Ethereum và Solana: Xu hướng mới của chuỗi công khai

Ethereum đang tiến hành cải cách phía cung. Sau khi giấc mơ về vườn hoa vô hạn tan vỡ, Vitalik bắt đầu hạn chế sự phát triển của L2/Rollup, và tích cực bảo vệ đường đua L1. Kế hoạch "tăng tốc giảm phí" của mạng chính Ethereum đã được đưa lên lịch, việc chuyển sang Risc-V chỉ là khởi đầu. Trong tương lai, việc làm thế nào để bắt kịp hoặc thậm chí vượt qua các chuỗi công cộng khác về hiệu suất sẽ trở thành nhiệm vụ trọng tâm của Ethereum.

Trong khi đó, một chuỗi công khai khác đang tiếp tục mở rộng các tình huống nhu cầu tiêu dùng. Phản hồi của họ là "mở rộng quy mô hoặc biến mất", kiên định đi theo con đường làm lớn mạnh L1. Ngoài việc một nhóm phát triển động cơ mới đang tiến vào quy trình triển khai, tại hội nghị gần đây ở New York, giao thức đồng thuận Alpenglow đã thu hút sự chú ý rộng rãi.

Thú vị là, cả hai chuỗi công cộng này dường như đều đang theo đuổi mục tiêu tối thượng để trở thành "máy tính thế giới".

Sự đồng thuận an ninh mới trong kỷ nguyên nút quy mô lớn

Kể từ khi Bitcoin ra đời, số lượng nút và mức độ phân tán luôn được coi là chỉ số quan trọng để đo lường mức độ phi tập trung của mạng blockchain. Để tránh sự tập trung, ngưỡng an toàn thường được đặt ở mức 33%, tức là bất kỳ thực thể đơn lẻ nào không nên kiểm soát hơn tỷ lệ này của các nút.

Dưới sự thúc đẩy của hiệu quả vốn, khai thác Bitcoin cuối cùng đã phát triển thành các cụm bể khai thác, trong khi Ethereum trở thành sân khấu chính của một số nhà cung cấp dịch vụ staking và sàn giao dịch tập trung. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là những thực thể này có thể hoàn toàn kiểm soát hoạt động của mạng. Trong mô hình "duy trì mạng để kiếm phần thưởng/phí quản lý", họ thường thiếu động cơ để làm điều xấu.

Tuy nhiên, khi đánh giá độ khỏe của mạng, cần xem xét quy mô của nó. Ví dụ, trong một nhóm nhỏ chỉ có 3 người, cần sự đồng thuận 2/3 để được coi là hoạt động hiệu quả. Chỉ theo đuổi mức an toàn tối thiểu 1/3 là không có ý nghĩa, vì hai người còn lại dễ dàng thông đồng, lúc này chi phí để làm điều xấu là rất thấp trong khi lợi nhuận lại rất cao.

So với trước, nếu đó là một mạng lưới quy mô lớn với 10000 nút, thì không cần phải theo đuổi đa số 2/3. Ngoài mô hình khuyến khích, hầu hết các nút không biết nhau, và chi phí phối hợp cho sự thông đồng giữa các bên tham gia chính cũng sẽ trở nên quá cao.

Vì vậy, chúng ta không thể không tự hỏi: nếu chúng ta giảm nhẹ số lượng nút và tỷ lệ đồng thuận, liệu có thể đạt được "tăng tốc và giảm chi phí" không?

Giao thức Alpenglow dường như được thiết kế dựa trên tư duy này. Nó dự kiến duy trì quy mô khoảng 1500 nút, đồng thời giảm sự đồng thuận an ninh xuống 20%. Điều này không chỉ có thể cải thiện tốc độ xác nhận của các nút, giúp các nút kiếm được nhiều phần thưởng từ mạng chính hơn, mà còn khuyến khích quy mô nút mở rộng lên khoảng 10.000.

Cách làm này cuối cùng sẽ tạo ra hiệu ứng 1+1>2 hay sẽ vượt qua giới hạn của các cơ chế an toàn hiện tại vẫn còn phải quan sát. Tuy nhiên, cách tiếp cận này thực sự cung cấp một sự so sánh thú vị cho sự cạnh tranh của các chuỗi công khai.

Cải tiến cơ chế phát sóng blockchain

Cơ sở lý thuyết của Alpenglow là trong thời đại của các nút quy mô lớn, không cần số lượng đồng thuận quá cao. Do sự tồn tại của cơ chế PoS, những kẻ xấu cần huy động một lượng vốn lớn để kiểm soát mạng lưới. Ngay cả khi là quy mô 20%, tính theo giá hiện tại, một số chuỗi công khai cũng cần hơn 10 tỷ USD để có thể kiểm soát.

Xét từ góc độ thực tiễn, Alpenglow chia toàn bộ quy trình thành ba phần: Rotor, Votor và Repair. Ở một mức độ nào đó, Alpenglow là một sự cải cách sâu sắc đối với cơ chế phát sóng khối hiện có.

Cơ chế phát sóng blockchain truyền thống sử dụng giao thức Gossip, bất kỳ nút nào cũng có thể đóng vai trò là sứ giả ban đầu, tiến hành giao tiếp P2P giữa các nút bất kỳ, cuối cùng đạt được hiệu quả xác nhận toàn mạng. Mặc dù cách này có mức độ phi tập trung cao, nhưng cũng dẫn đến tốc độ cực kỳ chậm và chi phí cao.

So với đó, Alpenglow áp dụng một giải pháp trạng thái trung gian. Nó既不采用完全去中心化的Gossip机制，也不走向大幅削减节点数量的路线。而是将网络节点进行分级传播：

1. Trong mỗi chu kỳ, các nút được chia thành Leader, Relay và nút thông thường, chỉ có nút Leader mới có thể gửi thông tin phát sóng khối.
2. Một số ít nút Relay nhận thông tin sau đó tiếp tục phát cho nhiều nút bình thường hơn, hình thành một mạng lưới truyền bá giống như cấu trúc cây.

Trong Alpenglow, giao thức cải tiến này được gọi là Rotor, về bản chất là một phương thức truyền bá tin nhắn khối có trật tự, trong đó bất kỳ Leader hoặc Relay node nào cũng không cố định.

Votor là cơ chế xác nhận nút. Ví dụ, trong ý tưởng của Alpenglow, nếu tỷ lệ bỏ phiếu của các nút trong vòng đầu tiên đạt 80%, thỏa mãn mức tối thiểu trên 20%, thì có thể nhanh chóng thông qua. Nếu tỷ lệ bỏ phiếu trong vòng đầu tiên nằm trong khoảng từ 60% đến 80%, thì có thể mở vòng bỏ phiếu thứ hai, nếu vượt quá 60% một lần nữa thì sẽ được xác nhận cuối cùng.

Khác với việc đơn giản tăng cường tài nguyên phần cứng để cải thiện băng thông, Alpenglow bắt đầu từ việc giảm quy trình tạo đồng thuận khối. Nếu có thể kiểm soát kích thước khối dữ liệu ở mức nhỏ (khoảng 1500 Bytes) và rút ngắn thời gian tạo khối (lý tưởng có thể đạt 100ms), thì có khả năng đạt được sự cải thiện hiệu suất đáng kể.

Kết luận

Khi các giải pháp Layer 2 phát triển gần đến giới hạn, một số chuỗi công khai bắt đầu tìm kiếm sự cải thiện hơn nữa về hiệu suất mạng chính. Chỉ bằng cách liên tục nâng cao TPS (số lượng giao dịch mỗi giây) của mạng chính, mới có thể duy trì lợi thế trong cuộc cạnh tranh khốc liệt của các chuỗi công khai.

Cần lưu ý rằng cơ chế đổi mới như Alpenglow không bị giới hạn trong các chuỗi khối cụ thể. Về lý thuyết, bất kỳ chuỗi khối nào áp dụng đồng thuận PoS đều có thể áp dụng cơ chế này. Điều này phản ánh rằng nghiên cứu chuỗi khối hiện tại đã chạm đến ranh giới công nghệ và cần thiết phải có thêm nhiều ý tưởng đổi mới từ lĩnh vực khoa học máy tính, thậm chí là xã hội học.

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ blockchain, chúng ta có thể thấy nhiều giải pháp đột phá tương tự xuất hiện. Những đổi mới này sẽ thúc đẩy toàn ngành phát triển theo hướng hiệu quả hơn, an toàn hơn, mở đường cho việc hiện thực hóa "máy tính toàn cầu".