Layer đồng thuận trong blockchain là cấu trúc cơ bản quan trọng nhất cho bất kỳ dự án blockchain nào. Thiết kế của layer đồng thuận ảnh hưởng đến hiệu quả, độ an toàn và mức độ phi tập trung của toàn bộ mạng lưới. Public storage chain là một mạng lưới phụ trong tổng thể public chain, nhưng các yêu cầu về hiệu quả xử lý dữ liệu không kém so với public chain.
Mạng lưới lưu trữ đám mây phi tập trung CESS tận dụng lợi thế công nghệ của nó để xử lý các phép tính phức tạp nhất on-chain nhằm xây dựng một mạng lưới phi tập trung. Là cơ sở hạ tầng cơ bản của Web3.0, CESS đạt được hiệu quả cao trong khi duy trì mức độ phân quyền cao, điều này có thể thực hiện được bằng cách triển khai các công nghệ và cơ chế độc quyền của CESS.
Cơ chế đồng thuận Random Rotational Selection consensus (lựa chọn xoay vòng ngẫu nhiên – R²S)
Để nâng cao hiệu quả xử lý giao dịch on-chain trong khi duy trì sự phân cấp của các node, CESS áp dụng cơ chế đồng thuận Random Rotational Selection consensus (R²S) để cho phép đóng gói block và các giao dịch on-chain khác. Tên của cơ chế đồng thuận có thể được hiểu là: các node hoàn thành đồng thuận on-chain được chọn ngẫu nhiên vào các thời kỳ khác nhau để thực hiện nhiệm vụ.
Việc triển khai “Tính ngẫu nhiên” và “Xoay vòng”
Có một cơ chế đồng thuận công bằng và được thiết kế tốt để ngăn chặn hành vi chơi xấu tiềm ẩn là yếu tố then chốt đối với bất kỳ blockchain mạnh mẽ nào. Vai trò của các node đồng thuận trong R²S như sau.
Tất cả những người tham gia có thể chọn trở thành node tự ứng cử, đang chờ đủ điều kiện để đóng vai trò là node đồng thuận. Hệ thống chọn 11 node đồng thuận từ pool các node tự ứng cử đáp ứng tiêu chí tại mỗi cửa sổ thời gian (ví dụ: cứ 10.000 block). 11 node đồng thuận này chịu trách nhiệm tạo block và xác minh giao dịch. Trong khi đó, các node tự ứng cử tham gia vào quy trình tiền xử lý dữ liệu để chứng minh năng lực của họ và phải đáp ứng các tiêu chí để được chọn làm node đồng thuận trong vòng quay tiếp theo. Bất kỳ node đồng thuận đang làm nhiệm vụ nào không thực hiện hoặc hoạt động có hại sẽ được thay thế ngay lập tức bằng các node tự ứng cử và bị phạt các khoản tín dụng xấu. Các node có điểm tín dụng dưới tiêu chuẩn sẽ bị loại khỏi danh sách các node tự ứng cử và phải mất một phần token staking nếu họ bỏ cuộc.
Tính ngẫu nhiên có thể xác minh
Tính ngẫu nhiên của việc lựa chọn node là chìa khóa cho một mạng lưới phi tập trung an toàn và công bằng, và phân quyền giúp dữ liệu an toàn hơn và ngăn chặn sự thao túng của các node chi phối. Tuy nhiên, tính ngẫu nhiên của CESS trong việc lựa chọn node đồng thuận đòi hỏi một hiệu suất mạnh mẽ hơn từ các cơ chế đối phó của mạng lưới so với hầu hết các chain công khai. Rất khó để đảm bảo mức độ bảo mật cao trong khi vẫn duy trì tính linh hoạt của mạng lưới, vì vậy CESS áp dụng các thuật toán phức tạp để đạt được mục tiêu này. Mỗi node đồng thuận tự ứng cử có một cặp private key và public key và tính toán các hàm hash ngẫu nhiên bằng cách sử dụng công thức sau đây trong mỗi cuộc biểu quyết
R = VRF_Hash (SK, Seed)
P = VRF_Proof (SK, Seed)
Tham số SK là private key của các node. Seed là một chuỗi văn bản ngẫu nhiên trên chain CESS, không thể dự đoán trước. R là đầu ra hash ngẫu nhiên và P là minh chứng hàm hash
Trình xác thực có thể dễ dàng xác minh rằng hai giá trị thực sự được tạo bởi node sở hữu giá trị thông qua các bước trên.
R = VRF_P2H (P)
VRF_Verify (PK, Seed, P)
PK là public key của các node đang được xác minh. Trong vòng quay sau, hệ thống chọn 11 node có kết quả hash ngẫu nhiên nhỏ nhất làm node đồng thuận. Nếu nhiều hơn 11 node được chọn, các node quá giới hạn sẽ được sàng lọc dựa trên điểm tín dụng của chúng.
Thủ tục tiến hành và kết thúc cho các node
CESS không có yêu cầu nghiêm ngặt đối với các node của mạng lưới. Tuy nhiên, một node đủ điều kiện cần phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản về hoạt động và đóng góp tài nguyên, đồng thời ký quỹ CESS làm vốn thực hiện stake để xử lý trước bất kỳ hành vi sai trái nào.
Tại bất kỳ thời điểm nào một node kết thúc, mạng lưới sẽ hoàn trả toàn bộ hoặc một phần cho các token đã stake dựa trên điểm tín dụng của node. Hệ thống trả lại đầy đủ các token miễn là các node tuân thủ các quy tắc mà không cố ý vi phạm. Thủ tục này ngăn chặn các cuộc tấn công Sybil và đảm bảo sự đồng thuận của mạng lưới.
Ưu điểm của R²S
R²S phức tạp về mặt công nghệ là kết quả của việc cân nhắc có chủ ý về layer lưu trữ công đồng trong giai đoạn thiết kế các giao thức tổng thể của CESS.
Ngăn chặn tình trạng “Miner’s Dilemma” và tính tập trung
“Miner’s Dilemma” đề cập đến thực tế các miner lưu trữ thông tin vô ích thay vì chặn lịch sử để tối đa hóa lợi nhuận của họ một cách nhanh chóng trong mạng lưới lưu trữ. Các công cụ khai thác này không thể trở thành node đầy đủ, dẫn đến ít node đầy đủ hơn với dữ liệu quan trọng đảm bảo sự đồng bộ hóa của mạng lưới. Do đó, một mạng có ít node đầy đủ hơn sẽ cấp cho chúng quá nhiều sức mạnh, điều này có thể gây ra tình trạng tập trung của mạng lưới. Không giống như các cơ chế đồng thuận lưu trữ thường được sử dụng khác, CESS đã nhận ra cạm bẫy “Miner’s Dilemma”, vì vậy nó tách các chỉ số lưu trữ khỏi cơ chế đồng thuận R²S. Nhìn chung, R²S thúc đẩy một mạng lưới phi tập trung hơn và ngăn các node lớn hoạt động độc hại nhằm tìm kiếm lợi ích do tập trung hóa.
Trở nên phi tập trung và hiệu quả
Chỉ có 11 node để duy trì sự đồng thuận có thể cải thiện đáng kể hiệu quả của mạng lưới, nhưng mạng lưới sẽ tập trung quá mức như chain liên minh. Do đó, việc có các nodeđược chọn ngẫu nhiên và yêu cầu phần cứng thấp của CESS khuyến khích nhiều cá nhân hơn tham gia với tư cách là các node, làm cho mạng lưới trở nên phi tập trung nhiều hơn nữa để giải quyết vấn đề này.
Xử lý các giao dịch on-chain
CESS lưu trữ tất cả các giao dịch, xác nhận hợp đồng và metadata của các tệp đã tải lên on-chain. Nhiều dự án khác có xu hướng xử lý từng phần dữ liệu ngoài chain để đảm bảo hiệu quả mạng lưới do tốc độ xử lý on-chain thấp, tuy nhiên nó đòi hỏi nhiều cơ chế để đảm bảo an toàn dữ liệu. Khả năng công nghệ vượt trội của CESS để xử lý các giao dịch on-chain cho phép metadata được lưu trữ on-chain mà không làm chậm tốc độ của mạng lưới. Ngoài ra, việc tìm kiếm tệp dữ liệu có thể được thực hiện thông qua metadata on-chain và việc có nhiều thông tin dữ liệu hơn được lưu trữ on-chain có thể bảo vệ tính xác thực của nó tốt hơn.
Trong quá trình thực tế, các node đồng thuận giữ lại cơ sở dữ liệu của tất cả metadata để ưu tiên hiệu quả của mạng lưới. Việc lập chỉ mục dữ liệu sẽ bắt đầu từ cơ sở dữ liệu này trước tiên và chỉ truy xuất từ blockchain nếu không được tìm thấy trong cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu được tạo ra bằng cách đồng bộ hóa thông tin on-chain, do đó tính xác thực của dữ liệu không bị ảnh hưởng. Các lý do để có metadata được lưu trữ on-chain và trong cơ sở dữ liệu là; để giảm chi phí cao do liên tục yêu cầu dữ liệu từ chain khi nhu cầu mạng lưới mạnh và thuận tiện cho các bộ lập lịch xử lý dữ liệu nhanh hơn.
Lời kết
CESS thông qua cơ chế R²S, một mặt, nhận ra sự tách biệt giữa sự đồng thuận và lưu trữ, ngăn ngừa sự xuất hiện của “Miner’s Dilemma” và tính tập tập trung. Nó cũng thường xuyên kiểm tra tính trung thực của các node đồng thuận và chức năng lập lịch thông qua công nghệ Trusted Execution Environment (TEE) để đảm bảo rằng các node cung cấp dịch vụ tốt nhất có thể cho mạng lưới thông qua cạnh tranh công bằng. mạng lưới lưu trữ đám mây phi tập trung CESS được xây dựng trên Substrate (một khuôn mẫu open-source) tương thích với EVM và WASM, cho phép các dApp / ứng dụng di chuyển liền mạch sang mạng lưới CESS. CESS dành riêng để xây dựng một mạng lưới lưu trữ phi tập trung mạnh mẽ với hiệu suất Web2 cho các dự án tiền mã hóa và các doanh nghiệp truyền thống thuộc mọi quy mô.
