ADA Bamboo
Các hệ thống blockchain là sự pha trộn tinh vi giữa mật mã học và các ưu đãi kinh tế, bảo vệ hàng tỷ tài sản kỹ thuật số thông qua các thuật toán đồng thuận duy trì một sổ cái toàn cầu, nhất quán. Các thuật toán này sắp xếp và giải quyết các giao dịch, nhưng tính bảo mật của chúng phụ thuộc vào việc các thực thể đối địch chỉ kiểm soát một phần giới hạn các tài nguyên tính toán, cổ phần hoặc không gian lưu trữ. Trọng tâm của bảo mật này là hành vi của người xác thực: nên khuyến khích sự tuân thủ bằng phần thưởng, hay nên ngăn chặn hành vi sai trái bằng hình phạt? Ethereum và Cardano, hai blockchain bằng chứng cổ phần (PoS) nổi bật, áp dụng các cách tiếp cận trái ngược. Ethereum sử dụng cơ chế cắt giảm (slashing) để trừng phạt hành vi sai trái, trong khi Cardano dựa vào mô hình không cắt giảm, nhấn mạnh phần thưởng, xác minh chính thức và tính cuối cùng có xác suất. Bài viết này khám phá những khác biệt này, ý nghĩa của chúng đối với bảo mật và lý do Cardano tránh cơ chế cắt giảm.
Sức mạnh của Blockchain
Blockchain là một giao thức cho phép một mạng lưới phi tập trung gồm các nút đạt được thỏa thuận về một sổ cái giao dịch bất biến. Khả năng này làm nền tảng cho các hệ thống phi tập trung như mạng lưới thanh toán, nơi các giao dịch được sắp xếp để theo dõi quyền sở hữu từ trạng thái khởi nguyên. Tính bất biến đảm bảo các giao dịch, một khi đã hoàn tất, không thể bị đảo ngược, ngăn chặn các cuộc tấn công như chi tiêu kép, nơi kẻ tấn công chi tiêu cùng một khoản tiền hai lần bằng cách xóa một giao dịch. Cả Ethereum và Cardano đều ưu tiên tính bất biến này nhưng khác nhau về cơ chế đồng thuận và khuyến khích.
Đồng thuận và Đa số Trung thực
Cardano sử dụng giao thức Ouroboros, một cơ chế đồng thuận PoS kiểu Nakamoto, nơi một “xổ số riêng tư” (thông qua các hàm ngẫu nhiên có thể xác minh) chọn người xác thực dựa trên cổ phần của họ. Ethereum, kể từ khi chuyển đổi sang PoS vào năm 2022, sử dụng mô hình lai kết hợp chuỗi báo hiệu với lớp cuối cùng chịu lỗi Byzantine (BFT).
Cả hai blockchain đều đạt được tính cuối cùng xác suất, trong đó khả năng một giao dịch bị đảo ngược giảm theo cấp số nhân với mỗi xác nhận (các khối tiếp theo). Người dùng có thể điều chỉnh bảo mật bằng cách chờ thêm xác nhận, cân bằng rủi ro dựa trên sức mạnh của kẻ tấn công. Tuy nhiên, lớp BFT của Ethereum giới thiệu các lỗ hổng: một kẻ tấn công với hơn một phần ba cổ phần có thể làm gián đoạn tính cuối cùng, có khả năng phân nhánh chuỗi thành các khối đã hoàn tất mâu thuẫn, đòi hỏi sự đồng thuận xã hội phức tạp để giải quyết.
Thưởng cho sự tuân thủ so với Trừng phạt hành vi sai trái
Thách thức cốt lõi là đảm bảo những người xác thực tuân theo giao thức. Ethereum sử dụng cơ chế cắt giảm để trừng phạt hành vi sai trái, trong khi Cardano khuyến khích sự tuân thủ thông qua phần thưởng và ủy quyền. Những cách tiếp cận này phản ánh thiết kế đồng thuận và ưu tiên bảo mật của chúng.
Cardano khuyến khích sự tuân thủ
Giao thức Ouroboros của Cardano nhấn mạnh sự tham gia cao và phân cấp mà không cần cắt giảm. Các cơ chế chính bao gồm:
– Staking linh hoạt và Ủy quyền: Những người nắm giữ cổ phần ủy quyền ada cho các nhóm staking mà không khóa tiền, duy trì tính thanh khoản. Phần thưởng phụ thuộc vào hệ thống cam kết, nơi các nhà điều hành nhóm staking (SPO) cam kết cổ phần cho pool của họ. Di chuyển cam kết sẽ làm mất phần thưởng, khuyến khích sự cam kết mà không có rủi ro lưu ký.
– Các nhóm staking phi tập trung: Một sơ đồ phần thưởng giới hạn và biên độ khuyến khích nhiều SPO, ngăn chặn sự tập trung hóa. Tính đến tháng 9 năm 2024, khoảng 58% số ada của Cardano được staking trên nhiều pool, khiến kẻ tấn công tốn kém khi tích lũy cổ phần đáng kể.
– Hình phạt không cắt giảm: Các SPO hành xử sai phải đối mặt với việc giảm phần thưởng khi những người ủy quyền rút hỗ trợ, chuyển cổ phần sang các pool trung thực hơn. Để giành lại ảnh hưởng, các SPO độc hại phải mua lại cổ phần trong một hệ thống có sự tham gia trung thực tăng lên, làm tăng chi phí tấn công.
Mô hình dựa trên phần thưởng này đảm bảo bảo mật lên đến ngưỡng cổ phần 50%, tận dụng các ưu đãi kinh tế để điều chỉnh hành vi của người xác thực.
Ethereum cắt giảm để răn đe
Hệ thống PoS của Ethereum yêu cầu người xác thực khóa 32 ETH, với cơ chế cắt giảm làm hình phạt cho hành vi sai trái (ví dụ: chứng thực không đúng hoặc không hoàn tất các khối). Các tính năng chính bao gồm:
– Cắt giảm cho các cuộc tấn công thiểu số: Đối với những kẻ tấn công có 33–50% cổ phần, cơ chế cắt giảm ngăn chặn sự gián đoạn lớp cuối cùng của Ethereum. Cơ chế “rò rỉ không hoạt động” làm giảm cổ phần của những người xác thực không hoạt động hoặc độc hại, khôi phục tính cuối cùng theo thời gian.
– Răn đe kinh tế: Cơ chế cắt giảm áp đặt các hình phạt tài chính trực tiếp, làm cho các cuộc tấn công tốn kém. Ethereum là “Tốn kém để tấn công khi không có sự sụp đổ” (EAAC), đảm bảo những tổn thất có mục tiêu cho những kẻ tấn công mà không gây hại trên diện rộng. Điều này nâng ngưỡng bảo mật lên 50%.
– Điểm yếu BFT: Lớp cuối cùng của Ethereum dễ bị tấn công bởi những kẻ tấn công với hơn một phần ba cổ phần, những kẻ có thể phân nhánh chuỗi, đòi hỏi cơ chế cắt giảm để ngăn chặn các cuộc tấn công như vậy.
Tuy nhiên, cơ chế cắt giảm cũng có những nhược điểm: cổ phần bị khóa làm giảm tính thanh khoản, tăng rủi ro an ninh mạng (vì tiền được quản lý bởi các nhà điều hành) và có thể làm nản lòng sự tham gia. Tính đến tháng 9 năm 2024, chỉ khoảng 28% ETH của Ethereum được staking, so với 58% của Cardano. Các nhà cung cấp staking thanh khoản như Lido, kiểm soát 28% số ETH được staking, giúp giảm thiểu điều này nhưng lại gây ra rủi ro tập trung hóa.
Tính hợp lý của các cuộc tấn công
Bảo mật Blockchain giả định các đối thủ kiểm soát một phần giới hạn cổ phần, vì việc giành được nhiều hơn là không khả thi về mặt kinh tế. Các cuộc tấn công được phân loại theo sức mạnh của kẻ tấn công:
– Các cuộc tấn công đa số (>50% cổ phần): Đây là những cuộc tấn công nghiêm trọng nhất nhưng tốn kém nhất, đòi hỏi nguồn lực lớn. Cơ chế cắt giảm không hiệu quả ở đây vì đa số có thể đàn áp bằng chứng về hành vi sai trái. Sự tham gia staking thấp hơn, có khả năng do rủi ro của cơ chế cắt giảm, làm giảm chi phí của các cuộc tấn công như vậy.
– Các cuộc tấn công thiểu số (<50% cổ phần): Trong đồng thuận Nakamoto của Cardano, người dùng giảm thiểu những cuộc tấn công này bằng cách chờ thêm xác nhận, duy trì sự ổn định của hệ thống. Lớp BFT của Ethereum dễ bị tổn thương hơn, vì những kẻ tấn công với hơn một phần ba cổ phần có thể làm gián đoạn tính cuối cùng, đòi hỏi cơ chế cắt giảm để tăng chi phí tấn công.
Liệu Cardano có cần cơ chế cắt giảm không?
Cơ chế cắt giảm phù hợp với đồng thuận dựa trên BFT của Ethereum, vốn dễ bị tổn thương trên ngưỡng một phần ba cổ phần. Đồng thuận Nakamoto của Cardano, an toàn đến 50%, không yêu cầu cơ chế cắt giảm. Tỷ lệ tham gia staking của Cardano cao (58% so với 28% của Ethereum) và các SPO phi tập trung khiến các cuộc tấn công trở nên tốn kém, vì việc giành được cổ phần đáng kể là tốn kém trong một hệ thống có lượng staking cao. Việc giới thiệu cơ chế cắt giảm có thể làm giảm sự tham gia và tập trung hóa cổ phần giữa các nhà điều hành lớn, làm suy yếu các nguyên tắc thiết kế của Cardano.
Cơ chế cắt giảm có thể hữu ích trong các trường hợp cụ thể, như ngăn chặn hối lộ từ bên ngoài hoặc hành vi sai trái trong các giao thức tái staking nhưng những rủi ro của nó là sự tham gia thấp hơn, mất quyền giám sát và tập trung hóa, có thể gây hại cho bảo mật của Cardano. Bằng cách tập trung vào phần thưởng và ủy quyền, Cardano đạt được bảo mật mạnh mẽ đồng thời thúc đẩy phân cấp và sự tham gia.
Kết luận
Ethereum và Cardano minh họa hai triết lý để bảo mật các blockchain PoS. Mô hình cắt giảm của Ethereum ngăn chặn hành vi sai trái, giải quyết các lỗ hổng trong lớp cuối cùng dựa trên BFT nhưng phải trả giá bằng sự tham gia thấp hơn và rủi ro tập trung hóa. Cách tiếp cận dựa trên phần thưởng của Cardano, bắt nguồn từ đồng thuận Nakamoto, đảm bảo bảo mật lên đến ngưỡng 50% mà không cần cắt giảm, thúc đẩy sự tham gia cao (58% được staking) và phân cấp. Cả hai hệ thống đều an toàn, nhưng mô hình không cắt giảm của Cardano chứng minh rằng các ưu đãi mạnh mẽ có thể điều chỉnh hành vi của người xác thực mà không cần các biện pháp trừng phạt, ưu tiên tính thanh khoản và phân cấp. Đối với người dùng và nhà phát triển, việc hiểu rõ những sự đánh đổi này là chìa khóa để điều hướng bối cảnh blockchain.
