Hầu hết mọi người trong thế giới tiền điện tử đều biết rằng xác thực mạng thường có một trong hai hình thức: bằng chứng công việc hoặc bằng chứng cổ phần. Có những hệ thống khác, nhưng những hệ thống này là phổ biến và cung cấp năng lượng cho nhiều blockchain phổ biến nhất. Họ có cùng một vấn đề cơ bản – xác minh các giao dịch – và giải quyết nó theo những cách độc đáo. Tuy nhiên, cả hai đều đưa ra các giải pháp khác nhau cho cuộc tranh luận đang diễn ra về việc mở rộng quy mô. Liệu một cái có lợi thế thực sự hơn cái kia, hay chúng chỉ là những triết lý khác nhau? Chúng ta sẽ xem xét cả hai.
Bằng chứng công việc, giải thích
Hầu hết mọi người đã nghe nói về “thợ đào” Bitcoin (BTC), nhưng họ làm gì? Về bản chất, các thợ đào làm việc cạnh tranh để giải các bài toán phức tạp nhằm đảm bảo các giao dịch trên mạng. Hãy xem, một trong những rủi ro lớn nhất đối với blockchain là thứ được gọi là cuộc tấn công “chi tiêu gấp đôi”. Đây là khi ai đó tiêu cùng một số tiền gấp đôi. Đây thường không phải là vấn đề với các loại tiền truyền thống, nhưng với các loại tiền kỹ thuật số, cần có một hệ thống để đảm bảo ai đó không thể gửi cùng một Bitcoin cho nhiều bên.
Đây là nơi mà các thợ đào đến. Như đã đề cập, họ sử dụng các bộ xử lý mạnh mẽ để xác thực từng khối trên chuỗi với các chức năng mật mã phức tạp, đảm bảo rằng các giao dịch không hợp lệ, chẳng hạn như chi tiêu gấp đôi, sẽ bị loại bỏ. Bằng cách sử dụng sự đồng thuận phân tán, tất cả các thợ đào và các nút khác trên mạng sau đó “đồng ý” rằng các giao dịch này là hợp lệ. Quá trình này được gọi là bằng chứng công việc, hoặc PoW.
Mối đe dọa chính đối với hệ thống này đến từ khả năng xảy ra một cuộc tấn công 51%. Đây là nơi mà kẻ tấn công giành được hơn một nửa tổng sức mạnh tính toán trên mạng, điều này có nghĩa là “sự đồng thuận” là bất cứ điều gì nó nói. Điều này đã xảy ra trước đây và vẫn là mối quan tâm của nhiều blockchain cho đến ngày nay.
Với PoW, bảo mật đạt được không chỉ do tính chất phức tạp của các chức năng mật mã đang được xử lý mà còn bởi chi phí tương đối cao về mặt năng lượng. Điều này làm cho việc tấn công mạng trở nên tốn kém. Mặt thuận lợi là việc tiếp quản toàn bộ sẽ yêu cầu 51% tất cả sức mạnh xử lý liên quan đến blockchain, điều này không khả thi đối với các chuỗi lớn hơn như Bitcoin. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là tốn một lượng lớn năng lượng để bảo vệ mạng, làm cho toàn bộ hoạt động kém hiệu quả hơn so với một giải pháp thay thế tập trung. Đây cũng chỉ là một vấn đề lớn hơn khi tiền điện tử mang lại nhiều người dùng hơn.
Trong nhiều năm nay, các nhà phát triển đã tìm cách làm cho công nghệ blockchain nhanh hơn, hiệu quả hơn và có thể mở rộng. Nếu Bitcoin, hoặc bất kỳ dự án nào, sẽ được áp dụng trên toàn cầu, thì các giải pháp cho những vấn đề này phải được tìm ra. Các ý tưởng bao gồm việc làm cho các khối lớn hơn hoặc chia nhỏ chúng thành “các mảnh”, cũng như các giải pháp nhiều lớp khác nhau như sidechains. Chúng ta sẽ xem xét tất cả những điều này trong giây lát, nhưng trước tiên hãy xem xét bằng chứng cổ phần, bản thân nó là một câu trả lời khả thi cho giải pháp mở rộng quy mô.
Proof-of-stake khác nhau như thế nào
Proof-of-stake, hay PoS, loại bỏ hoàn toàn các thợ đào và thay vào đó là các “trình xác thực”. Người xác thực không sử dụng sức mạnh xử lý để bảo mật các khối, thay vào đó, họ “đặt cọc” theo nghĩa đen vào các khối mà họ tin rằng hợp lệ. Người xác thực nói chung có thể là bất kỳ ai sẵn sàng đặt tiền xu trên mạng và một thuật toán xác định người xác nhận nào sẽ được chọn cho mỗi khối. Trong khi những người khai thác muốn tăng cơ hội giải quyết vấn đề toán học phức tạp bằng cách ném nhiều sức mạnh xử lý hơn vào nó, thì những người xác thực lại tăng cơ hội được chọn để xác thực một khối bằng cách ném nhiều tiền hơn vào nó. Những người khai thác được khuyến khích với phần thưởng là những đồng tiền mới, nhưng những người xác thực thường chỉ nhận được một khoản cắt giảm phí bao gồm trong khối, tương ứng với số tiền họ đã đặt trước đó.
Nếu kẻ tấn công cố gắng xác thực một khối xấu, kẻ tấn công sẽ mất tiền đặt cọc và bị cấm nhận các đặc quyền xác thực khác. Đối với vấn đề 51%, giờ đây, một bên ác tâm đang tìm cách chiếm quyền điều khiển mạng sẽ không cần hơn một nửa sức mạnh xử lý – nó sẽ cần hơn một nửa số tiền đang lưu hành. Điều này rõ ràng là rất khó xảy ra, vì không có cộng đồng tiền điện tử nào có nhiều niềm tin vào bất kỳ đồng xu nào mà điều này thậm chí có thể bắt đầu từ xa. Cuối cùng, điều này khắc phục vấn đề tiêu thụ năng lượng hiện tại với PoW, vì bây giờ không cần số lượng lớn máy tính mạnh mẽ chạy 24/7.
Một trong những lời chỉ trích của PoS là nó vẫn cho phép một hình thức tập trung hóa. Về cơ bản, có nhiều tài sản hơn có nghĩa là bạn có nhiều trọng lượng hơn để xác thực, điều này giúp bạn kiếm được nhiều phần thưởng hơn khi đặt cược, có nghĩa là giờ đây bạn có trọng lượng lớn hơn, v.v. Những người khác đã chỉ ra vấn đề “không có gì để đặt cược”, nơi các trình xác thực được cho là có thể đặt quỹ trên nhiều lịch sử blockchain khác nhau. Cuối cùng, có quá nhiều trình xác thực vẫn làm chậm mạng, vì nó khiến sự đồng thuận mất nhiều thời gian hơn để đạt được tương ứng với số lượng trình xác nhận. May mắn thay, các cách để giải quyết tất cả những vấn đề này đang được khám phá.
Nhập bằng chứng cổ phần được ủy quyền
Một giải pháp tiềm năng cho những thiếu sót của thiết kế PoS ban đầu được gọi là bằng chứng cổ phần được ủy quyền, hoặc DPoS. Mô hình DPoS khác biệt bởi vì thay vì mọi người dùng khoanh vùng tài nguyên để trở thành trình xác thực, người dùng bỏ phiếu xem bên nào nên là người xác nhận của khối tiếp theo. Việc lưu giữ nhiều tài nguyên hơn mang lại nhiều trọng lượng hơn cho phiếu bầu của bạn, nhưng chỉ một số lượng hạn chế trình xác nhận thực sự được sử dụng và họ có thể được bỏ phiếu hoặc quay lại với mỗi khối.
Vì tất cả người dùng đều có thể đặt cược và bỏ phiếu, cộng đồng nên giữ quyền kiểm soát nếu họ cảm thấy người xác thực không hành động vì lợi ích tốt nhất của họ. Người xác nhận rõ ràng có động cơ làm việc với cộng đồng vì được bầu vào vị trí này cho phép bạn nhận được phần thưởng khối. Cuối cùng, bằng cách hạn chế số lượng các bên liên quan, sự đồng thuận có thể đạt được nhanh hơn nhiều, điều này có khả năng tạo ra sự gia tăng đáng kể cho tốc độ mạng. Một số dự án lớn nhất triển khai hệ thống này bao gồm EOS và Tron.
Tất nhiên, tập trung hóa là một mối quan tâm ở đây, vì vẫn có cơ hội cho những người có nguồn lực khổng lồ thao túng cuộc bỏ phiếu. Đây là một mối quan tâm công bằng, nhưng nói chung, cộng đồng lớn hơn vẫn nên giữ quyền biểu quyết lớn hơn bất kỳ thực thể đơn lẻ nào có thể có và người xác nhận được bầu chọn vẫn chỉ là một trong số nhiều người, do đó hạn chế quyền lực thực sự của nó.
Các cách khác để mở rộng quy mô bằng chứng công việc
Không phải ai cũng tin rằng PoS là tương lai, do đó vẫn còn một số con đường khả thi đang được khám phá để mở rộng PoW. Như đã đề cập, một trong những hệ thống trên bảng chỉ đơn giản là làm cho các khối tự tổ chức nhiều giao dịch hơn. Trong ngắn hạn, điều này thực sự nghe có vẻ khá hợp lý. Các khối lớn hơn là một cách tốt để tăng thông lượng mạng khá nhanh, nhưng chúng có thể đi kèm với một số lưu ý. Đối với riêng mình, các khối lớn hơn không nhất thiết phải là giải pháp sửa chữa tất cả. Về lâu dài, bạn không thể tiếp tục tạo các khối ngày càng lớn hơn vô thời hạn. Chuyển từ khối 1 megabyte sang khối 2 MB hoặc 4 MB không thực sự là một vấn đề lớn, nhưng nó sẽ kết thúc ở đâu? 1 gigabyte? 10 GB? Ít nhất là đối với các blockchain được thiết kế giống như Bitcoin, kích thước bổ sung của các khối sẽ bắt đầu khiến việc lưu trữ toàn bộ chuỗi trở nên cực kỳ nặng nề. Tất nhiên, nếu tốc độ giao dịch ít được ưu tiên hơn việc lưu trữ dữ liệu trên blockchain, thì các khối lớn lại trở nên hữu ích và nó thực sự đảm bảo rằng chúng được đồng bộ hóa, điều này trở thành khía cạnh quan trọng nhất.
Một triết lý khác mà một số dự án đang xem xét là một kỹ thuật gọi là “sharding”. Sharding hoạt động bằng cách chia các khối thành các “phân đoạn”, sau đó được xử lý trên mạng – chỉ có điều không phải mọi người khai thác đều phải xử lý mọi phân đoạn. Điều này có nghĩa là mỗi khối chỉ được khai thác một phần bởi mỗi người khai thác, có nghĩa là cần sử dụng ít năng lượng hơn và khối cũng có thể được xác nhận nhanh hơn. Logic tương tự cũng có thể được áp dụng cho hệ thống PoS, chỉ thay vì thợ đào, nó sẽ là trình xác nhận. Theo cả hai nghĩa, kế hoạch là tăng độ trễ tổng thể bằng cách không khiến mọi người chơi trên mạng phải xử lý toàn bộ mức độ của mọi khối.
Tuy nhiên, Sharding có một số nhược điểm mà vẫn chưa được giải quyết đầy đủ. Thứ nhất, sau khi chia nhỏ blockchain thành các phân đoạn, các phân đoạn này không thể giao tiếp với nhau. Điều này có thể là vấn đề đối với các ứng dụng dựa trên nhiều phân đoạn. Mặc dù có thể phát triển một hệ thống dành cho giao tiếp cứng, nhưng nó sẽ cực kỳ phức tạp và có nguy cơ xảy ra rất nhiều lỗi dữ liệu có khả năng tàn phá.
Tương tự như vậy, sharding cũng mở ra một nguy cơ bảo mật mới. Về lý thuyết, giờ đây tin tặc có thể tấn công mạng bằng cách chỉ tập trung vào một phân đoạn duy nhất, điều này sẽ chiếm ít tài nguyên hơn nhiều so với việc cố gắng chiếm toàn bộ một khối. Sau đó, họ có thể tạo các giao dịch có vẻ hợp lệ vào phân đoạn và gửi nó trở lại chuỗi chính. Một cuộc tấn công như vậy không có ý nghĩa gì nếu các khối được giữ nguyên, vì vậy nó vẫn là một rủi ro hợp lệ đối với tiền của người dùng.
Một lĩnh vực quan trọng khác mà các nhà nghiên cứu đang xem xét là thứ được gọi là “sidechains” hoặc “giải pháp lớp thứ hai”. Tóm lại, đây thường là một mạng riêng biệt nằm trên blockchain và xử lý các giao dịch “ngoài chuỗi”. Người dùng có thể mở “các kênh” giữa nhau và giao dịch theo cách họ thấy phù hợp và chỉ khi họ đóng kênh này, dữ liệu mới được phân lô và ghi vào chuỗi chính để tạo bản ghi bất biến. Nhiều kênh có thể được liên kết với nhau để tạo thành một mạng thanh toán toàn cầu được hỗ trợ bởi blockchain nhưng có thể di chuyển nhanh hơn nhiều trong thời gian thực. Điều này đặc biệt lý tưởng cho các giao dịch thường xuyên và nhỏ hơn và có thể cung cấp một con đường để xem tiền điện tử được sử dụng như tiền mặt.
Có một số nhược điểm, như trong các kênh biểu mẫu hiện tại thường cần phải được “thế chấp”. Điều này có nghĩa là tiền phải được đưa vào kênh trước khi nó có thể được sử dụng. Kết hợp với thực tế là không phải tất cả các lỗi đã được giải quyết, điều này chắc chắn có thể có nghĩa là rủi ro nghiêm trọng đối với tiền nếu xảy ra sự cố trước khi nó được ghi lại trên blockchain. Nói chung, cần phải làm việc rất chính xác trong các giao thức này để đảm bảo rằng các chuỗi phụ và chuỗi chính luôn đồng bộ hoàn hảo, nhưng cho đến nay, kết quả vẫn lạc quan.
Một số phiên bản phổ biến nhất của công nghệ này bao gồm Mạng Lightning cho Bitcoin và Mạng Raiden cho Ethereum. Những dự án này chắc chắn vẫn còn sớm và trên thực tế có nhiều phiên bản của mạng sét đang được phát triển. Hiện vẫn chưa rõ phiên bản nào sẽ trở thành tiêu chuẩn, nếu có. Một ví dụ khác về dự án giải pháp lớp thứ hai cho Ethereum được gọi là Huyết tương và sẽ thấy các hợp đồng thông minh được sử dụng để xây dựng các chuỗi dữ liệu giao dịch, một lần nữa, chỉ đôi khi được ghi vào lớp chính. Tương tự, Charles Hoskinson, người tạo ra Cardano, đã thảo luận công nghệ sắp tới của dự án Hydra, giới thiệu các yếu tố của lớp thứ hai cũng như sharding với hy vọng đạt được “1 triệu giao dịch mỗi giây”.
Một dự án khác đang sử dụng các yếu tố của nhiều giải pháp khác nhau này và kết hợp chúng lại với nhau là ILCoin. ILCoin sử dụng một thứ gọi là RIFT và nó tiếp cận chuỗi khối theo một cách hơi khác để tạo ra “Hệ thống chuỗi khối hỗn hợp phi tập trung” hay còn gọi là DHCB. Đây là một hệ thống nhiều lớp vẫn dựa trên thuật toán PoW SHA-256 mà Bitcoin sử dụng, nhưng ở đây chuỗi bao gồm các khối chứa đầy “các khối nhỏ”. Các khối nhỏ được cố định ở 25 MB, tuy nhiên, về mặt lý thuyết, số lượng chúng có thể nằm gọn bên trong một khối thông thường là không có giới hạn. Nhóm tuyên bố nó đã thành công tạo khối lên đến 5 GB và theo tài liệu của nó:
“Giả sử mỗi giao dịch chiếm số lượng byte tối thiểu có thể, mỗi khối có thể chứa tối đa 21551724 giao dịch. Với thời gian khai thác khối trung bình là 3 – 5 phút, tương đương với khoảng từ 71839 đến 119731 giao dịch mỗi giây bằng cách sử dụng khối 5 GB ”.
Nhờ giao thức RIFT, khối 5 GB và kiến trúc khối nhỏ, ILCoin đã lên lịch ra mắt Blockchain đám mây phi tập trung hay còn gọi là DCB trong năm nay. Nhóm nghiên cứu nói rằng DCB sẽ cho phép lưu trữ trên chuỗi một loạt các nội dung kỹ thuật số, bao gồm hình ảnh, video và hơn thế nữa. Cho đến nay, việc lưu trữ một lượng lớn dữ liệu trên chuỗi là không thể do sự phình ra của chuỗi khối.
Vẫn còn nhiều việc phải làm
Thực tế có thể là không chỉ có một giải pháp chính xác để mở rộng quy mô. Mỗi dự án có thể cần phải xem xét nó đang được sử dụng như thế nào và hỏi xem đường dẫn nào là tốt nhất cho nó. Chưa kể các chiến lược và công nghệ mới liên tục xuất hiện có thể làm rung chuyển cả trận đấu bất cứ lúc nào. Mặc dù tất cả các ý tưởng ở đây đều cho thấy những hứa hẹn to lớn, nhưng cuốn sách vẫn chưa được viết về cách mở rộng quy mô blockchain. Có khả năng sự kết hợp của nhiều ý tưởng này và nhiều ý tưởng khác cuối cùng sẽ định hình cách tiền điện tử tiếp cận với khán giả đại chúng, nhưng vấn đề cần được giải quyết trước khi nó xảy ra. Nếu không, có thể một chuỗi tập trung, được cấp phép sẽ là loại duy nhất có thể truy cập được đối với cộng đồng toàn cầu.
Học nhiều hơn về ILCoin
Tuyên bố từ chối trách nhiệm. Cointelegraph không xác nhận bất kỳ nội dung hoặc sản phẩm nào trên trang này. Mặc dù chúng tôi hướng tới việc cung cấp cho bạn tất cả thông tin quan trọng mà chúng tôi có thể thu được, nhưng độc giả nên tự nghiên cứu trước khi thực hiện bất kỳ hành động nào liên quan đến công ty và chịu hoàn toàn trách nhiệm về quyết định của mình, bài viết này cũng không được coi là lời khuyên đầu tư.