Điểm mấu chốt
Casper-FFG (Friendly Finality Gadget) là thành phần đồng thuận mang lại cho Ethereum sự hoàn tất khối, và nó đã hoạt động từ The Merge vào ngày 15 tháng 9 năm 2022.
Cơ chế đồng thuận hoạt động của Ethereum được gọi là Gasper, kết hợp giữa Casper-FFG và LMD-GHOST, cùng nhau xác định khối nào được hoàn tất và chuỗi nào là chính thống.
Dưới proof-of-stake (PoS), các xác thực viên đặt cược tối thiểu 32 ETH để đề xuất và xác nhận các khối, và có thể bị phạt (bị cắt giảm) vì hành vi không trung thực.
Sự chuyển đổi từ proof-of-work (PoW) đã loại bỏ quá trình khai thác tiêu tốn năng lượng của Ethereum; mạng lưới giờ đây yêu cầu tiêu thụ năng lượng ít hơn đáng kể để hoạt động.
Casper-CBC, một phương pháp thay thế do Vlad Zamfir đề xuất, đã đóng một vai trò quan trọng trong nghiên cứu PoS ban đầu nhưng không còn được phát triển tích cực trong Ethereum.
Giới thiệu
Casper là tên gọi của cơ chế hoàn tất hỗ trợ cho sự chuyển đổi của Ethereum từ proof-of-work (PoW) sang proof-of-stake (PoS). Khi Ethereum ra mắt vào năm 2015, nó dựa vào khai thác tiêu tốn năng lượng để bảo mật mạng lưới. Các nhà phát triển đã lên kế hoạch cho một bước đi dài hạn để chuyển sang mô hình dựa trên staking, và Casper là giao thức được thiết kế để thực hiện sự chuyển đổi đó.
Sự chuyển đổi này không còn là một mục trong lộ trình. Vào ngày 15 tháng 9 năm 2022, Ethereum đã hoàn thành The Merge, nâng cấp mà đã vĩnh viễn loại bỏ khai thác PoW và kích hoạt lớp đồng thuận PoS. Casper-FFG (Friendly Finality Gadget) hiện là một thành phần đang hoạt động của mạng lưới Ethereum.
Casper FFG và Casper CBC
Hai triển khai Casper đã được phát triển song song trong giai đoạn nghiên cứu của Ethereum.
Casper FFG (Friendly Finality Gadget)
Casper-FFG được đề xuất bởi đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin như một lớp hoàn tất cho chuỗi PoS. Vai trò của nó là chuyển đổi các khối điểm kiểm tra epoch thành trạng thái "được chứng thực" khi hai phần ba số phiếu ETH đã đặt cược ủng hộ, và sau đó thành trạng thái "đã hoàn tất" khi một điểm kiểm tra tiếp theo cũng được chứng thực. Việc đảo ngược các khối đã hoàn tất sẽ yêu cầu phá hủy ít nhất một phần ba tổng số ETH đã đặt cược, khiến các cuộc tấn công như vậy trở nên cực kỳ tốn kém.
Casper-FFG là phiên bản đã được đưa vào sản xuất. Kết hợp với quy tắc lựa chọn nhánh LMD-GHOST, nó hình thành Gasper, cơ chế đồng thuận đang hoạt động của Ethereum kể từ The Merge.
Casper CBC (Correct-by-Construction)
Casper-CBC được đề xuất bởi nhà nghiên cứu của quỹ Ethereum Vlad Zamfir. Phương pháp này tập trung vào việc xây dựng các giao thức PoS an toàn theo thiết kế, bao gồm một gia đình rộng lớn hơn các mô hình đồng thuận. Trong khi Casper-CBC đã đóng góp đáng kể vào nghiên cứu PoS ban đầu, nó không còn được phát triển tích cực trong giao thức cốt lõi của Ethereum. Tuy nhiên, các ý tưởng của nó tiếp tục ảnh hưởng đến nghiên cứu đồng thuận blockchain một cách rộng rãi.
Cách Gasper hoạt động
Cơ chế đồng thuận hiện tại của Ethereum được gọi là Gasper, kết hợp Casper-FFG (hoàn tất) với LMD-GHOST (lựa chọn nhánh). Cùng nhau, chúng xác định chuỗi nào là chính thống và khi nào các khối trở nên không thể đảo ngược.
Các xác thực viên và staking
Để tham gia vào đồng thuận, người dùng phải đặt cược tối thiểu 32 ETH vào một hợp đồng gửi, kích hoạt một xác thực viên. Các xác thực viên có trách nhiệm đề xuất và xác nhận các khối mới mỗi khoảng thời gian 12 giây. Hiện tại có hàng trăm ngàn xác thực viên hoạt động bảo vệ mạng Ethereum.
Những người thực hiện nhiệm vụ của họ một cách trung thực kiếm được phần thưởng staking. Những người cố gắng gian lận — ví dụ, bằng cách bỏ phiếu đôi hoặc đề xuất các khối mâu thuẫn — sẽ bị cắt giảm, nghĩa là một phần của ETH đã đặt cược của họ bị phá hủy và họ cuối cùng sẽ bị buộc phải rời khỏi bộ xác thực.
Hoàn tất và điểm kiểm tra epoch
Thời gian trên Ethereum được chia thành các khoảng thời gian (mỗi khoảng 12 giây) và các epoch (32 khoảng thời gian, khoảng 6.4 phút). Vào cuối mỗi epoch, một khối điểm kiểm tra được đề cử. Khi hai phần ba các xác thực viên xác nhận một điểm kiểm tra, nó trở thành được chứng thực. Khi điểm kiểm tra tiếp theo cũng được chứng thực, điểm kiểm tra trước đó trở thành đã hoàn tất.
Các khối đã hoàn tất được coi là vĩnh viễn trong các điều kiện mạng bình thường. Để đảo ngược chúng, một kẻ tấn công sẽ phải kiểm soát hơn một phần ba tổng số ETH đã đặt cược và sẵn sàng mất nó do bị cắt giảm.
Rò rỉ không hoạt động
Nếu mạng không thể hoàn tất các khối vì quá nhiều xác thực viên ngoại tuyến, Casper-FFG kích hoạt một rò rỉ không hoạt động. Theo thời gian, khoản đặt cược của các xác thực viên ngoại tuyến dần dần bị rút ra, giảm tỷ lệ của họ so với tổng khoản đặt cho đến khi đa số hoạt động có thể một lần nữa đạt được ngưỡng hai phần ba cần thiết cho sự hoàn tất. Cơ chế này được thiết kế để giúp chuỗi phục hồi ngay cả trong các kịch bản gián đoạn nghiêm trọng.
Lịch sử ngắn gọn của Casper
Nguồn gốc của Casper-FFG bắt nguồn từ năm 2014–2015, khi Vitalik Buterin bắt đầu chính thức hóa một gadget hoàn tất PoS. Beacon Chain, một chuỗi PoS chuyên dụng chạy Gasper, đã ra mắt vào ngày 1 tháng 12 năm 2020 như một chuỗi song song đang hoạt động bên cạnh mạng chính PoW hiện có của Ethereum. Điều này đã cho cộng đồng Ethereum gần hai năm để kiểm tra thiết kế trước The Merge.
Vào ngày 15 tháng 9 năm 2022, mạng chính Ethereum đã hợp nhất với Beacon Chain, hoàn thành việc chuyển đổi từ PoW sang PoS. Sự chuyển mình này đã loại bỏ hoàn toàn việc khai thác Ethereum. Các xác thực viên thay thế cho thợ mỏ trở thành những người sản xuất khối của mạng lưới, và mức tiêu thụ năng lượng giảm ước tính 99% so với thời kỳ PoW. Nhãn "Ethereum 2.0", từng được sử dụng để mô tả lộ trình nâng cấp PoS, đã chính thức được quỹ Ethereum loại bỏ sau The Merge.
Lợi ích của Casper và Ethereum PoS
Tiêu thụ năng lượng thấp hơn đáng kể
Các hệ thống proof-of-work yêu cầu thợ mỏ vận hành phần cứng chuyên dụng tiêu tốn năng lượng liên tục. Dưới PoS, các nút xác thực nhẹ hơn nhiều. Sự chuyển đổi sang đồng thuận dựa trên Casper đã giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum, giúp mạng lưới trở nên hiệu quả về tài nguyên mà không làm giảm an ninh.
An ninh kinh tế mạnh mẽ hơn
Casper-FFG liên kết an ninh mạng trực tiếp với các khoản đặt cược kinh tế. Các xác thực viên hành động trái với quy tắc của giao thức sẽ mất giá trị thực qua việc bị cắt giảm. Để làm gián đoạn sự hoàn tất, một kẻ tấn công phải kiểm soát hơn một phần ba tổng số ETH đã đặt cược, và việc hoàn tất các khối độc hại sẽ cần hai phần ba. Trong cả hai trường hợp, kẻ tấn công sẽ mất khoản đặt cược đó do bị cắt giảm, khiến các cuộc tấn công quy mô lớn trở nên không khả thi về mặt kinh tế.
Hoàn tất xác định
Dưới PoW, sự hoàn tất của khối là xác suất: một khối chỉ được coi là "cuối cùng" khi có đủ xác nhận tích lũy. Casper-FFG cung cấp sự hoàn tất xác định: khi một khối đã được hoàn tất, việc đảo ngược nó sẽ yêu cầu phá hủy một phần đáng kể của ETH đã đặt cược. Điều này mang lại cho các ứng dụng và người dùng đảm bảo mạnh mẽ hơn về tính vĩnh viễn của giao dịch.
Tham gia xác thực rộng rãi hơn
Khai thác PoW yêu cầu đầu tư phần cứng đáng kể từ đầu, điều này thường tập trung sự tham gia vào các hoạt động có vốn tốt. PoS mở ra sự tham gia cho bất kỳ ai có thể đáp ứng mức đặt cược tối thiểu 32 ETH. Đối với những người dùng không đạt ngưỡng đó, dịch vụ đặt cược nhóm và các giao thức staking lỏng giúp tham gia với số lượng nhỏ hơn, mặc dù mỗi loại đều có nguy cơ riêng của nó.
Hạn chế
Casper-FFG phụ thuộc vào đa số xác thực viên trực tuyến và trung thực. Nếu hơn một phần ba các xác thực viên cấu kết hoặc ngoại tuyến cùng lúc, sự hoàn tất có thể bị đình trệ. Cơ chế rò rỉ không hoạt động giải quyết kịch bản này, nhưng nó tạo ra một khoảng thời gian không chắc chắn trong khi mạng lưới phục hồi.
An ninh cũng gia tăng với tổng giá trị của ETH đã đặt cược. Khi việc staking ngày càng tập trung vào các nhóm lớn, các giả định về phân cấp có thể gặp áp lực theo thời gian. Các nhà nghiên cứu tiếp tục nghiên cứu các kịch bản tấn công và các trường hợp biên, với những cải tiến đang diễn ra đối với đặc tả Gasper.
Các giao thức staking lỏng đã trở thành một cách phổ biến để người dùng tham gia mà không cần khóa 32 ETH, mặc dù staking lỏng cũng giới thiệu các rủi ro về hợp đồng thông minh và sự tập trung mà cần hiểu rõ trước khi tham gia.
Suy nghĩ cuối cùng
Casper-FFG không còn là một đề xuất nghiên cứu — nó là cơ chế hoàn tất đang hoạt động trên Ethereum ngày nay, hoạt động thông qua hệ thống đồng thuận Gasper bên cạnh LMD-GHOST. The Merge đã hoàn thành những gì nhiều năm nghiên cứu và Beacon Chain đã chuẩn bị: một sự chuyển đổi toàn diện từ proof-of-work sang proof-of-stake.
Hiểu Casper có nghĩa là hiểu cách Ethereum đạt được thỏa thuận, tại sao các khối đã hoàn tất được coi là vĩnh viễn, và những gì các xác thực viên rủi ro khi tham gia. Khi Ethereum tiếp tục tiến hóa qua các nâng cấp trong tương lai, các nền tảng mà Casper-FFG đã đặt ra vẫn trung tâm trong cách mạng lưới hoạt động.
Đọc thêm
Proof of Stake (PoS) là gì?
Proof of Work (PoW) so với Proof of Stake (PoS)
Crypto Staking là gì và nó hoạt động như thế nào?
Nâng cấp The Merge Ethereum: Tất cả những gì bạn cần biết
Staking lỏng là gì?
Từ chối trách nhiệm: Nội dung này được trình bày cho bạn trên cơ sở “như hiện tại” chỉ để thông tin chung và mục đích giáo dục, không có bất kỳ đại diện hoặc đảm bảo nào. Nó không nên được hiểu là lời khuyên tài chính, pháp lý hoặc chuyên nghiệp khác, cũng không có ý định khuyến nghị việc mua bất kỳ sản phẩm hoặc dịch vụ cụ thể nào. Bạn nên tìm kiếm lời khuyên của riêng mình từ các cố vấn chuyên nghiệp thích hợp. Khi nội dung được đóng góp bởi một bên thứ ba, xin lưu ý rằng những quan điểm đó thuộc về bên đóng góp thứ ba, và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Binance Academy. Giá trị tài sản kỹ thuật số có thể dao động. Giá trị đầu tư của bạn có thể giảm hoặc tăng và bạn có thể không lấy lại được số tiền đã đầu tư. Bạn hoàn toàn chịu trách nhiệm cho các quyết định đầu tư của mình và Binance Academy không chịu trách nhiệm cho bất kỳ tổn thất nào mà bạn có thể gặp phải. Để biết thêm thông tin, hãy xem Điều khoản sử dụng, Cảnh báo rủi ro và Điều khoản của Binance Academy.