Chuỗi đặc biệt "Triple Paradox" chuỗi công khai phân cấp phi tập trung
Pan Xizhi, Phòng R&D Sản phẩm của JD Zhilian Cloud
Xin chào các bạn, trong số này chúng ta sẽ cùng nhau thảo luận về tính năng “cốt lõi” là phân quyền (Decentrailzation) trong hệ thống blockchain.
Mô tả hình ảnh
Trước khi bắt đầu chủ đề này, tôi muốn chia chủ đề này thành bốn khía cạnh sau, thứ nhất, "phân quyền" là gì, thứ hai, tại sao "phân quyền" là tính năng cốt lõi của hệ thống chuỗi khối, thứ ba, chúng ta cần trong hoàn cảnh nào " phi tập trung"? Thứ tư, con đường phát triển của công nghệ "phân quyền" của hệ thống chuỗi khối.
tiêu đề phụ
1. "Phân quyền" là gì?
Trong một hệ thống chuỗi khối, "phân quyền" có thể được định nghĩa đơn giản là: thông qua hình thức cơ chế đồng thuận, tất cả các nút trong hệ thống được tập trung và không có bất kỳ ràng buộc nào về mặt tổ chức, chúng có thể kiểm soát các nút được kết nối khác.
Do đó, việc làm cho hệ thống ở dạng phẳng, mở và bình đẳng để mỗi nút có thể trao đổi dữ liệu một cách bình đẳng và tự do trong hệ thống chính là ưu điểm lớn nhất mà “phân quyền” mang lại cho hệ thống blockchain.
Mô tả hình ảnh
Sự khác biệt giữa kiến trúc phi tập trung và phân tán
Ở đây chúng tôi muốn nhấn mạnh sự khác biệt giữa phân quyền và kiến trúc phân tán.
Trong hầu hết các trường hợp, tính phi tập trung là một tập hợp con của kiến trúc phân tán; do đó, nếu chúng ta nói rằng BTC là sổ cái phân tán hoặc sổ cái phi tập trung thì không có vấn đề gì.
tiêu đề phụ
2. Tại sao "phân quyền" là tính năng cốt lõi của hệ thống blockchain?
Kể từ khi khái niệm blockchain ra đời, nó là để tránh vấn đề tập trung hóa làm điểm xuất phát.Mặc dù về mặt logic, blockchain là một sổ tài khoản tập trung thống nhất cho toàn bộ mạng, nhưng bất kể về kiến trúc hệ thống hay phương thức quản trị, Blockchain các hệ thống đều phi tập trung So với các hệ thống tập trung, việc phi tập trung hóa kiến trúc và quản trị mang lại lợi ích lớn nhất cho blockchain: khả năng chịu lỗi, chống tấn công và chống thông đồng.
Mô tả hình ảnh
Phân cấp là đặc điểm thiết yếu của hệ thống chuỗi khối
Do đó, có thể nói rằng phân quyền là tính năng cốt lõi của blockchain.
tiêu đề phụ
3. Chúng ta cần "phân quyền" trong những trường hợp nào?
Trong các tình huống thực tế, thường có hai tình huống điển hình sau đây, có thể được "phi tập trung hóa" bằng cách sử dụng blockchain làm công cụ, một là tình huống đã có trung tâm và chúng tôi muốn loại bỏ trung tâm (hoặc giảm mức độ tập trung hóa) ); Thứ hai, không có trung tâm (hoặc không có trung tâm phù hợp) trong cảnh này và chúng tôi muốn sử dụng một bộ công cụ để đạt được sự quản lý tổng thể trong cảnh này.
Quá trình phân quyền trong trường hợp đầu tiên giống như quá trình từ "tín nhiệm" đến "đạt được sự đồng thuận", khi chúng ta cần trao đổi thông tin hoặc vật phẩm mà vẫn bảo vệ quyền riêng tư (chẳng hạn như giao dịch ẩn danh, trò chuyện ẩn danh) thì hệ thống tập trung sẽ tất yếu xảy ra. cho chúng ta cảm giác bị "giám sát". Lúc này, sự lựa chọn tốt nhất là sử dụng các công cụ phi tập trung. Trong trường hợp không có bên thứ ba, hai bên tham gia giao dịch đạt được thỏa thuận đồng thuận và hoàn tất trao đổi; trên thực tế, vì bất kỳ hệ thống tập trung không thể cung cấp cho người dùng quyền riêng tư và ẩn danh tuyệt đối, công nghệ chuỗi khối thậm chí còn là công nghệ "duy nhất có thể" để đạt được quyền riêng tư hoặc ẩn danh tuyệt đối.
Do đó, chỉ từ góc độ phân cấp, chúng ta mới có thể tìm thấy các kịch bản ứng dụng thực sự phù hợp với hệ thống blockchain, chẳng hạn như tích hợp tín dụng giữa các tổ chức và quản lý tổng thể ngành năng lượng phi tập trung tự nhiên; ngược lại, nếu có không có khả năng phân cấp trong một kịch bản, thì hệ thống tập trung truyền thống chắc chắn sẽ là lựa chọn tốt hơn.
tiêu đề phụ
4. Lộ trình phát triển của công nghệ “phân quyền” của hệ thống blockchain?
Công nghệ phi tập trung đã phát triển cùng với các ứng dụng Internet. Từ Napster sớm nhất đến BitTorrent, và sau đó là hệ thống chuỗi khối của chúng ta ngày nay, công nghệ phi tập trung đã trải qua hết thế hệ này đến thế hệ cập nhật và thay đổi. Điều đầu tiên phải kể đến là công nghệ này là mạng p2p.
Mạng P2P: Mạng P2P (Peer to Peer), còn được gọi là mạng ngang hàng, là một kiến trúc ứng dụng phân tán, phân phối các tác vụ và khối lượng công việc giữa các đồng nghiệp (Peer).Nói chung, ổ cắm được sử dụng để lập trình mạng;trong mạng P2P A nút có thể là máy chủ hoặc máy khách, dẫn đến mỗi nút trong mạng P2P đều bình đẳng với nhau, điều này rất phù hợp với khái niệm “phân quyền” của hệ thống chuỗi khối, do đó, trong hệ thống chuỗi khối, công nghệ P2P là một phần rất quan trọng để hiện thực hóa tính năng phân quyền.
Trong thiết kế của hệ thống chuỗi khối, mục đích ban đầu của tính năng "phân quyền" là cải thiện khả năng tồn tại của hệ thống. Ví dụ: "phân quyền" có thể tăng khả năng phục hồi, khả năng chịu lỗi và khả năng chống lại các cuộc tấn công từ bên ngoài của hệ thống; nhưng khi hệ thống phát triển Ở một mức độ nhất định, ví dụ, sau khi giải quyết vấn đề tồn tại của hệ thống, hệ thống chuỗi khối sẽ phát triển nhiều thứ hơn và bước vào giai đoạn tìm kiếm sự phát triển.
Trong quá trình phát triển, những thách thức thiết kế chính mà công nghệ "phân quyền" gặp phải như sau:
Đạt được sự đồng thuận: Trong một hệ thống blockchain “phi tập trung”, việc thay đổi cơ chế đồng thuận (bao gồm phương thức quản trị hệ thống, phân bổ giá trị,…) chỉ có thể được thực hiện dựa trên sự đồng thuận giữa những người tham gia hệ thống, nếu không đạt được sự đồng thuận thì bất kỳ người tham gia hệ thống nào cũng có thể xây dựng một cộng đồng khác và một chuỗi, đây là quá trình phân cấp cơ chế đồng thuận, còn được gọi là quá trình hard fork của hệ thống chuỗi khối công khai. Để đáp ứng yêu cầu này, các nhà thiết kế hệ thống cần tìm điểm cân bằng trong các tình huống cụ thể để đảm bảo rằng những người tham gia hệ thống có thể đạt được các mục tiêu nhất quán mà không phải lo lắng về việc đóng góp và lợi ích của họ khi tham gia hệ thống có công bằng hay không.
Cơ chế chịu lỗi: Khi hệ thống blockchain phát triển đến một giai đoạn nhất định, khi số lượng nút tăng lên thì chắc chắn sẽ xuất hiện một số nút lỗi, các nút lỗi này sẽ truyền dữ liệu lỗi về hệ thống gây cản trở hoạt động bình thường của hệ thống. lúc này, cần Một bộ cơ chế chịu lỗi để đảm bảo hệ thống hoạt động bình thường, nói chung, mức độ phân cấp của hệ thống chuỗi khối càng cao thì khả năng chứa các nút bị lỗi càng cao;
Ngưỡng băng thông: Đối với mỗi nút muốn tham gia hệ thống, ngưỡng tham gia của băng thông mạng càng thấp thì càng nhiều người có thể tham gia hệ thống và càng có lợi cho việc phân quyền; mức độ tập trung hóa càng cao thì càng cần ít nỗ lực để tích cực quản lý hệ thống và ngược lại, cần đầu tư nhiều năng lượng hơn vào quản trị hệ thống tích cực.
Hiện tại, các phương pháp cụ thể để giải quyết các vấn đề trên chủ yếu được chia thành hai loại: một là sửa đổi cơ chế đồng thuận để giúp việc xác minh giữa các nút của hệ thống hiệu quả hơn (bài viết trước đã giới thiệu phương pháp cải thiện TPS bằng cách thay đổi cơ chế đồng thuận), đồng thời giúp cải thiện khả năng chịu lỗi của hệ thống; thứ hai, thông qua bằng chứng không kiến thức, mã hóa đồng cấu, điện toán đa bên an toàn (MPC) và các công nghệ liên quan đến mật mã khác, không cần thiết phải xác minh thông tin đầy đủ của khối khi xác minh giữa các nút và chỉ cần xác minh tiêu đề khối (PreHash, Hash, TimeStamp) và thông tin mật mã có liên quan được sử dụng, giúp giảm đáng kể băng thông mà nút yêu cầu và có lợi cho việc đạt được đoàn kết.
Hai loại trên là đại diện nhiều hơn cho cơ chế đồng thuận lai (bằng cách thay đổi cách thức của cơ chế đồng thuận) và công nghệ bằng chứng không kiến thức (bằng cách mã hóa).
Tất nhiên, cơ chế đồng thuận hỗn hợp PBFT+POW cũng có một số điểm cần được tối ưu hóa, chẳng hạn như sau khi hệ thống hoạt động được một thời gian, sổ cái PBFT có khả năng sẽ vượt trội hơn so với PoW rất nhiều, điều này sẽ trì hoãn việc giám sát và xác minh PoW, nhưng sự đồng thuận lai Là một cách sáng tạo để giải quyết việc phân cấp hệ thống chuỗi khối, cơ chế này phải được khẳng định.
Mô tả hình ảnh
Đồng thuận lai
Công nghệ bằng chứng không có kiến thức: Công nghệ bằng chứng không có kiến thức (Bằng chứng không có kiến thức) là một phương pháp xác minh dựa trên xác suất. Thông tin bổ sung (chẳng hạn như thông tin cá nhân, v.v.) cuối cùng có thể tự chứng minh trong trường hợp "không có kiến thức đối với người xác minh “.
Một ví dụ điển hình là: giả sử A có hai quả bóng khác màu, và một người bạn mù màu của A, B, không tin rằng hai quả bóng của A khác màu, làm thế nào để A thuyết phục B rằng điều này là đúng? Phương pháp sử dụng bằng chứng không kiến thức như sau:
Bước 1: A đưa cho B 2 quả bóng, B mỗi tay cầm 1 quả bóng,
Bước 2: A quay lưng lại với B,
Bước 3: Sau khi A quay lại, B đưa ra quyết định hành động “có đổi vị trí hai viên bi trên tay mình không”, sau khi quyết định hành động, B yêu cầu A quay lại,
Bước 4: A quay lại, B hỏi A đổi bóng chưa,
Bước 5: Nếu A trả lời sai thì B không tin, ngược lại thí nghiệm lặp lại 100 lần, nếu A trả lời đúng thì B tin là hai quả bóng khác màu.
Tại sao? Nếu màu sắc của hai quả bóng khác nhau thì A có thể phân biệt được mọi lần; nếu hai quả bóng cùng màu thì dù B có đổi hay không thì A cũng không thể phân biệt được và chỉ đoán ngẫu nhiên. Theo cách này, xác suất đoán đúng mỗi lần chỉ là 1/2, và nếu lặp lại 100 lần, xác suất đoán đúng sẽ nhỏ đến mức có thể bỏ qua, vì vậy A chắc chắn sẽ đoán sai một lần trong quá trình này.
Trên đây là một ví dụ về bằng chứng tương tác không có kiến thức. Bằng chứng nêu trên có ba đặc điểm: 1) Quá trình tương tác, toàn bộ bằng chứng yêu cầu sự tương tác giữa A và B để hoàn thành; 2) Nó là ngẫu nhiên, nghĩa là, B quyết định trao đổi bóng mỗi lần một cách ngẫu nhiên; 3 ) Không biết, mặc dù B cuối cùng tin rằng hai quả bóng có màu khác nhau, nhưng B vẫn không biết hai quả bóng đó có màu gì.
Hiện tại, vấn đề lớn nhất của công nghệ bằng chứng không kiến thức là các kịch bản sử dụng tương đối hạn chế và tính linh hoạt tương đối kém, trong quá trình triển khai thực tế, hầu hết các hệ thống cần được tùy chỉnh cho các tình huống cụ thể.
Mô tả hình ảnh
Bằng chứng không kiến thức
Nhìn vào quá trình phát triển công nghệ “phân quyền” của toàn bộ chuỗi khối, có thể thấy rằng phân quyền không phải là điểm bắt đầu cũng không phải là trạng thái kết thúc, mà chỉ là một con đường; các luật và hệ thống quy tắc của thế giới thực được kết hợp với nhau. Trong tương lai, tôi tin rằng hệ thống chuỗi khối phi tập trung và hệ thống Internet tập trung chắc chắn sẽ bổ sung cho nhau, hệ thống chuỗi khối có thể làm cho một số doanh nghiệp thuộc hệ thống tập trung cởi mở và minh bạch hơn, các tổ chức tập trung cũng có thể được truy cập với tư cách là người tham gia. hệ thống, cung cấp các dịch vụ chuyên nghiệp hơn cho những người tham gia khác trên mạng blockchain.
