Xu hướng thuật toán đồng thuận từ Tendermint

Các thuật toán đồng thuận là một thành phần quan trọng của các hệ thống phân tán ngày nay và chúng đảm bảo tính bảo mật và ổn định của mạng bằng cách cung cấp một cơ chế đồng thuận không tin cậy. Tuy nhiên, các thuật toán đồng thuận của hầu hết các blockchain phải đối mặt với những thách thức trong việc phân phối quyền lực trong thực tế, điều này đã dẫn đến sự tập trung quyền lực trong nhiều thực thể Lớp 1, do đó vi phạm nguyên tắc phân cấp.

Do đó, khi đánh giá các thuật toán đồng thuận, chúng ta nên chú ý đến cơ chế phân phối điện của nó để đảm bảo công bằng và phân cấp. Thứ hai, bảo mật và khả năng chống tấn công là chìa khóa để thực hiện thành công các thuật toán đồng thuận. Mặc dù mục tiêu của các thuật toán đồng thuận là đảm bảo tính bảo mật của mạng, nhưng thường có những điểm yếu mà kẻ tấn công có thể khai thác để làm tổn hại đến tính bảo mật của mạng. Cuối cùng, các ưu đãi kinh tế và cơ chế đồng thuận cũng đóng một vai trò quan trọng trong sự thành công của các thuật toán đồng thuận. Các yếu tố như sự tham gia của người dùng, khuyến khích và mô hình kinh tế có tác động đáng kể đến hiệu quả của các thuật toán đồng thuận.

Bài viết nghiên cứu Bing Ventures này sẽ tập trung vào phân phối năng lượng và bảo mật của các thuật toán đồng thuận, cung cấp cho độc giả suy nghĩ sâu sắc hơn. Bằng cách đi sâu hơn vào những vấn đề này, chúng tôi có thể cung cấp các giải pháp toàn diện hơn để cải thiện và tối ưu hóa các thuật toán đồng thuận, từ đó thúc đẩy sự phát triển của an ninh mạng và phân cấp.

Tình trạng hiện tại của các thuật toán đồng thuận

Trước hết, xu hướng tập trung hóa là một vấn đề lớn trong tình trạng hiện tại của các thuật toán đồng thuận. Mặc dù mục tiêu của các thuật toán đồng thuận là đạt được một hệ thống phi tập trung, một số thuật toán có xu hướng tập trung. Điều này chủ yếu được phản ánh trong thực tế là một số thuật toán đồng thuận dựa vào một bộ trình xác thực cụ thể, dẫn đến sự tập trung quyền lực và tăng tính dễ bị tổn thương của hệ thống. Để giải quyết vấn đề này, chúng ta cần khám phá một thiết kế thuật toán đồng thuận phi tập trung hơn, chẳng hạn như bằng cách giới thiệu nhiều bộ sưu tập trình xác thực độc lập hoặc áp dụng các cơ chế như Proof-of-Stake, để đảm bảo rằng hệ thống thực sự thực hiện nguyên tắc phân cấp trong thực tế.

Thứ hai, giới hạn hiệu suất là một vấn đề quan trọng khác đối với các thuật toán đồng thuận. Một số thuật toán đồng thuận có thể phải đối mặt với những thách thức về thông lượng thấp và độ trễ cao, điều này hạn chế khả năng mở rộng và khả năng ứng dụng thực tế của hệ thống. Để đáp ứng nhu cầu trong thế giới thực, chúng ta cần liên tục tối ưu hóa thuật toán đồng thuận để cải thiện hiệu suất và hiệu quả của nó. Ví dụ, bằng cách giới thiệu điện toán song song, tối ưu hóa giao tiếp mạng và cải thiện cơ chế xác nhận khối, hiệu suất tổng thể của thuật toán đồng thuận có thể được cải thiện và ứng dụng rộng rãi của hệ thống blockchain có thể được thúc đẩy hơn nữa.

Tiêu thụ năng lượng là một vấn đề quan trọng đối mặt với thuật toán đồng thuận hiện tại. Một số thuật toán đồng thuận, đặc biệt là các thuật toán dựa trên bằng chứng công việc, có nhu cầu năng lượng rất cao. Điều này không chỉ làm tăng chi phí vận hành của hệ thống, mà còn có tác động tiêu cực đến môi trường. Do đó, làm thế nào để thiết kế và áp dụng một thuật toán đồng thuận tiết kiệm năng lượng hơn là một vấn đề đáng quan tâm.

An ninh và phòng thủ trước các cuộc tấn công là mối quan tâm không thể thiếu đối với các thuật toán đồng thuận. Thuật toán đồng thuận cần có bảo mật mạnh mẽ để bảo vệ hệ thống khỏi mọi loại tấn công và thao túng độc hại. Tuy nhiên, một số thuật toán đồng thuận có thể có lỗ hổng bảo mật khiến hệ thống dễ bị tổn thương trước các vấn đề như lỗi Byzantine và các cuộc tấn công chi tiêu kép. Để cung cấp một giải pháp đáng tin cậy và an toàn hơn, việc thiết kế thuật toán đồng thuận cần xem xét đầy đủ các cuộc tấn công tiềm năng khác nhau và giới thiệu các cơ chế phòng thủ tương ứng, chẳng hạn như thuật toán chịu lỗi Byzantine, quản lý khóa và đa chữ ký.

Khả năng mở rộng của các thuật toán đồng thuận cũng là một vấn đề quan trọng cần được giải quyết khẩn cấp. Khi quy mô của blockchain và hệ thống phân tán tiếp tục mở rộng, các thuật toán đồng thuận cần có khả năng đối phó với khối lượng giao dịch và người dùng ngày càng tăng. Một số thuật toán có thể đã làm giảm hiệu suất trong các mạng quy mô lớn, hạn chế phạm vi phát triển và ứng dụng của hệ thống. Do đó, làm thế nào để đạt được một thuật toán đồng thuận có khả năng mở rộng cao đã trở thành một chủ đề cấp bách. Bằng cách giới thiệu các chiến lược như công nghệ sharding, giao tiếp không đồng bộ và xử lý song song, hiệu suất và thông lượng của các thuật toán đồng thuận trong các mạng quy mô lớn có thể được cải thiện, do đó thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của công nghệ blockchain.

Việc lựa chọn thuật toán đồng thuận có thể dẫn đến những bất đồng của cộng đồng, dẫn đến những thách thức về tiêu chuẩn hóa và khả năng tương tác. Các dự án và nhóm blockchain khác nhau có thể chọn các thuật toán đồng thuận khác nhau, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về khả năng tương tác giữa các hệ thống khác nhau. Để đạt được khả năng tương tác giữa các mạng blockchain khác nhau, cần phải tăng cường tiêu chuẩn hóa các thuật toán đồng thuận và thúc đẩy sự hợp tác và đồng thuận giữa tất cả các bên. Thúc đẩy tiêu chuẩn hóa các thuật toán đồng thuận sẽ giúp xây dựng một hệ sinh thái blockchain cởi mở và hợp tác hơn.

**Ưu điểm của cơ chế đồng thuận Tendermint **

Cơ chế đồng thuận Tendermint đã cho thấy các tính năng và lợi thế độc đáo của nó trong lĩnh vực blockchain. Trước hết, Tendermint sử dụng cơ chế đồng thuận xác định để chọn người đề xuất khối thông qua vòng tròn có trọng số, điều này làm cho sự tham gia của các nút công bằng và cân bằng hơn. Tỷ lệ vốn chủ sở hữu quyết định cơ hội trở thành người dẫn đầu, do đó đảm bảo sự công bằng và hiệu quả trong quá trình đồng thuận.

Thứ hai, sự đồng thuận của Tendermint vượt trội về bảo mật và khả năng chống tấn công. Là một thuật toán chịu lỗi Byzantine, nó có khả năng dung túng cho các nút vi phạm giao thức theo nhiều cách khác nhau, bao gồm cả các hành động độc hại có chủ ý. Thông qua giao thức Byzantine và cơ chế cam kết trước, Tendermint có thể đảm bảo rằng hơn 2/3 số người xác thực cam kết trước cùng một khối trong cùng một vòng, do đó đảm bảo tính bảo mật của việc gửi khối và đồng thuận. Đồng thời, giả sử rằng ít hơn 1/3 số trình xác thực là các nút Byzantine, Tendermint có thể tránh các nhánh khi có sự không đồng bộ, cải thiện hơn nữa tính bảo mật của hệ thống.

Ngoài ra, sự đồng thuận Tendermint có cơ chế khuyến khích kinh tế tốt. Tương tự như nhiều giao thức dựa trên PoS khác, người xác thực phải đặt cược một lượng mã thông báo nhất định làm động lực thúc đẩy lợi ích kinh tế và hành vi sai trái sẽ dẫn đến mất tài sản thế chấp. Sự khuyến khích kinh tế này là điều cần thiết để giữ cho các nút hoạt động đúng, vì các hình phạt mà họ có thể phải đối mặt vượt xa bất kỳ lợi ích nào họ nhận được từ việc làm điều đúng đắn. Ưu đãi kinh tế này đảm bảo sự công bằng và hiệu quả của quá trình đồng thuận đồng thời ngăn chặn các cuộc tấn công tiềm ẩn và hành vi độc hại.

Tuy nhiên, cũng có một số thách thức và hạn chế đối với cơ chế đồng thuận Tendermint. Vì lựa chọn người đề xuất khối là xác định, kẻ tấn công có thể can thiệp vào hoạt động của toàn bộ chuỗi bằng cách thực hiện tấn công từ chối dịch vụ phân tán (DDoS) vào trình xác nhận. Để giảm thiểu tác động của một cuộc tấn công như vậy, Kiến trúc nút Sentry (SNA) có thể được áp dụng để ẩn địa chỉ IP của nút xác thực và cung cấp danh sách địa chỉ IP công cộng có thể mở rộng dễ dàng để tăng cường bảo mật và tính mạnh mẽ của mạng.

** Tương lai của tối ưu hóa đồng thuận **

Về mặt tối ưu hóa cơ chế đồng thuận, có một số dự án đầy hứa hẹn đáng chú ý. Một trong số đó là Ethermint, được phát triển bởi EvmosOrg, giúp Tendermint tương thích với Máy ảo ETH (EVM), giúp tăng tốc độ xác nhận giao dịch. Việc tối ưu hóa này dự kiến sẽ được áp dụng rộng rãi hơn trong tương lai, cho phép các ứng dụng dựa trên ETH đạt được hiệu suất và thông lượng cao hơn.

Một dự án đáng chú ý khác là zkMint, đang được xây dựng bởi PolymerDAO, một công cụ đồng thuận Tendermint thân thiện với bằng chứng không có kiến thức (ZK). Bằng cách giới thiệu công nghệ ZK, hiệu quả và bảo mật của sự đồng thuận có thể được cải thiện và có thể đạt được mức độ riêng tư và bảo vệ dữ liệu cao hơn. Với sự phát triển và trưởng thành không ngừng của công nghệ ZK, tiềm năng ứng dụng của động cơ đồng thuận này sẽ dần được bộc lộ.

Ngoài ra, Typhon Consensus, đang được phát triển bởi Anoma, giải quyết nút cổ chai đề xuất khối và cải thiện tốc độ tính toán giao dịch thông qua song song. Sự song song này dự kiến sẽ được áp dụng bởi nhiều thuật toán đồng thuận hơn trong tương lai để đối phó với tải giao dịch ngày càng tăng và cải thiện khả năng mở rộng của hệ thống.

从Tendermint看共识算法的趋势

Tuy nhiên, tối ưu hóa sự đồng thuận vẫn phải đối mặt với một số thách thức. Ví dụ, trong Evmos, cơ chế đồng thuận BFT của Tendermint Core được sử dụng, không có khái niệm trạng thái chờ xử lý, cho phép xác nhận giao dịch nhanh chóng. Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến sự cố với ETH truy vấn tương thích Web3, vì các truy vấn này có thể chuyển sang trạng thái chờ xử lý. Để duy trì khả năng tương thích ETH và cung cấp các chức năng truy vấn nhanh, sự phát triển trong tương lai cần phải giải quyết vấn đề về thứ tự truy vấn và tính nhất quán.

Một thách thức khác là trong ETH, các khối được tạo bởi FIFO bởi các trình xác thực khối và chọn các giao dịch được đưa vào mempool cục bộ. Tuy nhiên, trên Evmos, các giao dịch không thể được sắp xếp hoặc chọn từ mempool của nút Tendermint. Điều này có thể dẫn đến sự không nhất quán trong thứ tự các giao dịch được nhìn thấy giữa các nút khác nhau, tạo ra các vấn đề về độ trễ băng thông và đồng bộ hóa mạng. Để cải thiện tính khả dụng và tính nhất quán của hệ thống, vấn đề đặt hàng khối cần được giải quyết.

Ngoài ra, sau Tendermint 0.35b, ưu tiên giao dịch (ưu tiên tx) đã được giới thiệu, cho phép các giao dịch cụ thể nhập các khối trước. Tuy nhiên, các nút có thẩm quyền cao đề xuất các khối thường xuyên hơn, điều này có thể dẫn đến các vấn đề về Giá trị biểu diễn tốt nhất (MEV). Để đảm bảo tính công bằng và hiệu quả của giao dịch, cần nghiên cứu thêm và hoàn thiện cơ chế đồng thuận trong quá trình phát triển trong tương lai để giải quyết vấn đề MEV.

Sự đồng thuận của Tendermint có tiềm năng lớn để thúc đẩy sự phát triển của blockchain và các hệ thống phân tán bằng cách tối ưu hóa tốc độ xác nhận giao dịch và giới thiệu các bằng chứng không có kiến thức để cải thiện hiệu quả và bảo mật. Tuy nhiên, để nhận ra tiềm năng này, những thách thức như thứ tự truy vấn và tính nhất quán, thứ tự khối và chọn tính nhất quán, và MEV cũng cần được giải quyết. Bằng cách giải quyết những vấn đề này, sự đồng thuận của Tendermint sẽ có thể cung cấp cho người dùng trải nghiệm tốt hơn và khả năng xử lý giao dịch hiệu quả hơn, thúc đẩy ứng dụng và phát triển rộng rãi công nghệ blockchain.

Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
  • Phần thưởng
  • Bình luận
  • Chia sẻ
Bình luận
0/400
Không có bình luận
Giao dịch tiền điện tử mọi lúc mọi nơi
qrCode
Quét để tải xuống ứng dụng Gate
Cộng đồng
Tiếng Việt
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)