PoS cho thuê và giao thức Waves-NG
Tác giả: Guy Brandon, nhà cộng tác Waves.
Mạng Waves hoạt động dựa trên thuật toán đồng thuận bằng chứng cổ phần cho thuê (LPoS) kết hợp với giao thức Waves-NG, cho phép khả năng mở rộng và lưu lượng giao dịch cao.
Giới thiệu
Mạng Waves được ra mắt vào năm 2016, sau khi ICO kêu gọi được 30.000 BTC – khoảng 16 triệu đô la vào thời điểm đó. Dự án đang phát triển một hệ sinh thái blockchain toàn diện để sử dụng trong các quy trình kinh doanh, với một bộ công cụ đa dạng đáp ứng nhiều nhu cầu khác nhau – bao gồm tạo ra các token tiền mã hóa tùy chỉnh một cách dễ dàng; hợp đồng thông minh đơn giản; giao dịch ngang hàng trên một sàn giao dịch phi tập trung (DEX) được tích hợp; và một phương tiện tương tác với các ứng dụng phi tập trung dApps an toàn, thuận tiện và các dịch vụ web thông qua phần bổ trợ trình duyệt Waves Keeper.
Khả năng mở rộng
Ngay từ đầu, Waves đã nhận ra rằng khả năng mở rộng sẽ là điều cần thiết cho việc áp dụng blockchain hàng loạt, và đã ưu tiên phát triển công nghệ để giải quyết các hạn chế của các blockchain hiện tại. Ví dụ: Bitcoin có độ an toàn cao nhưng tương đối chậm, và chỉ có thể hỗ trợ khoảng 7 giao dịch mỗi giây (TPS). Như vậy, Bitcoin không đủ hiệu quả để được sử dụng như một loại tiền tệ hàng ngày trên toàn thế giới. Các giải pháp hạng hai như Lightning Network được yêu cầu cho Bitcoin để phục vụ mục đích này. Waves đã áp dụng một cách tiếp cận khác, ban đầu tập trung vào khả năng mở rộng chuỗi trước khi xem xét các ứng dụng hạng hai.
Cho thuê số dư
Thuật toán đồng thuận ban đầu của Waves là một triển khai Bằng chứng Cổ phần đơn giản. Tất cả 100 triệu token WAVES đã được phân phối sau ICO, và nguồn cung được cố định: không có lạm phát như xảy ra với các đồng tiền được đào theo hình thức PoW. Do đó, Waves chặn các trình xác nhận (các forger, mặc dù chúng thường được gọi đơn giản là ‘thợ đào’ trong hệ sinh thái Waves) nhận phí giao dịch từ các khối họ xử lý, nhưng không có phần thưởng khối.
Hệ thống Bằng chứng Cổ phần được Thuê (LPoS) đã được khởi chạy hoàn toàn vào tháng 5 năm 2017, cho phép người dùng của khách hàng Waves lite – những người không chạy một node đầy đủ – cho thuê token WAVES của họ để đào các node. Các WAVES đã cho thuê bị khóa trong tài khoản người dùng và không thể chuyển nhượng hoặc giao dịch. Tuy nhiên, các token vẫn nằm trong sự kiểm soát hoàn toàn của chủ tài khoản và hợp đồng thuê có thể bị hủy bất cứ lúc nào. Do các chi phí kỹ thuật liên quan đến việc chạy node khai thác và sự cần thiết phải trực tuyến 24/7, chỉ một tỷ lệ tương đối nhỏ trong cộng đồng Waves chạy các node (có thể tìm thấy danh sách các trình tạo khối tại https://dev.pywaves.org/generators/).
Các token WAVES được thuê cho một node khai thác được sử dụng để tăng mức độ liên quan của thợ đào, điều này sẽ làm tăng cơ hội thợ đào đó có thể tìm ra khối tiếp theo. Hệ thống Bằng chứng Cổ phần được Thuê cải thiện an ninh mạng theo ít nhất hai cách. Thứ nhất, càng nhiều WAVES được sử dụng để bảo mật mạng thì càng tốt, bởi vì kẻ tấn công sẽ khó có thể tích lũy đủ token cần thiết để thực hiện cuộc tấn công 51%. Thứ hai, WAVES có thể được thuê cho một node từ địa chỉ ví lạnh của người dùng, nhưng chính node đó – vẫn trực tuyến – chỉ có thể có số dư tối thiểu. Điều này làm giảm đáng kể nguy cơ token WAVES bị tấn công từ các máy tính trực tuyến, vì tiền cho thuê không được chuyển đến thợ đào.
Một cách tiếp cận sự đồng thuận mới: Waves-NG
Vào tháng 12 năm 2017, một bản nâng cấp mới của mạng đã được thực hiện cùng với sự ra mắt của Waves-NG. Đây là một giao thức mới dựa trên đề xuất Bitcoin-NG của giáo sư ngành CNTT, Cornell Emin Gün Sirer.
Giao thức Bitcoin ban đầu chọn từng thợ đào một cách hồi cứu. Sau khi một khối đã được thêm vào blockchain, các thợ đào cạnh tranh để tìm ra hàm băm hợp lệ cho khối tiếp theo, dựa trên trạng thái hiện tại của blockchain. Trong khi đó, các giao dịch được tạo mới đi vào tập hợp bộ nhớ (mempool), tại đó chúng sẽ chờ xử lý cho đến khi một thợ đào cuối cùng thu thập và xác thực chúng.
Mặc dù cả hai giao thức Bitcoin và Bitcoin-NG đều được coi là các hệ thống chịu lỗi Byzantine (BFT), nhưng các giao thức sau được đề xuất vào năm 2015 như một lựa chọn thay thế có thể mở rộng dựa trên một cơ chế làm việc khác. Trên hệ thống Bitcoin-NG, thợ đào tiếp theo được chọn trước và thợ đào này tạo ra một ‘khối chính’ rỗng – là khối cuối cùng sẽ được thêm vào blockchain. Các khối nhỏ gọi là các ‘microblock’ (mỗi khối bao gồm một vài giao dịch) được thêm vào gần thời gian thực với khối chính này. Điều này giống như thêm một vài túi mua sắm (microblock) vào xe đẩy (khối chính), trước khi xe đẩy đầy đủ cuối cùng được đưa ra quầy thanh toán (được thêm vào blockchain). Điều này có nghĩa là các giao dịch có thể được thêm vào blockchain chỉ trong vài giây, với độ trễ thực sự duy nhất là độ trễ mạng. Waves đã cập nhật ý tưởng này cho một mạng lưới bằng chứng cổ phần, tạo ra giao thức Waves-NG – hình thức triển khai đầu tiên của Bitcoin-NG cho một blockchain công khai, mở.
Một tính năng bổ sung khác cho hệ sinh thái là MassTransfers. Tính năng này cho phép tối đa 100 chuyển nhượng được đóng gói trong một giao dịch, với mức phí giảm. Giới hạn 100 tx mỗi MassTransfer được chọn để, một mặt, thỏa hiệp giữa việc bổ sung năng lực đáng kể và sự tiện lợi, và mặt khác, hạn chế khả năng gửi các lô giao dịch chi phí thấp rất lớn cùng một lúc. Nếu cần thực hiện nhiều chuyển nhượng hơn, nhiều MassTransfer có thể được gửi liên tục.
Nói cách khác, người dùng có thể chỉ cần chọn MassTransfer như một loại ‘Gửi giao dịch’ khác, cho phép họ bao gồm tối đa 100 người nhận trong một giao dịch. Ngoài ra, địa chỉ người nhận có thể được cung cấp qua JSON hoặc được tải lên từ tệp CSV, giúp cho việc thực hiện các đợt airdrop lớn hoặc thực hiện thanh toán hàng tuần cho những người cho các node khai thác thuê WAVES của họ trở nên đơn giản và hiệu quả. Kết hợp với Waves-NG, tính năng MassTransfer cho phép tốc độ thông lượng rất cao trên mạng.
Một số kiểm tra tính ổn định đã được tiến hành trên mạng Waves để đánh giá tiềm năng thông lượng của giao thức mới. Vào tháng 10 năm 2018, một kiểm tra tính ổn định lớn đã được thực hiện trên MainNet. Điều này chứng tỏ rằng giao thức blockchain mở, công khai (không đơn giản chỉ là TestNet bị giới hạn và có kiểm soát) có thể hỗ trợ hơn 6,1 triệu giao dịch trong vòng 24 giờ – trung bình 4.200 txs mỗi phút hoặc 71 txs mỗi giây, với mức thông lượng cao nhất là hàng trăm giao dịch mỗi giây.
Kết luận
Hệ thống Bằng chứng Cổ phần được Thuê đã cho phép những người dùng bình thường không có chuyên môn kỹ thuật giúp bảo mật mạng Waves, cho thuê WAVES của họ cho các node đầy đủ mà không mất quyền kiểm soát token của mình. Trong khi đó, Waves-NG đã cho phép thông lượng lên tới 100 TPS, đây là một cấp khuếch đại lớn hơn nhiều blockchain. Mức phí thấp vì không cần phải trả tiền cho những người đào các phần thưởng khối để bù cho họ chi phí điện và phần cứng.
Khả năng mở rộng trên chuỗi luôn là một ưu tiên của Waves, nhưng khả năng mở rộng theo cách này của bất kỳ blockchain nào cũng có giới hạn do yêu cầu về lưu trữ và băng thông cần thiết. Các nhà phát triển của Waves, tin rằng cách tiếp cận hiện tại có thể được tối ưu hóa để hỗ trợ tới 1.000 TPS trước khi cần các giải pháp mở rộng hơn nữa. Waves hiện đang khám phá các tùy chọn cho một giải pháp mở rộng hạng hai bao gồm các sidechain, cho phép một số lượng lớn giao dịch được xử lý trên chuỗi song song nhưng cuối cùng được bảo mật trên blockchain Waves chính.
