เทนเดอร์มิ้นต์คืออะไร? ฉันทามติของ Tendermint ทำงานอย่างไร

โลกของบล็อกเชนอาจเป็นสถานที่ที่น่าสับสนแม้ว่าจะดูโปรโตคอลที่ "ง่ายที่สุด" เช่น Bitcoin ก็ตาม สิ่งต่างๆ จะค่อนข้างซับซ้อนขึ้นเล็กน้อยเมื่อเราย้ายไปยังโปรโตคอลใหม่ เช่น Ethereum หรือแม้แต่รุ่นใหม่กว่าที่รับสิ่งที่รุ่นที่ 1 และ 2 สอนเรา และมองหาการต่อยอดสิ่งนั้นด้วยแนวคิดและแนวคิดใหม่ ๆ

โครงการหนึ่งที่ดูเหมือนจะปฏิวัติวิธีที่เราเข้าถึงการพัฒนาและการใช้งานเทคโนโลยีบล็อกเชนคือ Tendermint

Tendermint เป็นโปรโตคอลใหม่ที่ช่วยจัดลำดับกิจกรรมในเครือข่ายแบบกระจายภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ตรงกัน ที่รู้จักกันทั่วไปในชื่ออัลกอริธึมฉันทามติ Byzantine Fault Tolerant (BFT) หรือการออกอากาศแบบอะตอมมิก ปัญหาดังกล่าวได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากความสำเร็จอย่างกว้างขวางของสกุลเงินดิจิทัลที่ใช้บล็อกเชน เช่น Bitcoin และ Ethereum

สกุลเงินทั้งสองนี้ประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาในการจัดการเครือข่ายดังกล่าวในที่สาธารณะโดยไม่มีหน่วยงานกลาง ทำให้เกิดสิ่งที่เราเรียกว่าบล็อกเชนสาธารณะแบบกระจายอำนาจ Tendermint ปรับปรุงงานวิชาการแบบคลาสสิกในหัวข้อนี้ให้ทันสมัย และทำให้การออกแบบอัลกอริทึม BFT ง่ายขึ้นโดยอาศัยโปรโตคอลการนินทาแบบ peer-to-peer ระหว่างโหนด

สิ่งที่คุณจะได้เรียนรู้ 👉

มองอย่างใกล้ชิดที่ Tendermint

Tendermint มีอยู่ในสแต็กกับ Cosmos ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มบล็อกเชนที่ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางและอธิบายตัวเองว่า "Internet of Blockchains" แพลตฟอร์มนี้เปิดตัวบล็อกเชนเมื่อสองสามวันก่อน ซึ่งเป็นการเริ่มต้นการดำรงอยู่จริงของระบบนิเวศ Cosmos/Tendermint ระบบนิเวศทั้งหมดทำงานคล้ายกับ Ethereum ยกเว้นแต่เป็นแบบโมดูลาร์ ยืดหยุ่น และง่ายต่อการพัฒนา

Cosmos SDK ทำหน้าที่เป็นเลเยอร์แอปพลิเคชันของระบบนิเวศ (คล้ายกับ EVM ของ Ethereum) ในขณะที่ Tendermint เป็นตัวแทนของทั้งเลเยอร์ฉันทามติ (อัลกอริธึมฉันทามติ Proof-of-Stake ที่ทนทานต่อ BFT) และเลเยอร์เครือข่าย (Tendermint Core)

อัลกอริธึมฉันทามติ + โปรโตคอลเครือข่าย p2p ซึ่งเชื่อมต่อกันภายใต้ Tendermint Core stack นั้นเชื่อมต่อกับ Cosmos SDK แม้ว่าองค์ประกอบอื่นที่แยกจากกันของระบบนิเวศที่เรียกว่า Application Blockchain Interface (ABCI)

Cosmos SDK เป็นการใช้งานพื้นฐานของ ABCI และแสดงถึงส่วนโมดูลาร์ของระบบนิเวศ เป็นเลเยอร์แอปพลิเคชันแบร์โบนที่นักพัฒนาสามารถนำและปรับปรุงด้วยคุณสมบัติที่กำหนดเองได้ ซึ่งช่วยให้บล็อกเชนที่มีอยู่แล้วสร้างแอปพลิเคชันที่ใช้ Tendermint ซึ่งสามารถเชื่อมต่อกับระบบนิเวศและแลกเปลี่ยนข้อความและคุณค่าระหว่างกัน

นี่คือเหตุผลที่ Tendermint และ Cosmos ใช้ชื่อเล่น “Internet of Blockchains” ระบบทั้งหมดต้องการเป็นศูนย์กลางที่จะทำให้เกิดการทำงานร่วมกันระหว่างบล็อคเชนต่างๆ

บริษัทแคลิฟอร์เนียที่แสวงผลกำไรซึ่งอยู่เบื้องหลังโครงการนี้ (หรือที่เรียกว่า Tendermint) ได้แยกองค์ประกอบหลัก 3 ประการที่กล่าวถึงข้างต้น จากนั้นจึงเชื่อมต่อเลเยอร์เครือข่าย/ฉันทามติภายใต้กลุ่ม Tendermint

การทำเช่นนี้เพื่อทำให้ส่วนประกอบของเทคโนโลยีใช้งานและแก้ไขได้ง่ายขึ้น โดยไม่ต้องพัฒนาทั้งระบบนิเวศเมื่อคุณต้องการเปลี่ยนแปลงบางสิ่งบางอย่าง นักพัฒนาหลัก Jae Kwon ในชื่อ Ethan Buchman ต้องการสร้างสิ่งที่ง่ายต่อการเข้าใจ นำไปใช้ และพัฒนา และ Tendermint คือผลลัพธ์สุดท้ายของความพยายามของพวกเขา

⚡️ ก่อน Tendermint การสร้างบล็อกเชนจำเป็นต้องสร้างทั้งสามเลเยอร์ (เครือข่าย ฉันทามติ แอปพลิเคชัน) ตั้งแต่ต้นจนจบ Ethereum ทำให้สิ่งนี้ง่ายขึ้นด้วยการมอบบล็อกเชนเครื่องเสมือนที่ใครๆ ก็สามารถปรับใช้ตรรกะที่กำหนดเองในรูปแบบของสัญญาอัจฉริยะได้ ปัญหาหนึ่งยังคงอยู่: การพัฒนาบล็อคเชนเอง Tendermint ช่วยให้กระบวนการง่ายขึ้นอย่างมาก เนื่องจากนักพัฒนาซอฟต์แวร์จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับเลเยอร์แอปพลิเคชันเท่านั้น

เลเยอร์เครือข่ายและความเห็นพ้องต้องกันมีให้ผ่านเอ็นจิ้น Tendermint Core แล้ว สิ่งที่คุณต้องทำคือปรับ ABCI ผ่านภาษาการเขียนโปรแกรมที่คุณเลือก พัฒนาแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณ และเริ่มใช้คุณสมบัติของ Tendermint

ทีม Tendermint ทำอะไรแบบนี้โดยนำฐานโค้ดของ Ethereum ออกมา โดยแยก PoW ออก และเสียบผลลัพธ์สุดท้ายไว้บน Tendermint Core สิ่งนี้สร้าง Ethermint ซึ่งเป็นโปรโตคอลที่คล้ายกับ Ethereum ซึ่งมีความสามารถในการ Proof of Stake เครื่องมือ Ethereum ที่มีอยู่ทั้งหมด (Truffle, Metamask, ..) เข้ากันได้กับ Ethermint และคุณสามารถย้าย Smart Contract ของคุณไปที่นั่นได้โดยไม่ต้องดำเนินการใดๆ เพิ่มเติม

องค์ประกอบที่สำคัญอย่างหนึ่งของสมการทั้งหมดที่เรายังไม่ได้กล่าวถึง แต่สำคัญมากสำหรับการทำงานร่วมกันของบล็อคเชนคือ Inter-Blockchain Communication Protocol (IBC) IBC อนุญาตให้เครือข่ายที่ต่างกันสามารถถ่ายโอนมูลค่าและข้อมูลระหว่างกันได้ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะปลดล็อกความสามารถในการทำงานร่วมกันระหว่างบล็อกเชนที่มีแอปพลิเคชันและชุดเครื่องมือตรวจสอบที่แตกต่างกัน

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาความสามารถในการขยายขนาดที่อาจเกิดขึ้นกับบล็อกเชนในอนาคตนับร้อยหรือนับพันรายการ Cosmos เสนอสถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ที่มีบล็อกเชนสองชั้น: ฮับและโซน

โซนเป็นบล็อกเชนที่ต่างกันปกติ และฮับเป็นบล็อกเชนที่ออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อโซนเข้าด้วยกันโดยเฉพาะ เมื่อโซนสร้างการเชื่อมต่อ IBC กับฮับ โซนนั้นจะสามารถเข้าถึงได้โดยอัตโนมัติ (เช่น ส่งและรับจาก) ทุกโซนอื่น ๆ ที่เชื่อมต่ออยู่ ด้วยเหตุนี้ แต่ละโซนจึงต้องสร้างการเชื่อมต่อในจำนวนจำกัดด้วยชุดฮับที่จำกัดเท่านั้น

ฮับยังป้องกันการใช้จ่ายซ้ำซ้อนระหว่างโซนต่างๆ ซึ่งหมายความว่าเมื่อ Zone ได้รับโทเค็นจาก Hub จะต้องเชื่อถือโซนต้นทางของโทเค็นนี้และ Hub เท่านั้น ฮับแรก (Cosmos Hub) เปิดตัว แล้วเมื่อสองสามวันก่อน โซ่บางอันอาจเข้ากันไม่ได้กับ Tendermint อย่างสมบูรณ์ นักพัฒนาจินตนาการถึงสิ่งที่เรียกว่า โซนตรึง เพื่อจัดการกับปัญหานี้

การเข้ารหัสของ Tendermint นั้นไม่ได้ล้ำหน้าขนาดนั้น โดยลายเซ็น ECDSA ถือเป็นเทคโนโลยีที่ “แปลกใหม่” ที่สุดในระบบนิเวศ การรวมลายเซ็น BLS การพิสูจน์ความรู้แบบศูนย์ และบัญชี Ristretto ถูกกล่าวถึงในระหว่างการสตรีมสดหลังการเปิดตัวครั้งล่าสุด แต่ดูเหมือนว่าจะยังไม่มีสิ่งใดที่จะเกิดขึ้นเร็วๆ นี้

เทคโนโลยีนี้สามารถใช้สำหรับการสร้างเครือข่ายสาธารณะและส่วนตัวโดยเดิมมีการดำเนินงานผ่าน PoS และหลังผ่านโหนดที่ได้รับอนุญาต ทั้งสองระบบจะเป็น BFT บล็อกบน Tendermint Core สามารถมีเวลาบล็อกหนึ่งวินาทีและถือเป็นที่สิ้นสุดทันที มิฉะนั้นจะปลอดภัยที่จะสรุปได้ว่าเครือข่ายกำลังประสบกับการโจมตี 33% (เครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องมากกว่าหนึ่งในสามเป็นอันตราย)

โหนดที่เป็นอันตรายและความทนทานต่อความผิดพลาดของ Byzantine

บล็อกเชนจะต้องเป็น Byzantine Fault Tolerant หรือที่รู้จักในชื่อความสามารถในการทนต่อโหนดที่อาจเป็นอันตรายที่กำลังสื่อสารสถานะและข้อความเท็จไปยังเครือข่าย และเป็นอันตรายต่อฉันทามติ วิทยาศาสตร์ยังขาดแคลนในระบบ Byzantine Fault Tolerant เนื่องจากหัวข้อนี้ไม่ได้รับความนิยมในแวดวงวิชาการ

มีการวิจัยเล็กๆ น้อยๆ อะไรบ้างที่มุ่งเน้นไปที่เครือข่ายขนาดตัวอย่างขนาดเล็กที่มีมากถึง 7 โหนด นักพัฒนา Tendermint ต้องการบางสิ่งที่สามารถขยายขนาดได้ในระดับที่สูงขึ้น แม้ว่า Bitcoin จะเปิดตัวระบบที่สามารถรองรับโหนดอิสระนับพันได้ แต่ระบบก็มี (และยังคงมี) โดเมนการดูแลระบบเพียงโดเมนเดียว ซึ่งจำกัดความสามารถในการขยายขนาดได้อย่างมาก

Kwon และหุ้นส่วนของเขาจินตนาการถึงโปรโตคอล BFT ที่สามารถปรับขนาดให้เหมาะกับโหนดหลายร้อยโหนดในการตั้งค่าที่ไม่ได้รับอนุญาต โดยมี Proof-of-Stake (PoS) เป็นกลไกการรักษาความปลอดภัยที่สำคัญ พวกเขามาพร้อมกับระบบที่ใช้ BFT ซึ่งมีองค์ประกอบหลักสองประการที่เราตั้งชื่อไว้แล้ว: Tendermint Core ซึ่งใช้สำหรับการเข้าถึงฉันทามติและการ "นินทา" และ Cosmos SDK ที่ทำหน้าที่เป็นเลเยอร์แอปพลิเคชัน

อัลกอริธึม BFT Proof-of-Stake ของพวกเขาเอาชนะปัญหา Byzantine Generals โดยใช้โมเดลเครือข่ายซิงโครนัสบางส่วน ซึ่งหมายความว่าผู้ตรวจสอบที่ลงคะแนนในบล็อกไม่จำเป็นต้องดำเนินการพร้อมกัน บล็อกในระบบนี้จะไม่ได้รับการโหวตตามกำหนดเวลาและไม่มีการกำหนดขนาด

⚡️ ใน Bitcoin ซึ่งถือเป็น "ซิงโครนัสอย่างเต็มที่" เรามีกรอบเวลา 10 นาทีที่โหนดต้องค้นหา รวบรวม ตรวจสอบ และเพิ่มธุรกรรมลงในบล็อก ด้วย Ethereum กรอบเวลานี้มีเพียง 15 วินาทีเท่านั้น ทั้งหมดนี้เป็นสิ่งที่ดีและดีจนกว่าการซิงโครไนซ์จะพัง โหนดบางโหนดสามารถออฟไลน์และประสบปัญหาด้านเวลาแฝงได้ ซึ่งในกรณีนี้ห่วงโซ่สามารถหยุดหรือถูกแยกออกได้

Tendermint มีเป้าหมายที่จะใช้โมเดลแบบรวมศูนย์มากขึ้น ซึ่งปฏิเสธข้อจำกัดด้านเวลาเหล่านี้ เนื่องจากโหนดทำงานในลักษณะอะซิงโครนัส

โปรโตคอลเป็นแบบอะซิงโครนัสมากกว่า: แทนที่จะแต่ละรอบใช้เวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า แต่ละขั้นตอนของรอบจะดำเนินไปหลังจากที่โหนดมากกว่า 2/3 บรรลุข้อตกลงร่วมกัน การขาดการซิงโครไนซ์นี้เป็นบางส่วนและโปรเจ็กต์อ้างถึงว่าเป็น "อะซิงโครนัสที่อ่อนแอ" ผู้ตรวจสอบความถูกต้องเป็นที่รู้จักและสามารถสื่อสารระหว่างกันเพื่อประสานความพยายามของพวกเขาและรับรองว่าเครือข่ายจะบรรลุข้อตกลงร่วมกันเสมอ ทั้งหมดนี้บอกเป็นนัยว่า จริงๆ แล้วเครือข่ายของพวกเขาจะไม่มีทางแยกจากกัน

Tendermint มอบหมายให้ผู้ตรวจสอบความถูกต้องอีกครั้งเป็นประจำเพื่อเสนอบล็อกเพื่อบรรเทาปัญหาที่อาจเกิดขึ้นเล็กน้อยด้วยการรวมศูนย์ของกระบวนการนี้ หลังจากเสนอบล็อกแล้ว ผู้ตรวจสอบจะลงคะแนนในกระบวนการกำหนดหลายรอบ

เพื่อขยายความในเรื่องนี้ เราต้องตระหนักว่าในโลกของโปรโตคอล เรามีแบบที่ไม่สามารถกำหนดได้และแบบกำหนดได้ โปรโตคอลที่ไม่กำหนดไว้เป็นโปรโตคอลที่เราเห็นในระบบอะซิงโครนัสโดยสมบูรณ์ ฉันทามติของกรณีแบบอะซิงโครนัสเพียงอย่างเดียวอาจขึ้นอยู่กับ Oracle แบบสุ่ม และโดยทั่วไปจะทำให้เกิดความซับซ้อนของข้อความสูง เนื่องจากขึ้นอยู่กับการออกอากาศที่เชื่อถือได้สำหรับการสื่อสารทั้งหมด

Tendermint หลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายที่สูงนี้โดยไปตามเส้นทางที่กำหนด จริงๆ แล้วไม่มีอะไรเป็นการสุ่ม แต่จะทำผ่านฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่กำหนดซึ่งช่วยให้เราสามารถคาดการณ์ได้ว่าโปรโตคอลรับประกันว่าจะทำการตัดสินใจได้

ด้วย Tendermint เครื่องมือตรวจสอบจะถูกหมุนเวียนโดยใช้รูปแบบ Round-Robin แบบถ่วงน้ำหนักตามที่กำหนด ยิ่งผู้ตรวจสอบมีส่วนได้ส่วนเสียมากเท่าไร พวกเขาก็ยิ่งได้รับเลือกเป็นผู้นำมากขึ้นเท่านั้น ปัจจุบัน โปรโตคอลจำกัดอยู่ที่ผู้ตรวจสอบความถูกต้องหนึ่งร้อยคน อย่างไรก็ตาม ทีมงานอาจพิจารณาเพิ่มผู้ตรวจสอบความถูกต้องเพิ่มเติมหากจำเป็น สิ่งนี้ทำให้แน่ใจได้ว่าระบบจะปลอดภัยในสภาพแวดล้อมแบบอะซิงโครนัสและมีชีวิตชีวาในสภาพแวดล้อมแบบซิงโครนัสระดับอ่อน โดยรวมแล้ว กลไกฉันทามติเสียสละระดับความมีชีวิตชีวาเพื่อความปลอดภัยของความเห็นพ้องต้องกันและข้อสรุปในทันที

ทำให้รู้สึกถึงมันทั้งหมด...

Tendermint เป็นแนวคิดที่น่าสนใจที่อาจดูและฟังดูซับซ้อนกว่าที่เป็นจริงบนกระดาษ โดยพื้นฐานแล้วมันคือ EOS ของความสามารถในการทำงานร่วมกันและมีความคล้ายคลึงกันมากมายกับ Ethereum และโฮสต์ของโครงการโคลนทั้งหมด เป้าหมายหลักของ Tendermint คือการจัดการปัญหาการทำงานร่วมกันของบล็อคเชน และต้องเผชิญกับการต่อต้านที่รุนแรงในตลาดนั้น Ark, ICON, Polkadot, AION และโปรเจ็กต์ที่คล้ายกันต่างก็มีเป้าหมายเดียวกัน ดังนั้นจึงต้องรอดูว่าใครจะเป็นผู้ชนะ

ข้อสงวนสิทธิ์：

1. บทความนี้พิมพ์ซ้ำจาก captainaltcoin] ลิขสิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้แต่งต้นฉบับ [Dobrica Blagojevic] หากมีการคัดค้านการพิมพ์ซ้ำนี้ โปรดติดต่อทีมงาน Gate Learn แล้วพวกเขาจะจัดการโดยเร็วที่สุด

2. การปฏิเสธความรับผิด: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงของผู้เขียนเท่านั้น และไม่ถือเป็นคำแนะนำในการลงทุนใดๆ

3. การแปลบทความเป็นภาษาอื่นดำเนินการโดยทีมงาน Gate Learn เว้นแต่จะกล่าวถึง ห้ามคัดลอก แจกจ่าย หรือลอกเลียนแบบบทความที่แปลแล้ว