Beacon Chain là gì? Tìm hiểu Nền tảng cho Ethereum 2.0

Beacon Chain được ra mắt vào tháng 12 năm 2020 như một phần của bản nâng cấp Serenity 2.0 của Ethereum (ETH). Nâng cấp Serenity có nhiều giai đoạn trong đó giai đoạn 2 là giai đoạn cuối cùng.

Chuỗi báo hiệu (Beacon Chain) là gì?

Beacon Chain là một phần trong giai đoạn 0 của Ethereum. Giai đoạn 0 chủ yếu tập trung vào sự tham gia của các trình xác nhận sẽ đóng vai trò là nền tảng cho sự phát triển của các giai đoạn trong tương lai. Ở giai đoạn 0, người dùng có thể đăng ký làm người xác nhận bằng cách đặt cược 32 ETH. Ngoài ra còn có một nhóm đặt cược, nơi một số người dùng có thể kết hợp ETH của họ để tạo thành 32 ETH.

Người xác thực được khuyến khích với phần thưởng đặt cược và phí giao dịch. Tuy nhiên, lợi nhuận từ việc đặt cược phụ thuộc vào số lượng ETH đã đặt cược trong hệ thống, nơi người dùng có cơ hội nhận được nhiều lợi nhuận hơn bằng cách đặt cược nhiều ETH hơn.

Trình xác thực làm gì trên Beacon Chain?

Như đã đề cập trước đây, người dùng sẽ cần đặt cược 32 ETH của họ vào hợp đồng thông minh mainnet của Ethereum để trở thành người xác thực đủ điều kiện trên Beacon Chain. Sau đó, ETH đã đặt cọc bị khóa và hợp đồng thông minh tạo ra một hàm băm Merkle. Merkle hash là một cơ chế chứng minh quyền sở hữu của ETH đã đặt cọc bằng cách lưu giữ hồ sơ về mục nhập của trình xác thực.

Là một mạng phi tập trung sẽ sớm áp dụng giao thức bằng chứng cổ phần (PoS), Ethereum 2.0 có kế hoạch có ít nhất khoảng 16 nghìn trình xác thực cho Beacon Chain. Có hai loại trình xác nhận, đó là người đề xuất và người chứng thực.

Chi tiết về hai loại trình xác thực như sau:

• Người đề xuất – Proposer: Người đề xuất sẽ tạo ra các khối. Proposer kiếm được phần thưởng khi người chứng thực bỏ phiếu cho khối mà người đề xuất đã chọn. Khi các khối không được tạo trong khung thời gian 12 giây, người đề xuất sẽ bỏ lỡ phần thưởng của họ. Đôi khi, trình xác thực không thực hiện công việc của họ vì họ đang ngoại tuyến.
• Người chứng thực – Attestor: Người chứng thực đảm bảo tính hợp lệ của các khối thông qua biểu quyết. Người chứng thực sẽ không bỏ phiếu cho một giao dịch không hợp lệ mà người đề xuất đã chọn. Ngoài ra, người chứng thực có thể báo cáo người đề xuất về việc đề xuất các giao dịch không hợp lệ, dẫn đến bị phạt slashing. Slashing sẽ nói chi tiết ở phần sau.

Mặc dù có phần thưởng nhưng người dùng phải đối mặt với một số rủi ro do Beacon Chain đưa ra.

Ví dụ: ETH đã đặt cọc bị khóa trên chuỗi Beacon cho đến khi Ethereum sẵn sàng để tiến hành giai đoạn tiếp theo. Do đó, nếu người dùng muốn rút ETH đã đặt cọc, thì không thể cho đến giai đoạn 1.5.

Hơn nữa, trình xác nhận được ngăn chặn hành động chống lại lợi ích của hệ thống thông qua việc Slashing. Slashing có nghĩa là người xác thực có thể mất một số ETH đã đặt cọc của họ như một hình phạt cho các hành vi độc hại nghiêm trọng. Slashing được thiết lập để không ai có thể kiểm soát 51% trình xác thực và thực hiện một cuộc tấn công 51%. Để kiểm soát 51% số người xác thực, cá nhân hoặc bên cần sở hữu 51% ETH đã đặt cọc trên blockchain.

Thêm vào đó, nếu một số trình xác thực đồng thời thực hiện một hành vi có thể dễ dàng Slashing được, họ sẽ mất tất cả số ETH đã đặt cọc của mình. Người xác thực cũng có thể nhận được các khuyến khích của người tố giác bằng cách báo cáo những người xác nhận khác về hành vi dễ bị xử lý. Trong giai đoạn 0, phần thưởng của người tố cáo chủ yếu được phân phối cho những người đề xuất ghi lại bằng chứng về việc Slashing trong một block.

Ngoài ra, những người xác thực với số tiền đặt cược ít hơn 16 ETH sẽ bị loại khỏi Beacon Chain và không thể tham gia vào quá trình xác thực nữa. Thực tiễn này cũng là cách Beacon Chain giữ cho trình xác nhận của nó hoạt động bình thường. Ngoài ra, Beacon Chain còn áp đặt một hình phạt khác đối với các trình xác thực không hoạt động được gọi là “rò rỉ bậc hai”. Trong chuỗi khối, mỗi epoch có 32 vị trí.

Người xác thực có một vị trí để thêm khối (blocks) và mảnh (shards) vào chuỗi Beacon cứ sau 12 giây. Rò rỉ bậc hai xảy ra khi trình xác thực không hoạt động hoặc ngoại tuyến quá thường xuyên, thiếu khoảng 8000 vị trí epoch cho Beacon Chain. ETH đặt cọc của những trình xác thực này sau đó sẽ bị giảm một phần.

Beacon Chain làm gì?

Beacon Chain chủ yếu lưu trữ dữ liệu như địa chỉ trình xác thực (validator addresses), trạng thái trình xác thực (validator states) và liên kết phân đoạn (shard links). Ngoài ra, Beacon Chain cho phép các trình xác thực làm việc theo nhóm để đề xuất, bỏ phiếu cho các khối và báo cáo hành vi có thể xử lý được của các trình xác nhận khác.

Ngoài ra, một số tác vụ khác mà Beacon Chain xử lý cho giai đoạn 0 như sau:

• Trình xác thực và đặt cọc ETH (Validators and staked ETH): Beacon Chain giám sát các trình xác thực và quản lý ETH đã đặt cọc.
• Ủy ban xác nhận (Validator committee): Beacon Chain tạo thành mỗi ủy ban (committee) có ít nhất 128 người xác nhận. Ủy ban là một nhóm người xác nhận ngẫu nhiên thực hiện các phiếu bầu được ghi lại trên chuỗi Beacon và giám sát hành vi của những người đề xuất. Chuỗi khối chọn ngẫu nhiên các trình xác nhận để giảm rủi ro bị tấn công độc hại.
• Sự đồng thuận (Consensus): Beacon Chain thực thi các quy tắc cho giao thức PoS trên chuỗi của nó và tất cả các chuỗi phân đoạn (trong giai đoạn 2 trong tương lai) trên Ethereum 2.0.

Beacon Chain khác với Ethereum 1.0 như thế nào?

Ở giai đoạn 0, Beacon Chain không có các thành phần Máy ảo Ethereum (EVM) và hợp đồng thông minh (vì các giai đoạn sau chưa được triển khai). Beacon Chain chủ yếu giới thiệu sự đồng thuận PoS. Trong khi đó, Ethereum 1.0 sử dụng mô hình đồng thuận bằng chứng công việc (PoW).

Trong giai đoạn 0, hai blockchains chạy riêng biệt để đảm bảo tính liên tục của dữ liệu. Tuy nhiên, các bản nâng cấp trong tương lai sẽ thấy Ethereum 1.0 hoàn toàn chuyển đổi sang mô hình đồng thuận PoS của Beacon Chain, điều này sẽ mang lại nhiều lợi ích như chi tiết bên dưới:

• Tài nguyên – Resources: PoW sử dụng lượng điện năng khổng lồ để xác minh các giao dịch. PoS thân thiện với môi trường hơn PoW vì sức mạnh khai thác của người dùng được quy cho lượng ETH mà người dùng sở hữu. Do đó, người dùng sở hữu 5% mã thông báo của mạng PoS chỉ có thể khai thác 5% khối, vì vậy không cần sử dụng quá nhiều năng lượng. Phần thưởng cho người dùng PoS cũng sẽ được phản ánh trong ETH đặt cọc của họ. Ví dụ: người dùng sở hữu 5% ETH đã đặt cọc sẽ nhận được 5% phần thưởng từ khối được tạo.
• Minting: PoW tạo ra các khối khi phần cứng của chúng xử lý giao dịch. Càng có nhiều phần cứng, chúng càng có thể tạo ra nhiều khối. PoS sử dụng một số trình xác thực để đảm bảo tính hợp lệ của giao dịch trước khi các khối được tạo. Một trình xác thực được kích hoạt khi 32 ETH được gửi. Do đó, người dùng có thể kiểm soát nhiều hơn một trình xác thực nếu họ đáp ứng đủ số dư ETH cần thiết cho mỗi lần kích hoạt trình xác thực.
• Tốc độ – Speed: Trên PoW, người khai thác nhanh nhất giải được phương trình để tạo khối sẽ nhận được phần thưởng. Trên PoS, hệ thống có một khoảng trống được xác định trước là 12 giây để các thợ đào ảo ngẫu nhiên (trình xác nhận) xác thực giao dịch. Nếu người xác nhận không tạo khối kịp thời, họ sẽ bỏ lỡ phần thưởng.
• Khả năng mở rộng – Scalability: Vì PoS nhẹ hơn PoW nên Ethereum 2.0 có thể dễ dàng mở rộng quy mô với mô hình đồng thuận này, mang lại lợi ích cho nhiều dự án được xây dựng trên chuỗi khối Ethereum. Nếu nâng cấp Ethereum 2.0 thành công, các chuỗi có thể xử lý tới 10.000 giao dịch mỗi giây (TPS). Trên Ethereum 1.0, blockchain chỉ thực hiện 30 TPS, điều này làm chậm hoạt động và gây ra tắc nghẽn mạng.

Tương lai cho Beacon Chain là gì?

Khái niệm về SHARD CHAINS ảnh hưởng phần lớn đến hướng phát triển của Beacon Chain. Sharding được giới thiệu vào năm 2022 và sẽ làm cho mạng Ethereum hoạt động hiệu quả hơn. Sharding chia một chuỗi khối duy nhất thành nhiều chuỗi khối, được gọi là chuỗi phân đoạn (SHARD CHAINS).

Trong các giai đoạn sau, trình xác thực trong Beacon Chain sẽ chịu trách nhiệm duy trì các phân đoạn mà chúng được chỉ định ngẫu nhiên. Ngoài ra, các trình xác thực cũng sẽ giám sát các phân đoạn, bao gồm các trạng thái (trạng thái của blockchain) và lịch sử giao dịch. Do đó, các trình xác thực trên Beacon Chain sẽ có thể giao tiếp với các phân đoạn trong tương lai.

Đối với giai đoạn một, người xác thực cũng sẽ nhận được các ưu đãi cho các giao dịch liên kết chéo. Crosslink đồng bộ các trạng thái giữa các khối trên Beacon Chain và Shard Chain. Do đó, các khối beacon được hoàn thiện cũng sẽ có nghĩa là các khối phân đoạn đã hoàn thiện, tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch chéo phân đoạn.

Bảo mật nói chung là một mối quan tâm lớn với một bản nâng cấp mới cho hệ sinh thái. Một chuyên gia blockchain cũng đã tuyên bố rằng việc tham gia đặt cược ít có khả năng gây ra lỗ hổng bảo mật mạng.

Tuy nhiên, các nhà phát triển Ethereum bày tỏ rằng các cuộc tấn công sẽ rất tốn kém, mất khoảng 100 triệu đô la với tỷ lệ tham gia khoảng 99%. Cũng có cơ hội để tăng cường bảo mật khi Ethereum có kế hoạch có hơn 16.000 trình xác thực cho đồng thuận PoS và xác thực giao dịch. Số lượng trình xác thực khổng lồ cũng đồng nghĩa với việc phân quyền và bảo mật cao cho Ethereum 2.0.

Sự kết luận

Beacon Chain là giai đoạn 0 cho bản nâng cấp Serenity 2.0 của Ethereum. Giai đoạn này chủ yếu tập trung vào sự tham gia của các trình xác thực để xác thực giao dịch. Người dùng có thể trở thành người xác thực bằng cách đặt cược 32 ETH và họ có thể trở thành nhiều hơn một người xác thực miễn là họ có đủ ETH. Người xác thực được khuyến khích tạo khối và bỏ phiếu cho các giao dịch hợp lệ.

Tuy nhiên, có một số rủi ro vì người dùng không thể rút ETH của họ cho đến giai đoạn 1.5. Người xác thực cũng có thể mất ETH đã đặt cọc do không hoạt động hoặc chọn các giao dịch không hợp lệ.

Hiện tại, Ethereum 1.0 và Beacon Chain đang hoạt động riêng biệt và song song cho đến khi Ethereum 1.0 hợp nhất hoàn toàn với Beacon Chain và chuyển đổi sang giao thức đồng thuận PoS, trở thành Ethereum 2.0.

Beacon Chain mang lại nhiều lợi ích vì sự đồng thuận PoS thân thiện với môi trường, an toàn và phi tập trung hơn. Ngoài ra, Ethereum có kế hoạch có số lượng trình xác thực cao trên Beacon Chain, giảm khả năng bị tấn công và tăng hiệu quả giao dịch.

Theo: phemex

Khuyến cáo: Thông tin trên bài viết này chỉ mang tính tham khảo, không có bất kỳ lời khuyên nào về mua bán, đầu tư. Bạn hãy tự nghiên cứu trước khi thực hiện bất kỳ hình thức đầu tư nào.

Nội dung đề xuất