Cointelegraphđang theo dõi sự phát triển của một blockchain hoàn toàn mới từ khi thành lập đến mainnet và hơn thế nữa thông qua loạt bài của nó, Bên trong Tâm trí Nhà phát triển Blockchain. Trong các phần trước, Andrew Levine của Tập đoàn Koinos đã thảo luận về một số thách thức nhómđã phải đối mặt kể từ khi xác định các vấn đề chính mà họ dự định giải quyết và vạch ra ba trong số các cuộc khủng hoảng của người Hồi giáo đang giữ lại việc áp dụng blockchain: khả năng nâng cấp, scalabilitykhả năng mở rộng and governance quản trị. Loạt bài này tập trung vào thuật toán đồng thuận: Phần một là về chứng minh công việc, phầnhai là về chứng minh cổ phần và phần ba là về chứng minh đốt cháy.
Trong bài viết đầu tiên trong loạt bài, tôi đã khám phá proof-of-work (PoW) – thuật toán đồng thuận OG – và giải thích cách nó hoạt động để phân cấp bootstrap nhưng cũng lý do tại sao nó không hiệu quả. Trong bài viết thứ hai, tôi đã khám phá proof-of-stake (pos) và làm thế nào nó tốt để giảm chi phí vận hành của một mạng phi tập trung liên quan đến chứng minh công việc, nhưng cũng lý do tại sao nó tiếp tục cố thủ các thợ mỏ, đòi hỏi các điều kiện cắt giảm phức tạp và có đạo đức và không ngăn chặn “cuộc tấn công trao đổi”.
Trong bài viết này, tôi sẽ giải thích thuật toán đồng thuận thứ ba được đề xuất khoảng một năm sau khi chứng minh cổ phần nhưng, vì những lý do sẽ trở nên rõ ràng, chưa bao giờ thực sự được thực hiện như một thuật toán đồng thuận trên một blockchain mục đích chung. Ít nhất, không phải cho đến bây giờ.
Proof-of-công việc
Như tôi đã giải thích trong bài viết đầu tiên, từ một blockchain quan điểm lý thuyết trò chơi là một trò chơi trong đó người chơi cạnh tranh để xác thực các giao dịch bằng cách nhóm chúng thành các khối phù hợp với các khối giao dịch được tạo bởi những người chơi khác. Bitcoin ( BTC) hoạt động bằng cách gán nhiều trọng lượng hơn cho các khối được sản xuất bởi những người có lẽ đã hy sinh nhiều vốn hơn mà họ “chứng minh” thông qua “công việc”.
Vì những người này đã dành tiền của họ để có được phần cứng và chạy nó để tạo ra các khối, hình phạt của họ rất dễ dàng vì họ đã bị trừng phạt. Tuy nhiên, bằng chứng cổ phần hoạt động theo một cách cơ bản khác nhau có hậu quả lý thuyết trò chơi quan trọng.
Proof-of-cổ phần
Thay vì buộc các nhà sản xuất khối phải hy sinh vốn để có được và chạy phần cứng để có được khả năng kiếm phần thưởng khối, bằng chứng cổ phần, chủ sở hữu token chỉ cần hy sinh thanh khoản vốn của họ để kiếm phần thưởng khối. Vấn đề là nó làm giảm bảo mật mạng vì kẻ tấn công chỉ cần có được 51% tiền tệ cơ sở của nền tảng và cổ phần nó để kiểm soát mạng.
Để ngăn chặn cuộc tấn công này, các hệ thống pos phải thực hiện các hệ thống phức tạp được thiết kế để “cắt giảm” phần thưởng chặn từ tài khoản người dùng, điều này làm tăng chi phí tính toán của mạng, làm tăng những lo ngại về đạo đức hợp pháp và chỉ hoạt động nếu kẻ tấn công không có được 51% nguồn cung cấp mã thông báo. Việc thực hiện các điều kiện cắt giảm này không phải là tầm thường, đó là lý do tại sao rất nhiều dự án chứng minh cổ phần như Solana, bằng cách nhập học của chính họ, được đưa ra với các giải pháp tập trung tại chỗ và tại sao rất nhiều dự án khác như Ethereum 2.0 (Eth2) đang mất quá nhiều thời gian để thực hiện pos. Giải pháp điển hình là cung cấp cho một nền tảng một cổ phần đủ lớn để một mình nó có sức mạnh để xác định ai là một diễn viên độc hại và cắt giảm phần thưởng của họ.
Điều này đặc biệt có vấn đề trong một thế giới với các sàn giao dịch tập trung có tính năng staking quyền nuôi con, điều đó có nghĩa là nó có thể tự kiểm soát hơn 51% nguồn cung mã thông báo nhất định mà không phải chịu bất kỳ rủi ro nào, khiến chi phí của một cuộc tấn công giảm thiểu. Trên thực tế, điều này đã xảy ra trong lịch sử gần đây trên một trong những blockchain được sử dụng nhiều nhất trên thế giới, tại một thời điểm trị giá gần 2 tỷ đô la: Steem.
Liênquan: Bằng chứng cổ phần so với chứng minh công việc: Giải thích sự khác biệt
Sự đồng thuận Chén Thánh
Như tôi đã nói ở cuối bài viết cuối cùng của mình, những gì chúng ta sẽ thảo luận trong bài viết này là câu hỏi giả thuyết về việc liệu có một giải pháp “tốt nhất cả hai thế giới” mang lại sự phân cấp và bảo mật của chứng minh công việc với hiệu quả của chứng minh cổ phần. Hôm nay, chúng tôi rất vui mừng thông báo về việc phát hành sách trắng của chúng tôi về chứng minh đốt cháy. Trong trang trắng đó, chúng tôi lập luận rằng bằng chứng cháy chính xác là giải pháp tốt nhất của cả hai thế giới.
Iain Stewart đã đề xuất bằng chứng đốt cháy vào năm 2012 – một năm sau khi chứng minh cổ phần – như một thí nghiệm tư tưởng được thiết kế để tương phản sự khác biệt giữa chứng minh công việc và chứng minh cổ phần. Chúng tôi tin rằng ông vô tình phát hiện ra “chén thánh” của các thuật toán đồng thuận đã bị mất trong cát của thời gian do phần lớn là tai nạn lịch sử. Như Iain Stewart lưu ý:
“ Tôi nghĩ sẽ rất thú vị khi phát minh ra một nhiệm vụ hoàn toàn, trần truồng, rõ ràng là một ví dụ về sự tương phản giữa hai quan điểm. Và vâng, có một: đốt tiền tệ!
Cuộc tấn công trao đổi
Là nhóm phát triển cốt lõi trước đây đằng sau blockchain Steem, chúng tôi có kinh nghiệm thân mật với các cuộc tấn công trao đổi. Đây là lý do tại sao giảm thiểu vector tấn công này là điều quan trọng nhất và lấy cảm hứng từ kiến trúc sư blockchain Steve Gerbino để khám phá các thuật toán đồng thuận thay thế để tìm kiếm một giải pháp vẫn sẽ cung cấp cho chúng ta hiệu suất và hiệu quả cần thiết cho một máy tính thế giới hiệu suất cao, tất cả trong khi giảm nhẹ this important quan trọng attack tấn công vector.
Proof-of-burn như một thuật toán đồng thuận rất đơn giản và giá trị duy nhất của nó rất dễ hiểu. Giống như bằng chứng công việc, nó đòi hỏi chi phí tấn công mạng phải trả “trả trước”. Giống như bằng chứng cổ phần, không phải mua phần cứng thực tế và chạy ngoài phần cứng cần thiết để sản xuất khối. Giống như bằng chứng công việc, cuộc tấn công trao đổi bị cản trở vì nhà sản xuất khối đã mất tiền của họ, vì họ chỉ đơn giản là cố gắng lấy lại bằng cách duy trì một sổ cái chính xác.
Để gắn kết cuộc tấn công 51%, diễn viên độc hại không chỉ cần có được 51% nguồn cung cấp mã thông báo, họ cần phải xử lý nó một cách có được phần cứng khai thác ảo. Cách duy nhất để bù lại sự mất mát đó là tạo ra các khối trên chuỗi cuối cùng chiến thắng. Đó là một giải pháp đơn giản và thanh lịch đáng kể cho vấn đề. Không cần phải cắt giảm các điều kiện vì nhà sản xuất khối đã cắt giảm một cách hiệu quả cổ phần của chính họ ngay từ đầu.
Proof-of-burn
Iain Stewart đã đề xuất bằng chứng cháy cho Bitcoin một năm trước khi một blockchain mục đích chung thậm chí còn được Vitalik Buterin hình thành. Có lẽ đó là lý do tại sao mọi người đã mất nhiều thời gian này để nhận ra rằng hai điều này hoạt động cùng nhau cực kỳ tốt. Blockchain mục đích chung đặt mức cao về hiệu quả trong khi cho phép thiết kế kinh tế mã thông báo mà không có giới hạn cung cấp tối đa, một yêu cầu đối với việc triển khai bằng chứng cháy. Một phần của vấn đề cũng có thể là một số khái niệm sáng tạo như mã thông báo không thể thay thế (NFT) và các nhà tạo lập thị trường, và các giải pháp như hợp đồng thông minh có thể nâng cấp cực kỳ có lợi cho việc thực hiện và chỉ xuất hiện sau đề xuất.
NFT miners
Keeping track of which accounts have burned what amounts and when they were burned can be a computationally demanding task and this increased load on the network could be one of the reasons why people have avoided this implementation.
Fortunately, nonfungible tokens provide us with a powerful primitive which the system can use to efficiently keep track of all of this information for the purpose of distributing block rewards to valid block producers. The end result is an NFT that effectively functions as a virtual miner, but also one that is infinitely and precisely customizable.
Blockchain developers can precisely regulate the accessibility of their platforms based on how they price their miner NFTs. Pricing the miners high would be like requiring the purchasing of ASICs (miner machines) in order to participate in block production. Pricing the miners low would be like allowing anyone to mine on commodity hardware. But, the best part is that no actual hardware is required either way.
Since Koinos is all about accessibility, miner NFTs will likely have a low price, which is effectively like having the ultimate GPU and ASIC resistant algorithm possible. But, this begs the question: “What if you pick the wrong number?” This highlights the importance of modular upgradeability. On Koinos, all business logic is implemented as smart contract modules which are individually upgradeable without a hard fork. This means that if, for example, the price of KOIN were to explode to the degree that the fixed cost of miners was no longer sufficiently accessible, governance could simply vote to lower that cost and the number would be updated the moment there was a consensus.
Centralization resistance
Fixing the cost of miner NFTs is like building the most GPU- and ASIC-resistant algorithm possible because no one can gain an advantage by acquiring specialized hardware. Better yet, it makes the miner NFTs more uniform and therefore easier to sell (more fungible) on a decentralized exchange, meaning that block producers are taking on less risk because they can always liquidate their miners.
The power of proof-of-burn ultimately stems from the fact that we are internalizing the mining hardware to the system. It is virtual hardware, which means that it is infinitely customizable by the system designers to maximize the performance of the network. One consequence of this is that the system can be designed to ensure that the miner will earn back their burn plus some additional tokens — a guarantee that cannot be made by proof-of-work systems.
This customizability also allows us to mitigate 51% attacks by designing the system so that as the demand for miners increases, the payback period gets extended.
Now, imagine that someone (like an exchange) wants to take over block production. First, they would need to burn more tokens than everyone else combined. Even then, they will have gotten nothing for it. They will need to begin producing blocks on the winning chain to begin to earn back their rewards. During that time, other network participants would be able to see what is happening and respond accordingly. If they feel that the actor is attempting to take control of governance, they can simply purchase more miners, pushing back the payback window for the malicious actor until they “get in line.”
Token economics
Proof-of-burn also has interesting economic properties that separate it from both PoW and PoS. For example, if you were to fix the rate of new token creation (aka “inflation”), then, at a certain point, if too many people were to participate in block production, then the token economy would turn deflationary because rewards would be getting pushed back faster than new tokens were being created. This could provide performance benefits to the network, if necessary.
Many people producing blocks can negatively impact latency. This deflationary component would serve to dynamically disincentivize excessive block production, while also providing the ecosystem with an important economic lever, or deflation.
It was my goal with this series to give the reader an insanely deep understanding of the topic of consensus algorithms in a way that was still accessible and, hopefully, interesting. We’ve covered the historical arc of the major consensus algorithms and what I think is the next evolution: proof-of-burn. I hope that you are now equipped to evaluate different consensus implementations for yourself and come to your own conclusions about what is innovating and what is not.
The views, thoughts and opinions expressed here are the author’s alone and do not necessarily reflect or represent the views and opinions of Cointelegraph.
