một dạng thuật toán “tiền đồng thuận” để tinh giản quá trình đồng thuận, giúp giao dịch được xử lý hiệu quả. Nhờ đó, validator có thể xử lý giao dịch song song, cải thiện thông lượng và giảm độ trễ. Vì vậy, Bằng chứng lịch sử là một thành phần hỗ trợ đạt được đồng thuận. Tốt hơn hết nên xem Bằng chứng lịch sử như một chiếc đồng hồ phi tập trung cho mạng — nó cung cấp cách chứng minh thời gian và thứ tự xảy ra của các sự kiện mà không cần dựa vào bên thứ ba.

Hạn chế của các phương pháp truyền thống

Theo truyền thống, blockchain đồng bộ hóa theo block, tức các nhóm giao dịch lớn. Điều này có nghĩa là một giao dịch không thể được xử lý cho đến khi một khoảng thời gian cụ thể trôi qua. Khoảng thời gian này được gọi là thời gian tạo block. Trong Bằng chứng công việc, thời gian tạo block phải dài (Bitcoin tạo một block sau khoảng mỗi 10 phút) để giảm khả năng nhiều validator cùng tạo block mới một lúc. Trong Bằng chứng cổ phần, không có hạn chế này nhưng validator cần dấu thời gian để xác định thứ tự của các block đến. Giải pháp phổ biến là đặt dấu thời gian theo đồng hồ thực trên mỗi block. Tuy nhiên, dấu thời gian này chỉ hợp lệ nếu lớn hơn dấu thời gian trung vị của 11 block trước đó và nhỏ hơn “thời gian đã điều chỉnh theo mạng” cộng thêm hai giờ. Thời gian đã điều chỉnh theo mạng là giá trị trung vị của các dấu thời gian do tất cả node đang kết nối với bạn trả về. Đây không phải giải pháp tối ưu do hiện tượng sai lệch đồng hồ và độ trễ mạng. Vậy phải làm gì tiếp theo?

Bằng chứng lịch sử

Solana áp dụng một cách tiếp cận đột phá cho vấn đề này, gọi là Bằng chứng lịch sử. Nói đơn giản, Bằng chứng lịch sử là một cách chứng minh thời gian trong mạng đối nghịch. Bằng chứng lịch sử hoạt động như một hàm đánh dấu thời gian bằng mật mã, cho phép các node thống nhất về thứ tự sự kiện mà không cần trao đổi với nhau. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một hàm băm tuần tự kháng ảnh ngược (hàm rất khó đảo ngược) để tạo chuỗi hash, trong đó mỗi hash phụ thuộc vào hash trước đó. Các node lãnh đạo áp dụng dấu thời gian cho block bằng những bằng chứng mật mã này để chứng minh một khoảng thời gian đã trôi qua kể từ bằng chứng gần nhất. Vì tất cả hash được liên kết với nhau, hệ thống tạo ra một bản ghi lịch sử chứng minh dữ liệu đã tồn tại tại một thời điểm nhất định.

Cách tiếp cận độc đáo này dựa trên Hàm trì hoãn có thể xác minh (VDF), những hàm mất rất nhiều thời gian để tính toán nhưng có thể nhanh chóng xác minh kết quả. Hàm trì hoãn có thể xác minh được dùng để tạo các hash không chỉ phụ thuộc vào hash trước đó mà còn phụ thuộc vào thời gian đã trôi qua. Điều này cho phép tạo ra một dòng thời gian sự kiện có thể xác minh. Việc sử dụng Hàm trì hoãn có thể xác minh đảm bảo tính toàn vẹn vì can thiệp vào một hash sẽ đòi hỏi tính toán lại tất cả hash trước đó. Điều này bổ sung một lớp bảo mật và toàn vẹn cho Solana vì chỉ có một dòng thời gian sự kiện có thể xác minh.

Một phép so sánh đơn giản

Hãy tưởng tượng một thị trấn thời trung cổ nhộn nhịp với các hoạt động giao thương, thông báo, tranh luận và tranh chấp. Thị trấn dựa vào người rao tin làm nguồn thông tin trung tâm, người sẽ hô lớn những tin tức quan trọng và đảm bảo mọi người đều nắm cùng một thông tin. Một ngày nọ, người rao tin bị ốm và không thể tiếp tục thực hiện nhiệm vụ. Thị trấn chìm trong hỗn loạn — không ai có thể thống nhất chuyện gì đã xảy ra khi nào, ai đã nói gì và các sự kiện diễn ra theo trình tự nào.

Lúc này xuất hiện một người ghi chép vô cùng tỉ mỉ. Người này ngồi giữa quảng trường thị trấn với loại mực và bút lông độc đáo để ghi lại mọi sự kiện vào nhật ký. Loại mực này rất đặc biệt — nó đổi màu dựa trên mục ghi gần nhất trong nhật ký. Mọi người chỉ cần tham khảo nhật ký của người ghi chép để xác nhận cả thứ tự lẫn thời điểm của các sự kiện mà không phải đi hỏi từng người. Cuốn nhật ký trở thành nguồn dữ liệu đáng tin cậy không thể tranh cãi của thị trấn, loại bỏ nhu cầu về người rao tin vì mọi người có thể đưa ra thông báo quan trọng mà không cần đến họ. Loại mực đổi màu này đảm bảo một nguồn dữ liệu đáng tin cậy vĩnh viễn, bất biến và xác thực mọi mục ghi trước đó. Nếu thay thị trấn bằng một mạng, nhật ký bằng sổ cái và mực đổi màu bằng một hàm băm mật mã, bạn sẽ có một trong những phương pháp đồng bộ hóa đáng tin cậy nhất. Đó là sức mạnh của Bằng chứng lịch sử.

Ưu điểm và hạn chế

Bằng chứng lịch sử cho phép rút ngắn thời gian tạo block, xử lý số lượng lớn giao dịch mỗi giây và cung cấp một nguồn thời gian duy nhất, có thể xác minh trước khi đạt đồng thuận. Cơ chế này cũng cho phép tối ưu hóa tài nguyên — các node có thể xử lý giao dịch mà không cần chờ đồng thuận, qua đó tăng khả năng xử lý song song và sử dụng hiệu quả sức mạnh tính toán. Việc sử dụng Hàm trì hoãn có thể xác minh bổ sung một lớp bảo mật vì thay đổi giao dịch sẽ đòi hỏi tính toán lại chuỗi hash tuần tự. Việc này rất tốn kém và dễ bị phát hiện. Hơn nữa, bất kỳ ai cũng có thể xác minh thứ tự và thời gian của giao dịch nhờ các dấu thời gian mật mã. Chúng ta biết chắc một giao dịch đã xảy ra khi nào mà không phải lo về tính hợp lệ của dấu thời gian theo đồng hồ thực. Điều này thúc đẩy tính minh bạch và trách nhiệm giải trình, hai nguyên tắc cốt lõi trong đặc tính của tiền mã hóa.

Tuy vậy, Bằng chứng lịch sử không hoàn hảo. Mô hình này làm kiến trúc mạng của Solana phức tạp hơn đáng kể, khiến nó khó hiểu hơn và có thể làm tăng nguy cơ xảy ra lỗi hoặc lỗ hổng. Do Hàm trì hoãn có thể xác minh đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán, các node Solana cần phần cứng mạnh hơn. Điều này làm tăng chi phí tham gia mạng trong ngắn hạn. Nhờ Định luật Moore, rào cản phần cứng này sẽ giảm theo thời gian khi những phần cứng mạnh vốn đắt đỏ trở nên dễ tiếp cận và có giá hợp lý hơn. Định luật Moore là nhận định rằng số lượng transistor trên một vi mạch tăng gấp đôi sau khoảng mỗi hai năm, từ đó làm tăng sức mạnh tính toán.

Kết luận

Xin chúc mừng! Trong hướng dẫn này, chúng ta đã tìm hiểu sâu về những điểm phức tạp của thuật toán đồng thuận, chúng là gì, tại sao bạn nên tìm hiểu và các cách triển khai phổ biến. Đến đây, bạn đã có hiểu biết toàn diện về thuật toán đồng thuận. Việc hiểu các thuật toán này không chỉ là một nỗ lực học thuật mà còn là nhu cầu thực tiễn. Nó cung cấp kiến thức nền tảng về các mạng mà bạn đang xây dựng trên đó, trực tiếp ảnh hưởng đến khả năng tạo ra các ứng dụng mạnh mẽ và hiệu quả. Nhờ vậy, bạn có thể đóng góp có ý nghĩa cho các cộng đồng blockchain mà mình tham gia. Trong bối cảnh công nghệ blockchain phát triển nhanh chóng, kiến thức này là không thể thiếu.

Nhìn về tương lai, chúng ta có thể kỳ vọng nhiều thuật toán đồng thuận đổi mới hơn sẽ xuất hiện. Các mô hình hiện tại cũng có thể được cập nhật và điều chỉnh để giải quyết những trở ngại mới nhất về khả năng mở rộng, bảo mật và hiệu quả. Dù bạn là nhà đầu tư, nhà phát triển hay người đam mê blockchain, đây là thời điểm thú vị để tham gia vào loại công nghệ độc quyền này. Hiểu biết về thuật toán đồng thuận giúp bạn đứng ở tuyến đầu của đổi mới và có thể định hướng trong không gian này khi nó tiếp tục phát triển.

Nếu bạn đã đọc đến đây, cảm ơn bạn!

Tài nguyên bổ sung / Đọc thêm

• Sách trắng Bitcoin
• Sách trắng Ethereum
• Bài viết của Coinbase về PoW và PoS
• Bằng chứng cổ phần và Bằng chứng cổ phần ủy quyền
• Tài liệu Solana về đồng bộ hóa
• Video về VDF của a16z crypto