Ethereum Casper và câu chuyện sau nó

Ethereum Casper mang tầm nhìn chuyển đổi Ethereum từ dự án Bằng chứng công việc (Proof of Work, PoW) thành dự án Bằng chứng cổ phần (Proof of Stake, PoS). Vì vậy, bạn cũng có thể nghe nó được gọi là Ethereum 2.0.

Casper là gì?

Ethereum Casper mang tầm nhìn chuyển đổi Ethereum từ dự án PoW thành dự án PoS. Vì vậy, bạn cũng có thể nghe nó được gọi là Ethereum 2.0.

Mục đích của việc ra đời chuỗi Ethereum 2.0 này nhằm giảm chi phí điện năng, cải thiện tốc độ và khả năng mở rộng.

Ethereum dù chỉ mới xuất hiện từ năm 2015, nó ra đời sau Bitcoin, nhưng lại là đối thủ trực tiếp của Bitcoin khi đứng ở vị trí thứ 2 (về mức vốn hóa) trên thị trường. Ethereum cũng là loại tiền mã hóa phổ biến nhất trên thế giới. Lý do cho điều này là thiết kế Blockchain của nó cho phép dễ dàng triển khai các ứng dụng phi tập trung (dApps).

Trong quá trình chuyển đổi từ PoW sang PoS, đã hình thành 2 phiên bản Casper cho hệ sinh thái Ethereum, đó là: Casper CBC (Correct-by-Construction) và Casper FFG (Friendly Finality Gadget). Cả hai phiên bản đều đã được triển khai từ vài năm trước.

Casper FFG được Vitalik Buterin, người đứng sau Ethereum, bắt đầu phát triển. FFG là thiết kế ban đầu của Casper và là sự kết hợp giữa PoW và PoS. Tuy nhiên, Casper CBC, được thành lập bởi Vlad Zamfir, kể từ đó đã tạo ra thứ được nhiều người coi là một giao thức ưu việt.

Tuy nhiên, Casper FFG đã chiến thắng bởi The Ethereum Foundation và đó là giao thức mà Ethereum đang sử dụng để chuyển đổi sang ETH 2.0. Trong khi đó, CBC đang được sử dụng ở những nơi khác vì Casper không dành riêng cho Ethereum nó có thể được sử dụng trên các mạng Blockchain khác.

Đâu là sự khác biệt giữa PoW và PoS?

PoW và PoS là các giao thức đồng thuận. Chúng xác định cách chuỗi thêm khối vào mạng. PoW là giao thức hiện đang được Ethereum sử dụng và lý do chính để chuyển sang PoS là bảo mật, tốc độ và khả năng mở rộng.

Tuy nhiên, vẫn xảy ra những tranh cãi giữa việc nên sử dụng PoW hay PoS, đây như một cuộc chiến giữa bên chiến hào diễn ra trong hơn 3 năm.

Trong Proof of Work, những người khai thác được thưởng khi khai thác. Ví dụ, Bitcoin sử dụng giao thức PoW.

Nhưng trong PoS, bạn, với tư cách là xác thực viên, cần đặt một khoản tiền có thể là tối thiểu 1.000 ETH. Khi bạn đã đặt tiền cược của mình, bạn có thể bắt đầu xác thực các khối.

Casper hoạt động ra sao?

Sự chuyển đổi từ Ethereum 1.0 sang Ethereum 2.0 được mệnh danh là bản nâng cấp “Serenity”. Nó sẽ bao gồm 3 giai đoạn khác nhau. Trong giai đoạn đầu của nó (Giai đoạn 0), một chuỗi khối mới có tên Beacon Chain sẽ được khởi chạy. Các quy tắc Casper FFG sẽ thúc đẩy cơ chế đồng thuận của Blockchain dựa trên PoS mới này.

Không giống như khai thác PoW, nơi các thợ đào chạy các máy đào đắt tiền và chuyên dụng để tạo và xác thực các khối giao dịch, việc triển khai Casper sẽ loại bỏ quá trình khai thác khỏi Ethereum. Ngoài ra, việc xác minh và xác thực các khối giao dịch mới sẽ được thực hiện bởi các xác thực khối viên, những người này sẽ được lựa chọn tùy theo số tiền họ có.

Nói cách khác, quyền biểu quyết của mỗi xác thực viên sẽ được xác định bởi số lượng ETH mà họ đặt cọc. Ví dụ: ai đó đã gửi 64 ETH sẽ có trọng lượng biểu quyết gấp đôi so với người đã gửi số tiền đặt cược tối thiểu. Để trở thành xác thực viên, khối trong giai đoạn đầu tiên của Serenity, người dùng sẽ cần số tiền đặt cọc tối thiểu là 32 ether (ETH), được ký gửi vào một hợp đồng thông minh đặc biệt dựa trên chuỗi khối Ethereum cũ (1.0).

Nếu mọi việc suôn sẻ, các ủy ban ngẫu nhiên gồm những xác thực viên sẽ được chọn để đề xuất các khối mới và cuối cùng nhận được phần thưởng khối khi làm như vậy. Phần thưởng khối có thể sẽ chỉ bao gồm phí giao dịch vì sẽ không có trợ cấp khối.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mỗi triển khai PoS có thể đưa ra một cách tiếp cận khác nhau, với các mô hình khen thưởng khác nhau. Mô hình Casper vẫn đang được phát triển và nhiều chi tiết vẫn chưa được xác định.

Xác thực khối ra sao?

Casper có một ưu điểm, bằng cách sử dụng giao thức cổ phần, hệ thống này sẽ giúp Ethereum trở nên thân thiện với môi trường. Các hệ thống dựa trên PoW tiêu thụ rất nhiều điện năng cũng như các tài nguyên tính toán.

Ngược lại, các mô hình PoS có nhu cầu tiêu thụ điện thấp hơn rất nhiều. Khi mô hình PoS đầy đủ cuối cùng được triển khai trong Ethereum, sẽ không còn cần đến các thợ đào để đảm bảo cho Blockchain, vì thế các tài nguyên cần thiết sẽ thấp hơn nhiều.

Sự chuyển đổi của Ethereum sang PoS hy vọng sẽ loại bỏ hoàn toàn việc khai thác và đạt được xác minh khối bằng cách sử dụng trình xác thực khối.

Chúng sẽ được chọn dựa trên số tiền mà trình xác thực khối nắm giữ. Mặc dù, quyền biểu quyết của họ cũng sẽ được xác định bởi số lượng ETH mà họ sẵn sàng đặt cọc.

Các trình xác thực khối này sẽ thay thế các trình khai thác của PoW như với Bitcoin hiện nay. Các xác thực viên sẽ nhận khoản thưởng khi hoàn thành tốt việc. Tuy nhiên, nếu có động thái, hành vi mờ ám xác thực viên sẽ bị phạt.

Các hành động bị cấm ví dụ như lừa hệ thống, chi tiêu gấp đôi, đảo ngược lịch sử. Như vậy, về cơ bản, bất kỳ hoạt động độc hại nào chống lại mạng sẽ dẫn đến việc xác thực viên mất tiền đặt cọc.

Lợi ích của PoS là xác thực viên kiếm tiền nhanh hơn nhiều so với các thợ đào khai thác. Điều này làm cho toàn bộ mạng Blockchain nhanh hơn và do đó có thể mở rộng.

Trong môi trường Blockchain PoW, các tổ chức khai thác lớn có thể chiếm 51% sức mạnh băm (tấn công 51%) và khi làm như vậy có quyền thực hiện các hành vi gây hại. Và nếu cố gắng làm điều này trong PoS sẽ dẫn đến hình phạt.

Hiện có một tỷ lệ lớn quyền băm tập trung ở Trung Quốc, do một nhóm nhỏ cá nhân kiểm soát. Điều này đặt ra lập luận rằng Bitcoin không thực sự phi tập trung.

Tất nhiên, về lý thuyết, một tổ chức giàu có có thể mua hơn 51% Ethereum đang lưu hành và nắm quyền kiểm soát, nhưng điều đó tương đối khó xảy ra, đặc biệt là khi giá Ethereum tăng cao.

Do đó, PoS vô hiệu hóa các cuộc tấn công vào hệ thống.

Một số người lại có quan điểm phản đối Casper, bởi nó có thể phá hủy lợi nhuận hiện tại của việc khai thác. Với PoS, bạn sẽ mất tiền để kiếm tiền, nhưng thực sự thì việc khai thác cũng vậy; bởi vì để làm điều đó một cách hiệu quả, bạn cần phải chi tiêu rất nhiều cho các thiết bị tối tân và rất nhiều điện.

Một lập luận được đưa ra rằng chi phí phần cứng và điện có nghĩa là người giàu trở nên giàu có hơn. Khai thác PoW thỏa mãn một nền kinh tế có quy mô, nơi các hoạt động khai thác lớn có thể tích hợp tài nguyên của họ có thể tăng ảnh hưởng của họ nhanh hơn. Việc một kho khai thác lớn lắp thêm một máy tính sẽ ít tốn kém hơn một chút so với việc một doanh nghiệp nhỏ mua và trang bị một vài máy đầu tiên của họ.

Quy mô kinh tế này góp phần vào việc tập trung quyền lực nơi các hoạt động khai thác lớn nhất nhận được nhiều phần thưởng nhất, cho phép họ mở rộng hoạt động của mình với chi phí cận biên và thu được lợi tức đầu tư không cân đối.

Trong hệ thống PoS, lợi thế theo quy mô như vậy không tồn tại. Tích lũy nhiều tiền hơn tương ứng sẽ làm tăng khả năng kiếm được phần thưởng của bạn và cho dù đó là đồng đô la đầu tiên của bạn hay số tiền một triệu của bạn, thì khả năng tăng thu nhập là như nhau. Trên thực tế, các cấu trúc đặt cược sơ bộ từ nhóm Casper cho thấy khả năng xảy ra cấu trúc phần thưởng thoái lui, nơi những cá nhân có giá trị hàng chục hoặc hàng trăm triệu USD sẽ thấy lợi nhuận giảm dần. Mục tiêu của cấu trúc như vậy là không tập trung hóa.

Mặc dù không có hệ thống nào được phân cấp hoàn hảo, nhưng PoS  mang tính bình đẳng hơn nhiều so với PoW trong việc phân phối phần thưởng. Tuy nhiên, cấu trúc phần thưởng và cách đánh giá là những chủ đề quan trọng mà nhóm nghiên cứu của Casper sẽ phải xác định trong những năm tới. Mong đợi quá trình này cần nhiều chỉnh sửa để cân bằng giữa các biện pháp khuyến khích tốt với bảo mật mạnh mẽ.

Tấn công 51%

Giống như PoW, PoS vẫn dễ bị tấn công 51%. Tuy nhiên, đặc điểm của các cuộc tấn công này sẽ khác nhiều. Đầu tiên, việc điều phối một cuộc tấn công như vậy sẽ không phải là vấn đề về sức mạnh xử lý, như trong PoW, mà là về số lượng của cải được đặt cọc. Nếu một tác nhân hoặc nhóm thuần tập tích lũy được 51% tổng số ether được đặt cược, thì họ sẽ có 51% cơ hội được chọn làm trình xác nhận khối, mở ra cánh cửa cho một số kiểu tấn công chính:

• Hoàn thiện và chấp nhận khối B, ngay cả sau khi khối A đã được chấp nhận trước đó.
• Hoàn thiện một khối không hợp lệ.
• Ngừng xác thực hoàn toàn các khối, đưa Blockchain dừng lại.
• Kiểm duyệt các giao dịch nhất định từ việc xâm nhập vào Blockchain.

Mặc dù nó vẫn còn dễ bị tấn công 51%, có cơ hội cho mạng giải quyết các vấn đề như vậy ngay cả khi đối mặt với cuộc tấn công. Chúng bao gồm sự phối hợp xã hội giữa các nút trung thực trên các kênh bên ngoài về việc ưu tiên khối nào, sử dụng gian lận và bằng chứng hợp lệ để phát hiện và từ chối các khối không hợp lệ, đồng thời giảm cơ hội được chọn làm trình xác thực của nút nếu họ không tham gia đồng thuận theo thời gian.

Tuy nhiên, cuối cùng, kiểm duyệt là thách thức lớn nhất đối với Casper và đối với các Blockchain nói chung. Ngay cả trong bối cảnh PoW, những người khai thác kiểm soát một tỷ lệ lớn công suất khai thác có tiếng nói chính về việc các giao dịch được đưa vào các khối. Thách thức này rất khó giải quyết ở cấp độ giao thức, vì bản thân Blockchain không có cách nào để đánh giá liệu một giao dịch có bị từ chối vì lý do hợp lý hay không. Trong những trường hợp như vậy, lựa chọn tốt nhất của thiểu số là tạo một nhánh rẽ mới và ngừng đóng góp vào chuỗi kiểm duyệt của đa số.

Tổng kết

Hi vọng sau bài viết này, các bạn đã hiểu Casper là gì và câu chuyện đằng sau sựu ra đời của nó. Nếu có bất cứ thắc mắc nào hãy để lại bình luận ở dưới cho Coinvn nhé. Hẹn gặp lại các bạn trong những bài viết sắp tới!