Lưu ý của biên tập viên: Tác giả của bài viết này: Wang Qiulin và Chongmu, đã được ủy quyền chỉnh sửa và in lại.

Cơ chế đồng thuận là một trong những công nghệ cốt lõi của chuỗi khối, bất kể nó đang ở giai đoạn phát triển nào, nó phải là tâm điểm chú ý của chúng ta.

Cơ chế đồng thuận cho phép mạng phân tán xử lý sự cố của một hoặc nhiều nút một cách đáng tin cậy. Các nút bị lỗi có thể biểu hiện một loại hành vi thường bị bỏ qua—đó là gửi thông tin mâu thuẫn đến các nút khác trong hệ thống. Với cơ chế đồng thuận, tất cả các nút có thể đạt được sự đồng thuận, do đó loại bỏ thông tin xung đột và đảm bảo tính nhất quán của trạng thái thông tin nút.

Cơ chế đồng thuận sớm nhất được blockchain áp dụng là PoW do Bitcoin giới thiệu, sau đó, với thời gian và sự phát triển của công nghệ, Sunny King đã đưa ra cơ chế PoS để giải quyết những thiếu sót khác nhau của PoW (hiệu suất hạ cánh là Diancoin). Sau đó, V God đã lấy cảm hứng từ điều này để tạo ra Ethereum và BM đã phát triển DPoS trên cơ sở này. Cho đến gần đây Sunny King đã quay trở lại và tung ra một cơ chế đồng thuận mới SPoS. Tiếp theo, tôi sẽ đưa mọi người tìm hiểu lịch sử phát triển của từng cơ chế đồng thuận.

POW, Proof Of Work (bằng chứng khối lượng công việc), ban đầu được bắt nguồn từ công cụ chống thư rác HashCash thuật toán. Nhà mật mã học Dai Wei đã đề xuất thiết kế B-money bằng cách kết hợp POW với công nghệ giao dịch chữ ký vào năm 1998. Đây là lần đầu tiên cơ chế POW được đề xuất như một cơ chế đồng thuận tiền kỹ thuật số, nhưng B-money đã không giải quyết được chuỗi khối nổi tiếng .Vấn đề "chi tiêu gấp đôi".

Vào năm 2008, Satoshi Nakamoto đã kết hợp bản chất của mật mã và công nghệ phi tập trung, đồng thời xuất bản một bài báo mang tính thời đại "btc: Hệ thống tiền mặt điện tử ngang hàng", đề xuất cấu trúc dữ liệu của BlockChain. Blockchain có thể thiết lập một hệ thống giao dịch điện tử phi tập trung mà không cần sự tin tưởng. Vào tháng 1 năm 2009, mạng btc đã chính thức ra mắt và phiên bản ứng dụng khách nguồn mở đã được phát hành và Bitcoin đã ra đời.

Bitcoin thông qua cơ chế đồng thuận POW, quy định rằng trong khi những người khai thác đang xử lý dữ liệu giao dịch (nghĩa là băm dữ liệu), họ sẽ liên tục thêm một số ngẫu nhiên vào dữ liệu giao dịch được đóng gói và thực hiện các phép tính băm để thu được 23 chữ số đầu tiên. giá trị băm bằng 0 được sử dụng làm nonce của khối. Khi một người khai thác trong toàn bộ mạng băm nonce, anh ta sẽ xuất bản khối mà anh ta đã đóng gói. Sau khi nhận và xác minh khối, các nút khác sẽ đồng ý rằng khối đã được nhận trên chuỗi khối và tiếp tục. khối.

Vì rất khó để có được một nonce đáp ứng các yêu cầu, nên đảm bảo rằng chỉ một số đề xuất hợp pháp có thể xuất hiện trong hệ thống trong một khoảng thời gian. Đồng thời, một số lượng nhỏ các đề xuất pháp lý này sẽ được phát trong mạng và những người dùng nhận được sẽ tiếp tục tính toán dựa trên chuỗi dài nhất mà họ nghĩ sau khi xác minh. Vì vậy, mặc dù có thể có một nhánh rẽ chuỗi (Fork) trong hệ thống, nhưng cuối cùng sẽ có một chuỗi trở thành chuỗi dài nhất.

Vấn đề Hash là không thể đảo ngược, do đó, không có thuật toán giải hiệu quả nào ngoại trừ cách tính brute force. Ngược lại, nếu thu được một nonce đáp ứng các yêu cầu, điều đó có nghĩa là khả năng tính toán tương ứng đã được trả theo xác suất. Ai có khả năng tính toán cao hơn sẽ có xác suất giải quyết vấn đề trước cao hơn.Khi bạn nắm vững hơn một nửa sức mạnh tính toán của toàn bộ mạng, bạn có thể kiểm soát hướng của chuỗi từ góc độ xác suất. Đây cũng là nguồn gốc của cái gọi là cuộc tấn công 51%.

Là loại tiền tệ blockchain ra đời sớm nhất, Bitcoin luôn có những điểm không hoàn hảo. Bitcoin hy sinh hiệu quả kế toán để bảo mật giao dịch và áp dụng cơ chế POW, nhưng với sự gia tăng của các nút, mức tiêu thụ năng lượng cao do khai thác dần lộ ra. Ngày nay, năng lượng tiêu thụ bởi mạng Bitcoin toàn cầu gần bằng 2/3 năng lượng do đập Tam Hiệp tạo ra.

Ưu điểm của POW:

1. Phân quyền, phân chia công bằng quyền ghi sổ cho các nút khác. Số lượng tiền mà một nút có thể nhận được phụ thuộc vào hiệu quả đóng góp khai thác của nó. Điều đó có nghĩa là, hiệu suất của máy khai thác mà nút sử dụng để khai thác càng tốt thì thu nhập sẽ được phân bổ cho nút càng nhiều. Điều này là theo nút Bằng chứng công việc để thực hiện phân phối tiền xu.

2. Tính bảo mật cao, phá hệ thống phải tốn chi phí rất lớn, muốn gian lận thì phải có sức mạnh tính toán áp đảo số đông (tấn công 51%). Bởi vì gian lận phải trả một chi phí nhất định, những kẻ gian lận sẽ xử lý nó một cách thận trọng. Trong cơ chế POW của Bitcoin, do xác suất thu được kết quả tính toán gần bằng tỷ lệ sức mạnh tính toán, nên chi phí gian lận của người khai thác cao hơn đáng kể so với khai thác trung thực mà không nắm vững hơn 51% sức mạnh tính toán. gian lận (do xác suất thấp).

Nhược điểm của POW:

1. Khai thác gây ra rất nhiều lãng phí tài nguyên.Hiện tại, bitcoin đã thu hút hầu hết sức mạnh tính toán trên thế giới.Điều này đã biến cơ chế phân phối phần thưởng công bằng dựa trên sức mạnh tính toán thành một khoản đầu tư lớn vào sức mạnh tính toán của máy khai thác, làm sai lệch ý định thiết kế ban đầu của Satoshi Nakamoto.

2. Cần đợi nhiều lần xác nhận, hiệu suất mạng quá thấp. Thời gian đồng thuận của chuỗi khối Bitcoin dài (10 phút) và giới hạn trên của giao dịch mỗi giây hiện là 7 giao dịch, không phù hợp với các ứng dụng thương mại (khối lượng giao dịch trung bình mỗi giây của Visa là hàng chục nghìn và giá trị cao nhất của Alipay là gần 90.000)

3. Sức mạnh tính toán tập trung của thuật toán đồng thuận POW đã dần đi chệch khỏi con đường phân quyền ban đầu. Có thể thấy từ tranh chấp về việc mở rộng Bitcoin rằng các nhóm khai thác lớn với sức mạnh tính toán cao mới là người nắm giữ và những người nắm giữ tiền không có quyền tham gia vào quyết định. Bitcoin sắp mất nhãn "phi tập trung" của nó.

Pow vẫn còn nhiều thiếu sót, có giải pháp nào tốt hơn cho một số vấn đề này không? Và nhìn vào Pos.

Sau Bitcoin, nhiều loại tiền tệ blockchain bắt chước Bitcoin cũng xuất hiện, chẳng hạn như Litecoin, v.v., nhưng những loại tiền tệ này đều áp dụng cơ chế POW, hiệu quả thấp và tiêu thụ năng lượng cao, đã lâu không có sự đổi mới mang tính cách mạng nào trong lĩnh vực blockchain.

Cho đến năm 2012, Sunny King đã phát hành Peercoin (Peercoin, còn được gọi là PPCoin, PPC) và lần đầu tiên đề xuất cơ chế đồng thuận POS trong Peercoin, điều này đã thay đổi lịch sử của POW và Peercoin cũng là người đầu tiên áp dụng POS Tiền tệ chuỗi khối của thế giới đã được ghi vào lịch sử. Ethereum và EOS đã xuất hiện kể từ đó chỉ là sự tiếp nối các ý tưởng của Sunny King, chưa kể đến các chuỗi công khai khác.

POS, Proof of Stake (cơ chế chứng nhận vốn chủ sở hữu), là một cơ chế đồng thuận được nâng cấp của POW. POS xác định quyền kế toán và phần thưởng theo tỷ lệ và thời gian của mã thông báo của từng nút; độ khó khai thác được giảm theo tỷ lệ, do đó tăng tốc độ tìm kiếm số ngẫu nhiên, do đó POS không yêu cầu nhiều sức mạnh tính toán để duy trì an ninh mạng .

Nói một cách đơn giản: bạn càng giữ nhiều, bạn càng nhận được nhiều.

POS cố gắng giải quyết tình huống lãng phí nhiều tài nguyên trong cơ chế POW. Cơ chế này xác định xác suất của nút có được quyền ghi sổ bằng cách tính tỷ lệ phần trăm của loại tiền được nắm giữ bởi nút trên tổng số tiền và tuổi của loại tiền đó. Trong số đó, tuổi tiền tệ = số lượng tiền được giữ * thời gian đã trôi qua để giữ những đồng tiền này. Sau khi tiền được chuyển, tuổi tiền liên quan đến số tiền được chuyển bởi người dùng sẽ trở về 0.

Trong cơ chế POW, thường tốn rất nhiều điện và thời gian để tìm một nonce đáp ứng các điều kiện. Vì vậy,Để làm cho mỗi khối được tạo nhanh hơn, cơ chế POS loại bỏ quy trình nonce toàn diện, sau đó áp dụng thuật toán nhanh hơn sau:

SHA256(SHA256(Bprev),A,t)≤balance(A)m

H một số hàm băm

t là dấu thời gian UTC

Bprev đề cập đến khối trước đó

balance(A) thể hiện số dư tài khoản của tài khoản A

M ở vế phải của phương trình là một số thực cố định và tham số duy nhất có thể được điều chỉnh liên tục là t. Do đó, khi số dư(A) càng lớn, xác suất tìm được t hợp lý càng lớn. Trong mạng, thường có những hạn chế về phạm vi của t. Ví dụ: dấu thời gian có thể thử không được vượt quá 1 giờ so với dấu thời gian tiêu chuẩn. Điều đó có nghĩa là, một nút có thể thử 7200 lần để tìm ra t đủ điều kiện .có thể miễn. Do đó, trong PoS, tài khoản càng có nhiều số dư thì càng dễ dàng tìm thấy khối tiếp theo với cùng sức mạnh tính toán.

Từ mô tả ở trên, có thể thấy rằng độ khó để có được quyền ghi sổ kế toán của nút tỷ lệ nghịch với quyền và lợi ích mà các nút nắm giữ.So với POW, sự đồng thuận của POS đã giảm mức tiêu thụ tài nguyên do các hoạt động toán học gây ra ở một mức độ nhất định, và hiệu suất tạo khối cũng được cải thiện tương ứng, tuy nhiên vẫn dựa vào hoạt động băm để tranh quyền ghi sổ, giám sát còn yếu. Cơ chế đồng thuận có khả năng chịu lỗi tương tự như POW.

Ưu điểm của POS:

1) Ở một mức độ nào đó, thời gian để đạt được sự đồng thuận được rút ngắn.

2) Không cần tiêu tốn nhiều năng lượng để khai thác.

3) Tất nhiên, POS cũng có thể ngăn chặn gian lận, bởi vì nếu một người nắm giữ hơn 51% vốn chủ sở hữu gian lận, điều đó tương đương với việc tự lừa dối chính mình, bởi vì một người sẽ không giết tiền của chính mình.

4) Ngăn chặn việc tập trung sức mạnh tính toán gây ra tội ác cho những người khai thác.

Nhược điểm của POS:

1) Khai thác vẫn được yêu cầu, điều này về cơ bản không giải quyết được các điểm khó khăn của các ứng dụng thương mại;

2) Tất cả các xác nhận chỉ là một biểu hiện xác suất, không phải là vấn đề xác định và có thể có các tác động tấn công khác trên lý thuyết.

3) Trong trường hợp cực đoan, nó sẽ dẫn đến kết quả tập trung. Tính bảo mật của cơ chế POS được đảm bảo bởi chính các cổ đông và nguyên tắc làm việc là sự ràng buộc về lợi ích. Ở chế độ này, những người không cầm máy POS không thể gây nguy hiểm cho máy POS. Tính bảo mật của POS phụ thuộc vào chủ sở hữu và không liên quan gì đến bất kỳ yếu tố nào khác. Mặc dù POS giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng của POW,Xác nhận nút đầy đủ sẽ cản trở hiệu quả của xác nhận khối và thời gian càng dài thì càng dễ tạo ra hiệu ứng Matthew, nghĩa là những người nắm giữ nhiều tiền hơn sẽ nhận được nhiều phần thưởng tiền xu hơn, do đó làm tăng khoảng cách giữa người giàu và người giàu. kém Cuối cùng, hơn 50% các nút tập trung sẽ được tạo ra và quá trình phát triển thụ động sẽ dẫn đến việc tập trung hóa không mong muốn.

4) Những người xác minh nút độc hại có thể đặt tiền của họ vào chuỗi fork để thúc đẩy hard fork mà không bị tổn thất. Vấn đề này còn được gọi là "không có cổ phần ("nothing at stake")” (theo cơ chế pow, các nhánh của thợ mỏ cần tiêu thụ tài nguyên năng lượng tính toán nên tình trạng này sẽ không xảy ra).

Pos đã đi tiên phong trong sự đồng thuận mới, với sự đổi mới mạnh mẽ nhưng không hoàn hảo. Hãy xem Casper tiến hóa như thế nào?

Kể từ khi V God phát hành sách trắng Eth "Ethereum: Nền tảng ứng dụng phi tập trung và tiền điện tử thế hệ tiếp theo" vào tháng 1 năm 2014, ngày càng có nhiều người sử dụng Eth và nhiều người đã phát hành nhiều hợp đồng thông minh khác nhau trên Eth. áp lực lớn lên mạng Eth dựa trên cơ chế POW. Mạng Eth liên tục bị tắc nghẽn và giá Gas cao. Do đó, thời gian xác nhận mạng được kéo dài đáng kể và chi phí vận hành DAPP tăng cao. Với sự gia tăng của người dùng và sự gia tăng của DAPP, toàn bộ mạng Ethereum đã dần rơi vào rắc rối.

Để cải thiện hiệu quả hoạt động của Eth, V God, người sáng lập Eth, có kế hoạch giới thiệu một phiên bản cải tiến của sự đồng thuận POS trong Ethereum và dần dần thay thế sự đồng thuận POW hiện đang được sử dụng. Phiên bản cải tiến này của POS được gọi là Casper.

Casper là một giao thức đồng thuận kinh tế dựa trên tiền gửi bảo mật (giao thức đồng thuận kinh tế dựa trên tiền gửi bảo mật). Đây là một cơ chế đồng thuận mà Ethereum có kế hoạch áp dụng trong tương lai. Nó là một nhánh mở rộng của POS và nhằm mục đích giải quyết vấn đề không quan tâm đến máy bán hàng.("nothing at stake", tức là trình xác thực phá vỡ an ninh mạng miễn phí bằng cách bỏ phiếu cho nhiều khối xung đột ở một độ cao nhất định).

Các nút trong giao thức Casper, được gọi là "trình xác nhận ngoại quan", trước tiên phải trả một khoản tiền gửi (bước này được gọi là tiền gửi khóa,"bonding") có thể tham gia tạo khối và hình thành sự đồng thuận. Tạo khối là một quá trình diễn ra độc lập với mọi thứ khác: trình xác thực thu thập các giao dịch và khi đến lượt tạo khối, họ tạo khối, ký tên và gửi khối đó lên mạng. Giao thức đồng thuận Casper hạn chế hành vi của trình xác nhận thông qua kiểm soát trực tiếp đối với các khoản tiền gửi này.

Cụ thể, nếu người xác nhận làm bất cứ điều gì mà Casper cho là "không hợp lệ", khoản tiền gửi bảo mật của anh ta sẽ bị phạt và quyền tạo khối và tham gia vào sự đồng thuận cũng sẽ bị hủy bỏ.Sự ra đời của ký quỹ giải quyết vấn đề"vấn đề không quan tâm", nghĩa là, vấn đề là chi phí làm những việc xấu rất thấp trong giao thức POS cổ điển. Hiện tại có một mức giá và những người xác nhận được chứng minh một cách khách quan là đã làm sai điều gì đó sẽ phải trả giá đó.

Dễ dàng nhận thấy rằng chữ ký của người xác thực chỉ có ý nghĩa kinh tế nếu chữ ký của anh ta hiện đang được liên kết. Điều này có nghĩa là khách hàng chỉ có thể dựa vào chữ ký của người xác thực mà họ biết để khóa khoản tiền gửi. Do đó, khi khách hàng nhận và xác thực dữ liệu đồng thuận, chuỗi được phê duyệt đồng thuận phải bắt nguồn từ khối của trình xác thực hiện đang khóa liên kết.

Trong giao thức POW, chuỗi được phê duyệt đồng thuận bắt nguồn từ khối gốc—miễn là bạn biết dữ liệu của khối gốc, bạn có thể xác định chuỗi được phê duyệt đồng thuận. Tại đây, miễn là bạn biết những người xác thực hiện đang khóa khoản tiền gửi, bạn có thể xác định chuỗi được phê duyệt đồng thuận. Những khách hàng không biết danh sách những người xác thực hiện đang khóa khoản tiền gửi của họ trước tiên phải có được danh sách này thông qua một kênh khác.Hạn chế này giải quyết vấn đề "tấn công tầm xa" bằng cách yêu cầu mọi người xác thực sự đồng thuận với thông tin hiện tại.

Danh sách trình xác thực thay đổi khi khoản tiền gửi của trình xác thực liên tục bị khóa, giảm và mở khóa. Nếu một khách hàng ngoại tuyến quá lâu, danh sách trình xác thực của khách hàng đó sẽ trở nên cũ và không thể được sử dụng để xác thực sự đồng thuận. Nếu khách hàng trực tuyến thường xuyên, thì khách hàng có thể tiếp tục đồng bộ hóa với danh sách trình xác thực mới nhất, nhưng vấn đề là trước lần đồng bộ hóa đầu tiên, khách hàng vẫn cần lấy danh sách trình xác thực mới nhất cho khoản tiền gửi bị khóa từ các kênh khác.

Tính chất "cần xác định sự đồng thuận từ các kênh khác ít nhất một lần" chính xác là cái mà V God gọi là "tính chủ quan yếu". Trong bối cảnh của chúng tôi, thông tin được gọi là "khách quan" nếu nó có thể được xác minh trong thỏa thuận và "chủ quan" nếu nó phải dựa vào các phương tiện bên ngoài thỏa thuận để có thể xác minh được. Trong các giao thức đồng thuận có tính chủ quan yếu, các quy tắc lựa chọn ngã ba có trạng thái, vì vậy khách hàng phải khởi tạo (và đôi khi cập nhật) trạng thái này để xác định sự đồng thuận. Ở đây, trạng thái này được sử dụng để xác định trình xác thực hiện đang khóa liên kết (hay chính xác hơn là hàm băm mật mã của danh sách trình xác thực hiện tại).

Vào ngày 31 tháng 8 năm 2018, 14 nhà phát triển cốt lõi của mạng Ethereum đã quyết định hoãn phát triển Casper trong 12 tháng thông qua một cuộc gọi video.

Ưu điểm Casper:

• Hệ thống có thể nhanh chóng trừng phạt hành vi nguy hiểm của các nút, do đó tránh được các cuộc tấn công vô hại.

• Giúp Ethereum cải thiện đáng kể hiệu quả của sự đồng thuận và làm cho Ethereum khác với Bitcoin về cơ chế đồng thuận cơ bản.

Nhược điểm Casper:

Thiết kế phức tạp hơn và dễ bị sơ hở hơn

Do hiệu quả hoạt động cực kỳ thấp của cơ chế POW của Bitcoin, Daniel Larimer (BM) đã quyết định giới thiệu một cơ chế đồng thuận mới trong công nghệ chuỗi khối - DPOS, dựa trên sự kết hợp của công nghệ POS, để thay thế POW tốc độ giao dịch cực kỳ chậm. Vào tháng 2 năm 2014, BM đã phát hành Bitshares (còn được gọi là BTS, cổ phiếu bit), lần đầu tiên áp dụng công nghệ DPOS. Nhưng Bitshares đã gây ra một loạt vấn đề vì công nghệ chưa trưởng thành.

Sau này, Ethereum, được gọi là Blockchain 2.0, khó có thể hỗ trợ một hệ sinh thái ứng dụng kinh doanh phi tập trung khổng lồ. Sau đó, BM quyết định sử dụng Ethereum làm đối thủ để thiết lập hệ điều hành chuỗi khối EOS. Hệ thống mới này kết hợp sự hiểu biết và tóm tắt của BM về công nghệ chuỗi khối, đồng thời sử dụng cơ chế đồng thuận DPOS cải tiến.

DPOS, Bằng chứng cổ phần được ủy quyền (Delegated Proof of Stake), là một thuật toán đồng thuận mới dựa trên POW và POS. Nó không chỉ có thể giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng quá mức của POW mà còn tránh được vấn đề sai lệch về "sự cân bằng niềm tin" có thể phát sinh khi phân phối quyền POS.

Chữ "D" trong DPoS là "Được ủy quyền", có nghĩa là ủy quyền và ủy quyền; sự khác biệt chính giữa DPoS và PoS là tất cả những người nắm giữ mã thông báo đều bầu chọn một số đại diện và những người đại diện này tham gia vào việc ghi sổ.

EOS định nghĩa các đại diện được lựa chọn một cách dân chủ là người xác minh khối trong mạng blockchain. Thuật ngữ "người đại diện" có thể được sử dụng tương đương với "người xác minh khối". EOS quy định rằng 21 đại diện đóng vai trò là nút chính trong mạng, tạo khối mới, ký và xác minh giao dịch. Những đại diện này là "các công ty được ủy quyền" được bình chọn bởi những người nắm giữ mã thông báo EOS. Thiết kế của 21 "người ủy quyền" là do có quá nhiều người ủy quyền (chẳng hạn như 101 người được sử dụng bởi BTS) sẽ làm phân tán sự chú ý của chủ sở hữu mã thông báo EOS và làm suy yếu quyền ra quyết định của chủ sở hữu mã thông báo.

Khi sử dụng phần mềm EOS.IO, khối có 126 khối như một vòng (có 21 nhà sản xuất và mỗi nhà sản xuất có thể tạo ra 6 khối trong một lát thời gian ba giây, với trung bình một khối cứ sau 0,5 giây). Vào đầu mỗi vòng, 21 nhà sản xuất khối được chọn bằng cách bỏ phiếu của chủ sở hữu mã thông báo. Các nhà sản xuất được chọn sản xuất các khối theo thứ tự đã thỏa thuận, được thống nhất bởi 15 nhà sản xuất trở lên.

Về lý thuyết, điều này có thể cải thiện đáng kể hiệu suất hệ thống, nhưng nó cũng gây ra các vấn đề về độ trễ mạng: Thời gian xác nhận 0,5 giây sẽ khiến nhà sản xuất khối tiếp theo tạo khối tiếp theo trước khi nhận được khối của nhà sản xuất khối trước đó, sau đó nhà sản xuất khối tiếp theo sẽ bỏ qua khối trước đó, dẫn đến phân nhánh chuỗi khối (hai khối có cùng khối chiều cao). Ví dụ: Nhân chứng Trung Quốc có thể được theo dõi bởi nhân chứng Mỹ. Độ trễ mạng giữa Trung Quốc và Hoa Kỳ đôi khi cao tới 300 mili giây. Các khối sẽ bị bỏ qua.

Để giải quyết vấn đề này, BM đã thay đổi thứ tự sản xuất khối ngẫu nhiên ban đầu thành thứ tự sản xuất khối do các nhân chứng xác định sau khi thương lượng, để các nhân chứng có độ trễ kết nối mạng thấp có thể tạo ra các khối liền kề. Ví dụ: các nhân chứng ở Nhật Bản được theo dõi bởi các nhân chứng ở Trung Quốc, tiếp theo là các nhân chứng ở Nga, tiếp theo là các nhân chứng ở Anh và tiếp theo là các nhân chứng ở Hoa Kỳ. Điều này làm giảm đáng kể độ trễ mạng giữa các nhân chứng. Điều này làm cho tốc độ tạo khối là 0,5 giây về mặt lý thuyết.

Nếu nhà sản xuất bỏ lỡ một khối và không tạo ra bất kỳ khối nào trong vòng 24 giờ, nhà sản xuất đó sẽ bị xóa. Những nhà sản xuất "xuống cấp" này sẽ không được tham gia lại cho đến khi họ thông báo kịp thời cho chuỗi khối rằng họ dự định sản xuất lại các khối. Bằng cách không sắp xếp các nút không đáng tin cậy và giảm thiểu việc tạo khối bị bỏ lỡ, toàn bộ mạng có thể chạy trơn tru hơn.

Ưu điểm của DPOS:

1. Nó có thể giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng để duy trì hoạt động của mạng và quản lý hoạt động của toàn bộ chuỗi với chi phí thấp, điều này giải quyết phần lớn vấn đề tiêu thụ năng lượng của POW.

2. Tốc độ tạo khối nhanh hơn, đạt tốc độ tạo khối trung bình là 0,5 giây, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động và thông lượng của hệ thống.

3. Một phương pháp quản lý "phi tập trung" hơn sẽ phân tán quyền ra quyết định của hoạt động mạng chuỗi khối cho từng nút trong toàn bộ mạng, điều này giúp tránh phần lớn hiện tượng "giữ" mà POS dễ bị thao túng bởi các đại lý. Sự xuất hiện của cơ chế đồng thuận DPOS sẽ chống lại các tác động tiêu cực của "tập trung hóa" bằng cách thực hiện "dân chủ" trên chuỗi khối và cải thiện hiệu quả vận hành và bảo trì mạng bằng phương pháp "tập trung hóa yếu" được bầu chọn công khai.

Nhược điểm của DPOS:

1. Các cổ đông không có nhiều động lực để bỏ phiếu. Đại đa số cổ đông (90%+) không bao giờ tham gia biểu quyết. Đó là bởi vì bỏ phiếu cần có thời gian, năng lượng và kỹ năng mà hầu hết các nhà đầu tư đều thiếu.

2. Việc triển khai phức tạp, có nhiều bước trung gian và gặp nhiều khó khăn trong việc xử lý các nút xấu. Các cuộc bầu cử cộng đồng không thể ngăn chặn kịp thời một cách hiệu quả sự xuất hiện của một số nút phá hoại, gây ra rủi ro bảo mật tiềm ẩn cho mạng.

Mặc dù Dpos rất hiệu quả, nhưng không nên đánh giá thấp những thiếu sót của nó.

Với sự bùng nổ của chuỗi khối, nhiều thiên tài trên thế giới đã phát minh ra nhiều loại POS biến dạng khác nhau trên cơ sở Sunny King. Nhưng đây chỉ là một số sửa đổi nhỏ cho POS và có nhiều vấn đề khác nhau, không thể hỗ trợ chuỗi khối cấp thương mại hiệu suất cao quy mô lớn trong tương lai.

Sunny King cũng liên tục phản ánh về những điểm chưa hoàn hảo của POS. một kỷ nguyên mới và hỗ trợ nền kinh tế chuỗi khối trong tương lai.

Phiên bản POS mới này có hiệu suất và tính bảo mật cao hơn, đồng thời là cơ chế đồng thuận thế hệ tiếp theo được gọi là SPOS.

SPOS, bằng chứng cổ phần siêu nút (cơ chế bằng chứng cổ phần siêu nút), sẽ được giới thiệu trong dự án đám mây dữ liệu chuỗi khối VEE.

Một tính năng chính của SPOS là sử dụng thời gian khối cố định. Hệ thống có 60 nút, trong đó có 15 nút chính và 45 nút dự phòng. Mỗi nút có hiệu suất tính toán và băng thông mạng cực cao, do đó toàn bộ hệ thống có hiệu suất hoạt động và thông lượng cực cao.

Toàn bộ hệ thống có 60 khe cắm xu và mỗi khe cắm xu đại diện cho quyền tạo khối trong một khoảng thời gian cố định trong vòng một phút. Khi hệ thống hoạt động, mỗi khe sẽ tạo ra các khối theo thứ tự (bởi nút có quyền sở hữu khối khe cắm tiền xu).

Mỗi nút có thể cạnh tranh để giành quyền sử dụng từng vị trí đúc tiền. Vì mỗi nút tương ứng với một tài khoản VEE và mỗi tài khoản có thể được liên kết với 9 địa chỉ ví, nên một trong các địa chỉ được sử dụng để cạnh tranh cho một vị trí trong quá trình cạnh tranh và một địa chỉ chỉ có thể cạnh tranh cho một vị trí, vì vậy mỗi nút có tối đa 9 các vị trí tiền xu có thể được chiếm cùng một lúc, điều này ngăn không cho một nút chiếm tất cả các vị trí tiền xu.

Khi hệ thống SPOS đang chạy, mỗi nút thực sự lần lượt tạo ra các khối, điều này có thể giảm thiểu tác động của lỗi lẻ tẻ của một nút trên toàn bộ hệ thống.

Do các nút trên mỗi khe cần tạo khối theo thời gian nên việc đồng bộ hóa thời gian giữa mỗi nút là rất quan trọng, vì vậy Giao thức thời gian mạng (NTP) được thông qua để đảm bảo mỗi nút có thể tạo khối theo thứ tự.

NTP là một giao thức được sử dụng để đồng bộ hóa thời gian của máy tính. Nó có thể đồng bộ hóa máy tính với máy chủ hoặc nguồn đồng hồ của nó (chẳng hạn như đồng hồ thạch anh, GPS, v.v.) và nó có thể cung cấp hiệu chỉnh thời gian có độ chính xác cao (trên mạng LAN và tiêu chuẩn. Sự khác biệt là ít hơn 1 mili giây, hàng chục mili giây trên mạng WAN) và có thể ngăn chặn các cuộc tấn công giao thức độc hại bằng xác nhận được mã hóa. Mục đích của NTP là cung cấp dịch vụ thời gian chính xác và mạnh mẽ trong môi trường Internet hỗn loạn.

Các nút có thể bắt đầu một cuộc cạnh tranh để giành quyền sử dụng khe xu bất cứ lúc nào, nhưng để ngăn cơ chế cạnh tranh bị lạm dụng, hệ thống sẽ tính phí cạnh tranh cao hơn để ngăn chặn. Khi một nút với tư cách là người thách thức khởi tạo một ứng dụng cạnh tranh với chủ sở hữu quyền sử dụng khe tiền xu, giao thức SPOS sẽ so sánh cổ phần của tài khoản của người thách thức trên khe tiền xu với của nút khai thác bị thách thức trên khe tiền xu Vốn chủ sở hữu (cổ phần) của tài khoản, sau đó quyết định người chiến thắng trong cuộc thi và trao quyền sử dụng khe xu cho bên chiến thắng.

Mặc dù người chiến thắng trong cuộc thi sẽ thắng cuộc thi nhờ có nhiều cổ phần hơn, nhưng tính thanh khoản của những cổ phần này vẫn có thể được đảm bảo và các nút đúc sau đó có thể chuyển cổ phần ra khỏi địa chỉ tài khoản của chính họ.

Ngay cả từ quan điểm của giao thức POS, việc cạnh tranh chuyển cùng một cổ phần sang các địa chỉ và vị trí tiền xu khác nhau cùng một lúc đều bị cấm, điều này tương đương với một cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi.

Tuy nhiên, do tính thanh khoản của quyền và lợi ích, một số nút nhanh chóng chuyển quyền và lợi ích từ địa chỉ này sang địa chỉ khác để cạnh tranh các vị trí đúc khác nhằm tranh giành quyền sở hữu vị trí đúc, do đó tạo thành một cuộc tranh chấp bận rộn tấn công (tấn công tranh chấp bận rộn).

Để ngăn chặn cuộc tấn công này, giá trị trung bình tích lũy của số dư theo thời gian được sử dụng làm thước đo số dư của tài khoản địa chỉ trong cuộc cạnh tranh cho vị trí đúc tiền. Nếu quyền và lợi ích được phép lưu chuyển nhanh chóng, giá trị trung bình tích lũy của tài khoản địa chỉ sẽ giảm đáng kể theo thời gian, do đó làm giảm đáng kể khả năng cạnh tranh của tài khoản địa chỉ khi đối mặt với các thách thức, do đó, khi nút khởi động một cuộc tấn công cạnh tranh bận rộn , nó sẽ dẫn đến các tài khoản địa chỉ gửi đi có thể dễ dàng mất quyền khai thác, do đó ngăn chặn các nút thực hiện các cuộc tấn công như vậy.

Người dùng có thể cho nút mượn vốn sở hữu (cổ phần) của chính họ. Khi nút thu được thu nhập thông qua việc tạo khối, nó có thể phân phối cổ tức cho người cho vay vốn chủ sở hữu theo tỷ lệ. Mặc dù số dư tài khoản của nút được tính bao gồm cả quyền và lợi ích cho thuê, nhưng tài khoản nút không có quyền sử dụng/chuyển nhượng phần quyền và lợi ích này và người cho vay quyền và lợi ích có thể rút các quyền và lợi ích đã cho vay này bất cứ lúc nào.

Nếu số lượng vốn chủ sở hữu cho thuê trên một nút tăng lên, thì do thu nhập của một nút duy nhất là cố định, nên việc tăng tổng vốn chủ sở hữu chắc chắn sẽ dẫn đến giảm tỷ lệ cổ tức, do đó hạn chế sự gia tăng vốn chủ sở hữu cho thuê, do đó tạo thành một cơ chế tự điều chỉnh bên trong.

Hệ thống này có vẻ tập trung hơn trong thiết kế, nhưng King cũng đã thiết kế một cơ chế để đảm bảo tính bảo mật của mạng, đảm bảo rằng mỗi siêu nút (supernode) có quyền lực ngang nhau và ngăn không cho một nút trở nên quá mạnh.

Nếu POW được so sánh với một đầu máy hơi nước cũ kỹ và chậm chạp, thì SPOS là một tuyến đường sắt tốc độ cao hiện đại và tiện nghi, đồng thời là cơ chế đồng thuận chuỗi khối thế hệ tiếp theo.

Chúng tôi tóm tắt một số cơ chế SPOS:

• Các siêu nút SPOS tạo ra các khối theo thứ tự cố định;

• Bắt đầu mạng chính với 15 siêu nút và khi mạng phát triển, số lượng siêu nút sẽ tăng lên 30-60;

• Khoảng thời gian giữa các khối được cố định, mang lại độ trễ tốt hơn và ổn định hơn;

• 60 khe xu đại diện cho 60 giây của một phút;

• Cơ chế cướp/phát hành cũng làm cho cuộc cạnh tranh giành quyền khai thác trở nên công bằng hơn (so với DPOS, là số lượng xu, xu có thể được bình chọn nhiều lần trên nhiều nút, v.v.);

• Thuật toán trung bình đúc MAB có thể hỗ trợ tính thanh khoản tốt hơn của quyền đối với tiền xu, ngăn tiền xu chạy về một nơi, duy trì sự phân cấp và bảo vệ an ninh mạng;

Những lợi ích do cơ chế SPOS mang lại:

• SPOS là cấu trúc cơ bản được thiết kế cho chuỗi khối hiệu suất cao;

• Thiết kế khoảng thời gian khối cố định mang lại thông lượng cao và mạng blockchain ổn định hơn (thông lượng cao của các mạng khác không thể đảm bảo sự ổn định và cuối cùng không thể hỗ trợ hoạt động kinh doanh hiệu suất cao);

• Thiết kế của tiền lạnh đảm bảo hiệu suất an toàn hơn của chuỗi khối;

• Thiết kế của hệ thống kinh tế khuyến khích hệ sinh thái liên tục đầu tư vào việc nâng cấp các siêu nút, điều này đảm bảo rằng hiệu quả vận hành của hệ thống sẽ tiếp tục được cải thiện;

Trọng tâm lớn nhất của công nghệ blockchain là sự đồng thuận. Chúng tôi thấy sự tiến bộ không ngừng của công nghệ đồng thuận, đó cũng là một biểu hiện của tinh thần lập dị.

Lưu ý: Tác giả chính của bài viết này: Wang Qiulin, một nhà phát triển công nghệ chuỗi khối thời kỳ đầu, đã phát triển nhiều loại trò chơi chuỗi khối và làm việc trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển cho một công ty phần mềm nổi tiếng ở Tokyo.

Sơ lược nội dung: Chongmu, nhà phát triển chuỗi khối, nhà nghiên cứu hệ sinh thái công nghệ, người sáng lập trò chơi Bull, người sáng lập dll.io.