Theo báo cáo của Cointelegraph vào ngày 24 tháng 1, dịch vụ báo chí của Viện Kỹ thuật Massachusetts (MIT) đã thông báo về sự phát triển của một thiết kế tiền điện tử mới dựa trên giao thức bằng chứng cổ phần (PoS).
Ethereum – đối thủ cạnh tranh gần nhất của Algorand, theo ước tính hiện có – sẽ khởi chạy hệ thống PoS của mình vào khoảng giữa năm 2019 và năm 2021. Các bản cập nhật theo lịch trình cần thiết để chuyển dần từ thuật toán PoW sang bằng chứng công việc (PoW) sang thuật toán PoS đã thường xuyên bị Quỹ Ethereum hoãn lại do các lỗ hổng mạng và lỗi trong quá trình này nâng cấp mạng.
Vấn đề nan giải: Đó là tất cả về khả năng mở rộng
Thuật ngữ “bộ ba tiến thoái lưỡng nan” đầu tiên đã sử dụng của Vitalik Buterin khi đề cập đến hiện tượng khi chỉ có thể đạt được cùng lúc hai thông số sau trong khuôn khổ của blockchain bảo mật, phân quyền và khả năng mở rộng. Nếu hai phẩm chất đầu tiên cùng tồn tại thành công trong trạng thái hiện tại của blockchain, thì điều cuối cùng vẫn chưa đạt được.
Thực tế là hệ thống blockchain hiện tại được thiết kế theo cách mà mỗi nút lưu trữ thông tin về toàn bộ mạng và xử lý tất cả các giao dịch. Cơ chế này cung cấp mức độ bảo mật tối đa nhưng đồng thời làm giảm khả năng mở rộng. Blockchain không thể xử lý nhiều giao dịch hơn là được xử lý bởi một nút duy nhất. Đó là lý do tại sao Bitcoin hiện xử lý khoảng ba đến bảy giao dịch mỗi giây (TPS) và Ethereum khoảng bảy đến 15 TPS.
Quan điểm của Ethereum về khả năng mở rộng
Để tìm ra giải pháp, nhóm Ethereum đã phát triển toàn bộ lộ trình, cung cấp một khuôn khổ để chuyển đổi dần dần sang sự đồng thuận PoS trong dự án Casper, cũng như các giải pháp lớp một và lớp hai của Ethereum.
Lớp một được đại diện bằng sharding, chia các nút mạng toàn cầu thành các nhóm (phân đoạn), vì vậy mỗi nhóm nút có cùng băng thông với mạng Ethereum hiện tại. Sau đó, chúng được kết nối với nhau thông qua các tham chiếu chéo, do đó mạng vẫn thống nhất và nhận được cơ hội mở rộng gần như không giới hạn, chỉ phụ thuộc vào tổng số nút mạng đầy đủ tính năng. Sự phát triển của lớp một bao gồm các kênh tương tự như Mạng Lightning, chẳng hạn như Mạng Raiden và mô hình “chuỗi con” hoặc sidechain, trên đó giải pháp Plasma dựa trên.
Sự phức tạp của các cơ chế này, cũng như thực tế là một số thay đổi này, đặc biệt là các điều chỉnh trong mạng nội bộ của các giao thức, đòi hỏi sự phối hợp giữa cơ sở người dùng tương đối lớn và các nhà phát triển Ethereum, đã khiến ngày ra mắt các giai đoạn khác nhau của lộ trình bị hoãn nhiều lần, với các nhà phát triển đang xem xét lại cài đặt bảo mật.
Algorand đảm nhận khả năng mở rộng
Algorand dự định đi trước Ethereum và phát hành PoS thuần túy vào cuối năm nay. Thiết kế tiền điện tử mới – được đặt tên là Vault – sẽ hoạt động trên nền tảng của chuỗi khối Algorand, được trình bày lần đầu tiên tại Hội nghị mật mã tài chính và bảo mật dữ liệu vào ngày 4 tháng 4 năm 2017.
Tác giả của giải pháp là Silvio Micali, một giáo sư tại MIT và là người nhận giải thưởng Turing, người cùng với Shafi Goldwasser vào năm 1982, tạo hệ thống mã hóa xác suất khóa công khai đầu tiên. Theo Micali, trilemma là sai:
“Bộ ba là sai lầm. Thực tế là hơn 2000 dự án blockchain trước đây không thể đồng thời an toàn, có thể mở rộng và phi tập trung không phải là bằng chứng cho thấy việc đạt được tất cả ba đặc tính này là không thể. Algorand tồn tại để giải quyết thách thức chính xác này và chúng tôi đang nâng cao giới hạn của blockchain bằng các phương tiện đột phá công nghệ như thuật toán cổ phần bằng chứng thuần túy của chúng tôi. ”
Lưu trữ dữ liệu và băng thông
Những người tạo ra Vault và Algorand lời hứa người dùng mà họ sẽ không phải tải toàn bộ chuỗi khối vào máy tính của họ. Điều này chỉ yêu cầu một phần nhỏ thông tin về các hoạt động trong mạng.
“Với Vault, một công nghệ nén blockchain, chúng tôi muốn đảm bảo rằng Algorand sẽ tránh được chi phí lưu trữ và băng thông liên quan đến các giao thức blockchain khác, từ đó biến nó thành một giải pháp blockchain khả thi hơn cho các công ty áp dụng. Các phần thú vị nhất của Vault là nó giải phóng bộ nhớ cục bộ trên các nút, phân phối chi phí lưu trữ của chuỗi khối Algorand trên các phần khác nhau của mạng bằng cách sharding (mà không phải hy sinh bảo mật) và giảm băng thông cần thiết để tham gia mạng bằng cách cho phép để tránh kiểm tra mọi khối kể từ ngày đầu tiên. “
Trình bày kỹ thuật của dự án chuẩn bị của MIT tuyên bố rằng kích thước khối của Vault là 10 megabyte, tương đương với 10.000 giao dịch và mỗi khối chứa một hàm băm của khối trước đó. Để so sánh, để xác minh các giao dịch trong mạng Bitcoin ngày nay, người dùng phải tải xuống 500.000 khối với tổng khối lượng dữ liệu khoảng 150 gigabyte. Đồng thời, MIT giả định rằng yêu cầu “giữ tất cả số dư tài khoản để kiểm tra người dùng mới và đảm bảo rằng họ có đủ tiền để hoàn thành giao dịch”.
Để giảm lượng dữ liệu được lưu trữ, Vault áp dụng nguyên tắc phân tách dữ liệu đặc biệt. Chuỗi khối của Vault, giống như Bitcoin, lưu trữ các giao dịch trong một Cây Merkle, nhưng nó được chia thành các phân đoạn được gán cho các nhóm người dùng khác nhau. Mỗi người trong số họ chỉ cần lưu trữ các giao dịch từ các phân đoạn và các băm gốc của nó. Để xác minh các giao dịch bên ngoài phân đoạn được chỉ định, một phương pháp đặc biệt đã được phát triển để tìm kiếm một nhóm các nút giao nhau giữa toàn bộ cây. Vì vậy, không cần phải kiểm tra tất cả các khối ngay từ đầu.
Các nhà phát triển Ethereum có kế hoạch mở rộng mạng PoS với sự tương tác của hai lớp 一 sharding và Plasma, trong đó, theo Buterin, có thể thực hiện hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây.
“Nếu bạn thêm 100x từ Sharding và 100x từ Plasma, về cơ bản, hai thứ này kết hợp với nhau sẽ mang lại cho bạn mức tăng khả năng mở rộng 10.000 lần.”
Nền tảng Ethereum đề xuất một mô hình blockchain PoS trong đó các nút có thể hoạt động song song – “chuỗi khối”.
Mô hình này khá giống với mô hình được sử dụng bởi Algorand và ngụ ý rằng mỗi nút phải mang một phần nhỏ dữ liệu để hoàn thành một giao dịch – và mỗi chuỗi phân đoạn là một chuỗi khối riêng biệt có các tài khoản, trạng thái và giao dịch được tách biệt.
“Hãy tưởng tượng rằng Ethereum đã bị tách thành hàng nghìn hòn đảo. Mỗi hòn đảo có thể làm điều riêng của mình. Mỗi hòn đảo có những tính năng độc đáo riêng và tất cả mọi người thuộc hòn đảo đó, tức là các tài khoản, có thể tương tác với nhau và họ có thể tự do thưởng thức tất cả các tính năng của nó. Nếu họ muốn liên lạc với các đảo khác, họ sẽ phải sử dụng một số loại giao thức ”.
Để đạt được băng thông cao, Ethereum có kế hoạch xử lý một phần giao dịch bên ngoài blockchain bằng lớp thứ hai của nó, Plasma.
Plasma có thể được coi là một chuỗi con có thể chạy toàn bộ ứng dụng có hàng nghìn người dùng với sự tương tác tối thiểu giữa nó và chuỗi chính Ethereum. Tuy nhiên, chuỗi con này cũng có thể tạo ra các mã con riêng của nó, về cơ bản tạo ra nhiều chuỗi khối phân nhánh, tất cả đều được kết nối với chuỗi chính. Vì các hoạt động trên các chuỗi con đó sẽ không phải được nhân rộng trên toàn bộ mạng chính, chúng có thể di chuyển nhanh hơn rất nhiều và giảm phí giao dịch.
Không giống như các giải pháp tương tự từ các dự án khác – ví dụ, EOS – Algorand sẽ hoạt động trên một hệ thống PoS thuần túy, Micali cho biết:
“Mô hình đồng thuận của Algorand là mô hình Bằng chứng cổ phần thuần túy (PPOS) dựa trên giao thức thỏa thuận Byzantine. Điều này có nghĩa là blockchain được phân phối và có khả năng chịu lỗi mà không có bất kỳ hình thức tập trung nào và sẽ tiếp tục hoạt động miễn là hơn 2/3 tiền tệ nằm trong tay trung thực ”.
Bí mật là trong việc sử dụng một chức năng ngẫu nhiên có thể xác minh (VRF) – được tạo ra bởi Micali vào những năm 1990 – thực hiện phân chia mật mã bí mật để chọn các ủy ban chạy giao thức đồng thuận. Điều này cho phép chuỗi khối Algorand đạt được quy mô và hiệu suất cần thiết để xử lý các giao dịch của hàng triệu người dùng.
“Về cơ bản, khi một khối mới được đề xuất vào blockchain, một ủy ban gồm các‘ cử tri ’được chọn để‘ bỏ phiếu ’cho khối được đề xuất. Nếu hơn hai phần ba số ‘phiếu bầu’ được thực hiện bởi những người dùng trung thực, thì khối đó được coi là hợp lệ và sẽ được chứng nhận. Các thành viên của ủy ban được chọn dựa trên số lượng bí danh mà họ có. Các ủy ban được tạo thành từ các tài khoản được lựa chọn ngẫu nhiên với quyền biểu quyết phụ thuộc vào cổ phần trực tuyến của họ. ”
Liệu bộ ba này có được giải quyết??
Bất chấp sự trì hoãn lặp đi lặp lại của việc phát hành Constantinople – một bản cập nhật trung gian cơ bản trên con đường đến với PoS – Afri Johnson, một nhà phát triển Ethereum, giả định rằng Ethereum 2.0 và PoS sẽ không bị trì hoãn, vì chúng đang được một số nhóm độc lập làm việc và sẽ sớm đi vào hoạt động:
“Hơn nữa, điều quan trọng là phải hiểu rằng Proof-of-Stake, cái gọi là‘ phase 0 ’/‘ beacon chain ’, sẽ không phải là một hardfork, không giống như các mốc quan trọng khác. Chúng ta sẽ sớm thấy các mạng thử nghiệm chuỗi đèn hiệu, trong vòng vài tuần hoặc vài tháng. Và tôi kỳ vọng rằng chúng tôi có thể đạt được cột mốc Serenity trong vòng một năm, nói một cách lạc quan. ”
Trong một trong những bài thuyết trình mới nhất về Ethereum 2.0 vào ngày 31 tháng 10, Buterin đã gợi ý rằng sự ra mắt của nó không còn xa nữa. Trước đó, anh ấy nói rằng blockchain ở trạng thái hiện tại của nó sẽ chết cho đến khi PoS bắt đầu hoạt động.
Tôi nghĩ rằng tôi đã khá nhất quán về quan điểm của mình rằng (i) mọi blockchain hiện có ngày nay, bao gồm ETH và BTC, thật tệ và (ii) PoS là cần thiết. Không chắc tại sao mọi người lại ngạc nhiên.
– Vitalik Người không cho Ether (@VitalikButerin) 4 tháng 9, 2018
Micali cảm thấy tự tin hơn trong việc ấn định ngày phát hành Algorand cho năm 2019.
.@rhackett @FortuneLedger– Năm 2019 cũng sẽ bao gồm sự ra mắt của @Algorand một nền tảng blockchain đáng tin cậy có thể giải quyết vấn đề Trilemma. Với khoa học trưởng thành & công nghệ, tôi tin rằng năm 2019 sẽ có một sân chơi bình đẳng hơn, nơi các doanh nghiệp & mọi người tham gia & hưởng lợi từ những dự án này https://t.co/b6qX8h30Nm
– Silvio Micali (@silviomicali) 23 tháng 1, 2019
Phiên bản mới nhất của Vault sẽ được giới thiệu tại Hội nghị chuyên đề về Bảo mật hệ thống phân tán và mạng (NDSS) vào cuối tháng 2.