Xin chào mọi người, hôm nay chúng ta sẽ nói về vấn đề kích thước khối và thời gian tạo khối, nhân đây chúng ta sẽ nói về cách chúng ta giải quyết vấn đề này trong thiết kế của Soteria DAG.

Mở rộng quy mô là chìa khóa của vấn đề

Kích thước khối và thời gian tạo khối là một cặp biến thiết kế xác định trực tiếp năng lực của hệ thống chuỗi khối. Lấy hệ thống Bitcoin làm ví dụ:

Hệ thống Bitcoin khai thác một khối 1 MB cứ sau 10 phút. Và mỗi giao dịch chiếm trung bình 250 byte. Vì vậy, một khối có thể chứa 4000 giao dịch. Có 4000 giao dịch trong 10 phút, do đó, có một con số nổi tiếng về khả năng của hệ thống là 7 giao dịch mỗi giây. Nếu chúng ta muốn mở rộng dung lượng lên hàng nghìn lần, chúng ta có thể điều chỉnh hai thông số này không? Ví dụ: kích thước khối trở thành 100 MB và thời gian tạo khối trở thành một khối mỗi giây, do đó, có một con số dung lượng hệ thống mới: 400000/60 ~ 7000 giao dịch mỗi giây, giết chết PayPal và Visa trong vài giây. Câu trả lời rõ ràng là KHÔNG. Và vấn đề không phải là lưu trữ, mà là đường truyền mạng.

Nguyên tắc cơ bản về truyền dẫn và bảo mật mạng

Nền tảng bảo mật của POW dựa trên thực tế là sức mạnh tính toán cá nhân không vượt quá 50% sức mạnh tính toán của toàn bộ mạng. Điều kiện cần thiết cơ bản là bất kỳ nút nào cũng phải cạnh tranh công bằng với các nút khác trong mạng. Nó giống như chạy một cuộc đua, mọi người phải bắt đầu cùng nhau. Hệ thống chuỗi khối là một hệ thống không đồng bộ và tính bảo mật của POW chỉ có thể được đảm bảo khi trạng thái hệ thống gần như được đồng bộ hóa. Trên thực tế, một nguyên tắc quan trọng của phần thưởng khai thác POW là thưởng cho những người khai thác phát các khối mà họ đã đào ra càng sớm càng tốt và được mạng nhận; đồng thời, họ đang tích cực nhận các khối khác được truyền từ mạng thay vì lãng phí sức mạnh tính toán trên Chuỗi không thể điều hòa (nguyên tắc chuỗi dài nhất). Bản chất của việc vào và ra (TX/RX) này là sử dụng hành vi tự nhiên của các công cụ khai thác trong khuôn khổ hệ thống để đảm bảo đồng bộ hóa mạng.

Từ phát hành bài kiểm tra đến khai thác

Có hai biến số ở đây: thứ nhất là thời gian làm bài, và thứ hai là thời gian làm câu hỏi. Cuộn giấy có thể là một tờ giấy hoặc có thể là một tập giấy dày. Giả sử chúng ta phải phát bài cho từng người một, vì khi giáo viên in bài, thầy in số lượng của cả lớp trên mỗi trang. Do đó, bài kiểm tra có thể được thông qua trong nửa phút hoặc có thể được thông qua trong 10 phút mà không cần gửi hết. Tương tự, chủ đề cũng có khó và dễ, một đứa trẻ thông minh có thể hoàn thành nó trong mười phút bằng máy tính, và một đứa trẻ nghiêm túc có thể hoàn toàn làm bằng miệng, và có thể mất hai giờ để hoàn thành.

Có hai biến số ở đây: thứ nhất là thời gian làm bài, và thứ hai là thời gian làm câu hỏi. Cuộn giấy có thể là một tờ giấy hoặc có thể là một tập giấy dày. Giả sử chúng ta phải phát bài cho từng người một, vì khi giáo viên in bài, thầy in số lượng của cả lớp trên mỗi trang. Do đó, bài kiểm tra có thể được thông qua trong nửa phút hoặc có thể được thông qua trong 10 phút mà không cần gửi hết. Tương tự, chủ đề cũng có khó và dễ, một đứa trẻ thông minh có thể hoàn thành nó trong mười phút bằng máy tính, và một đứa trẻ nghiêm túc có thể hoàn toàn làm bằng miệng, và có thể mất hai giờ để hoàn thành.

Bây giờ chắc các bạn đã hiểu vì sao tôi nói sẽ phát giấy thi rồi chứ. Bài kiểm tra tương ứng với kích thước khối của chúng tôi và độ khó của câu hỏi tương ứng với thời gian tạo khối của chúng tôi. Điểm khác biệt nhỏ là: trong hệ thống khối, không có giáo viên nào bảo mọi người “bắt đầu tính giờ” mà thay vào đó, các em bắt đầu thực hiện ngay khi nhận được giấy kiểm tra. Cụ thể, có một nhịp điệu như vậy: đối với mỗi khối mới được tạo, thời gian lan truyền mạng là nửa phút (bán kính quảng bá mạng). Mỗi công cụ khai thác bắt đầu khai thác trên nó sau khi nhận được khối mới và xác minh rằng khối đó là chính xác. Một khối mới giống như một bài kiểm tra mới và việc phổ biến mạng là việc phát hành bài kiểm tra. Và phải mất ít nhất nửa phút để tờ giấy này được phát cho tất cả học sinh, tuy nhiên, trong mỗi vòng khai thác, luôn có người nhận được tờ giấy sớm hơn người khác nửa phút. Nhưng các thợ mỏ lại cho rằng không sao, thứ nhất, đề thi tương đối khó, thời gian làm bài là mười phút, chậm nửa phút nhận bài cũng không ảnh hưởng gì nhiều, thứ hai, không giống với bài kiểm tra trong phòng học , chỗ ngồi của mọi người là ngẫu nhiên và thường xuyên Trong cuộc trao đổi, người lấy giấy thi trước mỗi lần khác nhau nên không có vấn đề gì. Một số thợ mỏ kém may mắn đã tạo ra các khối mới ở phía bên kia của mạng trong nửa phút khi TA đào một khối mới và khối mới vẫn chưa được truyền cho anh ta. Vì vậy, khối mới của anh ấy đã bị loại bỏ một cách tàn nhẫn, nghĩa là nó trở thành một khối mồ côi. Công việc của TA đã bị lãng phí một cách tàn nhẫn. Nhưng không có cách nào khác, thiết kế là kẻ chiến thắng tất cả, nhưng TA thực sự đã đóng góp một cách khách quan vào tính bảo mật của toàn bộ mạng (500 từ phân tích lý thuyết trò chơi được lược bỏ ở đây)

Sự bành trướng

Nếu chúng tôi muốn mở rộng, điều chúng tôi có thể làm là tăng kích thước khối, rút ​​ngắn thời gian tạo khối hoặc thay đổi cả hai. Hãy thử thay đổi tốc độ tạo khối từ 10 phút thành nửa phút. Đây là một mớ hỗn độn, giày của một số trẻ em đã hoàn thành trước khi phát bài thi, và chúng bắt đầu lấy bộ bài thi tiếp theo. Kết quả là, cảnh hỗn loạn trong lớp trong một lúc không thể kiểm soát: một nửa số bài kiểm tra được làm ở khắp sàn, và mọi người đều bận rộn thu thập các bài kiểm tra mới. Việc điều chỉnh tham số này dẫn đến một số lượng lớn các khối mồ côi và các nhánh.Không chỉ lãng phí một lượng lớn năng lượng tính toán mạng mà quan trọng hơn, mô hình bảo mật do đồng bộ hóa mang lại mà chúng tôi đã đề cập trước đó cũng biến mất: mỗi bộ mới Bài kiểm tra chưa được phát cho cả lớp nên một đống giày trẻ em đã được làm. Vì vậy, phát hành lại bộ giấy kiểm tra tiếp theo. Nói cách khác, trung bình mỗi chiếc giày của em chỉ có 15 giây để hoàn thành câu hỏi và phải hoàn thành hoặc làm một cách vô ích. Kết quả trực tiếp của việc này là chỉ một nửa sức mạnh tính toán đang thực hiện công việc hữu ích và nửa còn lại đang làm sai các bài kiểm tra. Từ góc độ của kẻ tấn công mạng, như trong hình bên dưới, TA thực sự chỉ chiến đấu với một nửa sức mạnh tính toán, nghĩa là, miễn là sức mạnh tính toán của anh ta chiếm 33% toàn bộ mạng, TA có thể giành chiến thắng , không phải chúng tôi 50% những gì thường nói

Sau đó, hãy thử tăng kích thước khối lên hai mươi lần so với kích thước trước đó, nghĩa là nó cũng trở thành 10 phút. Tương tự như vậy, nếu số trang trong mỗi bộ giấy tờ tăng lên thì thời gian cấp giấy tờ sẽ lâu hơn, tức là thời gian truyền tải lâu hơn, nhưng thời gian làm giấy tờ không đổi, tức là tốc độ sản xuất khối vẫn như cũ, sau đó là lớp học cuối cùng. Vẫn là sự hỗn loạn như cũ: vẫn còn rất nhiều khối và nhánh lẻ tẻ, và sự lãng phí năng lực tính toán tương tự. Vì vậy, chúng ta có thể thấy rằng miễn là tốc độ truyền tương đương với tốc độ tạo khối, nhiều tính năng được thiết kế bởi hệ thống lúc đầu không thể được đảm bảo, đặc biệt là bảo mật. Có sao không khi hai thông số không so sánh được? Ví dụ: tăng kích thước khối lên 4 lần vẫn còn xa so với 20 lần, có khả thi không? Tất nhiên, nó không tốt lắm. Bởi vì kích thước của khối đã thay đổi, điều đó có nghĩa là tôi đang làm việc theo hai bộ giao thức. Trước thời điểm tôi thay đổi, có rất nhiều vấn đề về công nghệ phần mềm và cộng đồng khác nhau cần được xem xét và xử lý, chẳng hạn như triển khai khả năng tương thích. Đây là một con đường rất chông gai, chúng ta hãy tìm cơ hội để phổ biến khoa học cẩn thận trong "Phân tích phổ biến về StoteriaDAG và Forks". Trong mọi trường hợp, bây giờ mọi người nên hiểu rằng vấn đề mở rộng công suất thực sự là kết quả của sự thỏa hiệp giữa các ràng buộc và tương tác lẫn nhau của hai tham số này. Vấn đề này thậm chí còn thú vị hơn trong bối cảnh của một DAG.

Vẻ đẹp của sự bao dung

Khi chúng tôi thực hiện BlockDAG, một trong những mục tiêu quan trọng thực sự là mở rộng. Rõ ràng từ cuộc thảo luận trước đây của chúng ta rằng việc mở rộng công suất bị hạn chế bởi một cặp tham số loại trừ lẫn nhau. Lý do tại sao chúng quá phức tạp trong hệ thống chuỗi khối, theo phân tích cuối cùng, là do hai nguyên tắc đồng bộ hóa mạng và người chiến thắng được tất cả. Cứ thử tưởng tượng, nếu đôi giày của những đứa trẻ ở hàng sau nhận được bài thi, ngay cả khi đôi giày của những đứa trẻ ở hàng trước đã làm xong và bộ bài kiểm tra tiếp theo đã sẵn sàng, chúng vẫn nhất quyết làm cho xong và đạt được số điểm mình mong muốn, vì vậy không còn trẻ mồ côi và điểm cho các lạt ma Fork, điều này sẽ tuyệt vời biết bao. BlockDAG giải quyết vấn đề này. Những người khai thác có thể khai thác song song. Họ không phải lo lắng rằng khối mới của họ sẽ vô dụng sau khi người khác đào một khối mới; Khối được phát sóng. Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ thảo luận chi tiết về cách hai tham số này tương tác với nhau dưới tiền đề của DAG.