Nội dung chính
- Babylon Chain là một Cosmos Zone sử dụng máy chủ cấp dấu thời gian (timestamps) của Bitcoin cho các giao dịch quan trọng trên các Cosmos Zone khác.
- Cơ sở hạ tầng này có thể được dùng chung cho bất kỳ mạng PoS nào. Babylon cho phép hủy liên kết (unbond) khoản stake nhanh chóng, giúp giảm thời gian hủy liên kết từ hàng ngày xuống chỉ còn hàng giờ đối với PoS validator (trình xác thực), cho phép thanh khoản cao hơn ở mạng tương ứng.
- Sự đảm bảo của mạng Proof-of-Stake (PoS) đối với chuỗi chuẩn (canonical chain) phụ thuộc vào sự đồng thuận xã hội yếu, tạo ra sự chậm trễ và các cuộc tấn công tiềm tàng trong hệ thống mà mạng Proof-of-Work (PoW) không bị ảnh hưởng.
- Do Babylon checkpoint (dừng một việc hoặc hệ thống nào đó lại để kiểm tra) một giao dịch duy nhất đã được nén cho N Cosmos Zone trên Bitcoin, nên nó chỉ sử dụng một lượng năng lượng nhỏ so với mức tiêu thụ hiện tại của Bitcoin.
Bitcoin đã thiết lập một hệ thống thanh toán điện tử không cần dựa vào lòng tin xã hội nhất so với tất cả các PoS blockchain. Việc xác định tính đúng đắn dựa vào những dòng code, do đó tính bảo mật của Bitcoin được tin cậy một cách hoàn hảo.
Mặc dù mạng PoS đã có sự phát triển và hỗ trợ DeFi cũng như các ứng dụng khác, nhưng các chuỗi cơ sở của chúng vẫn kém an toàn hơn so với Bitcoin. Do đó, một số dự án PoS đã chọn sử dụng Bitcoin để bổ sung tính bảo mật.
Bitcoin và Bảo mật Chuỗi chuẩn
Hệ thống PoW yêu cầu một lượng lớn năng lượng để đảm bảo rằng chuỗi kết quả là an toàn. Tuy chỉ giảm lượng cần thiết, nhưng việc các hệ thống PoS giảm năng lượng đã gây ra những đánh đổi, như giảm tính bảo mật và phân quyền. Đặc biệt, việc hủy liên kết khoản stake trong khoảng thời gian dài của các mạng PoS chính là hệ quả của việc cần có sự đồng thuận xã hội để bảo mật blockchain.
Bitcoin, tiền thân của tất cả các blockchain, là một blockchain PoW yêu cầu người tham gia (thợ đào) tính toán để giải các câu đố toán học khó, kết quả là thêm một khối mới vào blockchain. Việc sắp xếp dữ liệu một cách chính xác và bất biến – đảm bảo là chuỗi chuẩn, đôi khi được xem là mạng an toàn nhất.
Mạng PoS cần ít năng lượng hơn mạng PoW, tuy nhiên tổng năng lượng tính toán của Bitcoin để bảo mật mạng (còn được gọi là “hashrate”) hiện đang ở mức cao nhất mọi thời đại. Tỷ lệ băm (hashrate) ngày càng tăng cho thấy khả năng bảo mật và khả năng chống lại các cuộc tấn công ngày càng tăng của Bitcoin.
Mặt khác, các mạng PoS bảo mật mạng của họ bằng cách yêu cầu các validator thực hiện stake token. Nhờ vậy, tính bảo mật phụ thuộc giá trị tổng thể của các khoản stake trên bất kỳ mạng PoS nào.
Bitcoin như một Máy chủ Cấp dấu Thời gian và Trạm kiểm soát (Timestamp Server and Checkpointing )
An ninh mạng hoàn toàn phụ thuộc vào sự chính xác của dữ liệu lịch sử. Nếu không có sổ cái chính xác, các mạng có nguy cơ gặp phải vấn đề chi trả hai lần (double-spend problem), khi mà một tài sản duy nhất được tính hai hoặc nhiều lần.
Bitcoin giải quyết vấn đề này bằng cách hoạt động như một máy chủ cấp dấu thời gian (timestamp server). Nó cần giá trị băm (hash) của một khối để được cấp dấu thời gian; cơ chế này chứng minh rằng vì khối băm đó đã được cấp dấu thời gian, giao dịch trong khối chắc chắn có tồn tại tại thời điểm đó.
Hơn nữa, một hệ thống PoW tạo ra một hệ thống cấp dấu thời gian phân tán. Dấu thời gian này tạo thành cơ sở của một hệ thống đồng thuận, thực thi thứ tự các giao dịch Bitcoin. Bitcoin cũng có thể tiến hành cấp dấu thời gian cho các chain khác, được gọi là checkpointing (trạm kiểm soát).
Hệ thống PoS sử dụng checkpointing để giải quyết vấn đề chi tiêu hai lần và đạt được thỏa thuận về chuỗi chuẩn. Nó tạo ra các khối checkpoint tại các thời điểm cụ thể để xác minh trạng thái thực của mạng cho tất cả các node. Các khối này được tạo ra thông qua 2/3 phiếu bầu theo tỷ lệ stake, vì vậy vốn bản thân nó cũng đã tạo ra sự đảm bảo là yêu cầu của đa số.
Tuy nhiên, việc xác định trạng thái của blockchain dựa vào sự đồng thuận của xã hội về cơ bản dựa trên weak subjectivity (thuật ngữ này dùng để mô tả một yêu cầu được tìm thấy trên các blockchain PoS, trong đó các node cần dựa vào các node khác để xác định trạng thái hiện tại của hệ thống). Đạt được sự đồng thuận của xã hội cần có thời gian, và có nguy cơ tạo ra các cuộc tấn công.
Nguy cơ tấn công tầm xa PoS
Mạng PoW vẫn phải đối mặt với rủi ro bảo mật. Cuộc tấn công 51% là một ví dụ. Khi một nhóm thợ đào kiểm soát hơn 50% hashrate trên mạng, họ có thể giành quyền kiểm soát mạng. Để quyết định chuỗi chuẩn, PoW sử dụng quy tắc chuỗi dài nhất để tự động xác định chuỗi chính thay vì thông qua weak subjectivity.
Bởi vì PoS không có được cơ chế như vậy, nó dễ bị tấn công tầm xa (long range attack). Các cuộc tấn công này xảy ra khi một node đối thủ quay trở lại khối khởi đầu (khối Genesis) của mạng và tạo ra một nhánh trên blockchain.
Đây có thể là một chuỗi có sự khác biệt dữ liệu với chuỗi chính và đánh lừa các node khác trong mạng chấp nhận chuỗi đó làm chuẩn. Các node mới và các node đã ngoại tuyến trong một thời gian dài rất dễ bị tác động bởi điều này.
Source: Casper the Friendly Finality Gadget
Mạng PoS thông thường sẽ loại bỏ đối thủ khi được tìm thấy, tuy nhiên đối thủ có thể hủy liên kết khoản stake của họ và nhanh chóng tạo ra một cuộc tấn công tầm xa, việc này giúp họ không đối mặt với nguy cơ mất vốn. Để giải quyết vấn đề này, sự đồng thuận xã hội hay được hiểu là tính chủ quan chính là yếu tố xác định sự thống nhất về chuỗi chuẩn.
Để đạt được sự đồng thuận xã hội có thể mất vài ngày hoặc vài tuần, các mạng PoS đã đặt ra quy định về thời gian dài hủy liên kết để có thể đạt được sự đồng thuận trước khi các validator thực hiện unstake. Các validator vẫn có thể rút khoản stake và tạo ra một khoản stake xung đột trong thời gian này, nhưng thời gian chờ đợi sẽ làm giảm đi cơ hội đó.
Khoảng thời gian dài hủy liên kết vốn đã làm giảm trải nghiệm người dùng và tính thanh khoản trong mạng. Để giải quyết vấn đề này, chuỗi PoS có thể sử dụng Bitcoin nhằm thay thế weak subjectivity, để đem ra quyết định về tính cuối cùng (finality – là sự đảm bảo rằng các giao dịch crypto không thể bị thay đổi, đảo ngược hay hủy bỏ sau khi chúng được hoàn thành) về các yêu cầu rút tiền.
Babylon Chain là gì?
Babylon sử dụng máy chủ cấp dấu thời gian của Bitcoin để bảo mật các giao dịch, cung cấp bảo mật tương đương Bitcoin cho các Cosmos Zone nhưng team đã chọn xây dựng cho Cosmos trước tiên do mối liên kết xoay quanh luận điểm appchain và ý tưởng rằng mỗi ứng dụng đều xứng đáng với blockchain có chủ quyền của riêng nó để phát triển.
Một ngày nào đó, về mặt lý thuyết, Babylon có thể cho phép tất cả các mạng PoS nhúng vào và mượn bảo mật của Bitcoin.
Vay mượn tính bảo mật của Bitcoin không phải là điều gì mới mẻ. Stacks tận dụng các đảm bảo về tính bảo mật và thanh toán của Bitcoin thông qua cơ chế đồng thuận mới của nó, được gọi là Proof-of-Transfer (PoX). Là một Layer-1 (L1) với mục đích kích hoạt các hợp đồng thông minh được bảo đảm bằng Bitcoin.
Stacks được kết nối với Bitcoin blockchain và sẽ tạo ra một khối mới cho mỗi khối Bitcoin. Nó hiện đang tụt hậu so với các L1 khác do thiếu một hệ sinh thái ứng dụng và cơ sở hạ tầng chính thức để các nhà phát triển có thể dễ dàng tham gia.
Mặc dù fetching từ Bitcoin cung cấp cho Stacks sự bảo mật tuyệt đối, tuy nhiên vẫn có những mặt hạn chế đối với hệ sinh thái. Babylon cũng vay mượn tính bảo mật của Bitcoin nhưng với cách tiếp cận khác. Nền tảng này cung cấp cơ sở hạ tầng để vay mượn bảo mật của Bitcoin mà bất kỳ mạng PoS nào cũng có thể sử dụng.
Bắt đầu với Cosmos
Cosmos là một hệ sinh thái bao gồm các appchain có thể tương tác hoặc các blockchain dành riêng cho ứng dụng. Cosmos đã thu hút các nhà phát triển tài năng bằng cách cung cấp một ngăn xếp các công cụ cần thiết (Cosmos SDK, Tendermint và IBC) để kích hoạt appchain và mạng PoS.
Cosmos Hub đóng vai trò như hệ sinh thái chung, là một PoS L1 kết nối (nhưng không bảo mật) các Cosmos Zone khác, hoặc các blockchain, thông qua IBC. Gần đây, phiên bản V2 được đề xuất của Cosmos Hub đã tăng tiện ích cho ATOM và các dự án xây dựng trên Cosmos.
Interchain Security là một trong những mô-đun chính của đề xuất, cung cấp bảo mật chung cho các Zone được neo trên đó. Các validator chung cho phép nhiều Cosmos Zone vận hành song song và mượn bảo mật từ mô-đun. Tuy nhiên, Interchain Security khiến các Zone này không thực sự có chủ quyền. Mặc dù không cần staking token hay khởi động bộ xác thực, mọi chuỗi khối của Zone sẽ tồn tại trong giới hạn của Interchain Security.
Đương nhiên, các phương pháp bảo mật thay thế cho các Cosmos Zone cũng đã được đưa ra.
Đặt các mảnh lại với nhau
Babylon Zone đóng vai trò là Cosmos Zone nằm giữa Bitcoin và các Cosmos khác lựa chọn tham gia xây dựng. Mặc dù Babylon Zone không phải là L1, nhưng các Cosmos Zone đang sử dụng nó để tận dụng cơ chế bảo mật của Bitcoin thì vẫn có thể được coi là L2.
Sau đây là cách cả hệ thống hoạt động:
- Cosmos Zone checkpoint và gửi kết quả đến Babylon thông qua IBC.
- Một checkpoint từ Babylon sau đó được gửi tới Bitcoin. Checkpoint này bao gồm băm của khối và chữ ký BLS tổng hợp, đại diện cho chữ ký từ phần lớn bộ xác thực và là một phần của checkpoint được gửi đến Bitcoin.
- Cosmos zone nhận được dấu thời gian BTC với các bằng chứng hợp lệ từ Babylon thông qua IBC.
- Các validator của mạng PoS tải xuống các khối Babylon để đảm bảo các checkpoint được chứa và được checkpoint bởi BTC để xác minh rằng liệu các validator Babylon có khả năng tạo ra một khối không khả dụng hay gian dối về những gì đã được đưa vào hay không.
- Những bộ xác thực mà không được các Zone dùng chung là nhằm để duy trì chủ quyền của từng appchain.
Phí năng lượng
Các Babylon Zone giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng đang bị chỉ trích nặng nề liên quan đến việc xây dựng trên mạng PoW. Các giao dịch đơn lẻ không được gửi đến máy chủ, mà thay vào đó, mọi giao dịch từ tất cả các Cosmos Zone đều được nén và cứ mỗi nửa giờ sẽ được gửi đến một trạm kiểm soát trên Bitcoin, dẫn đến yêu cầu năng lượng thấp hơn đáng kể.
Nếu cứ mỗi giờ các checkpoint được gửi đến Bitcoin từ Babylon, phí giao dịch sẽ vào khoảng $10.000 mỗi năm theo giá ngày nay – tương đương 1/600.000 tổng số phần thưởng khối mà các Bitcoin miner kiếm được trong một năm. Chi phí thấp là kết quả của một số tối ưu hóa mật mã trong thiết kế của Babylon. Một lưu ý là phí giao dịch Bitcoin biến động khá nhiều trong những năm qua và ước tính này có thể sẽ thay đổi.
Do tính chất phi tập trung của Bitcoin, rất khó để có thể biết mức tiêu thụ năng lượng chính xác, tuy nhiên đã có sự giảm xuống dù hashrate tăng, theo Chỉ số tiêu thụ điện năng của Đại học Cambridge ước tính.
Tính Bảo mật Bitcoin đối với mạng PoS: Các use case
Cơ chế PoS sẽ bảo mật tốt nếu được giao phó cho các đối tác phù hợp. Tuy nhiên, Cosmos Zone cũng có thể sử dụng cơ chế bảo mật của Bitcoin vì những lý do rất cụ thể, như:
- Tăng tính thanh khoản trong các PoS chain: Các giao thức staking linh hoạt có thể được hưởng lợi từ thời gian hủy liên kết ngắn hơn bằng cách giảm nguy cơ mất nhà cung cấp dịch vụ staking linh hoạt.
- Không lựa chọn fast finality của cơ chế PoS: Slow finality của Bitcoin có thể giúp bảo vệ các giao dịch quan trọng.
- Mesh Security thay cho Interchain Security: Cho phép các blockchain cung cấp và sử dụng bảo mật lẫn nhau, điều này duy trì được tính chủ quyền. Babylon có thể xâm nhập vào mạng lưới bảo mật dạng lưới này.
- Cải thiện khả năng chống kiểm duyệt của các PoS chain: Cho phép các giao dịch được kiểm duyệt được cấp dấu thời gian vào Bitcoin và nhập vào sổ cái theo cách đó, điều này có thể hữu ích cho các DeFi zone.
- Các giao dịch đặc biệt: Các loại giao dịch khác có thể được hỗ trợ, chẳng hạn như giao dịch yêu cầu hủy liên kết khoản stake (đối với trường hợp hủy liên kết nhanh) và giao dịch được kiểm duyệt (đối với trường hợp kháng kiểm duyệt).
Kết luận
Hệ thống PoS được bảo mật thông qua cơ chế stake và bởi các validator tham gia vào sự đồng thuận xã hội khi cần thiết. Thiết lập này dẫn đến thời gian hủy liên kết dài và nguy cơ bị tấn công tầm xa. Để giữ các lợi thế của mạng PoS, chẳng hạn như fast finality, các mạng có thể sử dụng Babylon để tham gia vào Bitcoin và được cấp dấu thời gian nhằm loại bỏ thời gian hủy liên kết và nguy cơ tấn công.
Cosmos Zone sẽ gặp ít xáo trộn khi kết nối với Babylon vì chúng đã được liên kết với một tập hợp con chọn lọc của các Zone. Khả năng tương tác của Cosmos khiến nó trở thành hệ sinh thái hoàn hảo để thử nghiệm khả năng liên kết giữa các blockchain, giúp giao tiếp an toàn giữa Cosmos Zone và Babylon.
Bài viết được Ellie Nguyen thuộc FXCE Crypto biên tập từ “Babylon: Middleware Between Bitcoin and Proof-of-Stake” của tác giả Eshita Nandini; với mục đích cung cấp thông tin và phi lợi nhuận. Chúng tôi không khuyến nghị đầu tư và không chịu trách nhiệm cho các quyết định đầu tư liên quan đến nội dung bài dịch.
