Từ "không chính thống" đến chính thống: sự phát triển của sự đồng thuận PoS

Mô tả hình ảnh

Trước tiên hãy xem lại cách thức hoạt động của PoW

tiêu đề phụ

Sự ra đời của cơ chế PoS

Theo cơ chế PoW, xác suất tạo khối có liên quan đến quy mô của sức mạnh tính toán.Những người đến sau cố gắng sử dụng số tiền nắm giữ thay vì sức mạnh tính toán làm cơ sở để chứng minh.Các nghiên cứu của họ đều chỉ ra một vấn đề: không tiêu tốn tài liệu tài nguyên, chúng ta có thể đạt được mức bảo mật PoW không? Vào năm 2011, khái niệm Proof of Stake lần đầu tiên được đề xuất bởi một cư dân mạng có tên Quantum Mechanic trong diễn đàn Bitcointalk nổi tiếng của cộng đồng Bitcoin. Bài báo đề xuất nhiều giải pháp vẫn đang được sử dụng cho đến ngày nay, chẳng hạn như thay thế trọng số sức mạnh tính toán bằng nắm giữ tiền tệ, ủy thác quyền và lợi ích, phân phối phần thưởng, v.v.

Người đầu tiên áp dụng ý tưởng về cơ chế PoS vào dự án blockchain thực tế là Peercoin (Peercoin) do SunnyKing đứng đầu (tên net, thân phận thực sự của nó cũng là một bí ẩn). mất hơn một năm để nhận ra điều đó vào tháng 8 năm 2010 và giá trị thị trường của Peercoin đã từng đạt vị trí thứ ba về giá trị thị trường của tất cả các loại tiền điện tử, chỉ đứng sau Bitcoin và Litecoin, nhưng do không có hỗ trợ đầu tư nên cũng có một thiếu nguồn lực để phát triển hơn nữa Sau đó, giá trị thị trường của Peercoin giảm mạnh. Trong những năm 2013-2015 tiếp theo, Nxt, Blackcoin, Shadowcoin và các loại tiền điện tử khác áp dụng cơ chế PoS lần lượt xuất hiện, nhưng tất cả đều dần biến mất khỏi tầm nhìn.

tiêu đề phụ

Đại biểu: giải quyết các vấn đề ngẫu nhiên và tăng tỷ lệ đặt cược

Như đã đề cập ở đầu bài, mục tiêu của cơ chế đồng thuận là chọn ngẫu nhiên người tạo khối tiếp theo, nhưng cơ chế PoS đời đầu không thể giải quyết tốt vấn đề này, họ thường sử dụng một tham số thay đổi theo hành vi của mọi người trong blockchain ( chẳng hạn như giá trị băm của khối trước đó) dưới dạng hạt ngẫu nhiên, sau đó tạo số giả ngẫu nhiên dựa trên hạt ngẫu nhiên này, điều này giúp cho số ngẫu nhiên có thể được dự đoán hoặc thậm chí bị thao túng. Vào tháng 12 năm 2013, BM (Daniel Larimer) lần đầu tiên nói trong diễn đàn rằng vấn đề ngẫu nhiên có thể được giải quyết bằng cách những người nắm giữ mã thông báo bỏ phiếu để chọn nhà sản xuất khối theo quyền và lợi ích của họ, vì kết quả bỏ phiếu có số lượng lớn. của những người tham gia thực sự là một sự kiện hành vi con người không thể đoán trước. Cơ chế này cho phép chủ sở hữu mã thông báo ủy quyền xác minh các khối cho các nút chuyên nghiệp bằng cách cam kết mã thông báo và bỏ phiếu được gọi là DPoS (Bằng chứng cổ phần ủy quyền). BM sau đó đã áp dụng nó trong dự án Bitshares và xây dựng một nền tảng graphene phù hợp với kiến ​​trúc DPoS. Công nghệ graphene này sau đó đã trở thành lớp dưới cùng chung của cơ chế DPoS. Hai dự án tiếp theo của BM là Steemit, EOS và LOOM và các dự án khác đều dựa trên nền tảng này. nền tảng graphene để xây dựng chuỗi công khai DPoS.

Các chuỗi công khai DPoS như EOS và Tron được trang bị một số lượng siêu nút cố định. Chỉ những siêu nút được xếp hạng trong số những siêu nút tốt nhất về số phiếu bầu mới có quyền tạo khối. Mặc dù việc bỏ phiếu của chủ sở hữu mã thông báo là một quá trình ngẫu nhiên về mặt lý thuyết, nhưng nó Đồng thời, sau khi trạng thái bỏ phiếu được xác nhận, các siêu nút của loại chuỗi công khai DPoS này sẽ lần lượt tạo ra các khối theo thứ tự cố định, thay vì tạo ra các khối ngẫu nhiên. Do đó, mức độ phân cấp của loại chuỗi công khai này đang gây tranh cãi.

Một hướng phát triển khác của cơ chế DPoS là giữ lại cốt lõi của cơ chế mà chủ sở hữu mã thông báo cam kết và ủy thác cho nút, nhưng không giới hạn số lượng nút, đồng thời chọn ngẫu nhiên nút theo tỷ lệ vốn chủ sở hữu mỗi thời gian một khối được tạo ra. Các dự án mới như Tezos, Wanchain và các dự án phổ biến như Cosmos cần đáp ứng một số yêu cầu nhất định do chuỗi công khai đặt ra để trở thành nút của chúng, nhưng không có giới hạn về số lượng nút. và đáp ứng các yêu cầu của nút hoạt động.cấu hình máy tính. Do sự tồn tại của cơ chế ủy thác/ủy quyền, những người nắm giữ không có đủ số lượng mã thông báo hoặc thiếu điều kiện để các nút hoạt động ổn định cũng có thể tham gia khai thác và nhận cổ tức thông qua đặt cược. tỷ lệ của toàn bộ mạng Chuỗi công khai đã đạt 80% hoặc thậm chí hơn 90%, đây chắc chắn là một cải tiến lớn so với chuỗi công khai PoS của thời đại trước, giúp cải thiện đáng kể tính bảo mật của chuỗi công cộng.

tiêu đề phụ

Ứng dụng "Kỳ quan" học thuật: BFT+PoS

Thuật toán chịu lỗi Byzantine (BFT) xuất phát từ bài toán Byzantine Generals năm 1982. Bản chất của nó là bài toán triển khai một giao thức phân tán trong một mạng truyền thông bị xâm nhập, trong thời đại Internet chỉ cần giải quyết vấn đề về khả năng chịu lỗi, vì vậy thuật toán BFT không có tác dụng và đã không được biết đến bên ngoài giới học thuật cho đến khi Satoshi Nakamoto thiết kế nó thành sơ đồ chuỗi khối. Ứng dụng đầu tiên trong môi trường chuỗi công khai PoS là thuật toán Tendermint do Jae Kwon đề xuất. Đáng ngạc nhiên là thuật toán BFT và cơ chế PoS dường như phản ánh khả năng tương thích tuyệt vời. và nhấn mạnh vào tính nhất quán của mạng, giúp xác nhận khối cuối cùng, mang lại tốc độ xác nhận khối nhanh hơn và giải quyết vấn đề phân nhánh. Nếu PoS thuần túy chỉ giải quyết mức tiêu thụ năng lượng so với PoW, thì so với PoS thuần túy, BFT+PoS sẽ giải quyết thêm các vấn đề về xác nhận giao dịch, ngã ba giao dịch và hiệu suất thấp của PoW.Không thể bỏ qua bước nhảy vọt do nó mang lại. Rốt cuộc, so với thời gian phát triển của chuỗi khối chỉ trong mười năm, nghiên cứu bảo mật của thuật toán BFT đã trôi qua được 30 năm.

tiêu đề phụ

Con đường của tương lai: an toàn hơn và hiệu quả hơn

Hiệu suất của chuỗi công khai chủ yếu được đo bằng ba khía cạnh: bảo mật, hiệu quả và phân cấp. Trước khi cơ chế đồng thuận được nâng cấp, EOS được coi là hy sinh mức độ phân quyền để cải thiện hiệu quả cao. Do đó, không thể đạt được hiệu suất cao trong ba khía cạnh cùng một lúc.Tuy nhiên, sau khi cơ chế đồng thuận được nâng cấp lên BFT + DPoS và các dự án BFT + PoS khác đã trực tuyến, mức độ phân cấp của chuỗi công cộng DPoS dần được cải thiện và cơ chế dần được cải thiện. Trọng tâm của việc phát triển cơ chế PoS trong tương lai sẽ là tiếp tục nâng cao tính bảo mật và hiệu quả trên cơ sở đảm bảo tính phi tập trung.

Mức độ bảo mật chủ yếu bao gồm hai khía cạnh, một là mức độ ngẫu nhiên được lựa chọn bởi các nhà sản xuất khối và hai là mức độ tham gia xác minh khối. Mặc dù cơ chế DPoS và thuật toán số ngẫu nhiên giải quyết được một phần vấn đề ngẫu nhiên, nhưng việc tạo ra các số ngẫu nhiên thực sự vẫn là một thách thức gần như không thể. Cardano, dự án chuỗi công khai PoS có giá trị thị trường lớn thứ hai, cam kết giải quyết vấn đề số ngẫu nhiên. Thuật toán đồng thuận Ouroboros do nó tạo ra được coi là giao thức bằng chứng cổ phần đầu tiên có bằng chứng khoa học về tính bảo mật của nó. Giao thức Algorand do Giáo sư Silvio Micali thuộc Khoa Kỹ thuật Cơ khí và Khoa học Máy tính tại MIT và các cộng tác viên của ông đề xuất áp dụng giao thức đồng thuận Byzantine mới, giao thức này có thể chứng minh rằng những người xác minh tham gia vào mỗi vòng bỏ phiếu được chọn ngẫu nhiên, ngẫu nhiên hơn so với sự đồng thuận PoS trước đó, không thể đoán trước và khó thao túng hơn. Đây là sự phát triển của sự đồng thuận PoS về tính ngẫu nhiên.

Mô tả hình ảnh

Mô tả hình ảnh

Nguồn biểu đồ: stakingrewards.com

Về hiệu suất, EOS hiện có thể tạo ra một khối cứ sau 500 mili giây và vì nó sẽ không rẽ nhánh nên khối sẽ được xác nhận ngay lập tức, thay vì đợi 6 khối hoặc một giờ để xác nhận giao dịch như Bitcoin, nên hiệu suất cực kỳ cao. Trái đất nâng lên. Đối với hệ sinh thái chuỗi chéo trong tương lai, các dự án chuỗi chéo phổ biến hiện tại là Cosmos và Polkadot cũng áp dụng sự đồng thuận BFT + PoS làm cơ sở hạ tầng chuỗi chéo. Các dự án PoS chắc chắn có hiệu suất tốt hơn các dự án PoW và với sự phát triển không ngừng của thuật toán BFT và công nghệ truyền thông mạng, hiệu suất sẽ được cải thiện hơn nữa.

Một số hình ảnh từ Internet