Vitalik: Giữ cho sự tối giản của blockchain, đừng để sự đồng thuận của Ethereum bị quá tải

Viết bởi：Vitalik Buterin

Biên dịch bởi：Web3 Đại hải trình

Cơ chế đồng thuận của mạng Ethereum là một trong những hệ thống kinh tế mã hóa an toàn nhất hiện nay. Các nút xác thực trị giá 18 triệu ETH (khoảng 34 tỷ USD) sẽ xác nhận một khối sau mỗi 6,4 phút, các nút xác thực này chạy nhiều giao thức khác nhau để đảm bảo tính dư thừa. Nếu có vấn đề xảy ra với đồng thuận kinh tế mã hóa, dù là do lỗi hay tấn công 51% có chủ đích, một cộng đồng lớn gồm hàng nghìn nhà phát triển và nhiều người dùng sẽ theo dõi cẩn thận, đảm bảo chuỗi được phục hồi đúng cách. Khi chuỗi được phục hồi, các quy tắc giao thức sẽ đảm bảo rằng kẻ tấn công có thể phải chịu hình phạt nặng nề.

Trong nhiều năm qua, đã có nhiều ý tưởng (thường ở giai đoạn thử nghiệm tư duy) đề xuất việc sử dụng tập hợp các nút xác thực Ethereum, thậm chí là đồng thuận xã hội Ethereum, để đạt được các mục đích khác:

Dự đoán cuối cùng: Đề xuất một cách mà người dùng có thể bỏ phiếu để chỉ ra sự thật bằng cách gửi ETH, sử dụng cơ chế SchellingCoin: mỗi người bỏ phiếu cho câu trả lời đa số có thể nhận được tỷ lệ phần trăm của tất cả ETH đã bỏ phiếu cho câu trả lời thiểu số.

Mô tả này tiếp tục giải thích: "Vì vậy, về nguyên tắc, đây là một trò chơi đối xứng. Điều phá vỡ sự đối xứng là a) sự thật là điểm tự nhiên của sự phối hợp, và quan trọng hơn b) những người đặt cược vào sự thật có thể đe dọa sẽ phân nhánh Ethereum nếu họ thua."

Re-staking: Một bộ công nghệ được sử dụng bởi nhiều giao thức (bao gồm cả EigenLayer), trên cơ sở đó, những người nắm giữ ETH có thể đồng thời đặt cược cổ phần của họ như một khoản tiền gửi trong một giao thức khác. Trong một số trường hợp, nếu họ vi phạm các quy tắc của giao thức khác, khoản tiền gửi của họ cũng sẽ bị phạt. Trong các trường hợp khác, không có động lực trong giao thức, cổ phần chỉ được sử dụng để bỏ phiếu.

Khôi phục dự án L1 điều khiển L2: Nhiều lần đã đề xuất rằng nếu L2 có một lỗi, L1 có thể phân nhánh để khôi phục nó. Một ví dụ gần đây là thiết kế này, sử dụng phân nhánh mềm L1 để khôi phục sự thất bại của L2.

Mục đích của bài viết này sẽ giải thích chi tiết tại sao tôi nghĩ rằng một phần của những công nghệ này sẽ mang lại rủi ro hệ thống cao cho hệ sinh thái, và nên bị ngăn chặn và chống lại.

Những đề xuất này thường được đưa ra với ý định tốt, vì vậy mục tiêu không phải là tập trung vào cá nhân hoặc dự án, mà là tập trung vào công nghệ. Nguyên tắc chung mà bài viết này sẽ cố gắng bảo vệ là: Mặc dù việc sử dụng kép ETH của các xác thực viên có một số rủi ro, nhưng về cơ bản là có thể chấp nhận được, tuy nhiên, việc cố gắng "chiêu mộ" đồng thuận xã hội Ethereum để phục vụ cho mục đích ứng dụng của bạn là không thể chấp nhận.

Ví dụ về sự khác biệt giữa việc tái sử dụng xác thực viên (rủi ro thấp) và quá tải đồng thuận xã hội (rủi ro cao)

• Alice tạo ra một mạng xã hội web3, nếu bạn có thể chứng minh bằng mã hóa rằng bạn kiểm soát khóa của một xác thực viên Ethereum đang hoạt động, bạn sẽ tự động nhận được trạng thái "xác thực". Rủi ro thấp.
• Bob chứng minh bằng mã hóa rằng anh ta kiểm soát khóa của mười xác thực viên Ethereum đang hoạt động, để chứng minh rằng anh ta có đủ tài sản để đáp ứng một số yêu cầu pháp lý. Rủi ro thấp.
• Charlie tuyên bố rằng anh ta đã bác bỏ giả thuyết về số nguyên tố sinh đôi và tuyên bố biết số nguyên tố lớn nhất p, sao cho p và p+2 đều là số nguyên tố. Anh ta đã thay đổi địa chỉ rút tiền đặt cược của mình thành một hợp đồng thông minh, bất kỳ ai cũng có thể nộp một phản ví dụ q > p, cùng với một chứng minh SNARK, chứng minh rằng q và q+2 đều là số nguyên tố. Nếu ai đó đưa ra một tuyên bố hợp lệ, thì xác thực viên của Bob sẽ bị buộc phải thoát, và người nộp đơn sẽ nhận được ETH còn lại của Bob. Rủi ro thấp.
• Dogecoin quyết định chuyển sang bằng chứng cổ phần, và để tăng quy mô quỹ bảo mật của mình, nó cho phép những người nắm giữ ETH "đặt cược kép", đồng thời tham gia vào tập hợp xác thực viên của nó. Để làm điều này, những người nắm giữ ETH cần thay đổi địa chỉ rút tiền đặt cược của họ thành một hợp đồng thông minh, bất kỳ ai cũng có thể nộp một chứng minh rằng họ đã vi phạm các quy tắc đặt cược của Dogecoin. Nếu ai đó nộp một chứng minh như vậy, thì xác thực viên của người nắm giữ sẽ bị buộc phải thoát, và ETH còn lại của họ sẽ được sử dụng để mua và tiêu hủy DOGE. Rủi ro thấp.
• eCash đã làm điều tương tự với Dogecoin, nhưng các nhà lãnh đạo dự án đã tuyên bố thêm: nếu đa số các xác thực viên ETH tham gia thông đồng để kiểm duyệt các giao dịch của eCash, họ mong rằng cộng đồng Ethereum sẽ thông qua một phân nhánh cứng để loại bỏ những xác thực viên này. Họ cho rằng, vì những xác thực viên này đã được chứng minh là ác ý và không đáng tin cậy, nên Ethereum có lợi ích trong việc làm như vậy. Rủi ro cao.
• Fred tạo ra một oracle giá ETH/USD, nó hoạt động bằng cách cho phép các xác thực viên Ethereum tham gia và bỏ phiếu mà không có động lực. Rủi ro thấp.
• George tạo ra một oracle giá ETH/USD, oracle này hoạt động bằng cách cho phép những người nắm giữ ETH tham gia và bỏ phiếu. Để ngăn chặn sự lười biếng và hối lộ tiềm ẩn, họ đã thêm một cơ chế khuyến khích, tức là những người tham gia có câu trả lời trong phạm vi 1% của câu trả lời trung vị sẽ nhận được 1% ETH của những người tham gia có câu trả lời trên trung vị 1%. Khi được hỏi "Nếu ai đó đáng tin cậy cung cấp hối lộ cho tất cả người tham gia, mọi người bắt đầu nộp câu trả lời sai, thì những người trung thực sẽ bị tước đoạt 10 triệu ETH thì sao?", George trả lời: "Vậy thì Ethereum sẽ phải tước bỏ tiền của những người tham gia xấu." Rủi ro cao.
• George rõ ràng tránh trả lời về rủi ro trung bình cao (bởi vì dự án này có thể tạo ra động lực để cố gắng thực hiện một phân nhánh như vậy, vì vậy ngay cả khi không có khuyến khích chính thức, vẫn có khả năng sẽ cố gắng thực hiện phân nhánh)
• George trả lời: "Vậy thì kẻ tấn công đã thắng, và chúng tôi sẽ từ bỏ việc sử dụng oracle này." Rủi ro trung bình thấp (không hoàn toàn là "rủi ro thấp", chỉ vì cơ chế này thực sự tạo ra một nhóm lớn các hành động có thể được khuyến khích để độc lập ủng hộ phân nhánh nhằm bảo vệ tiền gửi của họ trong trường hợp tấn công 51%)
• Hermione tạo ra một lớp thứ hai thành công và tuyên bố rằng vì lớp thứ hai của cô là lớn nhất, nên nó tự nhiên là an toàn nhất, vì nếu có một lỗi dẫn đến việc tiền bị đánh cắp, thiệt hại sẽ lớn đến mức cộng đồng không còn lựa chọn nào khác ngoài việc phân nhánh để khôi phục tiền của người dùng. Rủi ro cao.

Nếu bạn đang thiết kế một giao thức mà ngay cả khi mọi thứ hoàn toàn sụp đổ, thiệt hại cũng chỉ giới hạn trong những xác thực viên và người dùng chọn tham gia và sử dụng giao thức của bạn, thì đó là rủi ro thấp. Ngược lại, nếu bạn cố tình đưa vào đồng thuận xã hội Ethereum rộng hơn để giải quyết vấn đề của bạn thông qua phân nhánh hoặc tái tổ chức, thì đó là rủi ro cao, và tôi nghĩ rằng chúng ta nên mạnh mẽ chống lại mọi nỗ lực tạo ra kỳ vọng như vậy.

Tình huống ở giữa bắt đầu từ loại rủi ro thấp, nhưng khiến cho những người tham gia có động lực trượt xuống loại rủi ro cao hơn; công nghệ kiểu SchellingCoin, đặc biệt là các cơ chế có hình phạt nghiêm trọng đối với việc lệch khỏi đa số, là một ví dụ chính.

Vậy, vấn đề gì xảy ra khi quá tải (stretching) đồng thuận Ethereum?

Giả sử bây giờ là năm 2025, một nhóm người cảm thấy thất vọng với các tùy chọn hiện có quyết định tạo ra một oracle giá ETH/USD mới, oracle này xác định giá bằng cách cho phép các xác thực viên bỏ phiếu mỗi giờ một lần. Nếu một xác thực viên bỏ phiếu, họ sẽ vô điều kiện nhận được một phần phí giao dịch từ hệ thống như một phần thưởng. Nhưng không lâu sau, các người tham gia bắt đầu trở nên lười biếng: họ kết nối với API tập trung, và khi các API này bị tấn công mạng, họ sẽ hoặc là thoát ra, hoặc bắt đầu báo cáo các giá trị sai. Để giải quyết vấn đề này, họ đã đưa ra cơ chế khuyến khích: oracle cũng sẽ bỏ phiếu cho giá một tuần trước, nếu bạn (thời gian thực hoặc hồi cứu) bỏ phiếu mà khác với bỏ phiếu trung vị hơn 1%, bạn sẽ bị phạt nặng, và tiền phạt sẽ được trao cho những người "bỏ phiếu đúng".

Trong vòng một năm, hơn 90% các xác thực viên đã tham gia. Có người hỏi: nếu Lido kết hợp với một số nhà đặt cược lớn khác để tấn công 51% vào việc bỏ phiếu, buộc thông qua một giá trị ETH/USD giả mạo, lấy đi tiền phạt nặng từ tất cả những người không tham gia tấn công thì sao? Lúc này, những người ủng hộ oracle đã đầu tư sâu vào kế hoạch này, họ trả lời rằng: nếu thực sự xảy ra tình huống như vậy, Ethereum chắc chắn sẽ phân nhánh, loại bỏ những kẻ xấu.

Ban đầu, kế hoạch này chỉ giới hạn trong ETH/USD, có vẻ rất ổn định. Nhưng theo thời gian, các chỉ số khác cũng được thêm vào: ETH/EUR, ETH/CNY, cuối cùng là tỷ giá của tất cả các quốc gia G20.

Tuy nhiên, vào năm 2034, mọi thứ bắt đầu sai lệch. Brazil xảy ra một cuộc khủng hoảng chính trị nghiêm trọng bất ngờ, dẫn đến tranh chấp bầu cử. Một đảng kiểm soát thủ đô và 75% lãnh thổ, nhưng một đảng khác kiểm soát một số khu vực phía Bắc. Các phương tiện truyền thông phương Tây chính cho rằng, đảng phía Bắc rõ ràng là người chiến thắng hợp pháp, vì hành động của họ là hợp pháp, trong khi hành động của đảng phía Nam là bất hợp pháp (và họ là phát xít). Tuy nhiên, các nguồn tin chính thức từ Ấn Độ và Trung Quốc, cũng như Elon Musk, cho rằng đảng phía Nam thực sự kiểm soát phần lớn lãnh thổ, và cộng đồng quốc tế không nên cố gắng đóng vai trò cảnh sát thế giới, mà nên chấp nhận kết quả này.

Lúc này, Brazil đã có một CBDC, nó phân chia thành hai nhánh: (phía Bắc) BRL-N và (phía Nam) BRL-S. Khi bỏ phiếu oracle, 60% các xác thực viên Ethereum cung cấp tỷ giá ETH/BRL-S. Phần lớn các nhà lãnh đạo cộng đồng và doanh nghiệp lên án sự nhượng bộ hèn nhát của các xác thực viên đối với phát xít, và đề xuất thực hiện một phân nhánh cứng cho chuỗi, chỉ bao gồm các "xác thực viên tốt" cung cấp tỷ giá ETH/BRL-N, và giảm số dư của các xác thực viên khác xuống gần bằng không. Trong bong bóng truyền thông xã hội của họ, họ cho rằng họ sẽ thắng một cách rõ ràng. Tuy nhiên, một khi phân nhánh xảy ra, sức mạnh của bên BRL-S mạnh mẽ một cách bất ngờ. Chiến thắng áp đảo mà họ dự kiến thực tế gần như là một sự chia rẽ cộng đồng 50-50.

Lúc này, hai bên đều có hai chuỗi riêng biệt trong hai vũ trụ độc lập, thực tế không thể tái hợp lại với nhau. Ethereum, một nền tảng toàn cầu không có quyền truy cập được tạo ra một phần để thoát khỏi ảnh hưởng của quốc gia và địa chính trị, lại bị chia thành hai do một vấn đề nội bộ nghiêm trọng bất ngờ xảy ra ở bất kỳ quốc gia nào trong số các thành viên G20.

Đây là một câu chuyện khoa học viễn tưởng hay, thậm chí có thể làm thành một bộ phim hay. Nhưng chúng ta thực sự có thể học được gì từ đó?

"Sự thuần khiết" của blockchain, trong ý nghĩa rằng nó là một cấu trúc toán học thuần túy, chỉ cố gắng đạt được sự đồng thuận về các vấn đề toán học thuần túy, là một lợi thế lớn. Chừng nào một blockchain cố gắng "gắn kết" với thế giới bên ngoài, những xung đột từ thế giới bên ngoài bắt đầu ảnh hưởng đến blockchain. Nếu xảy ra một sự kiện chính trị đủ cực đoan, thực tế, xem xét câu chuyện trên cơ bản là một sự bắt chước các sự kiện thực tế đã xảy ra trong mười năm qua ở các quốc gia lớn (trên 25 triệu dân), ngay cả một oracle tiền tệ cũng có thể xé nát cộng đồng.

Dưới đây là một số kịch bản có thể xảy ra:

Oracle theo dõi một loại tiền tệ (thậm chí có thể là đô la) đơn giản xảy ra siêu lạm phát, thị trường sụp đổ đến một số thời điểm mà không có giá thị trường rõ ràng.

Nếu Ethereum thêm oracle giá vào một loại tiền mã hóa khác, thì sự chia rẽ gây tranh cãi như trong câu chuyện trên không phải là giả thuyết: đó là điều đã xảy ra, bao gồm cả lịch sử của Bitcoin và chính Ethereum.

Nếu thực hiện kiểm soát vốn nghiêm ngặt, thì việc báo cáo giá nào giữa hai loại tiền tệ là giá thị trường hợp pháp sẽ trở thành một vấn đề chính trị.

Nhưng quan trọng hơn, tôi nghĩ rằng có một hàng rào Schelling: một khi blockchain bắt đầu đưa các chỉ số giá từ thế giới thực như một đặc tính của giao thức, nó rất dễ bị ảnh hưởng bởi việc giải thích ngày càng nhiều thông tin từ thế giới thực. Việc đưa vào một lớp chỉ số giá cũng mở rộng bề mặt tấn công pháp lý của blockchain: nó không chỉ là một nền tảng công nghệ trung lập, mà còn trở thành một công cụ tài chính rõ ràng hơn.

Ngoài chỉ số giá, còn những rủi ro khác không?

Bất kỳ sự mở rộng nào của "trách nhiệm" trong đồng thuận Ethereum sẽ làm tăng chi phí, độ phức tạp và rủi ro cho việc vận hành các xác thực viên. Các xác thực viên được yêu cầu phải bỏ ra nhân lực để chú ý, và vận hành và cập nhật phần mềm bổ sung, để đảm bảo họ hành động đúng theo các quy tắc của giao thức khác được đưa vào. Các cộng đồng khác có khả năng chuyển nhu cầu giải quyết tranh chấp của họ ra bên ngoài cộng đồng Ethereum. Các xác thực viên và toàn bộ cộng đồng Ethereum đều bị buộc phải đưa ra nhiều quyết định hơn, mỗi quyết định đều có rủi ro dẫn đến sự chia rẽ cộng đồng. Ngay cả khi không có sự chia rẽ, mong muốn tránh áp lực này cũng sẽ tạo ra động lực bổ sung để chuyển quyết định ra bên ngoài cho các thực thể tập trung thông qua các quỹ đặt cược.

Khả năng xảy ra chia rẽ cũng sẽ làm tăng đáng kể các cơ chế "quá lớn để sụp đổ" xấu. Có quá nhiều dự án lớp hai và lớp ứng dụng trên Ethereum đến mức việc đồng thuận xã hội Ethereum sẵn sàng phân nhánh để giải quyết tất cả những vấn đề này là không thực tế. Do đó, các dự án lớn hơn sẽ không thể tránh khỏi có nhiều cơ hội hơn để được cứu trợ. Điều này sẽ dẫn đến các dự án lớn có hào sâu: bạn sẽ muốn đặt tiền của mình vào Arbitrum hoặc Optimism, nếu có vấn đề xảy ra, Ethereum sẽ phân nhánh để cứu vãn tình hình, hay vào Taiko, vì nó nhỏ hơn (và không phải phương Tây, do đó có ít liên hệ xã hội trong vòng tròn các nhà phát triển cốt lõi), khả năng được cứu trợ từ L1 có thể thấp hơn?

Nhưng, lỗ hổng là một rủi ro, chúng ta cần các oracle tốt hơn. Vậy chúng ta nên làm gì?

Tôi nghĩ rằng giải pháp tốt nhất để giải quyết những vấn đề này là tùy thuộc vào tình huống, vì các vấn đề khác nhau về bản chất là rất khác nhau. Một số giải pháp bao gồm:

Oracle giá: hoặc là oracle phi tập trung không hoàn toàn kinh tế mã hóa, hoặc là oracle dựa trên bỏ phiếu của các xác thực viên, họ rõ ràng cam kết rằng chiến lược phục hồi khẩn cấp của họ là các cách khác ngoài việc nhờ vào đồng thuận L1 để phục hồi (hoặc một sự kết hợp nào đó của cả hai). Ví dụ, oracle giá có thể dựa vào một giả định tin cậy rằng tốc độ tham nhũng của những người tham gia bỏ phiếu là chậm, do đó người dùng sẽ được cảnh báo trước về các cuộc tấn công và có thể thoát khỏi bất kỳ hệ thống nào phụ thuộc vào oracle. Những oracle như vậy có thể cố ý trì hoãn việc trao thưởng trong một thời gian dài, để nếu một phiên bản của giao thức ngừng sử dụng (ví dụ, vì oracle thất bại và cộng đồng phân nhánh sang một phiên bản khác), những người tham gia sẽ không nhận được phần thưởng.

Oracle sự thật phức tạp hơn về các sự thật chủ quan hơn giá: xây dựng một hệ thống tòa án phi tập trung nào đó dựa trên DAO không hoàn toàn kinh tế mã hóa.

Giao thức Layer2:

Trong ngắn hạn, dựa vào một phần bánh xe đào tạo (bài viết này gọi là giai đoạn đầu tiên)

Trong trung hạn, dựa vào nhiều hệ thống chứng minh. Phần cứng đáng tin cậy (ví dụ SGX) có thể được bao gồm trong điều này; tôi mạnh mẽ phản đối việc coi các hệ thống tương tự như SGX là đảm bảo an toàn duy nhất, nhưng như một phần của hệ thống 3 chọn 2, chúng có thể có giá trị.

Trong dài hạn, hy vọng rằng các chức năng phức tạp như "Xác thực EVM" cuối cùng sẽ được đưa vào giao thức.

Cầu nối chuỗi chéo: logic tương tự như oracle, nhưng cũng cố gắng giảm thiểu mức độ bạn phụ thuộc vào cầu: giữ tài sản trên chuỗi nguồn của chúng và sử dụng giao thức hoán đổi nguyên tử để chuyển giá trị giữa các chuỗi khác nhau.

Sử dụng tập hợp xác thực viên Ethereum để bảo vệ các chuỗi khác: một lý do mà phương pháp Dogecoin (an toàn hơn) có thể không đủ là, mặc dù nó thực sự ngăn chặn các cuộc tấn công đảo ngược 51% quyết định, nhưng nó không thể ngăn chặn các cuộc tấn công kiểm duyệt 51%. Tuy nhiên, nếu bạn đã phụ thuộc vào các xác thực viên Ethereum, thì một hướng khả thi là ngừng cố gắng quản lý một chuỗi độc lập, mà thay vào đó trở thành một hệ thống xác thực hiệu quả được neo vào Ethereum. Nếu chuỗi thực hiện thay đổi như vậy, khả năng bảo vệ chống lại các cuộc tấn công đảo ngược quyết định của nó sẽ mạnh mẽ như Ethereum, và nó có thể ngăn chặn tới 99% các cuộc tấn công kiểm duyệt (so với trước đây là 49%).

Kết luận

Đồng thuận xã hội của cộng đồng blockchain là một điều mong manh. Bởi vì cần nâng cấp, sự tồn tại của các lỗ hổng, và các cuộc tấn công 51% luôn có thể xảy ra, đồng thuận xã hội là cần thiết, nhưng vì nó có rủi ro cao như vậy dẫn đến sự chia rẽ chuỗi, trong các cộng đồng trưởng thành, chúng ta nên sử dụng nó một cách thận trọng. Có một sự thúc đẩy tự nhiên muốn mở rộng các chức năng cốt lõi của blockchain, vì cốt lõi của blockchain có trọng số kinh tế lớn nhất và có nhiều người quan sát cộng đồng nhất, nhưng mỗi lần mở rộng như vậy đều làm cho cốt lõi trở nên mong manh hơn.

Chúng ta nên cảnh giác với các dự án lớp ứng dụng thực hiện các hành động có thể làm tăng "phạm vi" của đồng thuận blockchain, trừ khi những hành động đó là xác thực các quy tắc giao thức cốt lõi của Ethereum. Các dự án lớp ứng dụng cố gắng thực hiện các chiến lược như vậy là điều tự nhiên, và những ý tưởng như vậy thường được đưa ra mà không nhận thức được rủi ro, nhưng kết quả rất dễ gây ra sự không nhất quán lớn với mục tiêu tổng thể của cộng đồng. Quy trình như vậy không có nguyên tắc giới hạn, có thể dẫn đến việc cộng đồng blockchain ngày càng phải chịu "trách nhiệm", đẩy nó vào một lựa chọn không thoải mái giữa việc phải đối mặt với sự chia rẽ rủi ro cao hàng năm và một loại hình quan liêu thực tế nào đó có quyền kiểm soát cuối cùng đối với chuỗi.

Chúng ta nên duy trì sự tối giản của chuỗi, hỗ trợ những ứng dụng có vẻ không giống như một sự trượt dốc của việc re-staking, mở rộng vai trò của đồng thuận Ethereum, và giúp các nhà phát triển tìm ra các chiến lược khác để đạt được mục tiêu an toàn của họ.