Tiêu đề gốc: Beyond a core blockchain property:「Strong Chain Quality」

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 dễ hiểu, ý nghĩa của nó là:**

Nếu bạn nắm giữ 3% quyền lợi được đặt cược (staking), thì trong phạm vi thời gian trung bình, bạn có thể kiểm soát 3% dung lượng không gian khối.

Đối với các blockchain thời kỳ đầu có thông lượng thấp, chất lượng chuỗi đã đủ để đáp ứng. Nhưng blockchain hiện đại có băng thông lớn hơn nhiều, và trong một khối đơn lẻ có thể chứa rất nhiều giao dịch.

Điều này dẫn đến một khái niệm mạnh hơn và tinh vi hơn. Nó không chỉ tập trung vào tỷ lệ không gian khối trung bình theo thời gian, mà còn xem xét cách chia không gian khối bên trong từng khối. Chúng ta gọi đó là “chất lượng chuỗi mạnh” (Strong Chain Quality, SCQ):

Nếu bạn nắm giữ 3% quyền lợi được đặt cược (staking), thì trong mỗi khối, bạn có thể kiểm soát 3% dung lượng không gian khối.

Về bản chất, thuộc tính này cho phép các bên liên quan có được “làn đường ảo” bên trong một blockchain có thông lượng cao, từ đó bảo đảm rằng các giao dịch của họ có thể được đưa vào khối.

“Chất lượng chuỗi” trong blockchain

Một trong những đổi mới quan trọng của Bitcoin—và ngày nay gần như mọi blockchain đều có—là đưa vào trong giao thức một cơ chế phần thưởng dành cho người đề xuất khối: bên nào thành công trong việc gắn khối vào state machine sẽ nhận được các token được đúc mới và phí giao dịch. Những phần thưởng này được quy định bởi hàm chuyển đổi trạng thái, và cuối cùng được phản ánh trong trạng thái của 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 thưởng cho bên trung thực, vì hành vi trung thực vốn đã là giả định mặc định trong mô hình.

Còn trong mô hình kinh tế mật mã, các bên tham gia được coi là các tác nhân hành động hợp lý, và hàm tiện ích của chúng có thể chưa biết. Mục tiêu là thiết kế cơ chế khuyến khích để khi các bên này theo đuổi việc tối đa hóa lợi nhuận của chính mình, họ sẽ tự nhiên đồng bộ với sự vận hành thành công của giao thức. Kết hợp với cơ chế phần thưởng bên trong giao thức, ta có thể rút ra định nghĩa lý tưởng hóa về chất lượng chuỗi như sau:

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

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

Nhiều blockchain đạt được hoặc cố gắng đạt thuộc tính này thông qua cơ chế luân phiên người lãnh đạo ngẫu nhiên dựa trên trọng số đặt cược.

Các thách thức điển hình hiện nay bao gồm: vấn đề “đào bới vị kỷ” của Bitcoin; vấn đề kháng phân nhánh ở phần đuôi của Monad; và vấn đề trong giao thức LMD GHOST của Ethereum.

Nguồn gốc của “chất lượng chuỗi mạnh”

Khi dung lượng không gian khối đủ dồi dào, chúng ta không cần giao toàn bộ nội dung của một khối cho một người đề xuất duy nhất độc quyền. Thay vào đó, không gian khối của cùng một khối có thể được chia sẻ bởi nhiều bên tham gia. Tư tưởng mà định nghĩa kinh tế mật mã về chất lượng chuỗi mạnh muốn diễn đạt chính là điều này:

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

Thuộc tính lý tưởng hóa này ngầm gợi ra một khái niệm trừu tượng: “làn đường ảo”. Nói cách khác, về thực tế, liên minh có thể kiểm soát một tỷ lệ nhất định không gian khối dành riêng trong mỗi khối.

Xét từ góc độ kinh tế, việc sở hữu một làn đường ảo tương đương với việc nắm giữ một tài sản sản xuất có khả năng tạo ra lợi nhuận; các lợi nhuận này có thể đến từ phí giao dịch hoặc đến từ MEV (giá trị có thể trích xuất tối đa). Các thực thể bên ngoài sẽ cạnh tranh để giành được và duy trì những làn đường này dựa trên quyền lợi đặt cược, từ đó tạo ra nhu cầu liên tục đối với token L1 ở lớp nền. Giá trị kinh tế mà một làn đường có thể tạo ra càng lớn, động lực để các bên cạnh tranh quyền lợi đặt cược càng mạnh, và giá trị tích lũy được từ quyền đặt cược L1 nắm quyền truy cập vào phần không gian khối đó cũng càng cao. Thông qua sự trừu tượng này, ta có thể chuyển khả năng kháng kiểm duyệt mạnh hơn thành một thuộc tính hiệu lực của SCQ trong giao thức.

Chất lượng chuỗi mạnh và khả năng kháng kiểm duyệt

Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng khả năng kháng kiểm duyệt là vô cùng quan trọng. Các giao thức thuộc loại này không chỉ cần bảo đảm rằng đầu vào của các bên trung thực cuối cùng được đưa vào, mà còn cần bảo đảm rằng chúng có thể được đưa vào ngay lập tức. Chất lượng chuỗi mạnh (SCQ) có thể được xem là sự mở rộng của thuộc tính này trong bối cảnh dung lượng khối bị giới hạn.

Trong bối cảnh thực tế, nếu lượng giao dịch cần được đưa vào vượt quá không gian khối sẵn có, thì không có bất kỳ giao thức nào có thể đáp ứng ý nghĩa lý tưởng của khả năng kháng kiểm duyệt. SCQ xử lý giới hạn này theo một cách tiếp cận thực dụng hơn: nó không đòi hỏi tất cả các giao dịch trung thực đều luôn được đưa vào, mà cấp cho từng nút đặt cược một “ngân sách” để bảo đảm rằng trong phạm vi ngân sách đó, giao dịch của họ có thể được đưa vào.

Giao thức MCP được đề xuất như một thành phần đặt trên các giao thức đồng thuận kiểu PBFT thực dụng hiện có, nhằm 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 cược. Các giao thức BFT dựa trên đồ thị có hướng không chu trình (DAG) hiện có lại cung cấp một cách để hiện thực hóa bộ nhớ chung cho nhiều người ghi (multi-writer mempool), đồng thời cũng có một mức độ nhất định khả năng kháng kiểm duyệt.

Các hiện thực chuẩn của những giao thức này thường thất bại trong việc đáp ứng nghiêm ngặt SCQ, vì chúng cho phép người lãnh đạo trì hoãn chọn lọc một số tập con giao dịch. Tuy nhiên, chỉ cần sửa đổi nhẹ các giao thức đó, ta có thể hiện thực lại SCQ. Một hướng liên quan là “bắt buộc bao gồm giao dịch” nhằm giảm hành vi kiểm duyệt.

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

Cách hiện thực chất lượng chuỗi mạnh

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

Vòng 1: Mỗi bên tham gia gửi đầu vào đã được chứng thực của mình cho tất cả các bên tham gia khác.

Vòng 2: Mỗi bên tham gia, nếu nhận được đầu vào đã được chứng thực từ bên i, thì đưa i vào danh sách bao gồm (inclusion list) của chính mình. Sau đó, bên tham gia đó gửi danh sách bao gồm của mình cho người lãnh đạo. Thao tác này tương đương với một cam kết: mình chỉ chấp nhận những khối đã bao gồm tất cả các đầu vào xuất hiện trong danh sách đó.

Đề xuất BFT: Khi người lãnh đạo nhận được các thông tin này, họ sẽ đưa vào khối tất cả các hợp (union) danh sách bao gồm mà họ đã nhận được.

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

Không khó để thấy rằng theo bản phác thảo giao thức này, ta có thể xây dựng ra một giao thức hoàn chỉnh. Giao thức này có thể thỏa mãn chất lượng chuỗi mạnh sau thời gian ổn định toàn cục (GST), cung cấp khả năng kháng kiểm duyệt, và vẫn hoạt động khi người lãnh đạo là bên trung thực. Nếu muốn đạt được SCQ trước cả GST, thì cần chờ các giá trị hoặc danh sách đủ số lượng (số đại biểu hợp lệ/“quorum”) trong mỗi vòng. Chúng tôi sẽ trình bày chi tiết giao thức này và các dạng mở rộng của nó trong các bài viết tiếp theo.

Các nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng để hiện thực chất lượng chuỗi mạnh và khả năng kháng kiểm duyệt, cần bổ sung thêm hai vòng (như bản phác thảo giao thức ở trên) so với các vòng bỏ phiếu của một giao thức BFT thông thường. Chúng tôi cũng sẽ giải thích chi tiết 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, nó không hoàn toàn giới hạn cách sắp xếp thứ tự giao dịch trong khối. SCQ có thể được hiểu là: dành chỗ cho mỗi nút đặt cược, nhưng không hề đảm bảo bất kỳ thứ tự nào cho các giao dịch nằm trong các phần không gian đó.

Điều này mở ra một không gian nghiên cứu phong phú cho thiết kế cơ chế sắp xếp thứ tự giao dịch. Một cơ chế sắp xếp tốt, có triển vọng nâng cao hơn nữa sự 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 (priority fee).

Liên kết gốc

Bấm để tìm hiểu BlockBeats của律动 (Lawdung) đang tuyển dụng vị trí

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của律动 BlockBeats:

Telegram kênh đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Telegram nhóm thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia