Ba góc nhìn, hiểu sự đổi mới đầy phá cách của AO

Có thể hiểu AO như một mạng không giới hạn Phân mảnh, mở rộng vô hạn. Mỗi Process đều là một Phân mảnh.

撰文：0xmiddle

审阅：Sandy

Nguồn: Nội dung công đoàn - Nghiên cứu đầu tư

AO không phải là một chuỗi khối theo nghĩa truyền thống. Thiết kế của nó là một sự phản truyền thống, phản trí thức, dễ khiến những người nghiên cứu về AO mới hiểu sự rối loạn ở một số điểm, đặc biệt là khi họ cố gắng áp dụng cấu trúc chuỗi khối truyền thống vào AO.

1. Non-PoS, non-PoW, “đồng thuận ba chiều” được AO đề cập đến là loại cơ chế đồng thuận nào?

2. Không có chuỗi hash, thậm chí không có khối nào, AO làm cách nào để đảm bảo dữ liệu không thể thay đổi?

3. Không có một trung tâm điều phối, AO làm thế nào để đảm bảo tính nhất quán của trạng thái toàn cầu?

4. Không có cơ chế tính toán dư thừa, ai đảm bảo tính đáng tin cậy của tính toán? Nếu tính toán sai thì phải làm sao?

5. Nếu không có bảo mật được chia sẻ, làm thế nào để đảm bảo khả năng tương tác giữa các quy trình?

Tôi sẽ thông qua 3 góc nhìn, sử dụng các khái niệm trong blockchain mà mọi người đã quen thuộc, giúp mọi người từ cái đã biết sang cái chưa biết, biến cái chưa biết thành cái đã biết, để hiểu AO ở mức cảm xúc.

Phân mảnh视角

经过以太坊 2.0 、波卡、Near 等公链的教育，大家应该对«Phân mảnh»不陌生。

Khái niệm của Phân mảnh: Trong blockchain, Phân mảnh là một giải pháp để nâng cao tính mở rộng của mạng, bằng cách chia mạng thành nhiều Phân mảnh, mỗi Phân mảnh độc lập xác minh và xử lý giao dịch, và tạo ra khối của riêng mình, từ đó nâng cao hiệu quả toàn bộ mạng. Bên trong Phân mảnh có thể đạt được tương tác đồng bộ, trong khi giữa các Phân mảnh thì có thể đạt được tương tác bất đồng bộ thông qua một số giao thức liên lạc cụ thể.

Polkadot là một kiến trúc Phân mảnh điển hình nhất. Trong Polkadot, mỗi chuỗi song song đều là một Phân mảnh, tự độc lập thu thập và đóng gói chuỗi khối của chính mình, và được một nhóm xác minh viên được phân phối ngẫu nhiên bởi chuỗi trung gian để xác minh. Các chuỗi song song tương tác thông qua định dạng tin nhắn XCM thống nhất để đạt được tính tương tác.

AO的极致Phân mảnh

Từ quan điểm của Phân mảnh, AO có thể được hiểu là một loại “Phân mảnh” cực đoan: mọi Quy trình là một Phân mảnh. Hãy tưởng tượng nếu mọi hợp đồng thông minh trong Ethereum chạy trên một Phân mảnh riêng biệt. Đúng vậy, đó là AO. Mỗi Quy trình là độc lập và các cuộc gọi giữa các Quy trình được điều khiển bằng tin nhắn và hoàn toàn không đồng bộ.

Góc nhìn mô-đun

Nhưng chúng tôi đã phát hiện ra một điểm khác biệt quan trọng, trong thiết kế của Polkadot, tồn tại một “chuỗi trung gian”, trong ETH2.0 cũng có “chuỗi beacon”, chức năng của chúng là làm lớp đồng thuận thống nhất, cung cấp tính an toàn chia sẻ. Lớp đồng thuận thống nhất phải chịu trách nhiệm cung cấp dịch vụ xác minh trực tiếp hoặc gián tiếp cho tất cả các Phân mảnh và truyền tải thông điệp giữa các Phân mảnh. Và AO dường như không có thành phần này, vậy lớp đồng thuận của AO được thiết kế như thế nào?

Lớp đồng thuận của AO thực tế là Arweave. Với góc nhìn mô đun, AO có thể được hiểu là L2 của Arweave, với Arweave là L1 của Rollup, tất cả các nhật ký tin nhắn được tạo ra trong quá trình mạng AO sẽ được tải lên lưu trữ vĩnh viễn trên Arweave, nghĩa là có một bản ghi không thể thay đổi về hoạt động mạng AO trên Arweave. Vậy bạn có thể hỏi, Arweave là một nền tảng lưu trữ phi tập trung, không có quá nhiều khả năng tính toán. Arweave làm thế nào để xác minh dữ liệu được tải lên mạng AO?

Câu trả lời là: Arweave không xác minh, mạng AO có cơ chế trọng tài lạc quan riêng. Arweave không từ chối dữ liệu tin nhắn được tải lên từ mạng AO, mỗi tin nhắn đều có id quá trình của người gửi và chữ ký của CU (đơn vị tính toán) chạy nó, cũng như chữ ký của SU (đơn vị sắp xếp) sắp xếp nó. Khi xảy ra tranh chấp, có thể dựa vào bản ghi tin nhắn không thể thay đổi trên Arweave, đưa thêm nhiều nút để tính toán lại và tạo ra các nhánh đúng để từ bỏ các nhánh sai ban đầu và phạt tiền đặt cọc của CU hoặc SU bị lỗi trong nhánh đúng. Lưu ý rằng MU chỉ thu thập tin nhắn chờ gửi của Quá trình, chuyển cho SU, không đáng tin cậy, không cần đặt cọc và không liên quan đến việc phạt tiền đặt cọc.

AO rất giống với Optimistic Rollup với Arweave là L1, chỉ khác là quá trình thách thức xác minh không xảy ra trên L1 mà xảy ra trên mạng lưới AO.

Tuy nhiên, có một vấn đề ở đây là không thể chờ đợi mỗi tin nhắn được ghi nhận trên Arweave trước khi xác nhận, thực tế thời gian xác nhận cuối cùng trên Arweave sẽ vượt quá nửa giờ. Vì vậy, AO sẽ có một lớp đồng thuận mềm riêng, giống như Rollups của Ethereum có một lớp đồng thuận mềm riêng, phần lớn giao dịch sẽ không chờ xác nhận L1 mà sẽ được ghi vào tài khoản.

AO 中的 Process 实际上是自主决定验证强度的。

Process nhận tin nhắn cần quyết định liệu có chờ Arweave xác nhận sau đó mới xử lý tin nhắn hay xử lý ngay sau khi xác nhận ở tầng đồng thuận mềm, thậm chí trong giai đoạn xác nhận đồng thuận mềm, Process cũng có thể áp dụng chiến lược linh hoạt, có thể xử lý ngay sau khi một CU được xác nhận, hoặc có thể được xác nhận bởi nhiều CU và được xác minh chéo trước khi xử lý, mức độ dư thừa cũng do Process quyết định.

Trong ứng dụng thực tế, độ mạnh của việc xác thực thường liên quan đến số tiền giao dịch, ví dụ như

• Giao dịch nhỏ, sử dụng chiến lược xác nhận nhanh, được xử lý ngay sau khi xác nhận đơn điểm
• Giao dịch trung bình, theo số tiền cụ thể, chiến lược xác nhận nhiều điểm với mức độ dư thừa khác nhau được thực hiện sau đó.
• Đối với giao dịch lớn, chúng tôi sẽ áp dụng chiến lược xác minh cẩn thận, và xử lý sau khi được xác nhận trên mạng Arweave

Đây là mô hình “Consensus toàn diện” + “Xác minh linh hoạt” mà AO đề cập đến, bằng cách tách riêng “khả năng xác minh” và hành vi “xác minh” ra khỏi nhau, AO đã áp dụng một cách tiếp cận hoàn toàn khác biệt so với cách làm truyền thống trên các chuỗi khối. Trách nhiệm xác minh tin nhắn cũng không nằm ở mạng lưới chính nó, mà nằm ở phía tiếp nhận hoặc người phát triển ứng dụng.

Chính vì sử dụng mô hình đồng thuận như vậy, nên AO mới có thể áp dụng mô hình không trung tâm, mở rộng vô tận với “Phân mảnh tối đa”.

Tất nhiên, xác thực linh hoạt dẫn đến mức độ xác thực khác nhau của Quá trình khác nhau, trong tương tác phức tạp, có thể dẫn đến đứt gãy chuỗi tin cậy, sự cố của một số mắt xích trong chuỗi gọi dài có thể dẫn đến sự cố hoặc lỗi toàn bộ giao dịch, thực tế, trong giai đoạn thử nghiệm mạng AO, vấn đề này đã được tiết lộ. Tôi nghĩ rằng AO có thể sẽ đặt một tiêu chuẩn độ mạnh xác thực tối thiểu cho tất cả các nhiệm vụ xác thực, để chờ xem AO phiên bản chính thức sắp tới sẽ có thiết kế mới như thế nào.

Khía cạnh tài nguyên

Trong hệ thống blockchain truyền thống, tài nguyên được trừu tượng hóa thành ‘khối không gian’, ‘khối không gian’ có thể được hiểu là tập hợp các tài nguyên lưu trữ, tính toán và truyền tải mà các nút cung cấp và được kết hợp hữu hình thông qua khối trên chuỗi, cung cấp một nền tảng hoạt động cho các ứng dụng trên chuỗi. ‘Khối không gian’ là một nguồn tài nguyên hạn chế, trong blockchain truyền thống, các ứng dụng khác nhau cạnh tranh với nhau để có được ‘khối không gian’ và trả phí cho nó, và các nút lợi nhuận từ việc trả phí này.

Trong AO, không có khái niệm khối hoặc không gian khối tự nhiên. Tuy nhiên, giống như các hợp đồng thông minh trên các chuỗi khác, mỗi Quy trình trên AO cũng cần tiêu thụ tài nguyên khi chạy, nó cần các nút lưu trữ tạm thời giao dịch và dữ liệu trạng thái, cũng như tiêu thụ tài nguyên tính toán của các nút để thực hiện nhiệm vụ tính toán, những tin nhắn mà nó gửi cần được truyền tải đến Quy trình đích bằng MU và SU.

Trong AO, các nút được chia thành ba loại, CU (đơn vị tính toán), MU (đơn vị tin nhắn), SU (đơn vị sắp xếp), trong đó CU là trung tâm chịu trách nhiệm cho các nhiệm vụ tính toán. MU và SU chịu trách nhiệm cho các nhiệm vụ giao tiếp. Khi một quy trình cần tương tác với các quy trình khác, nó sẽ tạo ra một tin nhắn, lưu trữ trong hàng đợi đi ra, CU của quy trình đó sẽ ký tên cho tin nhắn đó, MU sẽ lấy tin nhắn đó từ hàng đợi đi ra và gửi cho SU, SU sẽ gán một số thứ tự duy nhất cho tin nhắn và tải lên lưu trữ vĩnh viễn Arweave. Sau đó, MU sẽ chuyển tiếp tin nhắn đến hàng đợi đích của quy trình, quá trình giao nhận tin nhắn hoàn thành. Bạn có thể hiểu MU là người thu thập và gửi tin nhắn, SU là người sắp xếp và tải lên tin nhắn.

Đối với tài nguyên lưu trữ, MU trong mạng AO chỉ cần lưu trữ dữ liệu tạm thời cần thiết cho tính toán và có thể bị loại bỏ sau khi tính toán hoàn tất. Arweave là người chịu trách nhiệm lưu trữ vĩnh viễn, mặc dù Arweave không thể mở rộng ngang, nhưng giới hạn hiệu suất lưu trữ của nó rất cao, nhu cầu lưu trữ của mạng AO trong tương lai có thể sẽ chưa đạt được giới hạn hiệu suất lưu trữ của Arweave.

Chúng tôi phát hiện rằng tài nguyên tính toán, tài nguyên truyền tải và tài nguyên lưu trữ trong mạng AO đều được tách rời, ngoài tài nguyên lưu trữ thống nhất do Arweave cung cấp, tài nguyên tính toán và tài nguyên truyền tải đều có thể mở rộng theo chiều ngang mà không có bất kỳ hạn chế nào.

Mạng lưới sẽ có năng lực tính toán cao hơn và có thể hỗ trợ nhiều quá trình hơn khi có nhiều nút CU tham gia vào mạng; Tương tự, mạng lưới sẽ truyền tải hiệu quả hơn khi có nhiều nút MU, SU có hiệu năng cao hơn tham gia vào mạng. Nói cách khác, ‘không gian khối’ trong AO có thể được tạo ra liên tục. Đối với các ứng dụng, bạn có thể mua dịch vụ nút CU, MU, SU công cộng từ thị trường mở hoặc hoàn toàn tự chạy các nút riêng để phục vụ cho ứng dụng của mình. Nếu doanh nghiệp của ứng dụng mở rộng, bạn có thể nâng cấp nút của mình để tăng hiệu năng, giống như những gì được thực hiện trên ứng dụng Web2. Điều này là không thể tưởng tượng được trên blockchain truyền thống.

Ở mức định giá tài nguyên, AO có thể điều chỉnh linh hoạt thông qua cung cầu, từ đó làm cho nguồn cung cấp tài nguyên có thể mở rộng theo nhu cầu. Việc điều chỉnh này sẽ rất nhạy bén, việc tham gia và rời khỏi nút có thể được thực hiện rất nhanh. Nếu chúng ta nhìn lại Ethereum, chúng ta sẽ thấy rằng khi nhu cầu tài nguyên tăng đột ngột, chúng ta không có cách nào khác ngoài việc chấp nhận phí Gas cao, vì Ethereum không thể nâng cao hiệu suất của mình bằng cách mở rộng số lượng nút.

Tổng kết

Trên đây, chúng tôi đã khám phá các khái niệm được nhiều nhà nghiên cứu tiền mã hóa biết đến như ‘Phân mảnh’, ‘Tích hợp’, ‘Rollup’, ‘Không gian khối’, v.v., và đi vào cơ chế và nguyên tắc của AO, giúp mọi người hiểu rõ cách AO thực hiện việc mở rộng gần như vô hạn thông qua đổi mới đột phá.

Bây giờ khi nhìn lại những vấn đề ban đầu, bạn đã hiểu rõ chưa?

**1.Non-PoS, non-PoW, “đồng thuận ba chiều” được AO đề cập đến là loại cơ chế đồng thuận nào? **

Cơ chế đồng thuận của AO thực tế là một thiết kế gần giống như Op Rollup. Ở mặt cứng của đồng thuận, nó phụ thuộc vào Arweave, ở mặt mềm của đồng thuận, mỗi quy trình có thể tự quyết định sức mạnh xác minh và tự quyết định số lượng nút CU tham gia tính toán dự phòng.

**2. Không có chuỗi hash, thậm chí không có khối, AO làm thế nào để đảm bảo dữ liệu không thể thay đổi?

Dữ liệu DA được tải lên trên Arweave là không thể thay đổi, cung cấp tính xác thực cho tất cả quá trình tính toán và truyền tải trên AO. AO chính mình không cần phải giới hạn khả năng xử lý trong một đơn vị thời gian cụ thể, do đó không cần phải thiết lập khối. Có các cấu trúc như “chuỗi băm” và “khối” được sử dụng để đảm bảo tính không thể thay đổi của dữ liệu, và Arweave chain cũng có chúng.

3. Không có một trung tâm điều phối, AO làm thế nào để đảm bảo tính nhất quán của trạng thái toàn cầu?

Mỗi Process đều là một ‘Phân mảnh’ độc lập, quản lý giao dịch và trạng thái của nó một cách độc lập, Process tương tác thông qua cách thức đẩy tin nhắn. Do đó, không cần phải đồng bộ trạng thái toàn cầu. Việc lưu trữ vĩnh viễn của Arweave cung cấp khả năng xác minh và theo dõi lịch sử toàn cầu, kết hợp cơ chế thách thức lạc quan, có thể sử dụng để giải quyết tranh chấp.

4. Không có cơ chế tính toán dư thừa, ai đảm bảo tính đáng tin cậy của tính toán? Nếu tính toán sai thì phải làm sao?

AO không có cơ chế tính toán dư thừa toàn cầu bắt buộc, mỗi Process có thể tự quyết định cách xác minh tính đáng tin cậy của mỗi tin nhắn được gửi đến. Nếu có lỗi tính toán, có thể phát hiện và sửa chữa thông qua hình thức thách thức lạc quan.

**5. Không có tính bảo mật chia sẻ, làm thế nào để đảm bảo tương tác giữa các Process?

Process cần tự quản lý sự ủy quyền của mỗi quá trình tương tác với nó, có thể áp dụng cường độ xác minh khác nhau cho các quá trình với các cấp độ an toàn khác nhau. Đối với việc tương tác phức tạp, để tránh chi phí sửa lỗi cao do đứt gãy chuỗi tin cậy, AO có thể có yêu cầu về cường độ xác minh tối thiểu.