Khi bạn mua một cái gì đó tại cửa hàng, bạn trao đổi các tờ tiền mặt và nhận lại sản phẩm bạn đã trả tiền trong quá trình đó - có một sự chuyển giao rõ ràng của giá trị. Với ngân hàng số, như thẻ ghi nợ hoặc thẻ tín dụng, ngân hàng liên lạc với nhà bán lẻ để đảm bảo số tiền được trừ từ tài khoản của bạn. Tuy nhiên, với tiền điện tử, quá trình này không rõ ràng. Điều này đặt ra câu hỏi về cách mạng blockchain ngăn tiền điện tử bị chi tiêu kép. Đây là nơi công nghệ blockchain đảm bảo an toàn giao dịch thông qua khối cuối cùng.

Block Finality là gì?

Khối cuối cùng đề cập đến tính chất vĩnh viễn của một giao dịch sau khi nó được ghi lại trên blockchain. Khác với tài chính truyền thống, nơi các giao dịch có thể bị đảo ngược, các giao dịch blockchain trở thành không thể đảo ngược sau khi đạt đến tính chất vĩnh viễn. Điều này quan trọng để duy trì tính toàn vẹn của mạng, vì không có người tham gia nào có thể can thiệp hoặc thay đổi các giao dịch trong quá khứ.

Điểm mà tính hoàn tất được đạt đến phụ thuộc vào cơ chế đồng thuận được sử dụng trên blockchain cụ thể đó. Dù thông qua Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS), hoặc các mô hình đồng thuận khác, mỗi mạng đều có một phương pháp để xác định khi nào giao dịch được xác nhận và được bao gồm vĩnh viễn trên blockchain.

Cách thức Block Finality hoạt động như thế nào?

Mạng lưới blockchain mỗi mạng đều độc đáo, với những tính năng riêng, nhưng tính chất cuối cùng của block - một khái niệm then chốt cho tính bảo mật - tồn tại trên tất cả các mạng, được đạt được thông qua các phương pháp khác nhau. Cơ chế đồng thuận, xác minh giao dịch và đảm bảo tính bảo mật của một mạng phi tập trung, là trung tâm của việc đạt được tính cuối cùng trên các blockchain.

Các chuỗi khối khác nhau sử dụng các cơ chế đồng thuận khác nhau phù hợp với nhu cầu của họ. Các ví dụ phổ biến bao gồm chứng minh công việc (PoW), chứng minh cổ phần (PoS) và chứng minh lịch sử (PoH) - hai ví dụ cuối cùng được sử dụng cùng nhau trên mạng Solana. Các cơ chế này xác định cách xác minh các giao dịch và khi nào chúng đạt được tính cuối cùng, có nghĩa là chúng được ghi lại vĩnh viễn và không thể bị đảo ngược.

Ví dụ, Bitcoin sử dụng cơ chế bằng chứng công việc truyền thống, nơi các thợ đào cạnh tranh để giải quyết các thuật toán phức tạp để xác thực các giao dịch. Một tính năng chính của PoW, đặc biệt liên quan đến tính cuối cùng của khối, là "quy tắc chuỗi dài nhất". Trong hệ thống này, chuỗi có công việc tích lũy nhiều nhất được coi là hợp lệ. Khi nhiều khối được thêm vào blockchain Bitcoin sau một giao dịch, tính cuối cùng của nó tăng cường, làm cho nó ngày càng an toàn và không thể đảo ngược.

Nguồn: gsr.io

Độ tin cậy được đạt được theo cách khác nhau trong mạng lưới chứng minh cổ phần (PoS), như Ethereum, sau khi chuyển sang Ethereum 2.0. Thay vì các thợ mỏ, các bên xác nhận được chọn dựa trên số lượng tiền điện tử mà họ đã đặt cược. Những bên xác nhận này có trách nhiệm đề xuất và xác nhận các khối mới. Mạng lưới PoS sử dụng các giao thức như “Casper” để áp dụng các quy tắc về tính kết thúc.

Nguồn: unitychain.io

Khi một khối được xác nhận và thêm vào blockchain, nó yêu cầu sự đồng thuận của đa số người xác minh để đảo ngược, điều này đòi hỏi họ phải hy sinh tài sản đã đặt cược của mình. Rào cản kinh tế này, kết hợp với yêu cầu về nhiều xác nhận, đảm bảo rằng một khi giao dịch đạt được sự hoàn thiện trên mạng PoS, rất khó và tốn kém để đảo ngược, làm cho nó cũng an toàn như PoW nhưng hiệu quả và có khả năng mở rộng hơn.

Các loại khối cuối cùng

Các chuỗi khối khác nhau có các phương pháp khác nhau để đạt được sự hoàn thiện. Trên tất cả các mạng lưới và cơ chế đồng thuận tương ứng, blockchain có bốn loại chính của sự hoàn thiện. Chúng được phân loại theo mức độ chắc chắn và không thể đảo ngược của giao dịch và khối sau khi được thêm vào mạng. Các loại sự hoàn thiện khối khác nhau bao gồm:

Sự xác thực xác suất

Phổ biến nhất trong các mạng proof of work như Dogechain, tính xác thực xác suất là một xác thực dựa trên chuỗi đơn giản. Thay vì xác thực tuyệt đối khi một khối đã được thêm vào một mạng, nó được coi là xác thực có thể và xác suất cũng như độ chắc chắn của giao dịch tăng lên với các khối mới được ghi lại trên khối ban đầu đó. Xác thực xác suất được cho là đã đạt được khi một giao dịch đã được khai thác, được ghi lại trên chuỗi công khai và một khối sau đó đã được khai thác.

Tuyệt đối

Tính tuyệt đối là mức độ cao nhất của sự chắc chắn về tính vĩnh cửu của một giao dịch sau khi được xác nhận. Với tính tuyệt đối, một khi giao dịch được xác nhận và ghi lại trên blockchain, nó không thể bị thay đổi hoặc đảo ngược bao giờ. Tính tuyệt đối thường xuất hiện trên các mạng blockchain như Stellar và Ripple sử dụng sự đồng thuận liên minh. Cơ chế đồng thuận liên minh được hỗ trợ bởi một nhóm các bên xác thực đáng tin cậy, bảo vệ mạng lưới bằng cách xác nhận các khối cá nhân.

Economic Finality

Sự khối kết kinh tế khác biệt ở chỗ an ninh phụ thuộc vào lợi ích hoặc thiệt hại tài chính. Đây là một đặc điểm của cơ chế đồng thuận chứng minh cổ phần, nơi các nhà xác thực phải đặt cược token để tham gia bảo mật mạng. Họ cũng có nguy cơ mất token đã đặt cược nếu hành động độc hại. Do đó, xác nhận khối được thúc đẩy bởi động cơ tài chính và an ninh được duy trì thông qua rào cản tài chính. Trong các mạng như Ethereum, chi phí của các hành động độc hại, chẳng hạn như chi tiêu kép hoặc đảo ngược giao dịch, vượt quá phần thưởng tiềm năng cho việc xác thực khối, đảm bảo sự kết thúc giao dịch và an ninh mạng.

Hoàn tất ngay lập tức

Đây là mức độ cao nhất và loại khối khó nhất để đạt được, với finality ngay lập tức, một giao dịch được xem là được xác nhận và không thể đảo ngược khi được ghi lại trên mạng. Theo thực tế, mức độ finality này sẽ yêu cầu những sửa đổi đáng kể đối với bản chất truyền thống của blockchain và quá trình xác nhận giao dịch.

Không thể nói một cách chắc chắn liệu mạng nào đã đạt được tính chất cuối cùng ngay lập tức, nhưng một số chuỗi khối sử dụng cơ chế đồng thuận Bất kỳ lỗi Byzantine (BFT) như Cosmos được cho là đạt được tính chất cuối cùng gần như ngay lập tức. Giao thức Shardeum là một mạng cố gắng đạt được kết quả tương tự bằng cách sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Quorum đảm bảo một sổ cái chung trong việc xác nhận các giao dịch được thực hiện trên mạng.

Sự ổn định cuối cùng của trạng thái

Một loại sự hoàn thiện khác quan trọng hơn với tầm nhìn toàn cảnh, đó là chính blockchain chứ không phải các giao dịch cá nhân. Với sự hoàn thiện trạng thái, điều quan trọng là xem xét xem một giao dịch trạng thái, tức là một sự thay đổi trong trạng thái của blockchain như việc thực thi một hợp đồng thông minh, có thể được sửa đổi hoặc đảo ngược sau khi hoàn thành hay không. Sự hoàn thiện trạng thái cũng quan trọng vì đối với các giao thức phi tập trung như Ethereum và Solana, tính vĩnh cửu của các hợp đồng thông minh đã thực thi quan trọng đối với tính bảo mật và hiệu quả của các ứng dụng phi tập trung.

Tại sao Khối Cuối cùng quan trọng?

Khối cuối cùng là quan trọng nhất trong các cuộc trò chuyện về an ninh và đáng tin cậy của mạng. Tuy nhiên, khái niệm cơ bản này được hiểu rõ nhất trong ngữ cảnh của hợp đồng thông minh và vấn đề chi tiêu kép.

Hợp đồng thông minh là trụ cột của các ứng dụng phi tập trung, phổ biến nhất trên mạng DeFi như Solana và Ethereum. Trong tài chính phi tập trung (DeFi), hợp đồng thông minh tự động hóa các giao dịch tài chính như cho vay, vay mượn và giao dịch mà không có trung gian. Sự xác nhận của khối là điều cần thiết để các quy trình này hoạt động một cách trơn tru và an toàn.

Ví dụ, khi một người dùng khởi tạo một giao dịch trên sàn giao dịch phi tập trung (DEX) như Uniswap, một hợp đồng thông minh tự động khớp giao dịch và chuyển đổi token giữa các người dùng. Khối khối cuối cùng đảm bảo rằng giao dịch là không thể thay đổi sau khi giao dịch này được xác nhận và ghi lại trên blockchain. Mà không có sự chắc chắn cuối cùng, một tác nhân độc hại có thể tiềm năng đảo ngược giao dịch hoặc khai thác hệ thống, làm suy yếu tính toàn vẹn của hệ sinh thái DeFi. Mà không có tính chắc chắn cuối cùng, kết quả của các hợp đồng này sẽ không chắc chắn, mở ra cánh cửa cho tranh chấp hoặc tấn công tiềm năng, như chi tiêu kép hoặc đảo ngược giao dịch.

Khái niệm chi tiêu gấp đôi là một ví dụ khác mà tầm quan trọng của tính cuối cùng của khối được nhìn thấy. Chi tiêu gấp đôi là một vấn đề xảy ra khi cùng một mã thông báo được chi tiêu nhiều hơn một lần trong nhiều giao dịch. Nó được coi là một cuộc tấn công vì nó cho phép tác nhân độc hại chi tiêu cùng một đồng tiền nhiều lần. Tính cuối cùng của khối ngăn chặn chi tiêu gấp đôi bằng cách đảm bảo rằng nó được ghi lại sau khi giao dịch đã được thực hiện. Khi một giao dịch đã được xác nhận và ghi lại trên mạng chuỗi, sổ cái blockchain đã ghi lại vĩnh viễn rằng một mã thông báo đã được sử dụng để thực hiện một giao dịch cụ thể. Ví dụ: khi giao dịch được xác minh, tất cả các nút chia sẻ cùng một bản ghi blockchain trong mạng bằng chứng công việc cho biết rằng các mã thông báo đó đã được chi tiêu. Bằng cách đó, một tác nhân độc hại không thể chi tiêu cùng một mã thông báo một lần nữa.

Khối sự hoàn tất cuối cùng trong các Layer 1 khác nhau

Khối xác định tính vĩnh cửu của mỗi giao dịch đã phát hành trên blockchain. Tuy nhiên, công nghệ blockchain rất phức tạp và có nhiều yếu tố khác tham gia trong quá trình xử lý giao dịch trên blockchain.

Khối cuối cùng không phải là một điều duy nhất liên quan đến xử lý giao dịch. Các khái niệm khác như độ trễ mạng, thời gian khối và TPS (giao dịch mỗi giây) quan trọng hơn đáng kể. Độ trễ mạng có thể được mô tả như thời gian quan sát giữa khi một giao dịch được phát ra và xác nhận. Thời gian khối, tuy nhiên, là thời gian mà mỗi khối mỏ được thêm vào mạng trước khi có thể được thêm vào mạng. Giao dịch mỗi giây (TPS) thường bị nhầm lẫn với độ trễ mạng, nhưng TPS là tổng số giao dịch mà một mạng có thể quản lý mỗi giây. Nó có thể được mô tả như là lưu lượng thông qua của mạng.

Các khái niệm khác như chiều cao khối, kích thước khối và khối mồ côi cũng đáng xem xét. Chiều cao khối và kích thước khối đề cập đến số khối trước khối hiện tại trên chuỗi mạng, trong khi kích thước đề cập đến tổng số lượng giao dịch có thể được ghi lại trên chuỗi. Ví dụ, kích thước khối điển hình trên mạng Bitcoin là 1MB, trong khi Ethereum là 1MB. Các khối mồ côi trên chuỗi là hậu quả của quy tắc chuỗi dài nhất. Như đã giải thích trước đó, bitcoin tuân theo quy tắc chuỗi dài nhất bằng cách áp dụng chuỗi đã được chứng minh dài nhất. Kết quả của quy tắc đó, các khối đã được đào trước đó bị loại bỏ để ủng hộ chuỗi dài hơn trở thành các khối mồ côi riêng biệt với phần còn lại của blockchain.

Các rào cản đối với sự hoàn thiện của Khối

Phân nhánh cứng

Một thách thức lớn đối với tính khối cuối cùng là sự xuất hiện của các phân nhánh khó. Một phân nhánh khó xảy ra khi một chuỗi khối chia thành hai đường dẫn rõ ràng do thay đổi trong giao thức hoặc sự không đồng ý giữa các thành viên. Điều này tạo ra hai phiên bản của chuỗi khối, cả hai đều có thể tạm thời tuyên bố là chuỗi hợp lệ. Trong ngữ cảnh của tính khối cuối cùng, một phân nhánh khó phá vỡ sự chắc chắn rằng các giao dịch là vĩnh viễn và không thể đảo ngược. Nếu chuỗi phân nhánh được chấp nhận là ưu thế, các giao dịch được xác nhận trên chuỗi trước đó có thể bị vô hiệu hóa, làm suy yếu niềm tin của người dùng vào tính khối cuối cùng của mạng.

Độ trễ mạng và Sự chậm trễ trong giao tiếp

Vấn đề khác ảnh hưởng đến sự kết thúc khối là độ trễ mạng hoặc giao tiếp chậm giữa các nút. Trong các mạng phi tập trung, các nút phải giao tiếp thường xuyên để đồng ý với trạng thái của blockchain và xác nhận giao dịch. Nếu có sự trễ trong việc giao tiếp, do khoảng cách vật lý hoặc tắc nghẽn mạng, nó có thể làm chậm quá trình xác nhận khối và dẫn đến sự không chắc chắn về sự kết thúc của giao dịch. Trong các hệ thống chứng minh cổ phần hoặc chứng minh công việc, việc truyền khối chậm có thể tạo ra các nhánh tạm thời, dẫn đến khả năng tái tổ chức các khối, từ đó làm chậm quá trình kết thúc giao dịch.

Lỗ hổng trong Hợp đồng Thông minh

Các lỗ hổng của hợp đồng thông minh cũng đặt ra thách thức đối với tính cuối cùng của khối, đặc biệt là trên các nền tảng như Ethereum hỗ trợ các ứng dụng phi tập trung. Nếu một hợp đồng thông minh chứa lỗi hoặc bị khai thác bởi các đối tác độc hại, các giao dịch ban đầu được coi là cuối cùng có thể cần phải bị đảo ngược hoặc tranh chấp. Mặc dù các chuỗi khối được thiết kế để ngăn chặn sự can thiệp vào lịch sử giao dịch, sự phức tạp của hợp đồng thông minh tạo ra một lớp rủi ro bổ sung. Nếu một hợp đồng bị chiếm đóng, hậu quả có thể nghiêm trọng, khi ngay cả các giao dịch đã hoàn tất có thể bị vô hiệu hóa thông qua sự can thiệp pháp lý hoặc cộng đồng.

Một ví dụ điển hình là vụ hack DAO nổi tiếng vào năm 2016, nơi một kẻ tấn công đã khai thác một lỗ hổng trong mã của một tổ chức tự trị phi tập trung (DAO) để hút ra 60 triệu đô la đáng giá của Ether. Mặc dù blockchain kỹ thuật đã đạt sự hoàn chỉnh bằng cách xác nhận các giao dịch này, thao tác lợi dụng đã kích hoạt một hard fork trong mạng lưới Ethereum, dẫn đến việc tạo ra Ethereum Classic.

Tấn công 51%

Một cuộc tấn công 51% là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với tính cuối cùng của khối. Nó xảy ra khi một thực thể hoặc nhóm duy nhất kiểm soát hơn 50% sức mạnh tính toán của mạng hoặc các token được đặt cược. Với ưu thế này, họ có thể viết lại lịch sử của blockchain bằng cách tạo ra chuỗi thay thế, chi tiêu kép, hoặc đảo ngược các giao dịch đã được xác nhận trước đó. Điều này làm suy yếu nguyên tắc cốt lõi của tính cuối cùng, vì có khả năng cho kẻ tấn công làm thay đổi các khối mà trước đây được coi là an toàn và không thể lùi lại. Mặc dù việc thực hiện các cuộc tấn công như vậy trên các mạng lớn, có sẵn và phân quyền khá khó, chúng vẫn là một mối lo lớn đối với các blockchain nhỏ hơn hoặc ít phân quyền.

Kết luận

Khối cuối cùng là một khái niệm chính của công nghệ blockchain vì nó đảm bảo rằng giao dịch, một khi đã được xác nhận, sẽ là vĩnh viễn và không thể đảo ngược. Nó chịu trách nhiệm bảo vệ mạng lưới tiền điện tử và ngăn chặn hoạt động độc hại như chi tiêu kép.

Khi mạng khối tiếp tục phát triển, cơ chế đồng thuận mới được sáng tạo cùng với các quy trình mới để đạt được sự hoàn thiện của khối. Ngay cả khi đó, các thách thức đối với sự hoàn thiện của khối vẫn tồn tại, nhấn mạnh vai trò quan trọng của việc phát triển mạng lưới mạnh mẽ hơn.