Tóm tắt Chainfeeds:
Alpenglow là một sự đại tu lớn đối với cơ chế đồng thuận của Solana . Nó vẫn giữ nguyên trọng tâm cốt lõi Solana về xử lý đường ống liên tục và truyền tải cân bằng tải, nhưng thay thế sự kết hợp ban đầu giữa TowerBFT, PoH và Turbine bằng một mặt phẳng dữ liệu hiện đại (Rotor) và một mặt phẳng đồng thuận tập trung vào chứng chỉ (Votor).
Nguồn bài viết:
https://x.com/toghrulmaharram/status/2003139755136139671
Tác giả bài viết:
Toghrul Maharramov
Quan điểm :
Toghrul Maharramov: Giao thức đồng thuận là nền tảng của Sao chép Máy trạng thái (State Machine Replication - SMR), mục tiêu cốt lõi là đạt được sự đồng thuận giữa nút phân tán về một nhật ký được sắp xếp và duy nhất. Trong blockchain không cần cấp phép, quá trình này không chỉ phải chịu được hành vi Byzantine mà còn phải đáp ứng các yêu cầu hiệu suất cực cao. Trên thực tế, các điểm nghẽn của hệ thống thường không nằm ở khả năng thực thi mà ở độ trễ quyết định và hiệu quả lan truyền khối. Ngăn xếp đồng thuận hiện tại Solana bao gồm TowerBFT, Proof of History (PoH) và Turbine. Mục tiêu thiết kế tổng thể là tối đa hóa thông lượng thông qua việc triển khai theo đường ống liên tục và đảm bảo mở rộng thông qua cơ chế lan truyền cân bằng tải. Tuy nhiên, thiết kế này cũng đi kèm với một chi phí đáng kể. TowerBFT là một giao thức chịu lỗi Byzantine không phản hồi, có tính xác định cuối cùng dựa trên quy tắc độ sâu: một khối chỉ được coi là cuối cùng sau khi được mở rộng bởi 31 khối được xác nhận liên tiếp. Với thời gian tạo khối là 400ms, điều này tương ứng với độ trễ quyết định khoảng 13,2 giây trong điều kiện bình thường. Trong khi đó, TowerBFT không hoạt động ở cấp độ khối đơn lẻ, mà hoạt động thông qua việc bỏ phiếu xung quanh cây fork . Các trình xác thực củng cố cam kết của họ đối với một fork thông qua các tháp bỏ phiếu và giai đoạn lock-up , điều này cực kỳ phức tạp về mặt kỹ thuật và bằng chứng hình thức. Theo mô hình bán đồng bộ, giới hạn dưới độ trễ quyết định bình thường tối ưu của cơ chế đồng thuận chịu lỗi Byzantine cổ điển trong giới hạn an toàn n = 3f + 1 là ba vòng giao tiếp, một kết luận đã được chứng minh là không thể vượt qua. Để giảm độ trễ, giới học thuật đã đề xuất các giao thức đồng thuận đường dẫn nhanh, hy sinh một số khả năng chịu lỗi để đạt được việc ra quyết định trong hai vòng hoặc thậm chí một vòng khi mạng tốt và đối thủ yếu. Các giao thức như FaB Paxos, Parametrized FaB Paxos và SBFT đều kết hợp các đường dẫn nhanh và chậm để cân bằng độ trễ và độ bền vững trong các mô hình lỗi khác nhau. Alpenglow là một giao thức đồng thuận được đề xuất trong khuôn khổ này, nhằm mục đích giảm đáng kể độ trễ quyết định và đơn giản hóa mặt phẳng điều khiển trong khi vẫn giữ được những lợi thế của đường ống liên tục và sự lan truyền cân bằng tải Solana . Tính năng cốt lõi của nó là hoạt động đồng thời của cả đường dẫn nhanh và chậm, thay vì chuyển đổi sau sự kiện. Giới hạn bảo mật của giao thức là n ≥ 3f + 2p + 1, trong đó p đại diện cho số lượng nút Byzantine được dung thứ trên đường dẫn nhanh, và f đại diện cho khả năng dung thứ của toàn hệ thống đối với các nút Byzantine. Khi điều kiện đường dẫn nhanh được đáp ứng, một vòng bỏ phiếu duy nhất là đủ để quyết định một khối; nếu không, hai vòng bỏ phiếu đường dẫn chậm sẽ đảm bảo tính bảo mật và khả năng hoạt động. Giả sử mạng ổn định và hành vi nút lành mạnh, độ trễ quyết định của Alpenglow được xác định bởi cả thời gian lan truyền khối δ và độ trễ bỏ phiếu, về mặt lý thuyết có thể được nén xuống còn 100–150 mili giây, thấp hơn gần hai bậc độ lớn so với độ trễ hơn mười giây của TowerBFT. Giao thức đạt được "khả năng phản hồi lạc quan" bằng cách tích lũy song song các chứng chỉ đường dẫn nhanh và chậm, kết thúc ngay lập tức khi điều kiện được đáp ứng trước. Trong điều kiện mạng tốt, thời gian quyết định chỉ phụ thuộc vào độ trễ tin nhắn thực tế, chứ không phải là thời gian chờ cố định. Alpenglow bao gồm hai thành phần cốt lõi: công cụ đồng thuận Votor và cơ chế lan truyền khối Rotor. Votor thay thế TowerBFT và PoH, chịu trách nhiệm khóa khối và xác định tính cuối cùng. Không giống như thiết kế hiện tại Solana , trong Votor, các phiếu bầu không còn được ghi lại trên Chuỗi dưới dạng giao dịch. Thay vào đó, chúng được phát sóng giữa các trình xác thực dưới dạng tin nhắn đã ký và được tổng hợp thành các chứng chỉ nhỏ gọn thông qua BLS. Chỉ cần lưu trữ các chứng chỉ. Thay đổi này làm giảm đáng kể chi phí Chuỗi và đơn giản hóa việc xác minh đa số. Votor định nghĩa nhiều loại phiếu bầu và chứng chỉ khác nhau, bao gồm phiếu bầu kế toán, phiếu bầu hoàn thiện, phiếu bầu bỏ qua và các hình thức dự phòng của chúng, để bao gồm các đường dẫn nhanh, đường dẫn chậm và các trường hợp ngoại lệ. Trong trường hợp bình thường, nếu một khối nhận được sự ủng hộ 3f + p + 1 trong vòng bỏ phiếu đầu tiên, chứng chỉ hoàn thiện nhanh có thể được tạo trực tiếp; nếu không, miễn là nó nhận được sự ủng hộ 2f + p + 1 trong mỗi hai vòng, tính cuối cùng có thể đạt được thông qua đường dẫn chậm. Nếu một khối không thể lan truyền hoặc đạt được sự đồng thuận kịp thời, giao thức sẽ hội tụ ở cấp độ cửa sổ thông qua cơ chế bỏ qua để đảm bảo hệ thống tiếp tục hoạt động. Rotor là sự phát triển của Turbine. Nó áp dụng mô hình chuyển tiếp một bước: người dẫn đầu phân phối các mảnh dữ liệu được mã hóa cho nút chuyển tiếp, sau đó các nút này phát sóng chúng đến toàn bộ mạng. Các mảnh dữ liệu sử dụng mã hóa Reed-Solomon kèm theo bằng chứng Merkle, cho phép người xác thực tái tạo các khối bằng cách chỉ nhận được dữ liệu một phần. Trách nhiệm chuyển tiếp được phân bổ theo tỷ trọng đặt cược, với nút cược cao xử lý nhiều lưu lượng hơn. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng, với tỷ lệ dư thừa hợp lý, độ trễ lan truyền của Rotor tiếp cận giới hạn dưới lý thuyết δ. Kết hợp người dẫn đầu theo cửa sổ và cơ chế chuyển giao nhanh, Alpenglow đạt được quy trình đồng thuận nhanh hơn, mang tính xác định hơn và có thể kiểm chứng chính thức hơn trong khi vẫn duy trì thông lượng cao.
Nguồn nội dung 
