Cơ chế đồng thuận của một chuỗi khối chịu trách nhiệm xác minh tính hợp lệ của giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối theo một trình tự chính xác. Tùy thuộc vào cơ chế đồng thuận được chọn, hiệu suất của quá trình xác minh và sắp xếp khác nhau, dẫn đến các mức độ thông lượng khác nhau. Trong lĩnh vực của chuỗi khối, Solana là một chuỗi hoạt động hiệu quả, với thời gian khối 400ms và giao dịch mỗi giây (TPS) trung bình từ2,000 đến 3,000, với mức TPS cao nhất lý thuyết là 65.000 (để tham khảo, TPS của Ethereum khoảng 12).

Bài viết này nhằm nhấn mạnh một số kiến trúc của Solana đóng vai trò quan trọng trong việc đóng góp vào việc tăng thông lượng cao của nó, đặc biệt là cơ chế đồng thuận Delegated Proof-of-Stake (DPoS) và cơ chế Proof-of-History (PoH).

1. Cơ chế đồng thuận truyền thống

Hãy bắt đầu bằng việc hiểu một trong những hạn chế quan trọng hiện tại của các chuỗi khối: khả năng mở rộng.

Mỗi nút trong mạng blockchain phi tập trung có một đồng hồ nội bộ riêng mà nó hoạt động theo. Khi giao dịch xảy ra, các nút sẽ đánh dấu thời gian của giao dịch theo đồng hồ hệ thống cục bộ này.

Đồng hồ nội bộ của Node

Việc xác nhận cuối cùng hoặc từ chối giao dịch cũng sẽ được đánh dấu thời gian theo khối hệ thống cục bộ này. Với các cơ chế đồng thuận truyền thống nhưChứng minh công việc (PoW)vàProof-of-Stake (PoS), tất cả các nút sẽ phải giao tiếp với nhau để thiết lập rằng thời gian đã trôi qua.

Đối với một blockchain phi tập trung với hàng ngàn nút trên toàn thế giới, sự không nhất quán giữa các đồng hồ hệ thống cục bộ của các nút sẽ xuất hiện, dẫn đến các dấu thời gian của giao dịch khác nhau giữa các nút. Điều này trở thành một vấn đề khi các nút phải đạt được một sự đồng thuận liên quan đến việc giao dịch nào đã diễn ra và thứ tự của các giao dịch này trong khối. Điều này được biết đến với tên gọi là vấn đề đồng bộ hóa dấu thời gian và trở nên nghiêm trọng và phức tạp hơn khi mạng tăng cường tính phi tập trung của mình bằng cách tăng số lượng nút.

Cuối cùng, điều này tạo ra một con đường có thể được sử dụng cho các cuộc tấn công độc hại. Sự chênh lệ về thời gian cho phép các đối tượng độc hại phát sóng các giao dịch giả mạo tương tự như các dấu thời gian thực trong một nỗ lực chiếm đóng mạng lưới. Để ngăn chặn sự thao túng của giao dịch này, cần phải tiêu tốn rất nhiều thời gian và sức mạnh xử lý để xác minh tính chính xác của dấu thời gian. Điều này có thể dẫn đến việc chậm xác nhận khối hoặc thậm chí từ chối khối (các nút có thể bỏ phiếu cho việc khối bị không hợp lệ do các dấu thời gian khác nhau).

2. Proof-of-History (PoH) là gì

Proof-of-History (PoH) được sử dụng trong Solana để chứng minh rằng các giao dịch được đặt trong chuỗi đúng đắn, và điều này có thể dễ dàng được xác minh bởi các máy chủ xác thực trong mạng lưới.

Ngược lại với những gì được đề cập trong phần 1, nơi mà các nút có các đồng hồ cá nhân của họ, PoH có thể được coi là một khối toàn cầu mà tất cả các nút sử dụng để xác minh sự trôi qua thời gian giữa hai sự kiện. Với chiếc đồng hồ toàn cầu này, các nút xem cùng một bản ghi lịch sử của các giao dịch, trừu tượng hóa bất kỳ sự không đồng ý nào về thứ tự giao dịch. Điều này cho phép đạt được sự đồng thuận một cách nhanh chóng và giảm đáng kể thời gian để xác minh và thêm một giao dịch vào blockchain.

PoH dựa vào một phương pháp mật mã để tạo ra một bản ghi liên tục, theo thứ tự về các giao dịch. Hãy đào sâu hơn vào điều này một chút.

3. Đào sâu kỹ thuật vào PoH

Mỗi giao dịch được xử lý thông qua SHA-256, một hàm băm mật mã nổi tiếng với khả năng lấy bất kỳ đầu vào nào và tạo ra một đầu ra duy nhất, không thể đoán trước. Khi một giao dịch được băm, đầu ra của nó trở thành đầu vào cho băm của giao dịch tiếp theo. Quá trình này dẫn đến một thứ tự tích hợp của các giao dịch trong các đầu ra được băm, tạo ra một chuỗi dài, liên tục.

PoH tận dụng Chức năng Trễ Độ Trễ có thể Xác minh (VDF), mà là rất quan trọng trong việc xác minh sự trôi qua của thời gian trong blockchain. VDF là các chức năng tính toán tốn nhiều tài nguyên không chỉ phụ thuộc vào băm trước đó mà còn tích hợp thời gian đã trôi qua. Cơ chế này cho phép Solana chứng minh, một cách mật mã, rằng thời gian thực đã trôi qua trong việc tạo ra các đầu ra tuần tự. Kết quả là, có một thứ tự giao dịch rõ ràng, có thể xác minh, đảm bảo một dòng thời gian liên tục về các sự kiện. Người xác thực có thể dễ dàng xác minh được đã trôi qua bao lâu, từ đó nâng cao thêm tính đáng tin cậy của mạng lưới.

Việc sử dụng PoH trong Solana tạo thêm một lớp bảo mật và tính toàn vẹn mạnh mẽ. Thay đổi bất kỳ phần nào của chuỗi băm sẽ đòi hỏi tính toán lại tất cả các chuỗi băm tiếp theo, một công việc tốn sức mạnh lao để bảo vệ mạng khỏi sự thay đổi.

PoH giảm đáng kể lượng thông tin mà các máy xác minh cần xử lý mỗi khối. Bằng cách sử dụng phiên bản băm của trạng thái mới nhất của giao dịch, thời gian xác nhận khối được rút ngắn đáng kể. Khi các máy xác minh (hoặc nút nhân bản) nhận được một khối, chuỗi PoH cung cấp cho họ một thứ tự giao dịch đáng tin cậy mật mã, mà họ có thể tin tưởng mà không cần phải xác minh lại. Hiệu suất này rất quan trọng trong việc tăng tốc cơ chế đồng thuận, vì mạng có thể nhanh chóng chọn và chuyển sang máy xác minh tiếp theo để xác nhận khối.

4. Delegated Proof-of-Stake (DPoS)

Với sự hiểu biết tốt hơn về PoH, phần này sẽ giải thích cách mà PoH được sử dụng trong cơ chế đồng thuận của Solana - DPoS.

Trong DPoS, mọi người cầm $SOL sẽ có thể tham gia vào quản trị mạng - bỏ phiếu về tính hợp lệ của các khối và xem xét liệu nó có nên được thêm vào chuỗi khối hay không. Những người cầm $SOL (bao gồm cả bạn và tôi) mà không muốn trực tiếp tham gia vào quá trình đặt cược có thể ủy quyền token của họ cho các validator khác, hiệu quả làm cho họ trở thành người ủy quyền. Quá trình ủy quyền này phân bổ quyền bỏ phiếu của người ủy quyền (tỷ lệ thuận với số lượng $SOL họ có) cho những validator này. Đổi lại việc đặt cược $SOL, người ủy quyền sẽ nhận được một phần thưởng khối.

Hệ thống DPoS hoạt động dựa trên nguyên tắc rằng các nút có cổ phần lớn hơn có khả năng cao hơn để được chọn để xác thực giao dịch và thêm chúng vào chuỗi khối. Cơ hội này để kiếm phần thưởng khối khích lệ các nút duy trì mức độ hiệu suất và tính toàn vẹn cao.

Với sự hiểu biết về cả DPoS và PoH, hãy kết hợp kiến thức để hiểu được tổng quan về việc xác nhận khối thông thường sẽ trông như thế nào trên Solana.

5. Tổng quan cấp cao về Cơ chế Đồng thuận của Solana

1. Lựa chọn một Node Lãnh Đạo
   Node lãnh đạo sẽ chịu trách nhiệm tạo ra một chuỗi PoH (sắp xếp giao dịch) và tạo khối.
   Quá trình lựa chọn này dựa trên trắng thái của số cố của một nó, và số cố này sẽ tăng lên khi có người giữa cộ phản cấp cho họ. Vai trò người dữ đề sẽ được xoay vào giữa các nhà xác thực.
2. Ghi dấu thời gian giao dịch
   Node lãnh đạo sẽ nhận giao dịch và đánh dấu thời gian cho chúng bằng cách sử dụng PoH để tạo ra thứ tự giao dịch.
3. Tạo block
   Với chuỗi từ PoH, nút lãnh đạo sau đó tiếp tục tạo một khối
4. Block Propagation
   Khối mới được tạo sẽ được gửi đến các nút sao chép (các trình xác minh khác trong mạng phân cấp)
5. Xác minh tính hợp lệ của giao dịch
   Các nút sao chép sẽ xác minh hai thành phần sau:
   Thứ tự giao dịch: Xác minh rằng các giao dịch đúng thứ tự bằng cách sử dụng chuỗi PoH. Vì nó là một chiếc đồng hồ vô cùng, việc xác minh này không đòi hỏi việc giao tiếp qua lại giữa các nút (như cơ chế đồng thuận phổ biến như PoW và PoS).
   Độ hợp lệ của giao dịch: Kiểm tra xem giao dịch có tuân thủ theo các quy tắc mạng và có hợp lệ không.
6. Block Finalization
   Sau khi xác minh cả thứ tự giao dịch và tính hợp lệ, khối sẽ được thêm vào chuỗi khối. Node lãnh đạo tiếp theo sẽ được chọn và quá trình bắt đầu lại.

6. Kết luận

Solana đã không ngừng làm việc hết mình để cải thiện kiến trúc của blockchain của mình, với các phát triển gần đây bao gồm QUIC, trọng số cược QoS và thị trường phí cục bộ. Ngoài ra, hệ sinh thái đang mong đợi một cải thiện đáng kể về hiệu suất với việc ra mắt Firedancer. Đáng giá để chú ý đến những trường hợp sử dụng mới có thể được xây dựng trên nền tảng Solana với kiến trúc độc đáo của nó - OPOS (Chỉ Có Thể Trên Solana).

Trong khi chờ đợi, hãy kiểm tra các giao thức được xây dựng trên Solanaở đâyvà thử tương tác với họ!

Tham khảo

1. Helius | Chứng minh lịch sử, Chứng minh cổ phần, Chứng minh công việc - Được giải thích
2. Anatoly | Proof of History: Đồng Hồ cho Blockchain
3. Gemini | Solana (SOL): Scaling Crypto to the Masses

免责声明：

1. Bài viết này được in lại từ [gương]. Tất cả bản quyền thuộc về tác giả gốc [Cookies Research]. Nếu có ý kiến phản đối về việc tái bản này, vui lòng liên hệ Gate.io Họcđội, và họ sẽ xử lý ngay lập tức.
2. Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Các quan điểm và ý kiến được thể hiện trong bài viết này chỉ thuộc về tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi nhóm Gate Learn. Trừ khi được đề cập, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn bản dịch là không được phép.