a16z: Ý nghĩa thực sự của chất lượng chuỗi mạnh, không gian blockchain không nên bị độc quyền

Tiêu đề gốc: Vượt ra ngoài một thuộc tính cốt lõi của blockchain:「Chất lượng chuỗi mạnh」

Tác giả gốc: ittaia, PGarimidi, jneu_net, a16z

Biên dịch gốc: AididiaoJP, Foresight News

Chất lượng chuỗi (Chain Quality, CQ) là một thuộc tính cốt lõi của blockchain. Nói một cách đơn giản, ý nghĩa của nó là:

Nếu bạn nắm giữ 3% quyền lợi đặt cọc, thì trong khoảng thời gian trung bình, bạn có thể kiểm soát 3% không gian khối.

Đối với các blockchain sớm có thông lượng thấp, chất lượng chuỗi đã đủ áp dụng. Nhưng băng thông của các blockchain hiện đại lớn hơn nhiều, một khối đơn lẻ có thể chứa nhiều giao dịch.

Điều này dẫn đến một khái niệm mạnh mẽ hơn và tinh vi hơn. Nó không chỉ chú trọng đến tỷ lệ không gian khối trung bình theo thời gian, mà còn tập trung vào việc phân chia không gian khối bên trong mỗi khối. Chúng tôi gọi đó là「Chất lượng chuỗi mạnh」（Strong Chain Quality, SCQ）:

Nếu bạn nắm giữ 3% quyền lợi đặt cọc, thì trong mỗi khối, bạn có thể kiểm soát 3% không gian khối.

Về bản chất, thuộc tính này cho phép các bên liên quan sở hữu "làn đường ảo" bên trong một blockchain có thông lượng cao, từ đó đảm bảo rằng giao dịch của họ có thể được bao gồm.

Chất lượng chuỗi trong blockchain

Một trong những đổi mới chính của Bitcoin—mà hiện nay hầu như mọi blockchain đều có—là việc giới thiệu cơ chế thưởng cho người đề xuất khối bên trong giao thức: bên thành công gắn khối vào máy trạng thái có thể nhận được token mới được đúc và phí giao dịch. Những phần thưởng này được quy định bởi hàm chuyển trạng thái và cuối cùng phản ánh trong trạng thái hệ thống.

Trong mô hình tính toán phân tán truyền thống, các bên tham gia được chia thành bên trung thực và bên độc hại. Ở đây không cần thiết phải thưởng cho bên trung thực, vì hành vi trung thực tự nó đã là giả định mặc định trong mô hình.

Trong mô hình kinh tế tiền mã hóa, các bên tham gia được coi là những tác nhân lý trí, hàm tiện ích của họ có thể là không xác định. Mục tiêu là thiết kế các biện pháp khuyến khích để những người tham gia này tự nhiên đồng nhất với việc vận hành thành công của giao thức trong quá trình theo đuổi tối đa hóa lợi nhuận của chính họ. Kết hợp với cơ chế thưởng bên trong giao thức, chúng ta có thể đưa ra định nghĩa lý tưởng về chất lượng chuỗi như sau:

Chất lượng chuỗi (CQ): Liên minh nắm giữ tổng quyền lợi đặt cọc X% có xác suất X% trở thành người đề xuất cho mỗi khối vào chuỗi sau thời gian ổn định toàn cầu (GST).

Nếu một chuỗi lệch khỏi yêu cầu về chất lượng chuỗi, điều đó có thể khiến một số liên minh nhận được phần thưởng vượt quá tỷ lệ bình thường, từ đó làm suy yếu động lực hành vi trung thực và đe dọa an ninh của giao thức.

Nhiều blockchain đã đáp ứng hoặc nỗ lực đáp ứng thuộc tính này thông qua "cơ chế luân phiên lãnh đạo ngẫu nhiên dựa trên trọng số đặt cọc".

Những thách thức điển hình hiện nay bao gồm: vấn đề "khai thác ích kỷ" của Bitcoin; vấn đề kháng phân nhánh cuối của Monad; và các vấn đề trong giao thức LMD GHOST của Ethereum.

Nguồn gốc của "Chất lượng chuỗi mạnh"

Khi không gian khối đủ dồi dào, chúng ta không cần phải để toàn bộ nội dung của một khối bị độc quyền bởi một người đề xuất duy nhất. Ngược lại, không gian khối của cùng một khối có thể được nhiều bên tham gia chia sẻ. Định nghĩa kinh tế tiền mã hóa của chất lượng chuỗi mạnh thể hiện chính ý tưởng này:

Chất lượng chuỗi mạnh (SCQ): Liên minh nắm giữ tổng quyền lợi đặt cọc X% có thể kiểm soát X% không gian khối trong mỗi khối sau thời gian ổn định toàn cầu (GST).

Thuộc tính lý tưởng này ngầm đưa ra khái niệm trừu tượng "làn đường ảo". Nói cách khác, liên minh thực sự có thể kiểm soát một tỷ lệ không gian khối chuyên dụng trong mỗi khối.

Từ góc độ kinh tế, sở hữu một làn đường ảo tương đương với việc nắm giữ một tài sản sản xuất có thể tạo ra lợi nhuận, những lợi nhuận này có thể đến từ phí giao dịch hoặc từ MEV (giá trị có thể khai thác tối đa). Các thực thể bên ngoài để có được và duy trì những làn đường này sẽ cạnh tranh xung quanh quyền lợi đặt cọc, điều này tạo ra nhu cầu liên tục cho token L1 cơ sở. Giá trị kinh tế mà một làn đường có thể tạo ra càng lớn, động lực cạnh tranh cho quyền lợi đặt cọc càng mạnh, và giá trị mà quyền lợi đặt cọc L1 có thể tích lũy từ việc kiểm soát quyền truy cập không gian khối này cũng càng cao. Thông qua sự trừu tượng này, chúng ta có thể chuyển đổi khả năng kháng kiểm duyệt mạnh mẽ hơn thành thuộc tính hiệu quả của SCQ trong giao thức.

Chất lượng chuỗi mạnh và khả năng kháng kiểm duyệt

Nghiên cứu gần đây cho thấy, các giao thức kháng kiểm duyệt rất quan trọng. Các giao thức này không chỉ phải đảm bảo rằng đầu vào của bên trung thực cuối cùng được bao gồm, mà còn phải đảm bảo rằng chúng có thể được bao gồm ngay lập tức. Chất lượng chuỗi mạnh (SCQ) có thể được coi là sự mở rộng của thuộc tính này trong trường hợp dung lượng khối hạn chế.

Trong các tình huống thực tế, nếu khối lượng giao dịch cần bao gồm vượt quá không gian khối có sẵn, thì không có giao thức nào có thể đáp ứng khả năng kháng kiểm duyệt theo nghĩa lý tưởng. SCQ đối phó với hạn chế này bằng một cách tiếp cận thực dụng hơn: nó không yêu cầu tất cả giao dịch trung thực luôn được bao gồm, mà thay vào đó phân bổ một "ngân sách" cho mỗi nút đặt cọc, đảm bảo rằng trong phạm vi ngân sách này, giao dịch của họ có thể được bao gồm.

Giao thức MCP được đề xuất như một thành phần trên các giao thức đồng thuận kiểu Byzantine chịu lỗi thực dụng (PBFT) hiện có, với mục đích làm cho các giao thức này có khả năng kháng kiểm duyệt. Giao thức này đồng thời đáp ứng yêu cầu của SCQ—nó phân bổ không gian khối tương ứng cho người đề xuất dựa trên tỷ lệ quyền lợi đặt cọc. Các giao thức BFT hiện có dựa trên đồ thị có hướng không chu trình (DAG) cung cấp một cách để thực hiện bộ nhớ đệm nhiều người viết, cũng có một mức độ khả năng kháng kiểm duyệt nhất định.

Các triển khai tiêu chuẩn của những giao thức này thường không đáp ứng nghiêm ngặt SCQ, vì cho phép người lãnh đạo chọn lọc trì hoãn một số tập hợp giao dịch. Tuy nhiên, một số sửa đổi nhỏ cho những giao thức này có thể tái hiện SCQ. Một hướng liên quan là "ép buộc bao gồm giao dịch", nhằm giảm thiểu hành vi kiểm duyệt.

MCP cũng cho thấy cách thực hiện một thuộc tính ẩn mạnh mẽ hơn. Nhờ thuộc tính này, các bên liên quan có thể tạo ra các làn đường riêng tư ảo, nội dung trong những làn đường này chỉ được tiết lộ khi toàn bộ khối được công khai. Chúng tôi sẽ mở rộng thêm về điều này trong các bài viết tiếp theo.

Cách thực hiện chất lượng chuỗi mạnh

Để đạt được chất lượng chuỗi mạnh sau thời gian ổn định toàn cầu (GST), điều quan trọng là đảm bảo rằng người đề xuất không thể tùy ý kiểm duyệt đầu vào của các bên liên quan. Điều này có thể được thực hiện thông qua một giao thức hai vòng. Trên hầu hết các giao thức BFT dựa trên quan điểm, chỉ cần thực hiện hai thay đổi nhỏ:

Vòng đầu tiên: Mỗi bên tham gia gửi đầu vào đã được xác thực của họ cho tất cả các bên tham gia khác.

Vòng thứ hai: Mỗi bên tham gia, nếu nhận được đầu vào đã được xác thực từ bên tham gia i, sẽ thêm i vào danh sách bao gồm của mình. Sau đó, bên tham gia đó sẽ gửi danh sách bao gồm của mình cho người lãnh đạo. Hành động này tương đương với việc cam kết: họ chỉ chấp nhận những khối bao gồm tất cả đầu vào trong danh sách đó.

Đề xuất BFT: Người lãnh đạo nhận được những thông điệp này, sẽ ghi nhận tất cả các hợp nhất của danh sách bao gồm đã nhận vào khối.

Bỏ phiếu BFT: Chỉ khi một khối bao gồm tất cả đầu vào trong danh sách bao gồm của bên tham gia đó, bên tham gia đó mới bỏ phiếu tán thành.

Không khó để thấy rằng, theo phác thảo giao thức này, có thể xây dựng một giao thức hoàn chỉnh. Giao thức này có thể đáp ứng chất lượng chuỗi mạnh sau thời gian ổn định toàn cầu (GST), cung cấp khả năng kháng kiểm duyệt, và duy trì tính khả thi khi người lãnh đạo là bên trung thực. Nếu muốn thực hiện SCQ trước GST, cần phải chờ đủ số lượng (đại diện) giá trị hoặc danh sách trong mỗi vòng. Chúng tôi sẽ giải thích chi tiết về giao thức này và các hình thức mở rộng của nó trong các bài viết tiếp theo.

Nghiên cứu gần đây cho thấy, để đạt được chất lượng chuỗi mạnh và khả năng kháng kiểm duyệt, cần phải thêm hai vòng vào các vòng bỏ phiếu của giao thức BFT thông thường (như đã nêu trong phác thảo giao thức trên). Chúng tôi cũng sẽ giải thích chi tiết về kết quả này trong các bài viết tiếp theo.

Mặc dù chất lượng chuỗi mạnh (SCQ) quy định tỷ lệ không gian khối mà liên minh có thể kiểm soát, nhưng nó không hoàn toàn giới hạn cách sắp xếp giao dịch trong khối. SCQ có thể hiểu là: đã dành không gian cho mỗi nút đặt cọc, nhưng không đảm bảo thứ tự của các giao dịch trong những không gian này.

Điều này mở ra không gian nghiên cứu phong phú cho việc thiết kế cơ chế sắp xếp giao dịch. Một cơ chế sắp xếp tốt có thể nâng cao tính công bằng và hiệu quả trong hệ sinh thái blockchain. Một hướng đáng chú ý là sắp xếp giao dịch dựa trên phí ưu tiên.