Buterin: Liệu tất cả 16 vấn đề của blockchain 5 năm trước đã được giải quyết chưa?

Tác giả gốc: Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum
Dịch: BlockBeats-HQ

Block Beats Translation: Bài viết này được viết bởi Vitalik, người sáng lập Ethereum Buterin nhìn lại một bài báo mà ông đã xuất bản cách đây 5 năm thảo luận về hệ sinh thái tiền điện tử. Bài viết ban đầu đề cập đến 16 vấn đề, bao gồm khả năng mở rộng, dấu thời gian, ví dụ tính toán, làm xáo trộn mã, máy chống khai thác, PoS, Bằng chứng lưu trữ và tài sản ổn định, phần còn lại. hệ thống, khả năng chống lại các cuộc tấn công của phù thủy, phân cấp thành công, v.v. Đã 5 năm trôi qua, liệu 16 vấn đề từng rất quan trọng đối với hệ sinh thái tiền điện tử đã được giải quyết chưa? Có vấn đề gì mới phát sinh không?

Vui lòng đọc toàn bộ nội dung bên dưới:

Đặc biệt cảm ơn Justin Drake và Jinglan Wang vì phản hồi của họ

Năm 2014, tôi (tác giả gốc Vitalik Buterin) đã xuất bản một bài báo và giới thiệu về một loạt vấn đề cốt lõi trong toán học, khoa học máy tính và kinh tế. Tôi nghĩ những câu hỏi này rất quan trọng đối với không gian tiền điện tử (như sau này tôi gọi nó). Rất nhiều thứ đã thay đổi trong năm năm qua. Nhưng thực sự đã đạt được bao nhiêu tiến bộ trong những việc mà chúng ta cho là quan trọng vào thời điểm đó? Chúng ta đã thành công ở đâu, thất bại ở đâu, chúng ta đã thay đổi suy nghĩ ở đâu và điều gì là quan trọng? Trong bài đăng này, tôi sẽ xem lại 16 câu hỏi được đưa ra trong năm 2014 để xem vị trí hiện tại của chúng. Cuối cùng, bài viết này sẽ minh họa các dạng vấn đề khó khăn mới sẽ phải đối mặt trong năm 2019.

Những vấn đề này có thể được chia thành ba loại: (1) Mật mã, nếu bạn muốn giải được hoàn toàn, bạn có thể sử dụng toán học thuần túy phương pháp giải quyết; (2) lý thuyết đồng thuận, Proof of Work và Proof of Stake, được cải thiện ở mức độ lớn; và (3) các vấn đề kinh tế, do đó, các cấu trúc có khuyến khích cho những người tham gia khác nhau phải được tạo ra và thường liên quan đến lớp ứng dụng hơn là hơn lớp giao thức. Chúng tôi đã thấy tiến bộ đáng kể về mọi vấn đề, mặc dù mức độ tiến bộ có khác nhau giữa các vấn đề.

Vấn đề về mật mã

1. Khả năng mở rộng của Blockchain

Hiện tại, tiền điện tử Một trong những vấn đề lớn nhất mà lĩnh vực này phải đối mặt là khả năng mở rộng . Trọng tâm chính của [mạng blockchain rất lớn] là sự tin cậy: nếu chỉ một số thực thể có thể chạy các nút đầy đủ thì các thực thể này có thể thông đồng để đồng ý cung cấp cho mình một lượng lớn Bitcoin bổ sung, nếu không tự xử lý toàn bộ khối , những người dùng khác sẽ không thể tận mắt nhìn thấy rằng khối này không hợp lệ.

Vấn đề: Tạo một thiết kế mạng blockchain với các đảm bảo bảo mật tương tự như Bitcoin, nhưng cần duy trì chức năng mạng mạnh nhất Số lượng lớn tối đa các nút về cơ bản là tuyến tính về số lượng giao dịch.

Tình hình hiện tại:Về mặt lý thuyết Có rất nhiều tiến bộ, nhưng cần phải chờ đánh giá ứng dụng thực tế hơn.

Khả năng mở rộng là một vấn đề kỹ thuật và chúng tôi đã đạt được tiến bộ lớn về mặt lý thuyết. Năm năm trước, hầu như không ai nghĩ đến sharding; giờ đây, thiết kế sharding đã trở nên phổ biến. Ngoài Ethereum 2.0, chúng tôi còn có OmniLedger, LazyLedger, Zilliqa và các tài liệu nghiên cứu khác, với những phát triển mới được công bố hầu như hàng tháng. Cá nhân tôi tin rằng sự tiến bộ ở thời điểm này là dần dần. Về cơ bản, chúng tôi đã có một số công nghệ cho phép các nhóm nút xác thực đạt được sự đồng thuận một cách an toàn với nhiều dữ liệu hơn mức mà một nút xác thực có thể xử lý và những công nghệ này cho phép khách hàng xác minh gián tiếp các khối. Tính hiệu quả và tính khả dụng đầy đủ, ngay cả khi có sự hiện diện của tấn công 51%.

（# blockbeatsBlockBeats Lưu ý: OmniLedger là một blockchain dựa trên thiết kế sharding và mục tiêu là đạt được thiết kế blockchain Sự cân bằng của điều không thể tam giác cung cấp khả năng mở rộng theo chiều ngang phi tập trung, an toàn, đạt thông lượng cấp VISA là 1.800 trình xác thực, 6.000 giao dịch mỗi giây và mức cao nhất là 50.000.

(#blockbeatsBlockBeats Lưu ý: Nhóm Zilliqa (ZIL) chủ yếu đến từ Singapore và có kế hoạch sử dụng công nghệ sharding để giải quyết vấn đề mở rộng blockchain. Vào tháng 12 năm 2017, nó đã nhận được 20 triệu đô la Mỹ đầu tư mạo hiểm. Vào ngày 31 tháng 1 năm 2019, Zilliqa đã tổ chức Trực tuyến)

Đây có lẽ là những công nghệ quan trọng nhất:

Lấy mẫu ngẫu nhiên, cho phép một ủy ban nhỏ, được thành lập ngẫu nhiên đại diện về mặt thống kê cho toàn bộ các nút xác thực: https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Sharding-FAQ#how-can-we-solve- the-single-shard-takeover-Attack-in-an-uncoordered-majority- người mẫu

Bằng chứng gian lận cho phép một nút biết về lỗi phát nó tới tất cả các nút khác Sự tồn tại của lỗi:https://bitcoin.stackexchange.com/questions/49647/what-is-a-fraud-proof

Bằng chứng ký quỹ, cho phép các nút xác thực chứng minh với một xác suất nhất định rằng chúng có thể tải xuống một cách độc lập và xác minh một số dữ liệu: span>https://ethresear.ch/t/1-bit-aggregation-friend-custody-bonds/2236

Bằng chứng về tính khả dụng của dữ liệu, cho phép khách hàng phát hiện khi nào phần thân khối có tiêu đề không khả dụng:https://arxiv.org/abs/1809.09044. Xem thêm phiên bản cập nhật của đề xuất cây Merkle đã được lập trình

Ngoài ra còn có những phát triển nhỏ hơn khác như giao tiếp giữa các phân đoạn thông qua nhận (Giao tiếp giữa các phân đoạn) và các cải tiến "yếu tố không đổi", chẳng hạn như tổng hợp chữ ký BLS.

(# BlockBeats Lưu ý: Thuật toán chữ ký BLS là một thuật toán có thể đạt được tổng hợp chữ ký và tổng hợp khóa, nghĩa là nó có thể Tổng hợp nhiều khóa thành một khóa và tổng hợp nhiều chữ ký thành một chữ ký. Loại thuật toán tổng hợp chữ ký này sẽ được triển khai trong Casper trong tương lai của Ethereum.)

Nói cách khác, mạng blockchain được phân chia hoàn toàn vẫn chưa xuất hiện trong hoạt động thực tế (Zilliqa, công ty triển khai phân chia một phần, gần đây đã bắt đầu hoạt động). Về mặt lý thuyết, các tranh chấp chủ yếu xoay quanh chi tiết cũng như các thách thức liên quan đến tính ổn định của mạng phân mảnh, kinh nghiệm của nhà phát triển và giảm thiểu rủi ro tập trung; khả năng triển khai công nghệ cơ bản dường như không còn nghi ngờ gì nữa. Nhưng những thách thức vẫn tồn tại là một số vấn đề không thể giải quyết bằng tư duy; chúng chỉ có thể khắc phục bằng cách phát triển hệ thống và triển khai Ethereum 2.0 hoặc các hoạt động chuỗi công khai tương tự khác.

2. Dấu thời gian

Vấn đề: Tạo một hệ thống tương thích khuyến khích phân tán để duy trì thời gian hiện tại với độ chính xác cao, cho dù dựa trên các chuỗi khối khác hay chuỗi khối của riêng bạn. Đồng hồ của tất cả người dùng hợp pháp được phân phối bình thường, độ lệch chuẩn khoảng 20 giây so với thời gian "thực" và không có hai nút nào cách nhau quá 20 giây. Sơ đồ này cho phép dựa vào khái niệm "N nút" hiện có; điều này trong thực tế sẽ đề cập đến bằng chứng cổ phần hoặc mã thông báo không phải Sybl để triển khai (xem #9 để biết chi tiết). Hệ thống phải liên tục cung cấp thời gian trong vòng 120 giây (hoặc thời gian ngắn nhất có thể) lớn hơn thời gian nội bộ của 99% nút tham gia trung thực. Các hệ thống bên ngoài cuối cùng sẽ phụ thuộc vào hệ thống này; do đó, bất kể động cơ là gì, nó phải được giữ an toàn để ngăn kẻ tấn công kiểm soát <25% số nút.

Trạng thái:Đang tiến bộ.

Ethereum thực sự đang tồn tại rất tốt, chỉ với thời gian tạo khối là 13 giây và không có công nghệ Dập thời gian đặc biệt tiên tiến; nó sử dụng một kỹ thuật đơn giản trong đó khách hàng sẽ không chấp nhận các khối có dấu thời gian được yêu cầu sớm hơn giờ địa phương của khách hàng. Điều đó nói rằng, điều này đã không được thử nghiệm trong bối cảnh các cuộc tấn công nghiêm trọng. Đề xuất dấu thời gian điều chỉnh mạng mới nhất cố gắng cải thiện hiện trạng, cho phép khách hàng đạt được sự đồng thuận về thời gian mà không cần biết chính xác về thời gian hiện tại tại địa phương. Điều này vẫn chưa được thử nghiệm. Nhưng nhìn chung, dấu thời gian hiện không nằm trong kế hoạch cho các vấn đề nghiên cứu trong tương lai; có lẽ điều này một lần nữa sẽ thay đổi cách các chuỗi công khai bằng chứng cổ phần (bao gồm Ethereum 2.0 và các chuỗi công khai khác) xuất hiện trực tuyến dưới dạng hệ thống thời gian thực, Đây cũng là vấn đề chúng tôi thấy.

3. Bằng chứng tính toán tùy ý

Câu hỏi: Tạo mã chương trình POC_PROVE(P,I) -> (O,Q) và POC_VERIFY(P,O,Q) -> { 0, 1 } , để POC_PROVE chạy chương trình P sau khi nhập I và trả về đầu ra chương trình O. Khả năng tính toán chứng minh rằng Q và POC_VERIFY chấp nhận P, O và Q và giá trị đầu ra, bất kể Q và O có được tạo hợp pháp bởi thuật toán POC_PROVE sử dụng P hay không.

Tình hình hiện tại:Đã có những tiến bộ lớn cả về lý thuyết và thực hành.

Về cơ bản, điều này có nghĩa là phát triển SNARK (hoặc STARK, hoặc SHARK, hoặc...), và những gì chúng tôi hãy đến! Giờ đây, SNARK ngày càng được nhiều người hiểu hơn và thậm chí còn được sử dụng trong nhiều mạng blockchain (bao gồm cả Tornado.cash trên Ethereum). SNARK hữu ích cả với vai trò là công nghệ bảo mật (xem Zcash và Tornado.cash) lẫn công nghệ có khả năng mở rộng (xem ZK Rollup, STARKDEX và STARKing để loại bỏ gốc dữ liệu được mã hóa).

（# BlockBeats Lưu ý: SNARK là tên viết tắt của "Tranh luận kiến thức không tương tác ngắn gọn", thường được kết hợp với bằng chứng không có kiến thức và được chính sách bảo mật. Công nghệ cơ bản cơ bản của giao dịch, dự án ứng dụng thực tế nổi tiếng nhất của zk-SNARK là ZCash)

Nhưng có vẫn còn nhiều thách thức về mặt hiệu quả; Các hàm băm thân thiện với thuật toán (xem tại đây và tại đây để biết tiền thưởng khi phá vỡ các hàm ứng viên được đề xuất) là một thách thức lớn và việc chứng minh hiệu quả khả năng truy cập bộ nhớ ngẫu nhiên là một thách thức khác. Ngoài ra, có một câu hỏi chưa được giải quyết là liệu khuếch đại O(n*log(n)) trong thời gian xác minh có phải là giới hạn cơ bản hay không, hay liệu có cách nào đó để làm điều đó giống như chống đạn chỉ với chi phí tuyến tính để thực hiện bằng chứng ngắn gọn ( rất tiếc là cần có thời gian tuyến tính để xác minh). Ngoài ra còn có những rủi ro trong các kế hoạch hiện tại, nói chung là những chi tiết chứ không phải là những vấn đề cơ bản.

4. Làm rối mã

Chén thánh của công nghệ là tạo ra một bộ che giấu O sao cho, với bất kỳ chương trình P nào, bộ che giấu có thể tạo ra chương trình thứ hai O(P) = Q sao cho nếu P và Q có cùng đầu vào thì P và Q sẽ trả về cùng một đầu ra và quan trọng là Q sẽ không hiển thị bất kỳ thông tin nào về phần bên trong của P. Bạn có thể ẩn mật khẩu bên trong Q, khóa mã hóa bí mật hoặc đơn giản là bạn có thể sử dụng Q để ẩn công việc cụ thể của chính thuật toán.

Trạng thái:Tiến trình chậm.

Trong tiếng Anh đơn giản, vấn đề là, chúng tôi muốn nghĩ ra một cách để "mã hóa" Một chương trình được mã hóa theo cách này vẫn có thể tạo ra cùng một đầu ra sau cùng một đầu vào, nhưng "nội bộ" của chương trình sẽ bị ẩn. Một trường hợp sử dụng ví dụ về kỹ thuật làm rối mã nguồn là một chương trình chứa khóa riêng, trong đó chương trình chỉ cho phép khóa riêng ký một số tin nhắn nhất định.

Giải pháp che giấu mã rất hữu ích cho các giao thức blockchain. Những trường hợp sử dụng này rất tinh vi, vì người ta phải giải quyết khả năng các chương trình bị xáo trộn trên chuỗi được sao chép và chạy trong một môi trường khác với chính chuỗi công khai, nhưng có rất nhiều khả năng. Điều cá nhân tôi quan tâm là loại bỏ toán tử tập trung khỏi các công cụ chống thông đồng bằng cách thay thế toán tử đó bằng một bộ làm xáo trộn kết hợp một số bằng chứng công việc, giúp sử dụng dễ dàng hơn khi cố gắng xác định hành vi của từng tác nhân. Việc chạy nó nhiều lần với các đầu vào khác nhau sẽ trở nên rất tốn kém.

Thật không may, đây vẫn là một vấn đề phức tạp. Có một cuộc tấn công đang diễn ra vào vấn đề này, một mặt là các cấu trúc (ví dụ: cái này) cố gắng giảm số lượng giả định về các đối tượng toán học mà chúng ta chưa biết (ví dụ: các bản đồ đa tuyến mật mã nói chung), và mặt khác , cố gắng thực hiện các đối tượng toán học cần thiết Thực hiện thực tế. Tuy nhiên, tất cả những cách tiếp cận này vẫn không tạo ra được thứ gì đó hiệu quả, được biết đến và an toàn. Vui lòng xem https://eprint.iacr.org/2019/463.pdf để biết tổng quan chung về vấn đề này.

5. Mật mã dựa trên hàm băm

Vấn đề: Tạo thuật toán chữ ký không dựa vào các giả định bảo mật nhưng có thể so sánh với một máy tính cổ điển có kích thước tối ưu và các thuộc tính khác (tức là 80 dựa trên thuật toán Grover cho lượng tử), nhà tiên tri ngẫu nhiên các thuộc tính của giá trị băm chỉ duy trì mức độ bảo mật 160 bit.

Trạng thái:Đang có tiến triển.

Kể từ năm 2014, tiến bộ đã đạt được trên hai mặt trận. SPHINCS, một sơ đồ chữ ký "không trạng thái" (có nghĩa là không cần nhớ thông tin như không sử dụng nhiều lần), đã được phát hành ngay sau khi danh sách "vấn đề khó khăn" được công khai. Nó cung cấp khoảng lớn và nhỏ. sơ đồ chữ ký 41kB. Ngoài ra, STARK đã được phát triển để từ đó người ta có thể tạo các chữ ký có kích thước tương tự. Thực tế là không chỉ chữ ký mà cả các bằng chứng không có kiến thức phổ quát cũng có thể được thực hiện chỉ bằng cách sử dụng hàm băm chắc chắn là điều tôi chưa từng nghĩ đến cách đây 5 năm; tôi rất vui vì điều này đã trở thành hiện thực. Điều đó cho thấy, quy mô vẫn là một vấn đề và tiến độ đang diễn ra (ví dụ: DEEP FRI gần đây) đang tiếp tục giảm quy mô của các bằng chứng, mặc dù tiến trình tiếp theo dường như đang gia tăng.

Vấn đề chính chưa được giải quyết liên quan đến mật mã dựa trên hàm băm là tập hợp các chữ ký, tương tự như những gì tập hợp BLS có thể thực hiện được. Được biết, chúng ta có thể tạo STARK từ nhiều chữ ký Lamport, nhưng điều này không hiệu quả; nên sử dụng một sơ đồ hiệu quả hơn (nếu bạn đang tự hỏi liệu có thể sử dụng mã hóa khóa công khai dựa trên hàm băm hay không, câu trả lời là , không, bạn có thể chỉ sử dụng chi phí tấn công thứ cấp

Các vấn đề về lý thuyết đồng thuận

6. Bằng chứng công việc kháng ASIC

Một ​Cách giải quyết vấn đề này là tạo ra một thuật toán chứng minh công việc dựa trên một loại tính toán khó chuyên môn hóa. Để thảo luận sâu hơn về phần cứng kháng ASIC, hãy xem https://blog.ethereum.org/2014/ 06/19/mining/.

Trạng thái:Đã giải quyết càng nhiều càng tốt.

Trong "các vấn đề cốt lõi ” Sáu tháng sau khi danh sách được xuất bản, Ethereum đã hoàn thành ASIC của mình -Thuật toán chứng minh công việc kháng cự: Ethash. Ethash được gọi là "thuật toán cứng bộ nhớ". Lý thuyết là bộ nhớ ngẫu nhiên trong các máy tính thông thường Truy cập bộ nhớ đã được tối ưu hóa tốt và do đó khó cải thiện trong các ứng dụng chuyên biệt. Ethash hướng tới mục tiêu trở thành Chống ASIC bằng cách làm cho quyền truy cập bộ nhớ trở thành một phần quan trọng trong việc chạy tính toán PoW. Ethash không phải là thuật toán cứng bộ nhớ A đầu tiên, nhưng nó đã trở thành một sự đổi mới: nó sử dụng tra cứu giả ngẫu nhiên trên DAG hai cấp, cho phép hai phương pháp tính toán Đầu tiên, nếu bạn có toàn bộ DAG (~2GB), bạn có thể thực hiện các phép tính nhanh; Đây là "đường dẫn nhanh" đến độ cứng bộ nhớ. Thứ hai, nếu chỉ có lớp trên cùng của DAG thì quá trình tính toán sẽ chậm hơn nhiều (nhưng vẫn đủ nhanh để cho phép kiểm tra nhanh giải pháp được cung cấp); điều này được sử dụng để xác thực khối.

Ethash đã đạt được thành công lớn trong việc kháng ASIC; sau ba năm và hàng tỷ đô la tiền thưởng khối, ASIC vẫn tồn tại, nhưng tốt nhất là chúng mạnh hơn gấp 2-5 lần và tiết kiệm chi phí hơn GPU. ProgPoW đã được đề xuất như một giải pháp thay thế, nhưng ngày càng có sự đồng thuận rằng các thuật toán kháng ASIC chắc chắn có tuổi thọ hạn chế và khả năng kháng ASIC cũng có nhược điểm ở chỗ nó khiến các cuộc tấn công 51% tốn kém hơn. Cuộc tấn công 51% vào Ethereum Classic).

Tôi tin rằng có thể tạo ra thuật toán PoW cung cấp mức độ kháng ASIC vừa phải, nhưng mức độ kháng ASIC này là hạn chế, ASIC và Non-ASIC PoW có những thiếu sót; về lâu dài, cơ chế đồng thuận tốt hơn cho mạng blockchain phải là bằng chứng về sự công bằng.

7. Bằng chứng công việc hữu ích

Điều làm cho bằng chứng công việc hoạt động đồng thời là một thứ tương tự như Folding@home, một chương trình hiện có mà người dùng có thể tải phần mềm xuống máy tính của họ và thực hiện mô phỏng gấp Protein và cung cấp cho các nhà nghiên cứu một lượng lớn dữ liệu để giúp họ điều trị bệnh tật.

Trạng thái:Có thể không khả thi, ngoại trừ một ngoại lệ.

Thách thức với bằng chứng công việc hiệu quả là thuật toán bằng chứng công việc yêu cầu một số thuộc tính :

·   Khó tính toán
·    Dễ dàng xác minh
·  ;  Không dựa vào lượng lớn dữ liệu bên ngoài
·   Có thể tính toán các khối nhỏ một cách hiệu quả

Thật không may, có thể có tất cả Ở đó Không có nhiều phép tính hữu ích với các thuộc tính này và hầu hết các phép tính “hữu ích” với các thuộc tính này chỉ “hữu ích” trong một khoảng thời gian ngắn và tiền điện tử không thể được phát triển dựa trên chúng.

Tuy nhiên, có thể có một ngoại lệ: sự hình thành các bằng chứng không có kiến thức. Bằng chứng không có kiến thức về tính hợp lệ của công nghệ chuỗi khối (ví dụ: nguồn gốc sẵn có của dữ liệu trong ví dụ đơn giản) rất khó tính toán và dễ xác minh. Hơn nữa, chúng rất khó tính toán, nếu bằng chứng về tính toán "có cấu trúc cao" trở nên quá dễ dàng, người ta có thể chỉ cần xác minh toàn bộ trạng thái của chuỗi khối, điều này sẽ do nhu cầu lập mô hình và ngẫu nhiên hóa các máy ảo. .

Bằng chứng không có kiến thức về tính hợp lệ của blockchain mang lại giá trị to lớn cho người dùng blockchain vì họ có thể thay thế cho chuỗi Nhu cầu xác minh trực tiếp; Coda đã thực hiện điều này, mặc dù với thiết kế mạng blockchain được đơn giản hóa và tối ưu hóa rộng rãi để có thể chứng minh được. Cơ chế chứng minh như vậy có thể giúp cải thiện đáng kể tính bảo mật và khả năng mở rộng của mạng blockchain. Điều đó nói lên rằng, tổng số lượng tính toán thực sự cần phải thực hiện vẫn ít hơn nhiều so với những gì các thợ mỏ bằng chứng công việc hiện đang thực hiện, vì vậy điều này tốt nhất sẽ trở thành một tiện ích bổ sung cho mạng chuỗi khối bằng chứng cổ phần chứ không phải là một cơ chế hoàn toàn nhất quán.

8. Bằng chứng về cổ phần

Một cách khác để giải quyết vấn đề tập trung khai thác là loại bỏ hoàn toàn cơ chế khai thác và chuyển sang sử dụng một số cơ chế khác để tính trọng số của từng nút trong cơ chế đồng thuận. Giải pháp thay thế phổ biến nhất trong cuộc thảo luận cho đến nay là "bằng chứng cổ phần", có nghĩa là nó không còn coi cơ chế đồng thuận là "một đơn vị năng lượng CPU đại diện cho một phiếu bầu", mà thay vào đó trở thành "một đơn vị tiền tệ đại diện cho một phiếu bầu". .

Tình hình hiện tại:Đã có tiến bộ lớn về mặt lý thuyết, nhưng vẫn cần nghiên cứu thêm cần thiết Đánh giá ứng dụng thực tế.

Vào cuối năm 2014, cộng đồng bằng chứng cổ phần đã thấy rõ rằng một số dạng "yếu tính chủ quan" không phải là một lựa chọn. Nên tránh. Để duy trì an ninh kinh tế, các nút cần có giao thức đính kèm điểm kiểm tra mới nhất khi chúng đồng bộ hóa lần đầu tiên và một lần nữa nếu chúng ngoại tuyến trong hơn một vài tháng. Điều này phải đối mặt với rất nhiều khó khăn: nhiều người ủng hộ PoW vẫn ủng hộ PoW, chính xác là vì trong chuỗi PoW, chỉ dữ liệu từ các nguồn đáng tin cậy từ chính phần mềm máy khách blockchain mới có thể khám phá ra "đầu" của blockchain. Tuy nhiên, những người ủng hộ PoS sẵn sàng đối mặt với những khó khăn này vì họ tin rằng yêu cầu về độ tin cậy ngày càng tăng là rất khiêm tốn. Kể từ đó, con đường dẫn đến bằng chứng cổ phần thông qua đặt cược bảo mật dài hạn đã trở nên rõ ràng.

Thuật toán đồng thuận thú vị nhất hiện nay về cơ bản tương tự như PBFT, nhưng sử dụng danh sách động để thay thế tập hợp các nút xác thực cố định. Bất kỳ ai cũng có thể tham gia danh sách động bằng cách gửi mã thông báo đến hợp đồng thông minh cấp hệ thống có khả năng rút mã thông báo bị khóa thời gian (ví dụ: trong một số trường hợp, việc rút mã thông báo có thể mất 4 tháng để hoàn thành). Trong nhiều trường hợp (bao gồm cả Ethereum 2.0), các thuật toán này đạt được "mục đích kinh tế" bằng cách trừng phạt những người xác thực vi phạm giao thức theo một số cách nhất định (xem tại đây để biết phần giới thiệu về quan điểm triết học của Bằng chứng cổ phần).

Cho đến nay chúng tôi có (trong số nhiều thuật toán khác):

Casper FFG: https: //arxiv .org/abs/1710.09437
Tendermint: https://tendermint.com/docs/spec/consensus/consensus.html
HotStuff: https:// arxiv.org /abs/1803.05069
Casper CBC: https://vitalik.ca/general/2018/12/05/cbc_casper.html

Đang có những cải tiến. Eth 2 Giai đoạn 0, chuỗi triển khai FFG, hiện đang được triển khai và đã đạt được những tiến bộ vượt bậc. Ngoài ra, Tendermint đã hoạt động như một chuỗi Cosmos được vài tháng. Đối với tôi, có vẻ như các cuộc tranh luận khác về Proof of Stake có liên quan đến các chiến lược tối ưu hóa khuyến khích kinh tế và tiêu chuẩn hóa hơn nữa để đối phó với các cuộc tấn công 51%. Ngoài ra, đặc tả Casper CBC vẫn có thể sử dụng các cải tiến hiệu quả cụ thể.

9. Bằng chứng lưu trữ

Cách thứ ba để giải quyết vấn đề này là sử dụng các tài nguyên máy tính khan hiếm ngoài sức mạnh tính toán hoặc tiền tệ. Về vấn đề này, hai giải pháp thay thế chính đã được đề xuất là lưu trữ và băng thông. Về nguyên tắc, không có cách nào để cung cấp bằng chứng mật mã post hoc rằng băng thông đã được cung cấp hoặc sử dụng, do đó, bằng chứng về băng thông nên được xem một cách chính xác nhất như một tập hợp con của bằng chứng xã hội, như sẽ thảo luận sau. . Một ưu điểm của bằng chứng lưu trữ là nó hoàn toàn có khả năng chống lại ASIC; loại lưu trữ mà chúng tôi có trong ổ cứng đã gần đạt mức tối ưu.

Tình hình hiện tại:Đã có tiến bộ lớn về mặt lý thuyết, mặc dù vẫn còn nhiều hạn chế vẫn còn nhiều việc cần phải làm và cần đánh giá thêm về ứng dụng thực tế.

Có nhiều mạng blockchain có kế hoạch sử dụng các giao thức bằng chứng lưu trữ, bao gồm Chia và Filecoin. Điều đó nói lên rằng, những thuật toán này chưa được thử nghiệm trên thực tế. Mối quan tâm cá nhân chính của tôi là vấn đề tập trung: những thuật toán này có bị chi phối bởi những người dùng nhỏ hơn đang sử dụng dung lượng lưu trữ còn lại hay chúng bị chi phối bởi các trang trại khai thác lớn?

Các vấn đề kinh tế

10. Tài sản tiền điện tử có giá trị ổn định

Các tính năng chính của Bitcoin Một trong những vấn đề là giá cả dao động. Vấn đề: Xây dựng một tài sản tiền điện tử với mức giá ổn định.

Trạng thái:Đang tiến bộ.

MakerDAO vẫn tồn tại và hoạt động ổn định trong gần hai năm. Nó đã sống sót sau khi giá trị tài sản thế chấp cơ bản (ETH) giảm 93% và hiện đã phát hành hơn 100 triệu đô la DAI. Nó đã trở thành trụ cột của hệ sinh thái Ethereum và nhiều dự án Ethereum đã tích hợp hoặc đang trong quá trình tích hợp với nó. Các dự án mã thông báo tổng hợp khác, chẳng hạn như UMA, cũng đang phát triển nhanh chóng.

Tuy nhiên, mặc dù hệ thống MakerDAO vẫn tồn tại trong điều kiện kinh tế khó khăn trong năm 2019 nhưng đây không phải là tình huống khó khăn nhất có thể xảy ra. Trước đây, giá Bitcoin đã giảm 75% trong hai ngày; điều tương tự có thể xảy ra với Ethereum hoặc bất kỳ tài sản thế chấp nào khác vào một ngày nhất định. Các cuộc tấn công vào mạng blockchain cơ bản có rủi ro lớn hơn và chưa được kiểm chứng, đặc biệt nếu giá giảm cùng lúc. Một thách thức lớn khác và được cho là thách thức lớn hơn là tính ổn định của các hệ thống như MakerDAO, vốn dựa vào một số giải pháp oracle cơ bản. Có nhiều nỗ lực khác nhau đối với các hệ thống oracle (xem #16), nhưng vẫn chưa rõ liệu chúng có thể chịu được áp lực kinh tế lớn hay không. Cho đến nay, tài sản thế chấp do MakerDAO kiểm soát vẫn thấp hơn giá trị của token MKR; nếu mối quan hệ này bị đảo ngược, những người nắm giữ MKR có thể có động cơ tập thể để cố gắng "cướp bóc" hệ thống MakerDAO. Mặc dù có nhiều cách để ngăn chặn các cuộc tấn công như vậy nhưng chúng chưa được thử nghiệm trên thực tế.

11. Khuyến khích hàng hóa công phi tập trung

Một trong những vấn đề thường gặp trong hệ thống kinh tế là vấn đề “hàng hóa công cộng”. Ví dụ: giả sử có một dự án nghiên cứu khoa học tiêu tốn 1 triệu USD để hoàn thành và mọi người đều biết rằng nếu nó được hoàn thành thì kết quả nghiên cứu cuối cùng sẽ tiết kiệm cho mọi người 1 triệu USD. Nhìn chung, lợi ích xã hội là rõ ràng. [Nhưng] từ quan điểm cá nhân của mỗi người, việc đóng góp không có ý nghĩa gì. Cho đến nay, hầu hết các câu hỏi về hàng hóa công đều liên quan đến các giả định và yêu cầu bổ sung cho việc tập trung hóa: cụ thể là sự tồn tại của một nhà tiên tri hoàn toàn đáng tin cậy xác định xem một nhiệm vụ công nào đó đã được hoàn thành hay chưa (Điều này thực sự sai, nhưng đó là một câu hỏi dành cho một lĩnh vực khác).

（#blockbeatsBlockBeats Lưu ý: Oracle, oracle, là một hợp đồng thông minh cho phép blockchain kết nối với bất kỳ API hiện có nào cho phép thanh toán được thực hiện bằng cách sử dụng các mạng thanh toán truyền thống từ chuỗi khối và cho phép tương tác giữa các hợp đồng thông minh và các chuỗi khối khác)

Trạng thái:Đang tiến bộ.

Người ta thường tin rằng vấn đề tài trợ cho hàng hóa công được chia thành hai phần: vấn đề tài trợ (nơi để huy động vốn cho hàng hóa công) ), và vấn đề tổng hợp ưu tiên (đầu tiên, làm thế nào để xác định đâu là hàng hóa công thực sự, thay vì dự án thú cưng của ai đó). Câu hỏi này tập trung cụ thể vào câu hỏi trước và giả định câu hỏi sau đã được giải quyết (xem phần “Chỉ số đóng góp phi tập trung” bên dưới để biết câu hỏi này).

Nhìn chung ở đây không có nhiều đột phá mới. Có hai loại giải pháp rộng rãi. Đầu tiên, chúng ta có thể cố gắng thu hút sự đóng góp của cá nhân bằng cách trao cho mọi người một số phần thưởng xã hội khi làm như vậy. Đề xuất của cá nhân tôi về hoạt động từ thiện thông qua phân biệt giá cận biên là một ví dụ; một ví dụ khác là huy hiệu quyên góp chống bệnh sốt rét trên Peepeth. Thứ hai, chúng tôi có thể thu tiền từ các ứng dụng có hiệu ứng mạng. Trong

đất blockchain, có một số tùy chọn:

·   Phát hành tiền điện tử
·   Ở cấp độ giao thức, tính một phần phí giao dịch (ví dụ: , qua EIP 1559)
·   Được thu thập từ một số ứng dụng lớp 2 nhất định (ví dụ: từ Uniswap hoặc các giải pháp khả năng mở rộng nhất định hoặc thậm chí từ tiền thuê nhà nước của môi trường thực thi trong Ethereum 2.0) Phí giao dịch một phần
·   Tính một phần phí khác (ví dụ: phí đăng ký ENS)

Bên ngoài vùng đất blockchain, đó chỉ là câu hỏi muôn thuở: nếu bạn là chính phủ, thuế sẽ được thu như thế nào; nếu bạn là một doanh nghiệp hoặc tổ chức khác, Làm thế nào nó sẽ bị tính phí.

12. Hệ thống danh tiếng

Vấn đề: Thiết kế một hệ thống danh tiếng chính thức bao gồm xếp hạng đại diện cho (A,B) -> V, trong đó V là danh tiếng của B theo quan điểm của A và một bên xác định cơ chế xác suất A bên kia để được một bên khác tin tưởng và cơ chế cập nhật danh tiếng dựa trên một bản ghi tương tác mở hoặc cuối cùng cụ thể.

Trạng thái:Tiến trình chậm.

Không có nhiều tiến bộ đạt được đối với hệ thống danh tiếng kể từ năm 2014. Có lẽ cách tiếp cận tốt nhất là sử dụng sổ đăng ký được quản lý bằng mã thông báo để tạo danh sách được quản lý gồm các thực thể/đối tượng đáng tin cậy; Kleros ERC20 TCR (vâng, đây là sổ đăng ký được quản lý mã thông báo cho các mã thông báo ERC20 hợp pháp) là một ví dụ, thậm chí còn có một giao diện khác tới Uniswap (http://Uniswap.ninja), sử dụng nó làm phụ trợ để lấy danh sách mã thông báo, mã và cờ. Các hệ thống danh tiếng với sự đa dạng chủ quan chưa thực sự được thử nghiệm, có lẽ vì chưa có đủ thông tin tích lũy về “biểu đồ xã hội” về mối liên hệ giữa con người với nhau được công bố lên chuỗi dưới một hình thức nào đó. Nếu thông tin đó bắt đầu tồn tại vì những lý do khác thì hệ thống danh tiếng chủ quan có thể trở nên phổ biến hơn.

13. Bằng chứng về sự xuất sắc

Có một giải pháp thú vị và hầu như chưa được khám phá, đặc biệt là cho vấn đề liên quan đến phân phối [coin] (có một số lý do khiến nó không thể khai thác dễ dàng như vậy), là sử dụng các nhiệm vụ hữu ích cho xã hội nhưng đòi hỏi con người thô sơ- thúc đẩy nỗ lực sáng tạo và tài năng. Ví dụ: người ta có thể đề xuất một loại tiền điện tử sử dụng "bằng chứng chứng minh" để thưởng cho người chơi đưa ra bằng chứng toán học về một số định lý nhất định

Tình hình hiện tại:Không có tiến triển gì, vấn đề cơ bản đã bị lãng quên.

Giải pháp thay thế chính cho việc phân phối mã thông báo là airdrop; thông thường mã thông báo được phân phối theo tỷ lệ khi mạng trực tuyến Giữ các mã thông báo hiện có khác mã thông báo hoặc dựa trên các số liệu khác (ví dụ: airdrop bắt tay). Chưa có nỗ lực thực sự nào để trực tiếp xác minh khả năng sáng tạo của con người, nhưng với những tiến bộ gần đây về trí tuệ nhân tạo, vấn đề tạo ra một nhiệm vụ mà chỉ con người mới có thể hoàn thành nhưng máy tính không thể xác minh có thể quá khó khăn.

Bài viết gốc số 15 Hệ thống chống Sybil

Một vấn đề có phần liên quan đến vấn đề hệ thống danh tiếng là thách thức trong việc tạo ra một "hệ thống nhận dạng duy nhất", một hệ thống tạo ra các mã thông báo chứng minh danh tính. Không phải là một phần của cuộc tấn công Sybil. Tuy nhiên, chúng tôi mong muốn có một hệ thống tốt đẹp, bình đẳng hơn hệ thống “một đô la, một phiếu bầu”; có thể nói mỗi người một phiếu bầu là lý tưởng nhất.

Trạng thái:Đang tiến bộ.

Đã có nhiều nỗ lực nhằm giải quyết các vấn đề riêng của con người. Những điều bạn nghĩ đến bao gồm (không phải là danh sách đầy đủ!):

HumanityDAO: https://www.humanitydao.org/
Các bên bút danh: https://bford .info /pub/net/sybil.pdf
POAP ("bằng chứng về giao thức điểm danh "): https://www.poap.xyz/
BrightID: https://www.brightid.org/

Với sự quan tâm ngày càng tăng đối với biểu quyết bậc hai và tài trợ bậc hai ), cũng như nhu cầu về nhân lực dựa trên hệ thống chống sybil tiếp tục phát triển. Hy vọng rằng những tiến bộ công nghệ này và sự phát triển liên tục của các công nghệ mới sẽ cho phép điều đó xảy ra.

Số sê-ri gốc là 14 Số liệu đóng góp phi tập trung

Thật không may, việc kích thích sản xuất hàng hóa công không phải là vấn đề duy nhất mà tập trung hóa có thể giải quyết. Một vấn đề khác là trước tiên phải xác định hàng hóa công nào đáng được sản xuất và thứ hai là xác định mức độ mà một nỗ lực nhất định thực sự hoàn thành việc sản xuất hàng hóa công. Câu hỏi này liên quan đến một vấn đề khác tiếp theo.

Trạng thái:Đã đạt được một số tiến bộ cùng với một số thay đổi quan trọng.

Công việc gần đây về việc xác định giá trị đóng góp của hàng hóa công chưa cố gắng tách biệt việc xác định nhiệm vụ với việc xác định chất lượng của Lý do là trong thực tế cả hai khó tách rời. Công việc do một nhóm nhất định thực hiện thường không thể thay thế và mang tính chủ quan, vì vậy cách tiếp cận hợp lý nhất là xem xét mức độ liên quan của nhiệm vụ cũng như chất lượng của toàn bộ hoạt động và sử dụng các kỹ thuật giống nhau để đánh giá cả hai.

May mắn thay, đã đạt được tiến bộ lớn về mặt này, đặc biệt là việc thăm dò nguồn tài chính thứ cấp. Tài trợ thứ cấp là một cơ chế trong đó các cá nhân có thể quyên góp cho một dự án và sau đó số tiền được tính toán dựa trên số người quyên góp và số tiền đưa vào, sử dụng công thức để tính toán xem họ có phối hợp đầy đủ với nhau hay không (tức là có tính đến lợi ích của nhau và không trở thành nạn nhân của bi kịch) họ sẽ quyên góp bao nhiêu. Sự khác biệt giữa số tiền quyên góp và số tiền quyên góp thực tế cho bất kỳ dự án cụ thể nào sẽ được cung cấp cho dự án đó dưới dạng trợ cấp từ quỹ trung tâm (xem #11 để biết các nguồn tài trợ từ quỹ trung tâm). Lưu ý rằng cơ chế này quan tâm đến việc thỏa mãn các giá trị của một cộng đồng chứ không phải là thỏa mãn một mục tiêu nhất định, bất kể có ai quan tâm đến nó hay không. Do sự phức tạp của các bài toán số, phương pháp này có vẻ hiệu quả hơn đối với những ẩn số chưa biết.

Trong vòng tài trợ thứ cấp gitcoin gần đây, tài trợ thứ cấp thậm chí đã được thử nghiệm trên thực tế và đạt được thành công đáng kể. Cũng đã có một số tiến bộ gia tăng trong việc cải thiện nguồn tài trợ bậc hai và các cơ chế tương tự, đặc biệt là nguồn tài trợ bậc hai có giới hạn theo cặp giúp giảm thông đồng. Ngoài ra, công nghệ đang được phát triển để tiêu chuẩn hóa và thực thi việc bỏ phiếu chống hối lộ, ngăn chặn người dùng chứng minh cho bên thứ ba rằng họ đã bỏ phiếu cho ai; điều này ngăn chặn nhiều kiểu tấn công thông đồng và hối lộ.

16. Các chỉ số thành công phi tập trung

Vấn đề: Đề xuất và triển khai một phương pháp phi tập trung để đo lường các biến số trong thế giới thực kỹ thuật số. Hệ thống này phải có khả năng đo lường mọi thứ mà con người hiện có thể đồng ý một cách đại khái (ví dụ: giá tài sản, nhiệt độ, nồng độ carbon dioxide toàn cầu)

Trạng thái :Đang đạt được một số tiến bộ.

Điều này thường được gọi là "vấn đề oracle". Ví dụ lớn nhất được biết đến về việc vận hành một nhà tiên tri phi tập trung là Augur, nơi đã xử lý kết quả của các vụ cá cược trị giá hàng triệu đô la. Các cơ quan đăng ký được quản lý mã thông báo như Kleros TCR là một ví dụ khác. Tuy nhiên, các hệ thống này vẫn chưa được đưa vào thử nghiệm thực tế về cơ chế phân tách (tìm kiếm “chế độ chủ quan” ở đây), vì đây là một vấn đề gây tranh cãi nhiều hoặc do các nỗ lực tấn công 51%. Ngoài ra, các vấn đề oracle bên ngoài không gian blockchain đã được nghiên cứu dưới dạng tài liệu "dự đoán ngang hàng"; xem tại đây để biết những phát triển mới nhất trong lĩnh vực này.

Một vấn đề tiềm ẩn khác là mọi người hy vọng dựa vào những hệ thống này để hướng dẫn việc chuyển nhượng tài sản với số lượng lớn hơn giá trị kinh tế của tài sản đó. token vốn có của hệ thống. Trong trường hợp này, về mặt lý thuyết, chủ sở hữu mã thông báo sẽ có động cơ thông đồng và do đó đưa ra câu trả lời sai để đánh cắp tiền. Trong trường hợp này, hệ thống sẽ phân nhánh và mã thông báo của hệ thống ban đầu có thể sẽ trở nên vô giá trị, nhưng chủ sở hữu mã thông báo của hệ thống ban đầu vẫn sẽ nhận được phần thưởng từ việc chuyển bất kỳ tài sản nào mà họ định hướng sai. Stablecoin (xem #10), là một ví dụ đặc biệt nghiêm trọng. Một cách để giải quyết vấn đề này là giả định rằng có những nhà cung cấp dữ liệu trung thực có lòng vị tha và tạo ra một cơ chế có thể nhận dạng họ và chỉ cho phép họ hoạt động chậm để nếu người dùng độc hại bắt đầu bỏ phiếu, dựa vào hệ thống oracle của người dùng có thể hoàn thành một cách có trật tự. thoát ra đầu tiên. Trong mọi trường hợp, việc phát triển hơn nữa công nghệ oracle là một vấn đề rất quan trọng.

Đã tạo các câu hỏi mới

Nếu tôi viết một danh sách các vấn đề cốt lõi khác vào năm 2019, một số trong số đó sẽ là sự tiếp nối của những vấn đề nêu trên, nhưng trọng tâm sẽ thay đổi rất nhiều và những vấn đề lớn mới sẽ xuất hiện. Dưới đây là một số ví dụ:

·   Khóa mã hóa: Tương tự như #4 ở trên
·   Mật mã hậu lượng tử đang phát triển: cả dựa trên hàm băm và bảo mật hậu lượng tử " Các đối tượng toán học có cấu trúc, chẳng hạn như các đường đồng phân và mạng tinh thể của đường cong elip. . .
·   Cơ sở hạ tầng chống thông đồng: đang hoạt động Đã phát triển và cải tiến https ://ethresear.ch/t/minimal-anti-collusion-infrastructure/5413, bao gồm tăng cường quyền riêng tư cho người vận hành nút để có tính thực tiễn tối đa. tính toán của đảng, v.v.
·   Oracle: trở lên #16 Tương tự, nhưng loại bỏ sự nhấn mạnh vào "số liệu thành công" và tập trung vào vấn đề chung là "lấy dữ liệu thực"
·    Bản sắc con người độc nhất (hoặc thực tế hơn, bản sắc con người bán độc nhất): Tương tự như #15 ở trên, Nhưng điểm nhấn là ở một giải pháp ít "tuyệt đối" hơn : việc có được hai danh tính khó hơn nhiều so với việc có được một danh tính, nhưng việc có được nhiều danh tính vừa là không thể vừa có khả năng gây hại, ngay cả khi chúng tôi thành công
·   Mã hóa đồng hình và tính toán nhiều bên: Vẫn thiết thực Cần cải tiến liên tục
·   Cơ chế quản trị phi tập trung: DAO rất tuyệt, nhưng DAO hiện tại vẫn còn thô sơ; chúng ta có thể làm tốt hơn
·   Phản hồi chính thức đầy đủ đối với cuộc tấn công PoS 51%: Tiến bộ và cải tiến liên tục https://ethresear.ch/t/responding-to-51- attack-in-casper-ffg/6363
·   Thêm Nhiều nguồn tài trợ cho hàng hóa công: Sẽ là lý tưởng nếu tính phí cho các nguồn lực đông đúc (ví dụ: phí giao dịch) trong một hệ thống có mạng nhưng làm như vậy trong một hệ thống phi tập trung đòi hỏi tính hợp pháp của công chúng; Vì vậy, đây là một vấn đề xã hội cũng như một vấn đề kỹ thuật trong việc tìm kiếm các nguồn khả thi
·   Hệ thống danh tiếng:Giống như # 12 ở trên

Nhìn chung, các vấn đề về lớp cơ sở đang giảm dần nhưng chắc chắn, nhưng các vấn đề về lớp ứng dụng mới chỉ bắt đầu.

BlockBeats nhắc nhở rằng theo "Giới thiệu về việc ngăn chặn việc sử dụng "Thông tin ảo" do Ngân hàng và Bảo hiểm Trung Quốc ban hành Ủy ban quản lý và năm bộ phận khác vào tháng 8 năm 2018, Cảnh báo rủi ro về tiền tệ đối với việc huy động vốn bất hợp pháp dưới danh nghĩa "Blockchain", công chúng được yêu cầu xem xét blockchain một cách hợp lý, không tin tưởng một cách mù quáng vào những lời hứa được đưa ra trên trời, để thiết lập các khái niệm tiền tệ và khái niệm đầu tư chính xác, đồng thời nâng cao nhận thức về rủi ro một cách hiệu quả; để khám phá Nếu bạn có bất kỳ manh mối nào về tội phạm bất hợp pháp, bạn có thể chủ động báo cáo cho các bộ phận liên quan.   

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia