Nguồn gốc từ BREAD
Biên dịch | Odaily Golem（@web3_golem）
Lời biên tập: Trong bài viết mới của mình với tựa đề《Possible futures of the Ethereum protocol, part 1: The Merge》, nhà sáng lập Ethereum Vitalik đã đề cập đến những lĩnh vực cần cải thiện về mặt kỹ thuật của Ethereum, trong đó ưu tiên hàng đầu là rút ngắn thời gian đạt tính chất cuối cùng (Finality) của Block từ 2-3 epoch (~ 15 phút) xuống còn trong một Slot (~ 12 giây). Vậy tính chất cuối cùng (Finality) mà Vitalik rất quan tâm là gì? Nó được thực hiện như thế nào trong Ethereum và L2?
Bài viết《WTF is Finality?》của nhà nghiên cứu tiền điện tử BREAD giải thích tính chất cuối cùng bằng cách so sánh, Odaily đã biên dịch lại bài viết này, hy vọng sẽ giúp ích cho độc giả trong việc hiểu rõ hơn vấn đề này.
So sánh tính chất cuối cùng (Finality)
Theo truyền thống của loạt bài "WTF is...", tôi thích bắt đầu bằng cách so sánh với ví dụ từ cuộc sống thực tế, để những người không muốn tìm hiểu chi tiết cũng có thể nắm bắt được ý chính. Đối với tính chất cuối cùng (Finality), chúng ta có thể sử dụng ví dụ về bê tông đang cứng lại theo thời gian, như hình vẽ:
Đây là giải thích cấp độ cao nhất về "tính chất cuối cùng" trong blockchain, giống như bê tông, khi thời gian trôi qua, từ đổ (xác nhận ban đầu) đến đông kết (nhiều lần xác nhận), việc xác định Block ban đầu là "giả" trở nên ngày càng khó khăn, cho đến khi nó hoàn toàn cứng lại (tính chất cuối cùng). Một khi đã đạt đến giai đoạn cuối cùng, gần như không thể thay đổi được nữa.
Tương ứng trong blockchain, trình tự cụ thể như sau:
Đã gửi (Submitted) > Đã xác nhận (Confirmed) > Tính chất cuối cùng (Finalized)
Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về cách thức, nội dung và lý do của tính chất cuối cùng (trong môi trường Ethereum), hãy tiếp tục đọc bên dưới.
Tính chất cuối cùng (Finality) là gì?
Hãy cùng tìm hiểu một số khái niệm liên quan và hiểu rõ hơn về nó. Dưới đây là giải thích về tính chất cuối cùng và các khái niệm liên quan:
Slot (còn gọi là Block time): Có lẽ tên gọi "Block time" sẽ dễ hiểu hơn, Slot hoặc Block time là đơn vị thời gian được hệ thống sử dụng để tạo ra các Block giao dịch mới và thêm vào chuỗi hiện tại. Ví dụ, Slot của Ethereum là 12 giây, Base là 2 giây, còn Solana là 0,4 giây.
Xác nhận (Confirmation): Đây là khi giao dịch chính thức được đưa vào Block đã được thêm vào chuỗi hiện tại. Nó bây giờ trở thành một phần của sổ cái và số lượng xác nhận sẽ tăng lên khi các Block tiếp theo được thêm vào sổ cái.
Epoch: Mỗi 32 Slot được gọi là một Epoch. Đây là cấu trúc cấp hai trong blockchain, được sử dụng để phân công vai trò và trách nhiệm. Slot được sử dụng để xây dựng Block, trong khi Epoch được sử dụng để truyền bá dữ liệu, phân bổ thưởng, lựa chọn người xác minh, v.v.
Checkpoint Block: Đây là Block đầu tiên được tạo ra trong một Epoch, được sử dụng làm điểm tham chiếu để kiểm tra lịch sử chuỗi.
Tính chất cuối cùng (Finality): Đây là thời điểm giao dịch được coi là không thể đảo ngược khi được thêm vào sổ cái của chuỗi nhất định. Tuy nhiên, về mặt kỹ thuật, thuật ngữ này không được sử dụng thống nhất trên các chuỗi khác nhau, vì vậy không nên giả định rằng các tiêu chuẩn là giống nhau trong mọi trường hợp. Trong hệ sinh thái Ethereum, tính chất cuối cùng được đạt đến khi 2 Epoch trôi qua (~ 13 phút); trong Optimistic L2 cần phải đợi đến khi thời gian tranh chấp gian lận kết thúc (~ 7 ngày); trong ZK L2, do có sự đảm bảo từ bằng chứng hiệu lực, có 2 thời điểm tính chất cuối cùng đáng tranh cãi: tính chất cuối cùng cục bộ (khi chứng minh được tạo ra trên L2 [~ vài phút]) và tính chất cuối cùng toàn cục (khi chứng minh được công bố trên Ethereum và hoàn tất ở đó [~ 13 phút]).
Tái tổ chức Block ("Reorg"): Đây là khi các Block trước đây được xác nhận là một phần của chuỗi không còn được coi là hợp lệ nữa và một chuỗi mới được hình thành. Điều này thường kéo theo các hình phạt.
Hình dưới đây cố gắng trực quan hóa tất cả các thuật ngữ này trong một bức ảnh để dễ hiểu hơn:
Tính chất cuối cùng được thực hiện như thế nào?
Ở trên, chúng ta đã hiểu về tính chất cuối cùng và các khái niệm liên quan, vậy chúng hoạt động như thế nào? Các quy tắc là gì?
Đối với Ethereum
Bỏ phiếu của người xác minh: Các người xác minh trong mỗi Epoch (32 Block) sẽ bỏ phiếu cho Checkpoint Block hiện tại và trước đó, cho đến khi Checkpoint Block đó nhận được ít nhất 2/3 số phiếu của ETH đang được stake;
Checkpoint hợp lý: Một khi Checkpoint Block đạt được ngưỡng phiếu 2/3, nó sẽ được coi là "hợp lý";
Chuỗi đa số tuyệt đối: Khi hai Checkpoint Block liên tiếp a và b đều hợp lý và b đã kết nối với Block tiếp theo, các Block trong Epoch trước Epoch đầu tiên sẽ trở thành các Block cuối cùng, không còn bị ảnh hưởng bởi các tái tổ chức Block đơn giản nữa.
Đối với L2
L2 được xây dựng trên Ethereum, vậy chúng có giống nhau không?
Câu trả lời là vừa có vừa không, như đã đề cập trong bài《Liệu các Based Rollups có chỗ đứng trong tương lai của Ethereum?》, L2 là các blockchain độc lập, nhưng họ phụ thuộc vào Ethereum để đạt được tính chất cuối cùng. Điều này có nghĩa là tính chất cuối cùng của chúng cũng phân tầng như chuỗi.
Có hai loại:
Tính chất cuối cùng cục bộ: Đây là tính chất cuối cùng của chính L2, và chỉ áp dụng cho các L2 sử dụng bằng chứng hiệu lực (còn gọi là ZK Rollups). Điều này là do bằng chứng hiệu lực được hỗ trợ bởi toán học, và khi chính bản thân bằng chứng được tạo ra, trạng thái L2 có thể được coi là đã đạt tính chất cuối cùng, mà không cần phải chờ đến khi bằng chứng được công bố trên Ethereum và được quyết toán ở đó. Tuy nhiên, điều này vẫn mang theo rủi ro và giả định về độ tin cậy, tùy thuộc vào khả năng chấp nhận rủi ro của bạn.
Tính chất cuối cùng toàn cục: Một khi trạng thái được xác định, L2 sẽ xác nhận trạng thái cục bộ của mình và tạo ra bằng chứng (gian lận hoặc hiệu lực), công bố bằng chứng đó lên Ethereum, sau đó Ethereum sẽ xác nhận Block chứa bằng chứng đó. Ngay cả như vậy, đối với các L2 sử dụng optimistic, vẫn còn cơ hội để hoàn tác giao dịch cho đến khi thời gian tranh chấp 7 ngày kết thúc. Đây là một sự đánh đổi để giảm lượng tính toán cần thiết khi tạo bằng chứng.
Các mạng L2 có thể có tính chất cuối cùng cục bộ trong một số trường hợp, nhưng nói chung, họ phải chờ đến khi Ethereum hoàn tất việc xác nhận bằng chứng hiệu lực (ZK) hoặc bằng chứng gian lận (Optimistic rollups) mà họ đã công bố.
Đối với Bitcoin/PoW chains
Trong cơ chế PoW của Bitcoin, không có khái niệm về tính chất cuối cùng, vì đối với nó, bất cứ ai cũng có thể tạo ra chuỗi dài nhất và trở thành sổ cái chính. Điều này có nghĩa là, mặc dù không thực tế, nhưng chỉ cần có đủ tỷ lệ băm, người ta vẫn có thể ghi lại lại lịch sử Bitcoin trong ngày, tuần, năm vừa qua.
Tuy nhiên, mặc dù phương pháp này tốn kém về tài nguyên và thời gian, nhưng thực tế không quá khả thi, nhưng nó đã tạo ra một sự khác biệt có ý nghĩa giữa các hệ thống khác nhau, và dẫn đến một số loại MEV (Giá trị có thể trích xuất tối đa) độc đáo, chẳng hạn như "Cuộc tấn công dài" (Long-Ranged Attacks) và "Giấu Block" (Block Withholding). Trong những trường hợp này, các thợ đào có thể chọn sản xuất và giấu một Block, sau đó thêm một Block tiếp theo, hoặc liên tục khai thác nhiều Block,
Tại sao cần có tính chất cuối cùng?
Như đã nói ở trên, chúng ta đã biết cách thực hiện tính chất cuối cùng trong chuỗi POS, và điều này đòi hỏi một lượng lớn công việc. Vậy tại sao chúng ta lại phải làm như vậy? Câu trả lời là việc này thực sự mang lại một số lợi ích:
An ninh kinh tế: Hệ thống (và chúng ta) có thể xem lại một điểm nào đó và rất tự tin khẳng định nó sẽ không thay đổi, điều này mang lại niềm tin cho các bên tham gia hệ sinh thái về "tình hình thực tế". Ví dụ như các khoản chuyển tiền lớn và cho vay, một khi người dùng chắc chắn rằng hệ thống không thể thay đổi mà không có sự can thiệp cực đoan, vượt quá thỏa thuận, thì họ sẽ tự tin tham gia hệ sinh thái dựa trên tính chân thực này. Đây cũng là lý do tại sao các cầu nối xuyên chuỗi thường sẽ chờ một số lượng xác nhận nhất định hoặc tính chất cuối cùng hoàn toàn, trước khi giải phóng tài sản trên chuỗi phụ.
Quyết toán nhanh hơn: Bởi vì hệ thống có một thời điểm khiến trạng thái được chính thức xác định là vĩnh viễn, điều này có nghĩa là các bên tham gia hệ sinh thái chỉ cần chờ đến thời điểm quyết toán này, trong khi trong hệ thống Bằng chứng công việc (PoW), thời điểm này sẽ không bao giờ đến, hoàn toàn phụ thuộc vào nhận định chủ quan của cá nhân.
Giảm các yếu tố dễ bị tấn công: Như đã đề cập ở trên, trên chuỗi PoW tồn tại một số cơ hội MEV, PoW chỉ giải quyết được vấn đề "không có rủi ro lợi ích" (Nothing at stake), tức là bất kỳ ai có ý định gây hại cho hệ thống cũng có thể phải chịu tổn thất. Nhưng trong chuỗi POS, nếu bạn là người xác thực và cố gắng thay đổi trạng thái đã kết thúc, bạn phải vi phạm các quy tắc của giao thức, do đó sẽ phải đối mặt với rủi ro bị tịch thu stake (slashing).
Kết luận
Bài viết này đã đơn giản phổ cập về khái niệm tính chất cuối cùng, chỉ muốn giúp mọi người nhận thức rằng đây là một cơ chế blockchain thường được sử dụng nhưng chưa được hiểu sâu sắc. Quá trình tính chất cuối cùng giống như các khối trong hệ thống đang cứng lại như bê tông, và cuối cùng chúng trở nên vững chắc như đá.
