Finality là gì?
Finality là khái niệm liên quan đến việc xác nhận và cố định các giao dịch đã thực hiện trên mạng blockchain.
Giống như việc giao dịch khi được xác nhận thì không thể hoàn tác được trong các hệ thống tài chính thông thường, “Finality” đảm bảo giao dịch là vĩnh viễn và không thể sửa đổi sau khi nó được thêm vào mạng blockchain. Đây là một khái niệm vô cùng thiết yếu.
Có thể đạt được tính “Finality” thông qua việc sử dụng “Cơ chế đồng thuận” (consensus mechanism) của mạng lưới blockchain.
Các mạng lưới blockchain khác nhau sử dụng các thuật toán đồng thuận khác nhau, mỗi thuật toán có phương thức riêng để xác minh giao dịch và đảm bảo, chẳng hạn như proof-of-work (PoW), proof-of-stake (PoS) hoặc khả năng chịu lỗi Byzantine thực tế.
Các dạng Finality trong blockchain
Finality trong blockchain có thể mang tính xác suất, kinh tế, tức thời, vô điều kiện hoặc liên quan đến toàn bộ trạng thái của blockchain.
Trên blockchain, có nhiều loại Finality khác nhau, mỗi loại mô tả một mức độ chắc chắn và không thể đảo ngược riêng biệt đối với các giao dịch và khối. Các loại Finality chính trên blockchain như sau
Probabilistic Finality (Tính Chất Xác Suất)
Trong hầu hết các hệ thống blockchain, đặc biệt là những hệ thống sử dụng PoW như Bitcoin, tính chất “finality” là một xác suất. Khả năng đảo ngược một giao dịch giảm đi theo hàm mũ khi các khối mới được thêm vào trên một giao dịch đã được xác nhận sau khi được đưa vào một khối..
Economic Finality (Tính Chất Kinh Tế)
Khái niệm “finality” về kinh tế thường gắn liền với các hệ thống PoS. Một giao dịch được xem là có Tính Chất Kinh Tế nếu việc hoàn tác giao dịch đó là không khả thi về mặt tài chính. Trong PoS, trình xác nhận (Validator) hoặc nút (node) được yêu cầu cung cấp cổ phần làm tài sản thế chấp, một số lượng tiền điện tử cụ thể . Nếu họ xác nhận các giao dịch giả mạo, họ có nguy cơ mất cổ phần, khiến cho việc hành động ác ý không có lợi ích kinh tế.
Instant Finality (Tính Chất Tức Thì)
Mạng Ripple cung cấp tính chất “finality” gần như tức thì, đảm bảo rằng một khi giao dịch được ghi vào sổ cái, nó sẽ được xác nhận ngay lập tức và không thể đảo ngược. Giao dịch được xác nhận bởi 150 Validator. Những Validator này có khả năng giành được một vị trí trong Danh sách Node độc nhất của Ripple , bao gồm 35 Validator.
Unconditional Finality (Tính Chất Không Điều Kiện)
Khi một giao dịch được xác nhận, nó được coi là hoàn tất và vô điều kiện. Trong mọi trường hợp, giao dịch không thể bị hoàn tác. Rất khó để đạt được Tính Chất Không Điều Kiện – đôi khi đòi hỏi phải có sự tập trung hóa mạnh mẽ hoặc là một cơ chế đồng thuận độc đáo.
State Finality (Tính Chất Trạng Thái)
Trong một số hệ thống blockchain, Finality đề cập đến trạng thái hoàn chỉnh của blockchain, không chỉ với các giao dịch. Chuyển đổi trạng thái (thay đổi trạng thái của blockchain, chẳng hạn như giao dịch hoặc thực hiện hợp đồng thông minh) không thể được sửa đổi hoặc đảo ngược sau khi nó đã hoàn tất. Đối với các ứng dụng như hợp đồng thông minh, nơi tính chính xác của toàn bộ trạng thái ứng dụng quan trọng, việc đạt được Tính Chất Trạng Thái là điều cần thiết.
Tại sao Finality lại quan trọng trong blockchain
Finality cung cấp sự đảm bảo cần thiết về tính hợp lệ và tính lâu dài của giao dịch, khiến nó trở thành khái niệm nền tảng cho độ tin cậy và chức năng của công nghệ.
Finality cung cấp mức độ bảo mật và tin cậy cao cho hệ thống, đảm bảo rằng một khi giao dịch được xác nhận, nó không thể bị thay đổi hoặc đảo ngược. Bằng cách xác minh rằng giao dịch là hợp pháp và được ghi vào blockchain, Finality sẽ ngăn chặn vấn đề giao dịch trùng lặp, tức là các tài sản số cùng loại có thể được sử dụng nhiều lần.
Ví dụ: chi tiêu gấp đôi (double spending) có thể xảy ra nếu ai đó có một Bitcoin (BTC) và cố gắng chuyển nó thành hai giao dịch riêng biệt tới hai người nhận khác nhau. Bằng cách đảm bảo Finality, công nghệ blockchain ngăn chặn điều này xảy ra. Sau khi giao dịch được xác nhận và ghi lại trên blockchain, tài sản kỹ thuật số được coi là đã chi tiêu và không thể sử dụng trong bất kỳ giao dịch nào tiếp theo.
Finality là rất quan trọng trong bối cảnh của hợp đồng thông minh. Các chi tiết của thỏa thuận giữa người mua và người bán được nhúng trực tiếp vào hợp đồng thông minh, là mã tự thực thi. Finality đảm bảo rằng kết quả của các hợp đồng này mang tính quyết định và không thể thay đổi.
Ngoài ra, Finality là cách các ứng dụng phi tập trung (DApps) đảm bảo hoạt động của chúng an toàn và đáng tin cậy. Finality đảm bảo rằng các quyết định và giao dịch được thực hiện trong các ứng dụng này là không thể thay đổi và không thể đảo ngược . Hơn nữa, blockchain phát triển niềm tin giữa người dùng và thành viên của mạng bằng cách thực hiện các giao dịch cuối cùng. Niềm tin của người dùng vào hệ thống được tăng lên khi biết rằng các giao dịch là không thể đảo ngược.
Những thách thức để đạt được Finality trong blockchain
Các vấn đề như phân nhánh, độ trễ mạng, lỗ hổng hợp đồng thông minh và 51% các cuộc tấn công ngăn cản các giao dịch blockchain đạt được Finality.
Khi Blockchain chia thành nhiều đường dẫn, việc phân nhánh sẽ xảy ra, tạo ra các phiên bản khác nhau của lịch sử giao dịch. Phương pháp đồng thuận được thử nghiệm bởi sự khác biệt này, điều này gây khó khăn cho việc xác định phiên bản nào là phiên bản hợp pháp và làm trì hoãn Finality.
Ví dụ: hard fork có thể xuất phát từ sự bất đồng giữa cộng đồng hoặc nhà phát triển về các bản cập nhật giao thức. Cho đến khi vấn đề được giải quyết, các phe phái khác nhau có thể tiếp tục hỗ trợ các Blockchain PoW, dẫn đến thiếu Finality.
Độ trễ mạng hoặc độ trễ trong giao tiếp dữ liệu giữa các nút càng làm phức tạp thêm vấn đề. Kết nối mạng chậm có thể gây ra lỗi trong thứ tự giao dịch và xác thực bằng cách trì hoãn việc truyền thông tin giao dịch trên mạng blockchain.
Ngoài ra, lỗ hổng của hợp đồng thông minh có thể dẫn đến hành vi không mong muốn, cho phép kẻ xấu lợi dụng nó và đảo ngược các giao dịch. Tương tự, một thực thể có hơn 50% sức mạnh khai thác của mạng trong Blockchain PoW có thể thay đổi lịch sử của Blockchain và đảo ngược các giao dịch. Điều này làm suy yếu Finality và an ninh.
Do những lo ngại này, tính toàn vẹn của blockchain bị đe dọa, đòi hỏi các nhà phát triển phải triển khai các thuật toán đồng thuận mạnh mẽ và giao thức mạng hiệu quả để giảm các vấn đề về phân nhánh và độ trễ cũng như đảm bảo Finality kịp thời và an toàn của giao dịch.
Kỹ thuật và thuật toán đồng thuận để nâng cao Finality
Thời gian xác nhận dài hơn, nhiều lần xác thực và thuật toán bảo mật tiên tiến, chẳng hạn như Pure PoS của Algorand, PoS được ủy quyền (DPoS) và HoneyBadgerBFT, có thể giúp nâng cao Finality của blockchain.
Một cách tiếp cận bao gồm thời gian xác nhận lâu hơn, cho phép số lượng xác nhận lớn hơn trước khi giao dịch được coi là cuối cùng. Xác suất tính hợp lệ của giao dịch được xác nhận và không thể đảo ngược được tăng lên đáng kể bằng cách kéo dài thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận.
Hơn nữa, việc sử dụng kỹ thuật xác nhận nhiều lần, trong đó các giao dịch được kiểm tra bởi nhiều nút hoặc trình xác thực, sẽ cung cấp một lớp bảo mật bổ sung, đảm bảo sự đồng thuận rộng hơn và giảm khả năng xảy ra sai sót hoặc các cuộc tấn công độc hại.
Ngoài ra, các thuật toán đồng thuận đổi mới như Pure PoS, DPoS và HoneyBadgerBFT của Algorand đã làm thay đổi ngành công nghiệp này. Algorand sử dụng phương pháp PoS kết hợp với giao thức thỏa thuận Byzantine để đảm bảo Finality nhanh chóng và không thể đảo ngược cho các giao dịch.
Bằng cách triển khai hệ thống dựa trên danh tiếng trong đó một nhóm nhỏ đại biểu đáng tin cậy xác thực các giao dịch, DPoS sẽ tăng tính hiệu quả và Finality của mạng. Tương tự, thuật toán HoneyBadgerBFT cải thiện Finality và bảo mật ngay cả khi có các nút độc hại hoặc độ trễ mạng bằng cách đạt được sự đồng thuận Byzantine không đồng bộ.
Các xu hướng và sự phát triển trong tương lai nhằm đạt được kết quả Finality nhanh hơn và đáng tin cậy hơn
Về bản chất, một chiến lược đa ngành kết hợp các kỹ thuật đồng thuận đa dạng, mã hóa tiên tiến và khả năng tương tác được cải thiện là cần thiết để đạt được kết quả Finality nhanh hơn và đáng tin cậy hơn trong tương lai.
Sự xuất hiện của các mô hình đồng thuận lai là một trong những xu hướng như vậy. Các thuật toán đồng thuận kết hợp này cố gắng tăng khả năng mở rộng và hiệu suất trong khi vẫn duy trì tính bảo mật mạnh mẽ bằng cách kết hợp các ưu điểm của các thuật toán đồng thuận khác nhau. Các dự án đã thử nghiệm kết hợp các phương pháp PoS vì chúng tiêu thụ ít năng lượng hơn đáng kể so với kỹ thuật PoW và tăng tốc thời gian xác nhận.
Ngoài ra, mối quan tâm ngày càng tăng đối với các phương pháp mã hóa tiên tiến như bằng chứng không có kiến thức (ZK) và các công nghệ tiên tiến, chẳng hạn như sharding. Bằng chứng không có kiến thức cải thiện hiệu quả và quyền riêng tư bằng cách cho phép các bên xác thực giao dịch mà không tiết lộ thông tin cá nhân. Sharding, một phương pháp chia Blockchain thành các phần nhỏ hơn, dễ quản lý hơn, giảm bớt gánh nặng tính toán cho các nút và tăng tốc quá trình xử lý giao dịch.
Sự phát triển của điện toán lượng tử có thể khiến các kỹ thuật mã hóa hiện có trở nên lỗi thời, đòi hỏi phải tạo ra các thuật toán kháng lượng tử. Để duy trì tính bảo mật và Finality của các giao dịch khi đối mặt với các mối đe dọa lượng tử, các mạng blockchain đang tích cực nghiên cứu các giải pháp mã hóa kháng lượng tử.
Một lĩnh vực trọng tâm khác là cách các blockchain khác nhau tương tác với nhau. Thông qua việc sử dụng các giao thức như Polkadot và Cosmos, giao dịch giữa các mạng có thể được hoàn thành nhanh chóng và liền mạch. Khả năng tương tác này cải thiện hiệu quả tổng thể của các hệ thống blockchain, kết quả mang lại Finality nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.
