Giải thích thuật toán đồng thuận trong hệ thống blockchain

Trước khi bắt đầu đoạn này, hãy định nghĩa ngắn gọn sổ cái blockchain là gì.

Sổ cái chuỗi khối là một sổ cái kỹ thuật số phi tập trung ghi lại các giao dịch và có khả năng chống sửa đổi. Nó cho phép chia sẻ thông tin an toàn và minh bạch mà không cần đến cơ quan trung ương. Mỗi khối trong chuỗi chứa một hàm băm mật mã duy nhất, tạo ra một bản ghi vĩnh viễn và chống giả mạo cho tất cả các giao dịch.

Khi chúng ta đã xác định sổ cái là gì, hãy đi sâu vào thuật toán đồng thuận!

Cơ chế đồng thuận là một thành phần quan trọng của mạng tiền điện tử đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của sổ cái. Không có cơ quan trung ương nào trong một hệ thống phi tập trung để xác thực các giao dịch và tránh chi tiêu gấp đôi. Thay vào đó, mạng dựa trên phương pháp đồng thuận để cho phép người tham gia đồng ý về trạng thái của sổ cái.

Cơ chế đồng thuận thực hiện điều này bằng cách thiết lập một bộ quy tắc mà người tham gia phải tuân thủ để xác thực các giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối. Các quy tắc nhằm đảm bảo rằng phần lớn những người tham gia đồng ý với trạng thái của sổ cái và mọi nỗ lực thao túng hoặc làm hỏng mạng đều được xác định và chặn. Việc thiết kế các hệ thống đồng thuận phải tính đến vấn đề bảo mật.

Tùy thuộc vào thiết kế và giả định của chúng, các quy trình đồng thuận khác nhau cung cấp các mức độ bảo mật khác nhau.

Ví dụ, Proof-of-Work (PoW)nhằm mục đích bảo mật trước các cuộc tấn công 51% nhưng phải chịu mức tiêu thụ năng lượng cao và nguy cơ tập trung hóa.

Proof-of-Stake (PoS) nhằm mục đích tiết kiệm năng lượng và phi tập trung, tuy nhiên, nó có thể dễ bị ảnh hưởng bởi các vấn đề tập trung hóa và tình thế tiến thoái lưỡng nan “không có gì bị đe dọa”.

Để giải quyết những vấn đề này, các nhà nghiên cứu và nhà phát triển đang nghiên cứu các kỹ thuật đồng thuận mới có khả năng cung cấp khả năng mở rộng và bảo mật được cải thiện. Ví dụ, Proof-of-Authority (PoA) là một cơ chế đồng thuận đạt được sự đồng thuận thông qua việc sử dụng danh tính và danh tiếng, trong khi Proof-of-Stake được ủy quyền (DPoS) là một phương pháp đồng thuận cho phép người tham gia ủy quyền quyền biểu quyết của họ cho đại diện được chọn.

Tổng quan về các loại thuật toán đồng thuận khác nhau

Các cơ chế đồng thuận bao gồm Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), Proof of Authority (PoA) và Proof of Stake được ủy quyền (dPoS).

Bằng chứng về công việc (PoW)

Để thêm các khối mới vào chuỗi khối, người dùng mạng được gọi là thợ đào phải giải các hàm toán học đầy thách thức. Đồng xu được trao cho người khai thác đầu tiên giải quyết được thử thách và thêm khối. PoW được coi là an toàn vì việc giải quyết các vấn đề toán học rất phức tạp và tốn nhiều tài nguyên, khiến những kẻ tấn công không thể thao túng chuỗi khối. Nhìn chung, PoW tiêu tốn rất nhiều năng lượng và có thể chậm so với các giao thức đồng thuận khác.

Bảo mật

Tính bảo mật của PoW dựa trên thực tế là rất khó tính toán để giải quyết các vấn đề toán học cần thiết để thêm các khối mới vào chuỗi khối. Điều này khiến kẻ tấn công không thể sửa đổi chuỗi khối, vì chúng cần phải có phần lớn sức mạnh tính toán của mạng để làm như vậy.

Đọc thêm: Proof of Work là gì?

Bằng chứng cổ phần (PoS)

Trong phương pháp đồng thuận này, những người tham gia mạng được gọi là người xác thực được chọn để thêm các khối mới vào chuỗi khối dựa trên số lượng tiền điện tử mà họ có và sẵn sàng “đặt cược” hoặc đặt làm tài sản thế chấp. Trình xác nhận nhận tiền điện tử để đổi lấy việc thêm các khối mới vào chuỗi khối. PoS được cho là tiết kiệm năng lượng hơn PoW, tuy nhiên tính bảo mật của nó phụ thuộc vào cổ phần của những người xác thực. Nếu người xác thực cố gắng tấn công chuỗi khối, họ có nguy cơ mất cổ phần, đóng vai trò như một biện pháp ngăn chặn.

Bảo mật

Tính bảo mật của PoS phụ thuộc vào cổ phần của người xác nhận, đóng vai trò là tài sản thế chấp. Người xác thực được khuyến khích hành xử trung thực, vì họ có nguy cơ mất cổ phần nếu bị bắt quả tang đang cố tấn công mạng. Tuy nhiên, nếu một người xác nhận có phần lớn cổ phần của mạng, thì họ có khả năng sửa đổi chuỗi khối, khiến PoS dễ bị tấn công “không có gì bị đe dọa”. Đây là nơi những người xác thực có khả năng tạo ra nhiều phiên bản của chuỗi khối để thử và chi tiêu gấp đôi tiền điện tử của họ.

Đọc thêm: Proof-of-Stake (PoS) là gì?

Bằng chứng về thẩm quyền (PoA)

Bằng chứng về thẩm quyền (PoA): Theo phương pháp đồng thuận này, một nhóm người xác thực được phê duyệt trước được chọn dựa trên danh tiếng hoặc quyền hạn của họ để thêm các khối mới vào chuỗi khối. Người xác nhận thường được chọn vì kinh nghiệm và độ tin cậy của họ. Bởi vì những người xác nhận được biết đến và có thể chịu trách nhiệm, PoA được coi là an toàn. Tuy nhiên, do số lượng trình xác nhận bị hạn chế, PoA tập trung hơn PoW và PoS.

Đọc thêm: Bằng chứng về thẩm quyền (PoA) là gì?

Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (dPoS)

Theo sự đồng thuận của dPoS, những người tham gia mạng bỏ phiếu để chọn một nhóm đại biểu sẽ thêm các khối mới vào chuỗi khối. Các đại biểu được đền bù bằng tiền điện tử cho những nỗ lực của họ. Do số lượng đại biểu bị hạn chế, dPoS được coi là nhanh và hiệu quả, nhưng nó cũng tập trung hơn PoW và PoS.

Đọc thêm: Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (DPoS) là gì?

Mô tả cơ chế bảo mật mạng trong hệ thống chuỗi khối

Trong các hệ thống chuỗi khối, các cơ chế bảo mật mạng rất quan trọng để đảm bảo tính toàn vẹn và ổn định của mạng. Có một số cơ chế bảo mật chính mà các mạng blockchain sử dụng, bao gồm:

Kiến trúc mạng phân tán

Kiến trúc mạng phân tán là thành phần chính của hệ thống chuỗi khối cho phép phân cấp và chịu lỗi. Điều này có nghĩa là mạng chuỗi khối được trải rộng trên nhiều nút, giảm khả năng xảy ra lỗi tại một điểm duy nhất. Những lợi ích của kiến trúc mạng phân tán bao gồm:

• Phân quyền và khả năng chịu lỗi.

• Trải rộng trên nhiều nút, giảm khả năng xảy ra lỗi tại một điểm duy nhất.

• Chống lại các cuộc tấn công cố gắng đánh sập mạng.

Xác thực nút

Xác thực nút là một cơ chế bảo mật thiết yếu trong các hệ thống chuỗi khối, vì nó đảm bảo rằng các giao dịch hợp lệ và mạng vẫn an toàn và đáng tin cậy. Những người tham gia mạng chịu trách nhiệm xác thực các giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối. Lợi ích của việc xác thực nút bao gồm:

• Những người tham gia chịu trách nhiệm xác thực các giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối.

• Giúp ngăn chặn các giao dịch gian lận.

• Đảm bảo rằng mạng vẫn an toàn và đáng tin cậy.

• Xác thực tính toàn vẹn của dữ liệu được thêm vào chuỗi khối.

Phân vùng mạng

Phân vùng mạng là một cơ chế bảo mật quan trọng cho phép mạng blockchain tiếp tục hoạt động ngay cả khi một phần của nó bị ngắt kết nối với phần còn lại của mạng. Điều này đạt được bằng cách tạo các mạng con hoặc phân vùng có thể tiếp tục hoạt động độc lập cho đến khi kết nối được khôi phục. Những lợi ích của phân vùng mạng bao gồm:

• Cho phép mạng tiếp tục hoạt động ngay cả khi một phần của mạng bị ngắt kết nối với phần còn lại của mạng.

• Đạt được bằng cách tạo các mạng con hoặc phân vùng, có thể tiếp tục hoạt động độc lập cho đến khi kết nối được khôi phục.

• Đảm bảo rằng mạng vẫn ổn định và an toàn, ngay cả trong trường hợp mạng bị lỗi một phần.
  Bằng cách triển khai các cơ chế bảo mật mạng này, các hệ thống chuỗi khối có thể đảm bảo tính toàn vẹn, độ tin cậy và bảo mật cho mạng của họ, khiến nó trở thành một giải pháp hấp dẫn cho nhiều ngành và ứng dụng.

• Bài viết liên quan: Thuật toán đồng thuận chuỗi khối là gì?