Block finality là gì? Tìm hiểu tầm quan trọng của nó trong Blockchain

Lý tưởng nhất là khi một giao dịch đã được xử lý chính xác trong hệ thống tài chính thì khả năng giao dịch đó bị đảo ngược là rất nhỏ. Tuy nhiên, điều này thường không xảy ra trong tài chính truyền thống. Mặt khác, các hệ thống blockchain tìm cách giảm thiểu sự khác biệt này thông qua block finality.

Trong bài viết này, hãy cùng tìm hiểu block finality là gì, cách thức hoạt động và ý nghĩa của nó đối với mạng blockchain.

Block finality là gì?

Block finality đề cập đến tính không thể đảo ngược khi giao dịch đã được xác nhận và thêm vào một block trong mạng blockchain. Tại thời điểm này, giao dịch được coi là cuối cùng và không thể thay đổi được nữa.

Đây là lý do tại sao các giao dịch trên blockchain là vĩnh viễn và tại sao nó thường được gọi là bất biến.

Block finality rất quan trọng trong các giao thức đồng thuận blockchain nhưng không phải lúc nào cũng tức thì. Block finality và độ trễ hoạt động song song với nhau trong mạng blockchain. Điều này có nghĩa là finality của blockchain được liên kết chặt chẽ với độ trễ của nó, đo lường thời gian từ khi gửi một giao dịch hợp lệ đến khi xác nhận cuối cùng onchain.

Block finality hoạt động như thế nào?

Block finality khác nhau trong mạng proof-of-work (PoW) và proof-of-stake (PoS).

Trong các chain PoW như Bitcoin, block finality đạt được thông qua cơ chế đồng thuận phân tán sử dụng quy tắc chain “dài nhất”. Trong quá trình khai thác, thợ đào có thể truyền tin đồng thời cùng một block, dẫn đến nhiều chain.

Tại thời điểm này, chain chính sẽ được chia thành các fork khác nhau, gây khó khăn cho việc xác định chain ban đầu. Trong trường hợp này, tất cả các fork sẽ tiếp tục xác thực và thêm các block mới. Tuy nhiên, khi một trong các chain xác nhận một block trước block khác, nó sẽ trở thành chain dài nhất.

Chain dài nhất sau đó được chấp nhận là có các block hợp lệ nhất được đính kèm, trong khi các giao dịch được khai thác trên chain ngắn hơn sẽ bị giảm bớt. Tuy nhiên, các giao dịch trong chain bị từ chối có thể được đưa vào các block khác trên chain dài hơn, đạt được Block finality.

Block finality trong chain PoS có sự khác biệt giữa một bản triển khai PoS với cái khác. Ví dụ: Casper FFG, một bản triển khai Ethereum PoS, đạt được finality bằng cách giới thiệu các trình xác thực để xác nhận tính hợp lệ của chain cứ sau 100 block. Một block được hoàn thiện sau khi có sự chấp thuận của ⅔ tất cả các trình xác thực.

Tendermint, được sử dụng bởi mạng Cosmos, đạt được finality khi bất kỳ block nào nhận được hơn ⅔ số pre-vote và pre-commit. Điều này tiếp tục kéo dài trừ khi ⅓ trong số tất cả các trình xác thực không phản hồi.

Các loại block finality

Finality trong blockchain có thể mang tính xác suất, kinh tế, tức thời, vô điều kiện hoặc liên quan đến toàn bộ trạng thái của blockchain.

Trên blockchain, có nhiều loại finality khác nhau, mỗi loại mô tả một mức độ chắc chắn và không thể đảo ngược riêng biệt đối với các giao dịch và block. Các loại finality chính trên blockchain như sau:

Probabilistic Finality

Finality xác suất đơn giản là finality dựa trên chain. Xác suất để giao dịch bị đảo ngược là thấp với nhiều block được thêm vào chain. Finality xác suất đạt được khi một giao dịch nằm trong một block được khai thác và được đưa vào chain dài nhất. 

Trong hầu hết các hệ thống blockchain, đặc biệt là các hệ thống sử dụng PoW như Bitcoin, finality xác suất khá phổ biến. Khả năng đảo ngược giao dịch giảm theo cấp số nhân khi các block mới được thêm vào bên trên giao dịch đã được xác nhận sau khi được đưa vào một block.

Economic Finality

Finality kinh tế là nơi finality đạt được thông qua các khuyến khích tài chính. Ý tưởng đằng sau điều này là việc hoàn nguyên các giao dịch trong mạng blockchain như vậy sẽ trở nên rất tốn kém. 

Khái niệm finality kinh tế thường gắn liền với các hệ thống PoS. Một giao dịch được coi là kinh tế nếu việc hoàn tác giao dịch đó không khả thi về mặt tài chính. Trong PoS, cần có trình xác thực hoặc node để cung cấp cổ phần làm tài sản thế chấp, một lượng tiền điện tử cụ thể. Nếu họ xác nhận các giao dịch giả mạo, họ có nguy cơ mất cổ phần, khiến hành động ác ý không có lợi về mặt kinh tế.

Absolute Finality

Finality tuyệt đối là mức độ cao nhất của finality. Trong hệ thống này, một khi giao dịch được truyền onchain thì sẽ không có khả năng giao dịch đó bị giả mạo hoặc đảo ngược. Các giao thức blockchain như Ripple và Stellar sử dụng sự đồng thuận liên kết để đạt được finality tuyệt đối. Sự đồng thuận liên kết dựa vào các trình xác thực đáng tin cậy để xác nhận các block và bảo mật mạng. Các giao thức blockchain như Cosmos và Algorand cũng sử dụng các cơ chế đồng thuận giúp chúng đạt được finality tuyệt đối.

Instant Finality

Finality tức thì là khi một giao dịch được truyền lên mạng, được xác nhận ngay lập tức và được thực hiện onchain không thể hủy ngang. Khó có thể đạt được finality tức thì và đòi hỏi những thay đổi cơ bản trong cách các blockchain thực hiện sự đồng thuận và xử lý các giao dịch. Điều đó nói lên rằng, các giao thức phi tập trung như Shardeum cung cấp finality gần như tức thì với mức độ chắc chắn cao.

Unconditional Finality

Khi một giao dịch được xác nhận, nó được coi là hoàn thành và vô điều kiện. Trong mọi trường hợp, giao dịch không thể được hoàn tác. Bản chất vô điều kiện rất khó đạt được – đôi khi đòi hỏi sự tập trung mạnh mẽ hoặc cơ chế đồng thuận duy nhất.

State Finality

Trong một số hệ thống blockchain, finality đề cập đến trạng thái hoàn chỉnh của blockchain, không chỉ các giao dịch. Chuyển đổi trạng thái (thay đổi trạng thái của blockchain, chẳng hạn như giao dịch hoặc thực hiện hợp đồng thông minh) không thể được sửa đổi hoặc đảo ngược sau khi nó đã hoàn thành. Đối với các ứng dụng như hợp đồng thông minh, trong đó tính chính xác của toàn bộ trạng thái ứng dụng là quan trọng, việc đạt được Statefulness là điều cần thiết.

Tại sao finality lại quan trọng trong blockchain?

Finality cung cấp sự đảm bảo cần thiết về tính hợp lệ và tính lâu dài của các giao dịch, khiến nó trở thành khái niệm nền tảng về độ tin cậy và chức năng của công nghệ.

Finality cung cấp mức độ bảo mật và tin cậy cao cho hệ thống, đảm bảo rằng một khi giao dịch được xác nhận, nó không thể bị thay đổi hoặc đảo ngược. Bằng cách xác minh rằng giao dịch là hợp pháp và được ghi lại trên blockchain, finality sẽ ngăn chặn vấn đề giao dịch trùng lặp, tức là cùng một tài sản kỹ thuật số có thể được sử dụng nhiều lần.

Ví dụ: chi tiêu gấp đôi có thể xảy ra nếu ai đó sử dụng một Bitcoin (BTC) và cố gắng chuyển nó thành hai giao dịch riêng biệt cho hai người nhận khác nhau. Bằng cách đảm bảo finality, công nghệ blockchain ngăn chặn điều này xảy ra. Sau khi giao dịch được xác nhận và ghi lại trên blockchain, tài sản kỹ thuật số được coi là đã chi tiêu và không thể sử dụng trong bất kỳ giao dịch nào tiếp theo.

Finality là rất quan trọng trong bối cảnh hợp đồng thông minh. Chi tiết thỏa thuận giữa người mua và người bán được nhúng trực tiếp vào hợp đồng thông minh, là code tự thực thi. Finality đảm bảo rằng kết quả của các hợp đồng này là cuối cùng và không thể đảo ngược.

Ngoài ra, finality là cách các ứng dụng phi tập trung (DApps) đảm bảo hoạt động của chúng được an toàn và đáng tin cậy. Finality đảm bảo rằng các quyết định và giao dịch được thực hiện trong các ứng dụng này là không thể đảo ngược và không thể thay đổi. Hơn nữa, blockchain phát triển niềm tin giữa người dùng và các thành viên của mạng bằng cách thực hiện các giao dịch cuối cùng. Niềm tin của người dùng vào hệ thống được tăng lên khi biết rằng các giao dịch là không thể đảo ngược.

Những thách thức để đạt được finality trong Blockchain

Các vấn đề như fork, độ trễ mạng, lỗ hổng hợp đồng thông minh và các cuộc tấn công 51% ngăn cản các giao dịch blockchain đạt finality.

Khi Blockchain chia thành nhiều đường dẫn, việc phân nhánh sẽ xảy ra, tạo ra các phiên bản khác nhau của lịch sử giao dịch. Phương pháp đồng thuận được kiểm tra bằng sự khác biệt này, điều này gây khó khăn cho việc xác định phiên bản nào là phiên bản hợp pháp và làm trì hoãn finality.

Ví dụ: một hard fork có thể xuất phát từ sự bất đồng giữa cộng đồng hoặc nhà phát triển về các bản cập nhật giao thức. Cho đến khi vấn đề được giải quyết, các phe phái khác nhau có thể tiếp tục hỗ trợ PoW blockchain, dẫn đến thiếu finality.

Độ trễ mạng hoặc độ trễ trong giao tiếp dữ liệu giữa các node càng làm vấn đề trở nên phức tạp hơn. Kết nối mạng chậm có thể gây ra lỗi trong việc order và xác thực giao dịch bằng cách trì hoãn việc truyền thông tin giao dịch trên mạng blockchain.

Ngoài ra, lỗ hổng hợp đồng thông minh có thể dẫn đến hành vi không mong muốn, cho phép kẻ xấu khai thác và đảo ngược giao dịch. Tương tự, một thực thể có hơn 50% sức mạnh khai thác của mạng trong PoW blockchain có thể thay đổi lịch sử của blockchain và đảo ngược các giao dịch. Điều này làm suy yếu finality và tính bảo mật.

Do những lo ngại này, tính toàn vẹn của blockchain bị đe dọa, đòi hỏi các nhà phát triển phải triển khai các thuật toán đồng thuận mạnh mẽ và các giao thức mạng hiệu quả để giảm các vấn đề về fork và độ trễ cũng như đảm bảo finality và an toàn kịp thời của các giao dịch.

Các kỹ thuật và thuật toán đồng thuận để cải thiện finality

Thời gian xác nhận dài hơn, nhiều lần xác thực và các thuật toán bảo mật nâng cao, chẳng hạn như Pure PoS, Delegated PoS (DPoS) và HoneyBadgerBFT của Algorand, có thể giúp nâng cao finality của blockchain.

Một cách tiếp cận bao gồm thời gian xác nhận dài hơn, cho phép số lượng xác nhận lớn hơn trước khi giao dịch được coi là cuối cùng. Xác suất giao dịch được xác nhận và không thể đảo ngược được tăng lên đáng kể bằng cách kéo dài thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận.

Hơn nữa, việc sử dụng nhiều kỹ thuật xác nhận, trong đó các giao dịch được kiểm tra bởi nhiều node hoặc trình xác thực, sẽ cung cấp một lớp bảo mật bổ sung, đảm bảo sự đồng thuận rộng hơn và giảm khả năng xảy ra lỗi hoặc các cuộc tấn công độc hại.

Ngoài ra, các thuật toán đồng thuận sáng tạo như Pure PoS, DPoS và HoneyBadgerBFT của Algorand đã thay đổi ngành công nghiệp. Algorand sử dụng phương pháp PoS kết hợp với giao thức thỏa thuận Byzantine để đảm bảo finality nhanh chóng và không thể đảo ngược cho các giao dịch.

Bằng cách triển khai hệ thống dựa trên danh tiếng trong đó một nhóm nhỏ đại biểu đáng tin cậy xác thực các giao dịch, DPoS sẽ tăng tính hiệu quả và finality của mạng. Tương tự, thuật toán HoneyBadgerBFT cải thiện finality và bảo mật ngay cả khi có các node độc hại hoặc độ trễ mạng bằng cách đạt được sự đồng thuận Byzantine không đồng bộ.

Các xu hướng và sự phát triển trong tương lai để đạt được finality nhanh hơn và đáng tin cậy hơn

Về bản chất, cần có một chiến lược đa ngành kết hợp các kỹ thuật đồng thuận đa dạng, mật mã tiên tiến và khả năng tương tác được cải thiện để đạt được finality nhanh hơn và đáng tin cậy hơn trong tương lai.

Sự xuất hiện của các mô hình đồng thuận lai là một trong những xu hướng như vậy. Các thuật toán đồng thuận lai này cố gắng tăng khả năng mở rộng và hiệu suất trong khi vẫn duy trì tính bảo mật mạnh mẽ bằng cách kết hợp các ưu điểm của các thuật toán đồng thuận khác nhau. Các dự án đã thử nghiệm sự kết hợp của các phương pháp PoS vì chúng tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể so với kỹ thuật PoW và tăng tốc thời gian xác nhận.

Ngoài ra, mối quan tâm ngày càng tăng đối với các phương pháp mã hóa tiên tiến như bằng chứng zero-knowledge (ZK) và các công nghệ tiên tiến như sharding. Bằng chứng ZK cải thiện hiệu quả và quyền riêng tư bằng cách cho phép các bên xác thực giao dịch mà không tiết lộ thông tin cá nhân. Sharding, một phương pháp chia blockchain thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn, giảm gánh nặng tính toán cho các node và tăng tốc quá trình xử lý giao dịch.

Sự phát triển của điện toán lượng tử có thể khiến các kỹ thuật mã hóa hiện có trở nên lỗi thời, đòi hỏi phải tạo ra các thuật toán kháng lượng tử. Để duy trì tính bảo mật và tính finality của các giao dịch khi đối mặt với các mối đe dọa lượng tử, các mạng blockchain đang tích cực nghiên cứu các giải pháp mã hóa kháng lượng tử.

Một lĩnh vực trọng tâm khác là cách các blockchain khác nhau tương tác với nhau. Thông qua việc sử dụng các giao thức như Polkadot và Cosmos, các giao dịch giữa các mạng có thể được hoàn thành nhanh chóng và liền mạch. Khả năng tương tác này cải thiện hiệu quả tổng thể của các hệ thống blockchain, mang lại finality nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.

Lời kết

Finality của khối là nền tảng của công nghệ blockchain và rất cần thiết cho sự thành công của các giao dịch tiền điện tử. Khi công nghệ blockchain phát triển, việc đạt được mục đích cuối cùng nhanh chóng và an toàn sẽ là điều cần thiết cho sự phát triển trong tương lai.

Tham gia Telegram của Tạp Chí Bitcoin: https://t.me/tapchibitcoinvn

Theo dõi Twitter (X): https://twitter.com/tapchibtc_io

Theo dõi Tiktok: https://www.tiktok.com/@tapchibitcoin  

• Mua Bitcoin khi CZ tweet “gm” và mua ETH khi Vitalik Buterin tweet “roadmap” sẽ mang lại lợi nhuận bất ngờ
• Nhà phát triển Luke Dashjr cảnh báo về tính tập trung hóa trong khai thác Bitcoin

Itadori

Tạp chí Bitcoin