Giao thức đồng thuận Stellar của Pi Network là gì?

Mạng Pi'S Giao thức Thỏa thuận Chòm sao Đây là một chủ đề đã được nhiều ấn phẩm đề cập trong quá khứ. Tuy nhiên, liệu nhiều người vẫn còn hiểu rõ nhất ý nghĩa thực sự của nó, khi một số người tiên phong xem nó như cơ chế đồng thuận blockchain của giao thức? Câu trả lời ngắn gọn là Pi Network không sử dụng một hệ thống đồng thuận mới lạ nào. 

Chuỗi khối của nó sử dụng một phiên bản được điều chỉnh của Giao thức Đồng thuận Stellar (SCP), dựa trên một mô hình được định nghĩa chính thức gọi là Thỏa thuận Byzantine liên bang (FBA)Câu trả lời dài hơn và quan trọng hơn nằm ở cách SCP hoạt động, tại sao nó khác với bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần, và cách Pi Network điều chỉnh nó để hỗ trợ một mạng lưới ưu tiên thiết bị di động và dựa trên định danh.

Bài viết này giải thích công nghệ từ những nguyên tắc cơ bản. Nó tập trung vào cách đạt được sự đồng thuận, những đảm bảo mà SCP cung cấp và điểm khác biệt trong thiết kế ban đầu của Stellar giữa Pi Network và các hệ thống khác. Như mọi khi, mục tiêu là làm rõ cơ chế hoạt động, chứ không phải quảng bá kết quả hay suy đoán về ý nghĩa của nó đối với cộng đồng. Chuỗi khối Pi vào năm 2026 và hơn thế nữa.

Nền tảng của Giao thức Đồng thuận Stellar và Thỏa thuận Byzantine Liên bang

Như chúng ta đã biết, cơ chế đồng thuận của Pi Network dựa trên SCP của blockchain Stellar, được giới thiệu vào năm 2015. SCP được thiết kế bởi một nhà khoa học máy tính của Đại học Stanford. David Mazières và được triển khai trên Sao Thay vì dựa vào khai thác hoặc cổ phần kinh tế, SCP sử dụng một thỏa thuận giữa các nút để xác định rõ ràng ai là người mà họ tin tưởng.

Cốt lõi của SCP là FBA. Các hệ thống chịu lỗi Byzantine truyền thống, chẳng hạn như PBFT, giả định một danh sách các trình xác thực cố định. Giả định đó hạn chế tính mở và gây khó khăn cho sự tham gia toàn cầu. FBA loại bỏ yêu cầu về tư cách thành viên cố định. Mỗi nút độc lập chọn các lát cắt đa số của riêng mình, là các tập con của các nút khác mà nó cho là đủ để đạt được sự đồng thuận. Đa số là một tập hợp các nút mà mỗi thành viên có ít nhất một lát cắt đa số nằm hoàn toàn trong tập hợp đó. 

Sự đồng thuận xuất hiện khi các lát cắt này chồng chéo đủ để tạo thành các nhóm đủ số lượng (quorum). Tính an toàn phụ thuộc vào sự giao nhau của các nhóm đủ số lượng, có nghĩa là bất kỳ hai nhóm nào cũng phải có ít nhất một nút trung thực. Tính khả thi của mạng phụ thuộc vào khả năng tạo thành các nhóm đủ số lượng của mạng ngay cả khi một số nút bị lỗi.

Mô hình này cho phép sự tham gia mở trong khi vẫn dung thứ cho các lỗi Byzantine. Trên thực tế, SCP có thể xử lý hành vi lỗi tùy ý miễn là sự giao nhau của đa số thành viên vẫn được duy trì sau khi các nút lỗi được loại bỏ.

Các nguyên tắc cốt lõi của FBA và SCP

Giao thức Thỏa thuận Byzantine Liên bang (Federated Byzantine Agreement) khái quát hóa khả năng chịu lỗi Byzantine cổ điển mà không giả định một tập hợp trình xác thực cố định. Mỗi nút định nghĩa độ tin cậy cục bộ thay vì kế thừa từ một quy tắc toàn cục.

Đầu tiên là phân chia số lượng tối thiểuCác nút tự quyết định xem chúng sẽ dựa vào những nút nào khác. Các lát cắt này không đồng nhất trên toàn mạng. Chúng phản ánh sự tin tưởng về mặt xã hội, tổ chức hoặc hoạt động.

Khám phá những dự án đầy hứa hẹn...

Các dự án đầy hứa hẹn...

(Quảng cáo)

Bài viết còn tiếp tục...

Thứ hai là giao điểm đa sốĐể đảm bảo an toàn cho giao thức, tất cả các nhóm đủ số người tham gia có thể hình thành phải giao nhau, ngay cả sau khi loại bỏ các nút bị lỗi. Nếu sự giao nhau thất bại, mạng lưới có nguy cơ đưa ra các quyết định mâu thuẫn.

Thứ ba là khái niệm về các nút nguyên vẹn và bị ô nhiễmCác nút nguyên vẹn là những nút vẫn có thể hoạt động chính xác sau khi các nút bị lỗi được loại bỏ. Các nút bị lỗi về mặt kỹ thuật vẫn hoạt động bình thường nhưng phụ thuộc vào các nút bị lỗi để hoạt động và do đó mất khả năng hoạt động liên tục.

Thứ tư là bộ dụng cụ dùng một lầnMô hình chính thức SCP định nghĩa các tập hợp các nút có thể bị loại bỏ trong khi vẫn duy trì sự giao nhau của số lượng nút tối thiểu và tính khả dụng. Điều này cho phép giao thức suy luận chính xác về khả năng chịu lỗi mà không cần ngưỡng số cố định.

Nhìn chung, những đặc tính này mang lại cho SCP điều mà các nhà thiết kế gọi là độ an toàn tối ưu. Sự đồng thuận được đảm bảo bất cứ khi nào về mặt lý thuyết là có thể trong điều kiện mạng không đồng bộ.

SCP đạt được sự đồng thuận như thế nào?

SCP đạt được thỏa thuận qua hai giai đoạn riêng biệt cho mỗi khe, trong đó một khe đại diện cho một khối hoặc một tập hợp giao dịch.

Giai đoạn đề cử chọn ra một giá trị ứng cử viên. Các nút đề cử các tập hợp giao dịch bằng cách sử dụng bỏ phiếu liên kết. Để tránh hỗn loạn, các đề cử được ưu tiên bằng cách sử dụng các hàm băm mật mã. Theo thời gian, các nút còn nguyên vẹn sẽ hội tụ về cùng một giá trị tổng hợp, thường là hợp nhất của các giao dịch hợp lệ.

Khi quá trình đề cử hoàn tất, giao thức chuyển sang giai đoạn bỏ phiếu. Tại đây, các nút bỏ phiếu dựa trên các lá phiếu được định nghĩa là một bộ đếm và một giá trị. Bộ đếm sẽ tăng lên nếu quá trình bị đình trệ. Các nút trải qua các bước chuẩn bị, cam kết và công bố kết quả. Một giá trị được công bố khi đủ số lượng thành viên tham gia xác nhận, khiến quyết định trở nên cuối cùng.

Tất cả các tin nhắn đều được ký bằng khóa mã hóa. Hàm băm được sử dụng để ưu tiên và kết hợp các giá trị. Các cơ chế này ngăn chặn việc làm giả và tấn công phát lại.

Trong các mạng sản xuất, SCP thường đạt trạng thái hoàn tất trong vòng 3 đến 5 giây. Không có cửa sổ thanh toán xác suất, như trong cơ chế bằng chứng công việc (proof-of-work). Một khi giá trị đã được xuất ra bên ngoài, nó không thể đảo ngược mà không vi phạm điều kiện giao nhau của đa số.

So sánh với các cơ chế đồng thuận khác

SCP khác biệt về cơ bản so với bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần.

Bằng chứng làm việc Phương pháp này dựa trên sức mạnh tính toán và giả định rằng phần lớn sức mạnh băm là trung thực. Tính xác thực cuối cùng mang tính xác suất, và mức tiêu thụ năng lượng cao.

Bằng chứng cổ phần Dựa trên lợi ích kinh tế. Thỏa thuận phụ thuộc vào các giả định về hành vi hợp lý và phân bổ vốn.

Ngược lại, SCP dựa trên các mối quan hệ tin cậy rõ ràng. Nó không tiêu tốn năng lượng và không cân nhắc ảnh hưởng dựa trên quy mô cổ phần. Khả năng chịu lỗi được xác định bởi cấu trúc đa số chứ không phải quyền sở hữu token. Điều này làm cho SCP phù hợp với các mạng ưu tiên độ trễ thấp và tính xác thực cuối cùng có thể dự đoán được.

Mạng Pi thích ứng với SCP như thế nào?

Pi Network không phát minh ra một giao thức đồng thuận mới. Nó điều chỉnh SCP để hỗ trợ một lượng lớn người dùng cá nhân thay vì một nhóm nhỏ các tổ chức xác thực. Dự án này xây dựng dựa trên mã nguồn mở của Stellar đồng thời sửa đổi cách thức thiết lập lòng tin và cách thức khen thưởng sự tham gia.

Sự thích ứng dễ thấy nhất là việc sử dụng các vòng tròn bảo mật. Người dùng được khuyến khích thêm từ ba đến năm người liên hệ đáng tin cậy. Các vòng tròn này tập hợp lại thành một biểu đồ tin cậy toàn cầu. Các nút sử dụng biểu đồ này để định hình cấu hình phân vùng đồng thuận của chúng.

Mục đích là để xây dựng niềm tin vào các mối quan hệ con người thực tế hơn là vào các thể chế. Việc xác minh danh tính thông qua các quy trình "biết khách hàng của bạn" giúp giảm thiểu các cuộc tấn công Sybil. Trong mô hình này, niềm tin lan tỏa từ các cá nhân đã được xác minh thông qua các mối liên hệ xã hội.

Mạng Pi cũng định nghĩa nhiều vai trò tham gia khác nhau. Người tiên phong là những người dùng ứng dụng thường xuyên đăng nhập hàng ngày. Người đóng góp củng cố biểu đồ tin cậy bằng cách thêm liên hệ. Đại sứ tuyển dụng người dùng mới. Các nút chạy phần mềm SCP trên máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay và tham gia trực tiếp vào quá trình đồng thuận. Một số nút hoạt động với các cổng mở và độ khả dụng cao hơn, làm tăng ảnh hưởng của chúng trong việc hình thành nhóm đồng thuận.

Việc khai thác trong Pi Network không phải là khai thác theo nghĩa của cơ chế Proof-of-Work. Đó là một quy trình phân phối theo lịch trình được điều phối bởi SCP. Phần thưởng được phân bổ dựa trên vai trò, hoạt động, thời gian hoạt động và đóng góp về độ tin cậy. Không có các nhóm khai thác và không có tính toán cạnh tranh.

Xử lý và hiệu suất giao dịch

Các giao dịch trong mạng Pi được gửi qua ứng dụng di động và chuyển tiếp đến các nút mạng. Các nút mạng xác thực chữ ký và lịch sử giao dịch trước khi đưa các giao dịch vào tập hợp đề cử.

Các thông điệp đồng thuận có dung lượng nhỏ và được trao đổi qua mạng lưới tiêu chuẩn. Các khối được tạo ra khoảng mỗi năm giây. Mục tiêu ban đầu của mạng lưới dao động từ hàng trăm đến hàng nghìn giao dịch mỗi giây, tùy thuộc vào sự tham gia của các nút và chi phí truyền tải thông điệp.

Phí giao dịch chủ yếu đóng vai trò là cơ chế ưu tiên hơn là nguồn thu nhập. Hiệu quả của giao thức đến từ việc không cần khai thác và từ kích thước tin nhắn nhỏ cần thiết cho việc bỏ phiếu liên kết.

Các đặc tính và đảm bảo an ninh

Từ góc độ kỹ thuật, Pi Network kế thừa các đảm bảo an ninh cốt lõi của SCP. Chúng bao gồm tính xác định cuối cùng, khả năng chống lại các lỗi Byzantine dưới sự giao nhau của đa số và tính toàn vẹn mật mã của thông điệp.

Lớp tương tác xã hội bổ sung tạo ra những sự đánh đổi mới. Các vòng tròn bảo mật và quy trình KYC có thể làm giảm sự phổ biến của tài khoản giả mạo, nhưng chúng cũng tạo ra sự phụ thuộc vào các hệ thống xác minh và cấu trúc của đồ thị tin cậy. Nếu niềm tin trở nên quá tập trung hoặc nếu nhiều người dùng phụ thuộc vào một tập hợp nhỏ các nút, thì sự giao thoa đa số có thể bị suy yếu.

Bản thân SCP không yêu cầu sự tin tưởng phải mang tính toàn cầu hoặc đồng nhất. Tính an toàn của nó phụ thuộc vào các lựa chọn cấu hình do người vận hành nút thực hiện. Điều này đặt trách nhiệm lên mạng lưới trong việc khuyến khích các phân vùng đa dạng và được kết nối tốt.

Những hạn chế và chỉ trích

Một số lời chỉ trích đối với việc triển khai cơ chế đồng thuận của Pi Network tập trung vào vấn đề phân quyền và quy mô.

Trong giai đoạn đầu, một số lượng hạn chế các nút cốt lõi đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự đồng thuận giữa các nút. Điều này tạo ra cảm giác kiểm soát tập trung, ngay cả khi giao thức cơ bản hỗ trợ phân quyền.

Khả năng mở rộng là một mối quan ngại khác. Khi số lượng node tăng lên, độ phức tạp của thông điệp cũng tăng theo. SCP đã được chứng minh hiệu quả trong môi trường sản xuất trên Stellar, nhưng việc Pi Network tập trung vào các node hoạt động độc lập dẫn đến sự biến động về thời gian hoạt động và khả năng kết nối.

Kết luận

Việc Pi Network sử dụng Giao thức Đồng thuận Stellar (SCP) thể hiện nỗ lực áp dụng một mô hình đồng thuận đã được nghiên cứu kỹ lưỡng vào môi trường thị trường đại chúng, hướng đến thiết bị di động. SCP cung cấp tính xác thực nhanh chóng, tiêu thụ năng lượng thấp và các đảm bảo an toàn chính thức thông qua Thỏa thuận Byzantine Liên bang. Pi Network mở rộng khuôn khổ này bằng cách tích hợp lòng tin xã hội và xác minh danh tính vào việc hình thành nhóm đa số và phân phối phần thưởng.

Kết quả là một hệ thống ưu tiên tính dễ tiếp cận và sự tham gia của con người, đồng thời dựa trên các nghiên cứu đồng thuận đã được thiết lập. Điểm mạnh và điểm yếu của nó không nằm ở mật mã chưa được kiểm chứng mà ở các lựa chọn cấu hình, động lực mạng và quản trị. Hiểu rõ các cơ chế này là điều cần thiết để đánh giá Pi Network trên phương diện kỹ thuật chứ không phải dựa trên suy đoán hay các câu chuyện tiếp thị.

Nguồn:

• Báo cáo chuyên đề PI 2021Cho phép khai thác tiền điện tử trên điện thoại di động
• Giao thức đồng thuận của StellarMô hình liên kết cho sự đồng thuận cấp độ Internet
• Trang web saoCơ chế chứng minh thỏa thuận SCP
• Tâm trí mới nổiHiệp định Byzantine liên bang là gì?