Consensus blockchain là gì

Blockchain là một công nghệ then chốt được lớn mạnh khỏe mạnh, không những thế nó còn là nền móng của nhiều loại tiền mã hóa khác.

Một trong các yếu tố giúp lớn mạnh công nghệ đó là các thuật toán đồng thuận. Nó như một vũ khí giúp mạng Blockchain tránh được lỗi & suport tính bảo mật.

Chế độ đồng thuận trong blockchain nắm một vai trò đặc biệt quan trọng mạng lưới giao dịch blockchain, tác động đến sự sáng tỏ & an toàn trong giao dịch.

Trong nội dung này, Kienthuctrade.net sẽ giới thiệu với anh em tỉ mỉ nhất về tính năng hay các giao thức của chúng khi hoạt động, cũng như những ưu điểm yếu của một số thuật toán đồng thuận mà khẳng định anh em phải nắm được.

1. Chế độ đồng thuận là gì ?

Chế độ đồng thuận là một chính sách giúp các nhà giao dịch đặt ra các trao đổi mà không gặp vấn đề gì về lợi nhuận, mong chờ tác động của các nhóm thiểu số.

Bảo đảm cho số đông chẳng thể dùng quyền của mình để áp đặt hay điều khiển cả một tổ hợp người dùng trên cùng mạng lưới.

Tham khảo thêm: Sàn DK Trade, Đánh Giá Tổng Quan, Ưu & Nhược Điểm Sàn DK Trade Mới Nhất, Sàn DK Trade có scam không, Sàn DK Trade có uy tín không?

Chế độ đồng thuận chịu bổ phận duy trì tính chu toàn & bảo mật của hệ thống phân tán. Khi một giao dịch được diễn ra, hệ thống trênBlockchainsẽ gửi thông tin đến các nút cá nhân.

Giao dịch chỉ được diễn ra khi thu được nhiều sự đồng thuận hơn từ các nút cùng trong mạng lưới đó.

Thuật toán đồng thuận trước tiên được tạo thành làProof of Work[PoW], được kiến trúc bởi Satoshi Nakamoto. Thuận toán hiện thời của blockchain làpeer to peer[P2P] ngang hàng, không có thẩm quyền chăm chú.

Mọi người trong mạng lưới đều có quyền như nhau. Việc diễn ra chính sách đồng thuận bắt buộc các nhà khoa học laptop tạo thành các thuật toán đồng thuận để khắc phục vấn đề này.

2. Chế độ đồng thuận hoạt động như vậy nào?

Chế độ này có liên quan đến bài toán hai vị tướng & thuật toán chịu lỗi nên mình sẽ giải thích chúng trước khi nói đến các phần sau:

Bài toán hai vị tướng quân [Two generals problem] là một bài toán khoa học laptop thông dụng trọng yếu với công nghệ blockchain, để xác thực lại thông tin nhắm đạt được một hành động, khi việc thỏa thuận thông tin xảy ra trong môi trường không đáng tin cậy.

Tướng A1 mong muốn nhắc nhở với A2 là hãy đánh vào B vào lúc 7h ngày 21/10 thì A1 cần phải bảo đảm rằng A2 đã thu được thông tin.

Tướng A2 thu được thông tin cần đánh vào B là 7h ngày 21-10 nhưng A2 vẫn nghi ngờ có phải A1 gửi không, hay là quân địch B gửi, A2 lại đòi A1 phải công nhận là có phải mình đã gửi hay không? Vòng lặp này cứ kéo dài mà không có hướng phương pháp.

Tóm lạibài toán hai vị tướng quân bảo rằng: Giao dịch trong một môi trường mà hai bên vẫn chưa có sự đồng thuận thì giao dịch sẽ xảy ra lỗi. Mình sẽ giải thích rõ hơn ở phần dưới đây:

Trong một mạng lưới blockchain cũng như vậy, cũng gặp vấn đề tương đương khi có một sự cố làm các Node hay nói một cách khác là member trong một mạng lưới, mất link với nhau.

Thông tin gửi đi nhưng các Node không thu được & công nhận để tạo thành các Khối mới. Khi đó mạng lưới của Blockchain có thể bị phá vỡ. Cần một thuật toán khác giúp khớp lệnh giao dịch chuẩn xác & an toàn.

Ngay hiện giờ thuật toánOral Messages [OM] được xây dựngđể khắc phục vấn đề trên. Bên cạnh đó với Công nghệ blockchain các nhà khoa học cần một thuật toán mới để giúp hệ thống hoạt động suôn sẻ hơn.

Chính vì vậy, nên thuật toán xử lí lỗi Byantine fault tolerance [BFT] đã được sinh ra có mục đích khắc phục các vấn đề trên.

3. Phân biệt thuật toán đồng thuận [Consensus] & giao thức [Protocol]

Thông thường, hai cụm từ thuật toán đồng thuận [Consensus] & giao thức [Protocol] vẫn được sử dụng để hỗ trợ cho nhau trong thực tiễn. Thế nhưng, nghĩa của chúng lại không hoàn toàn giống nhau.

Về căn bản, giao thức có thể hiểu là các luật lệ căn bản của mạng Blockchain. Còn về thuật toán đồng thuận lại được khái niệm là chính sách mà các luật lệ giao thức sẽ được tuân theo.

Blockchain đến nay đã được áp dụng vào nhiều ngành nghề khác nhau, hay các hệ thống như tài chính, bank, & dù cho Blockchain có được áp dụng vào bất kỳ ngành nghề nào thì nó cũng sẽ được xây dựng dựa vào một protocol.

Hệ thống sẽ có bí quyết hoạt động dựa vào giao thức được xây dựng. Nói tóm lại, cũng chính vì điều đó mà những phần khác của hệ thống hay những ai gia nhập vào hệ thống này bắt buộc phải tuân thủ những nguyên tắc của protocol.

Ngoài ra, phải nhờ vào sự góp mặt của thuật toán đồng thuận giúp cho hệ thống được thực hiện theo những bước để bảo đảm làm đúng những luật lệ. Từ đó sẽ đạt được những kết quả mà người tạo lập trông chờ.

Một chẳng hạn dễ dàng có thể đơn giản hiểu như Bitcoin, Ethereum sẽ là giao thức & thuật toán đồng thuận sẽ là PoW & PoS, khi Blockchain đang thực hiện việc công nhận sự hợp lệ giữa giao dịch với khối.

4. Hệ thống xử lí lỗi Byzantine fault tolerance [BFT]

Hệ thống BFT khắc phục vấn đề của bài toán hai vị tướng . Có thể hình dung hệ thống chịu lỗi sẽ giúp cho hệ thống chống lại các lỗi phát sinh khi hai nhà giao dịch chưa mang một trao đổi nào khi hết thời gian thỏa giao dịch.

Giúp cho các Node hoạt động trong mạng không bị tác động & bị phá vỡ khi các nút khác bị mất link connect.

Hiện tại, đã có nhiều thuật toán chào đời để khắc phục bài toán hai vị tướng quân. Vì vậy, có nhiều phương pháp để xây dựng một hệ thống chịu lỗi BFT & cũng có nhiều cách khác nhau để một blockchain có thể áp dụng hệ thống chịu lỗi Byzantine vào hệ thống của mình. Vậy hãy bên nhau đi tìm tòi về các thuật toán đồng thuận này nhé.

5. Những thuật toán của Chế độ đồng thuận?

Tất cả chúng ta đều biết rằng con tim của blockchain chính là thuật toán đồng thuận [ consensus ]. Các thuật toán đồng thuận dễ dàng là những chính sách được sử dụng trong các hệ thống laptop phân tán nhằm đạt được trao đổi về một giá trị dữ liệu hoặc một tình trạng duy nhất của mạng giữa các máy trong hệ thống.

Nhưng có vô vàn những sáng tạo về consensus tuyệt vời. Tất cả chúng ta sẽ tìm tòi những thuật toán đồng thuận thông dụng nhất, cũng như ưu điểm yếu từng loại.

5.1 Proof of Work

Ưu thế

• Đã chạy từ 2009 & vẫn hoạt động tốt đến tận hiện tại

Khuyết điểm

• Chậm
• Tốn nhiều năng lượng

Được sử dụng

• Bitcoin, Ethereum, Litecoin, Dogecoin etc.

Type :Đồng thuận đối đầu [Competitive consensus] .

Giải thích

Đây là thuật toán đồng thuận trước tiên được mang vào một blockchain bởi Satoshi Nakamoto nhằm tạo thành một thuật toán đồng thuận phi chăm chú nhằm khắc phục vấn đề double-spend.

PoW không phải là một sáng tạo mới thế nhưng Satoshi phối hợp nó với mới một số định nghĩa khác như : cryptographic signatures, merkle chains, & P2P networks vào hệt thống phân tán với áp dụng là Bitcoin.

Mẹo hoạt động này là những người gia nhập blockchain [được gọi là miner] phải giải bài toán cần tính toán cầu kỳ để có thể thêm một khối vào blockchain.

Mục đích của việc này này là người dùng phải sử dụng tài nguyên [ tiền điện, đầu tư Hartware ] của mình thì mới có cơ thể thực dữ liệu vào blockchain hay nói một cách khác là mine block . Chính vì như vậy nếu phấn đấu ăn gian sẽ kéo theo tài nguyên sử dụng để mine sẽ hoang phí vì vậy tự làm hại chính mình .

Hơn nữa độ khó của bài toán dành riêng cho miner cũng biến đổi theo thời gian để bảo đảm thời gian để tạo một block luôn khoảng 10 phút. Thỉnh thoảng sẽ có nhiều hơn một miner mine ra các block .

Trong trường hợp đó sẽ chọn một trong các chuỗi dài nhất làm chuỗi chính . Tóm lại miner thắng lợi chính là người giải được bài toán nhanh nhất & duy trì lâu nhất chính vì vậy là đáng tín nhiệm nhất. Chính vì vậy Bitcoin an toàn miễn là có hơn 50% miner trung thực trong mạng .

5.2 Proof of Stake

Ưu thế

• Tiết kiệm năng lượng
• Tốn nhiều ngân sách để tấn công hơn

Khuyết điểm

• nothing-at-stake problem

Được sử dụng

• Ethereum 2.0, Peercoin, Nxt.

Type :Đồng thuận đối đầu [Competitive consensus] .

Giải thích

Proof of Stake được tạo thành như một phương pháp cho các vấn đề của Proof of Work như tiết kiệm năng lượng hơn. Bước này thay vì chạy đua trong cuộc đua sử dụng Hartware mạnh để tính toán rồi đóng block thì bước này xác suất đc đóng block đựa vào số lượng cổ phần mà người đó nắm giữ. Chẳng hạn bạn nắm 10% số lượng coin thì xác suất để đc mine block kế tiếp là 10% .

So với Bitcoin việc khai thác đòi hỏi rất nhiều sức mạnh tính toán để chạy các thuật toán mã hóa khác nhau.

Cùng 1 lúc lại có rất nhiều miner chạy chương trình tính toán đó chính vì vậy nó cần một lượng điện rất lớn để một block đc chào đời. Một số liệu tổng hợp vào 2015 cho thấy một transaction Bitcoin cần một lượng điện thiết yếu có thể phân phối cho 1.57 hộ gia đình hàng ngày. Chính vì như thế vấn đề về điện là vấn đề lớn so với PoW mà PoS có thể đáp ứng được.

Về tính an toàn nếu bạn phấn đấu tấn công thì chính bạn sẽ làm mất tiền mà bạn stake. Bước này mất tiền nghĩa là giá trị của token của blockchain này sẽ bị mất giá vì mọi người không tin vào nó nữa điều đó đồng nghĩa với giá trị mà bạn stake cũng về 0.

Không giống như POW bạn chỉ tốn tiền điện còn máy thì bạn vẫn còn. Còn một vấn đề nữa này lànothing at stakelà một lỗ hổng bảo mật xảy ra khi xảy ra fork trên chuỗi.

Vì việc mining không tốn nhiều ngân sách như PoW nên chiến thuật sẽ là mining ở cả 2 branch khi xảy ra fork & tiêu pha ở 1 nhánh sau đó mining ở nhánh còn sót lại với như thế sẽ xảy radouble spend.

Có nhiều cách xử lý vấn đề này được đề cập trong phần tìm hiểu thêm. Chẳng hạn, một trong những phương pháp là trừng trị những người miner như có hành động ăn gian như thế.

5.3 Delegated Proof-of-Stake

Ưu thế

• Tiết kiệm năng lượng
• Nhanh

Khuyết điểm

• Chăm chú.
• Những người gia nhập stake nhiều có thể tự bỏ phiếu để trở thành validator.

Được sử dụng

• BitShares, Steemit, EOS, Lisk, Ark

Type :Đồng thuận cộng tác [Collaborative consensus] .

Giải thích

Trong DPoS các stake holders sẽ bầu ra các ng phê duyệt [witnesses] để thay họ mining block. Công cuộc này sẽ mau hơn một tí đối với PoS.

Chẳng hạn trong EOS, hệ thống sẽ bao gồm 21 người sẽ được chọn làm người phê duyệt [ witnesses ] & sẽ luôn giữ số lượng đó chính vì thế nếu 1 người cố ăn gian hay có vấn đề sẽ lập cho người khác vào thay thế ngay.

Những witnesses này cũng sẽ đc trả một khoản fee [tùy thuộc stake holders quyết định] trong việc tạo block.

Thông thường witnesses sẽ tạo thành một block trong một thời điểm & theo sách lượcround robin. Nếu một witnesses ko tạo đc block trong turn của mình thì các stake holders sẽ vote cho witnesses khác làm việc hiệu quả hơn.

DPoS , các miner không phải đối đầu nhau giống như PoW hay PoS chính vì thế mà vận tốc sẽ mau hơn rất nhiều .Chẳng hạn EOS chỉ tốn 0.5s cho một block !

5.4 Proof-of-Authority

Ưu thế

• Tiết kiệm năng lượng
• Nhanh

Khuyết điểm

• Không phân tán. Có thể sử dụng trong cách blockchain public nhưng thường được dùng trong các blockchain private & permissioned blockchains.

Được sử dụng

• POA.Network, Ethereum Kovan testnet, VeChain

Type :Đồng thuận cộng tác [Collaborative consensus] .

Giải thích

Trong các mạng sử dụng PoA các giao dịch, block sẽ được xác thực bởi các account được approved được gọi làvalidators. Validators chạy PM giúp họ đẩy các transaction bào block, công cuộc đó là hoàn toàn auto.

Sẽ có 3 điều kiện chính để trở thành validator :

• Identity phải được verified on-chain, với khả năng kiểm soát chéo các thông tin đó trên publicly available tên miền.
• Các điều kiện trở thành validators phải khó đạt được. [ chẳng hạn các node mong muốn là thành validator thì phải đc cấp license ]
• Cần phải có sự thống nhất hoàn toàn trong việc kiểm soát & cài đặt một authority

Với các validator phải có một động lực để giữ địa điểm mà họ đã đoạt được. Bằng cách gán reputation với identity, validator được khích lệ duy trì công cuộc giao dịch, vì họ không mong muốn mất reputation, chính vì thế mất vai trò của validator khó kiếm được.

5.5 Proof-of-Weight

Ưu thế

• Tiết kiệm năng lượng
• Tùy biến & khả năng mở rộng cao.

Khuyết điểm

• khó thiết lập doanh số dành riêng cho người gia nhập hệ thống

Được sử dụng

• Algorand

Type :Đồng thuận đối đầu [Competitive consensus] .

Giải thích

Proof of Weight là một thuật toán đồng thuận base theo thuật toán đồng thuận Algorand .

Sáng kiến của nó cũng giống PoS này là cũng dựa trên số lượng token nắm dữ trong mạng sẽ tương tự với % xác suất tạo đc ra block kế tiếp chính sách tính của hệ thống PoWeight kèm với một vài giá trị khác được sử dụng. Một số triển khai khác là Proof of Reputation & Proof of Space .

5.6 Proof of Reputation

Ưu thế

• Tốt với private, permissoned networks

Khuyết điểm

• Chỉ dùng được trong private, permissoned networks

Được sử dụng

• GoChain

Type :Đồng thuận cộng tác [Collaborative consensus] .

Giải thích

Khá tương đồng với Proof of Authority

Quan niệm của proof of Reputation [PoR] là dựa trên uy tín của các bên gia nhập để giữ cho mạng an toàn. Một bên gia nhập xác thực block phải là đủ uy tín để nếu họ cố ý ăn gian thì uy tín của họ sẽ bị tác động.

Đây là định nghĩa tương đối trừu tượng vì chủ yếu các công ty tư vấn du học gia nhập vào hệ thống nếu ăn gian sẽ bị tác động đến danh tiếng nhưng công ty tư vấn du học lớn sẽ thiệt hại nhiều hơn.

Khi một công ty tư vấn du học minh chứng được danh tiếng & vượt mặt các bước xác mình hiện giờ sẽ được chọn để kí & xác thực block giống như Proof of Authority

5.7 Proof of Elapsed Time

Ưu thế

• Tính công bình : Ngân sách gia nhập thấp. Chính vì vậy, nhiều người có thể gia nhập đơn giản, vì vậy là phi chăm chú.
• Tính xác thực : Đơn giản test leader được bầu một cách hợp pháp so với toàn bộ người gia nhập.
• Tính đầu tư : Ngân sách controlling công cuộc bầu leader tỷ lệ thuận với giá trị nhận được từ nó.

Khuyết điểm

• Không thích hợp với public blockchain

Được sử dụng

• HyperLedger Sawtooth

Type :Đồng thuận đối đầu [Competitive consensus] .

Giải thích

PoET là một thuật toán đồng thuận hay được dùng trong permissioned blockchain networks để quyết định quyền khai thác hoặc người thắng lợi trong việc mining block.

permissioned blockchain networks là những mạng yêu cầu bất kỳ người gia nhập nào cũng cần phải đăng kí identify trước khi họ được phép gia nhập.

Dựa vào phép tắc random trong đó mọi node đều có khả năng là người thắng lợi như nhau, chính sách PoET dựa vào việc lan truyền thời cơ thắng lợi một cách công bình trên số lượng node gia nhập mạng là lớn nhất có thể.

Hoạt động của thuật toán PoET như sau. Mỗi validator trong mạng được yêu cầu chờ trong khoảng thời gian được chọn hốt nhiên từ một hàm được gọi là [ trusted function ] & node trước tiên giải quyết thời gian chờ được chỉ định sẽ được chọn là leader.

Mỗi nút trong mạng blockchain tạo thành một thời gian chờ hốt nhiên & chuyển sang chính sách sleep trong khoảng thời gian được chỉ định đó.

Người thức dậy trước tiên nghĩa là người có thời gian chờ đợi ngắn nhất thức dậy & commit một khối mới vào blockchain, broadcasing các thông tin thiết yếu đến toàn thể mạng. Công cuộc tương đương lặp lại để tạo thành block kế tiếp .

Chế độ đồng thuận mạng PoET cần bảo đảm hai yếu tố trọng yếu. Trước tiên, rằng các node gia nhập thực sự phải chọn một thời gian thực sự hốt nhiên.

Hai là người thắng lợi thực sự đã giải quyết thời gian chờ đợi.

Định nghĩa PoET được phát minh vào đầu năm 2016 bởi Intel, gã đồ sộ sản xuất chip nổi tiếng. Họ phân phối một high tech tool để khắc phục vấn đề computing của random leader election.

Chế độ này cho phép các áp dụng thực thi trusted code trong môi trường được bảo vệ & điều này bảo đảm rằng cả hai yêu cầu cho việc chọn hốt nhiên thời gian chờ cho toàn bộ các node gia nhập & giải quyết đúng thời gian chờ của người gia nhập.

Chế độ thực thi trusted code trong một môi trường an toàn cũng bảo đảm các nhu cầu cần thiết khác của mạng.

Nó bảo đảm rằng trusted code thực sự chạy trong môi trường an toàn & không bị biến đổi bởi bất kỳ người gia nhập bên ngoài nào. Nó cũng bảo đảm rằng các kết quả có thể kiểm chứng được bởi những người gia nhập & các thực thể bên ngoài, vì vậy tăng cường tính sáng tỏ của sự đồng thuận mạng.

PoET làm chủ ngân sách của quy trình đồng thuận này & duy trì vận tốc nhanh để ngân sách vẫn tỷ lệ thuận với giá trị nhận được từ quy trình, một yêu cầu chính để cryptocurrency economy tiếp tục lớn mạnh.

Lời kết

Chế độ đồng thuận giúp cho hệ thống trong mạng lưới blockchain hoạt động ổn định. Trong tương lai chắc cú chính sách đồng thuận sẽ được các nhà lớn mạnh cải tạo hơn nữa để giúp lớn mạnh & hoàn thành mảng lưới blockchain.

Trên đây là nội dung Chế độ đồng thuận [consensus] là gì? Những thuật toán đồng thuận [Consensus] Blockchain khẳng định bạn phải biết , Ao ước nội dung vừa rồi của mình đã hỗ trợ anh em có cái nhìn khái quát hơn về chính sách đồng thuận.

Còn anh em, anh em nghĩ thế nào về chính sách đồng thuận sau nội dung này. Hãy chia sẻ quan điểm của anh em ở phần bình luận nhé.

Nếu cảm thấy nội dung này hay thì đừng quên Like, Share & nhận xét 5 sao để ủng hộ kienthuctrade.net nhé.

Theo dõi trang web của chúng tôi thường xuyên để update những bài học hữu dụng nhất về tri thức đầu tư tài chính nói chung & tiền điện tử nói riêng cũng như thông tin tiên tiến nhất nhé !