Suy nghĩ lại về Điện toán Phi tín nhiệm với AO và Arweave

Giới thiệu: Tái thiết Niềm tin, Một Mô hình Tính toán Mới

Trong bối cảnh Web3, "trustless" (không cần tin tưởng) từ lâu đã là nguyên tắc cốt lõi trong thiết kế hệ thống. Phi tập trung, không cần cấp phép, và khả năng chống kiểm duyệt tạo nên kiến trúc tin cậy của thế giới tiền mã hóa. Tuy nhiên, các hệ thống blockchain trong thực tế vẫn chưa hoàn toàn loại bỏ yếu tố tin cậy. Vẫn cần phải tin tưởng vào việc thực thi trung thực của các node, độ tin cậy của dữ liệu oracle, sự vắng mặt của lỗ hổng trong mã, và các bằng chứng hợp lệ được cung cấp bởi các giải pháp Layer 2.

Nói cách khác, Web3 không loại bỏ sự tin tưởng mà đã tái cấu trúc đối tượng của nó : chuyển từ cá nhân sang công nghệ, từ các tổ chức tập trung sang các con đường tính toán có thể xác minh. Trong báo cáo này, CoinEx Research sẽ phân tích logic thực tế và lựa chọn con đường của "trustless", chuyển sự chú ý sang Arweave và AO mới được đề xuất. Chúng tôi muốn xem xét, từ góc độ dữ liệu đến thực thi, liệu có tồn tại một mô hình tính toán đơn giản hơn, cơ bản hơn và đáng tin cậy hơn không.

Logic Thỏa hiệp của Các Con đường Tính toán Phi tập trung Hiện tại

Các con đường tính toán phi tập trung chính hiện nay—dù là EVM thông thường, giải pháp Layer 2, hay thiết kế blockchain mô-đun—đều cố gắng vượt qua "nút thắt khả năng mở rộng". Tuy nhiên, chúng không thể tránh khỏi sự đánh đổi giữa khả năng mở rộng, khả năng xác minh, và tính phi tập trung.

Bài toán Hiệu quả và Tính Tổng quát của EVM

Máy ảo Ethereum (EVM) đã đặt nền móng cho tính toán phi tập trung, cung cấp môi trường thực thi hoàn chỉnh Turing cho các hợp đồng thông minh. Tuy nhiên, mô hình "thực thi sao chép" của EVM, trong khi nâng cao khả năng xác minh hệ thống, lại hạn chế nghiêm trọng hiệu quả. Khi xử lý logic phức tạp hoặc dữ liệu quy mô lớn, EVM phải đối mặt với chi phí gas cao và các nút thắt hiệu suất, khiến việc hỗ trợ tính toán đa năng hoặc các ứng dụng phi tập trung (DApps) hiệu suất cao trở nên khó khăn.

Phương pháp Mở rộng của Layer 2 và Rollups

Để giảm bớt gánh nặng tính toán trên Layer 1, các công nghệ Layer 2 như Rollups đã xuất hiện. Chúng làm tăng đáng kể thông lượng và giảm chi phí gas mà không ảnh hưởng đến bảo mật bằng cách chuyển hầu hết các tác vụ tính toán ra khỏi chuỗi và chỉ gửi dữ liệu giao dịch đã nén và các bằng chứng tương ứng lên Layer 1. Tuy nhiên, các hệ thống này thường phụ thuộc vào các trình sắp xếp tập trung và cơ chế chứng minh phức tạp, vẫn đưa ra các giả định tin cậy ở một mức độ nào đó.

Nỗ lực Giải cấu trúc của Blockchain Mô-đun

Blockchain mô-đun đại diện cho một giải pháp mới nổi khác nhằm nâng cao khả năng mở rộng. Các dự án như Celestia đạt được kiến trúc hệ thống linh hoạt hơn bằng cách tách rời thực thi, đồng thuận và tính khả dụng dữ liệu thành các mô-đun độc lập. Mô hình này cố gắng phá vỡ giới hạn khả năng mở rộng của blockchain nguyên khối, cung cấp hỗ trợ cơ sở hạ tầng cho các môi trường thực thi đa dạng. Tuy nhiên, ở giai đoạn hiện tại, các lớp thực thi của hầu hết blockchain mô-đun vẫn phụ thuộc vào các mô hình hoạt động tương đối tập trung hoặc đối mặt với các nút thắt về hiệu suất và sự trưởng thành của hệ sinh thái, chưa hoàn toàn hiện thực hóa sự cân bằng lý tưởng giữa "tính mô-đun + tính phi tập trung."

Sự Đánh đổi Phổ biến Dưới Tam giác Bất khả thi

Nhìn chung, các con đường tính toán phi tập trung hiện tại đối mặt với một thách thức cốt lõi: không thể đồng thời tối ưu hóa khả năng mở rộng, tính phi tập trung và khả năng xác minh. Dưới các ràng buộc công nghệ hiện tại, hầu hết các giải pháp phải thỏa hiệp hai trong số các yếu tố này để cải thiện yếu tố thứ ba. Điều này ngụ ý rằng:

• Để mở rộng thông lượng, có thể cần phải đưa vào nhiều logic ngoài chuỗi hoặc các thành phần tập trung hơn.
• Để đảm bảo tính minh bạch trong xác minh, độ phức tạp hoặc hiệu suất của hệ thống có thể bị hạn chế.
• Để duy trì tính phi tập trung, một số biện pháp nâng cao hiệu quả có thể phải bị gạt sang một bên.

Làm thế nào để đạt được sự cân bằng năng động giữa ba yếu tố này sẽ là vấn đề quan trọng cho sự phát triển liên tục của các con đường tính toán phi tập trung trong tương lai.

Ý tưởng Mới của Arweave + AO: Một Môi trường Thực thi Không cần Tin tưởng?

Trong các mô hình tính toán trên chuỗi truyền thống, dù là EVM, Rollups, hay blockchain mô-đun, luôn có sự phụ thuộc vào một mức độ nào đó của "thực thể tính toán đáng tin cậy". Ngược lại, Arweave và AO đang khám phá một con đường mới có cấu trúc linh hoạt hơn, ít phụ thuộc hơn và không cần tin tưởng.

Arweave: Nền tảng Tính toán của Bộ nhớ Trên chuỗi

Arweave cung cấp một lớp lưu trữ dữ liệu "khả dụng vĩnh viễn". Thiết kế của nó, dựa trên cơ chế đồng thuận SPoRA (Succinct Proofs of Random Access), đảm bảo rằng dữ liệu lịch sử không chỉ được lưu trữ lâu dài mà còn có thể được xác minh hiệu quả. Lớp này cung cấp một tập hợp các tính năng hiếm có cho tính toán phi tập trung: tính bền vững của dữ liệu, khả năng chống kiểm duyệt và khả năng xác minh, tạo nền tảng cho "bộ nhớ trên chuỗi".

Trong các blockchain truyền thống, trạng thái thường là một "ảnh chụp hiện tại", trong khi Arweave bảo tồn toàn bộ quỹ đạo sự kiện từ đầu đến hiện tại. Điều này mở đường cho các mô hình tính toán dựa trên sự kiện.

AO: Một Nỗ lực Phi tập trung cho Tính toán Dựa trên Actor

Được xây dựng trên nền tảng Arweave, AO áp dụng kiến trúc thực thi phi tập trung tương tự như mô hình Actor. Mỗi Unit là một Actor độc lập giao tiếp và được kích hoạt thông qua các tin nhắn không đồng bộ. Không giống như cách tiếp cận của Ethereum về việc duy trì trạng thái toàn cục, AO sử dụng mô hình Event Sourcing (Nguồn gốc Sự kiện), trong đó tất cả trạng thái phát triển năng động từ các tin nhắn lịch sử. Mô hình này làm cho trạng thái có thể tái tạo và xác minh .

Kiến trúc thực thi của AO có các đặc điểm chính sau:

Tính song song cao: Hướng tin nhắn không đồng bộ, các Process không chặn lẫn nhau, tự nhiên hỗ trợ đồng thời quy mô lớn.

Tính mô-đun và Linh hoạt: Mỗi Process có thể tùy chỉnh môi trường runtime của mình mà không bị ràng buộc vào một kiến trúc máy ảo duy nhất.

Không cần Layer 2 / Các lớp mở rộng zk: Việc sắp xếp và thực thi tin nhắn được điều phối bởi các Scheduler cơ bản, không phụ thuộc vào cơ chế chứng minh bên ngoài.

Các đường dẫn Lập lịch Phi tập trung: Các Scheduler quản lý thứ tự nhiệm vụ thông qua cơ chế cạnh tranh, và người dùng có thể chọn "đường dẫn tin cậy" dựa trên hệ thống uy tín để tránh các nút thắt tập trung.

Nói cách khác, cơ chế tin cậy của AO không phải là "chứng minh tôi không làm điều xấu" mà là "mọi bước đều có thể tái tạo". Nó chuyển đổi "trustless" từ các bằng chứng mật mã sang một mô hình thực thi của "lịch sử có thể xác minh + đường dẫn minh bạch".

Tái thiết Xác minh và Đồng thuận: AO Đạt được "Xác minh như Tin cậy" Như thế nào?

Đổi mới cơ bản của AO nằm ở việc chuyển logic đồng thuận cốt lõi của blockchain từ "tính nhất quán trạng thái toàn cục" sang "sự tiến hóa trạng thái có thể xác minh dựa trên chuỗi tin nhắn" . Trong kiến trúc này, đồng thuận không còn dựa vào một "sự thật duy nhất" mà tất cả các node phải đồng ý, mà trao quyền cho mỗi người dùng với khả năng xác minh độc lập quá trình tính toán .

Tất cả các thay đổi trạng thái của mỗi Process AO có thể được phát lại và xác minh thông qua các bản ghi tin nhắn lịch sử của nó (được lưu trữ bởi Arweave). Bất kỳ ai cũng có thể thực thi lại các tin nhắn này dựa trên logic riêng của Process để xác minh tính nhất quán của trạng thái. Điều này tương tự như mô hình "tính toán lười biếng", trong đó bản thân hệ thống không theo đuổi đồng thuận thời gian thực mà là tính chung cuộc có thể xác minh.

Hơn nữa, AO hỗ trợ "xác minh song song đa scheduler": người dùng có thể gửi cùng một tin nhắn đến nhiều scheduler, với các đường dẫn thực thi khác nhau trả về kết quả tính toán. Đầu ra đáng tin cậy được xây dựng thông qua xác minh chéo. Cơ chế này không chỉ nâng cao độ mạnh mẽ của hệ thống mà còn có thể đưa vào các quy trình sửa lỗi tinh vi hơn thông qua "cửa sổ thách thức" trong tương lai. Bất kỳ người dùng nào cũng có thể đưa ra thách thức trong một khoảng thời gian nhất định sau khi tính toán hoàn tất, và nếu thành công, việc tính toán sẽ được hoàn tác, và trình thực thi (CU) sẽ bị phạt.

Đây đánh dấu sự ra đời của một mô hình tin cậy tính toán mới: niềm tin được thiết lập không phải bằng cách đạt được đồng thuận về trạng thái mà thông qua khả năng xác minh của đường dẫn. Đây chính xác là những gì AO định nghĩa là "xác minh như tin cậy".

Thách thức và Triển vọng: Các Câu hỏi Mở của AO

Mặc dù có các nguyên tắc thiết kế thuyết phục, việc triển khai AO vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức khác nhau.

Vấn đề hiệu suất: Liệu kiến trúc bất đồng bộ có thể hỗ trợ các kịch bản tần suất cao, như khớp lệnh giao dịch hoặc ứng dụng phản hồi thời gian thực, vẫn cần được kiểm chứng thực nghiệm.

Cơ chế lập lịch: Làm thế nào để ngăn chặn các cuộc tấn công tin nhắn spam, duy trì tính công bằng và cân bằng cơ chế khuyến khích là những vấn đề quan trọng đối với việc lập lịch phi tập trung.

Băng thông lưu trữ: Luồng tin nhắn đồng thời cao có thể gây áp lực lên khả năng ghi của Arweave, ảnh hưởng đến sự ổn định của hệ thống.

Hệ sinh thái phát triển: Mô hình Actor đòi hỏi một tư duy khác biệt đối với các nhà phát triển, và bộ công cụ hiện tại vẫn đang trong giai đoạn đầu, thiếu các framework và giao diện tiêu chuẩn hóa đầy đủ.

Hợp tác liên chuỗi: Làm thế nào để tương tác với các hệ sinh thái chính như EVM, liệu có nên xây dựng cầu nối liên chuỗi hay các đường dẫn kiểu Rollup, là yếu tố quan trọng cho việc mở rộng hệ sinh thái trong tương lai.

Bảo mật đồng thuận: Khả năng chống lại các cuộc tấn công Sybil của tầng lập lịch, cơ chế bảo vệ chống DoS, và thiết kế của các mô hình khuyến khích kinh tế đều ảnh hưởng đến ngưỡng bảo mật thấp nhất của hệ thống.

Những vấn đề này không phải là không thể vượt qua, nhưng việc giải quyết chúng sẽ quyết định liệu AO vẫn chỉ là một cuộc thảo luận lý thuyết hay có thể thực sự trở thành một bước đột phá trong lĩnh vực điện toán phi tập trung đa năng.

Kết luận: Từ "Không cần tin cậy" đến "Tái thiết lập sự tin cậy" - Một sự chuyển đổi mô hình trong điện toán

Thế giới Web3 chưa bao giờ thực sự đạt được "zero trust" (không tin cậy hoàn toàn). Cái gọi là trustless (không cần tin cậy) thực chất là một sự tái thiết lập niềm tin—chuyển từ tin tưởng vào cá nhân sang tin tưởng vào mã, đường dẫn và cơ chế xác minh. Kiến trúc mới được xây dựng bởi Arweave và AO, tưởng chừng như một môi trường thực thi phi tập trung "không cần tin cậy", về bản chất là một sự thức tỉnh toàn diện về khả năng xác minh của người dùng. Nó từ bỏ sự phụ thuộc vào trạng thái toàn cục như trong các blockchain truyền thống như Ethereum, thay thế bằng kiến trúc dựa trên Actor + theo dõi chuỗi sự kiện, cố gắng tạo ra một con đường công nghệ mới: nhẹ nhàng, có khả năng mở rộng, có thể xác minh và không cần cấp phép.

CoinEx Research tin rằng "trustlessness" (không cần tin cậy) thực sự không phải là loại bỏ sự tin tưởng mà là về làm cho quá trình thiết lập niềm tin trở nên tự do, minh bạch và phi trung gian hơn . Tiềm năng mà AO mang lại trao quyền cho mọi người dùng, giúp họ không còn phải dựa vào "sự thật hậu đồng thuận" mà có thể tự mình xác minh "quá trình tính toán". Nếu con đường này thành công, tương lai của điện toán phi tập trung sẽ không còn bị giới hạn bởi gánh nặng của sự đồng thuận mà sẽ tiến tới một mạng lưới điện toán thực sự tự do và đáng tin cậy.