GIẢI THÍCH VỀ CHI TIÊU KÉP VÀ SỰ ĐỒNG THUẬN BLOCKCHAIN

Chi tiêu hai lần là một rủi ro cơ bản trong các hệ thống tiền kỹ thuật số, trong đó người dùng cố gắng chi tiêu cùng một đơn vị tiền tệ nhiều lần. Không giống như tiền mặt vật lý, không thể sao chép hoặc tái sử dụng đồng thời, dữ liệu kỹ thuật số có thể bị sao chép — đặt ra một thách thức đặc biệt cho việc duy trì tính toàn vẹn của tiền tệ trong các hệ thống phi tập trung.

Trong các hệ thống tài chính truyền thống, các cơ quan trung ương như ngân hàng hoặc bộ xử lý thanh toán duy trì sổ cái tập trung để ngăn chặn các giao dịch trùng lặp. Tuy nhiên, tiền điện tử hoạt động mà không có các trung gian như vậy, khiến việc ngăn chặn chi tiêu hai lần trở thành một thách thức kỹ thuật được giải quyết thông qua công nghệ blockchain.

Về bản chất, chi tiêu hai lần liên quan đến việc khai thác độ trễ giữa thời điểm giao dịch được gửi và thời điểm giao dịch được xác nhận trên mạng. Kẻ gian có thể cố gắng đảo ngược giao dịch sau khi nhận được sản phẩm hoặc dịch vụ, do đó giữ lại cả tiền tệ và hàng hóa.

Vấn đề này đặc biệt liên quan đến các loại tiền kỹ thuật số ngang hàng như Bitcoin, nơi người dùng giao dịch trực tiếp. Nếu không có cơ chế phòng ngừa, tiền kỹ thuật số có thể bị thao túng thông qua việc sao chép, dẫn đến mất giá, mất lòng tin và hệ thống bị lỗi.

Các loại tấn công chi tiêu gấp đôi

• Tấn công chạy đua: Kẻ tấn công gửi hai giao dịch liên tiếp đến những người nhận khác nhau bằng cùng một đồng tiền, nhằm mục đích xác nhận giao dịch này trong khi đảo ngược giao dịch kia.
• Tấn công Finney: Một thợ đào đào trước một khối chứa giao dịch gian lận, sau đó nhanh chóng chi tiêu cùng một đồng tiền đó trong môi trường bán lẻ trước khi phát sóng khối.
• Tấn công 51%: Nếu kẻ tấn công kiểm soát hơn một nửa sức mạnh khai thác của mạng, chúng có thể sửa đổi lịch sử của blockchain, thực sự đảo ngược các giao dịch của chính chúng.

Với những lỗ hổng này, các giao thức bảo mật mạnh mẽ là điều cần thiết để đảm bảo tính cuối cùng của giao dịch và duy trì niềm tin vào tính toàn vẹn của tiền tệ.

Cơ chế đồng thuận là cốt lõi cho khả năng ngăn chặn chi tiêu gấp đôi của blockchain. Các giao thức này cho phép các mạng lưới phân tán thống nhất về tính hợp lệ và thứ tự của các giao dịch mà không cần dựa vào các cơ quan quản lý trung ương.

Trong hầu hết các hệ thống blockchain, các giao dịch được nhóm thành các khối tham chiếu đến các khối trước đó, tạo thành một "chuỗi" theo thứ tự thời gian. Trước khi một khối được thêm vào blockchain, những người tham gia mạng lưới (còn được gọi là các nút hoặc thợ đào) phải đồng ý rằng các giao dịch trong khối đó là hợp lệ và chưa từng được ghi lại trước đó. Việc xác thực tập thể này là điều mà sự đồng thuận đảm bảo.

Bằng chứng công việc (PoW)

Bitcoin và một số loại tiền điện tử khác sử dụng cơ chế đồng thuận được gọi là Bằng chứng công việc. Ở đây, các thợ đào cạnh tranh để giải các bài toán phức tạp. Người đầu tiên giải được sẽ giành được quyền thêm khối tiếp theo. Vì quy trình này đòi hỏi nhiều tính toán và chi phí cao, việc thay đổi lịch sử của một khối hoặc chèn một giao dịch chi tiêu gấp đôi trở nên gần như bất khả thi nếu không kiểm soát được phần lớn tổng sức mạnh tính toán của mạng.

Xác nhận Giao dịch

Mỗi khối bổ sung được xác nhận sau một giao dịch càng làm giảm khả năng giao dịch có thể bị thay đổi hoặc đảo ngược. Do đó, các thương gia và nhà cung cấp dịch vụ thường chờ đợi một vài xác nhận trước khi chấp nhận một giao dịch là hoàn tất. Trong Bitcoin, sáu xác nhận được coi là tiêu chuẩn cho các giao dịch có giá trị cao.

Tính bất biến thông qua sự đồng thuận

Sự đồng thuận không chỉ xác thực tính hợp pháp của các giao dịch mà còn khóa chúng vào lịch sử blockchain. Vì việc thay đổi bất kỳ khối nào cũng sẽ yêu cầu khai thác lại tất cả các khối tiếp theo (theo PoW) và đạt được sự đồng thuận của đa số, nên chi phí và độ phức tạp khiến cho các nỗ lực chi tiêu gấp đôi trở nên phi lý về mặt kinh tế và không khả thi về mặt kỹ thuật đối với hầu hết kẻ tấn công.

Cuối cùng, bằng cách phân cấp xác thực và sử dụng sự đồng thuận để thực thi phiên bản lịch sử được chia sẻ, các mạng blockchain thiết lập một hệ thống tiền tệ minh bạch và chống giả mạo, có khả năng chống lại các hoạt động gian lận.

Trong khi Proof-of-Work là cơ chế đồng thuận nổi tiếng nhất, các mô hình khác đã được phát triển để cải thiện khả năng mở rộng, hiệu quả và tác động đến môi trường. Các giải pháp thay thế này cũng nhằm mục đích ngăn chặn chi tiêu gấp đôi, mặc dù chúng sử dụng các chiến lược kỹ thuật khác nhau.

Proof-of-Stake (PoS)

Proof-of-Stake thay thế quy trình khai thác tiêu tốn nhiều năng lượng bằng một hệ thống xác thực dựa trên quyền sở hữu coin. Trong mô hình này, các trình xác thực được chọn để đề xuất hoặc chứng thực các khối mới dựa trên số lượng tiền điện tử mà họ nắm giữ và "đặt cược" trong mạng. Vì các trình xác thực có động lực tài chính để duy trì tính toàn vẹn của mạng — các coin mà họ đặt cược có nguy cơ bị mất — nên hành vi độc hại, bao gồm cả chi tiêu gấp đôi, sẽ tự hủy hoại chính mình.

Ethereum, một trong những mạng lưới blockchain lớn nhất, đã chuyển đổi từ PoW sang PoS với sự ra mắt của bản nâng cấp Ethereum 2.0. Sự thay đổi này không chỉ nhằm cải thiện hiệu quả năng lượng mà còn tăng cường khả năng phòng thủ trước các mối đe dọa tiềm ẩn, bao gồm cả các nỗ lực phối hợp chi tiêu gấp đôi.

Bằng chứng Cổ phần Ủy quyền (DPoS)

Được sử dụng bởi các nền tảng như EOS và Tron, Bằng chứng Cổ phần Ủy quyền bao gồm một hệ thống bỏ phiếu, trong đó người nắm giữ token bầu ra một số lượng nhỏ người xác thực để duy trì blockchain. Bằng cách tập trung sự đồng thuận giữa các đại biểu đáng tin cậy, DPoS nâng cao thông lượng giao dịch và tốc độ xác nhận trong khi vẫn dựa vào các ưu đãi được liên kết để ngăn chặn các mục nhập giao dịch không hợp lệ hoặc trùng lặp.

Khả năng Chịu Lỗi Byzantine (BFT)

Các mô hình dựa trên BFT, bao gồm Khả năng Chịu Lỗi Byzantine Thực tế (PBFT), cho phép các nút đạt được sự đồng thuận ngay cả khi một số thành viên mạng không đáng tin cậy hoặc có ác ý. Những mô hình này đặc biệt phổ biến trong các blockchain được cấp phép hoặc riêng tư, chẳng hạn như các blockchain được sử dụng bởi các doanh nghiệp, nơi danh tính và sự tin cậy được thiết lập trước phần nào.

Vì mọi giao dịch đều được xác nhận thông qua một nhóm các nút đáng tin cậy, và vì báo cáo sai sự thật làm suy yếu trực tiếp quá trình đồng thuận, các mô hình đồng thuận BFT thường mạnh mẽ chống lại các nỗ lực gian lận như chi tiêu gấp đôi — đặc biệt là trong các môi trường nhỏ hơn và được kiểm soát.

Kết hợp Đồng thuận và Mật mã

Trong tất cả các mô hình này, sự đồng thuận được củng cố bởi các công cụ mật mã như chữ ký số và hàm băm. Cùng nhau, chúng đảm bảo rằng các giao dịch không thể bị thay đổi sau khi được chấp nhận và mỗi mục nhập trong sổ cái đều có thể truy xuất duy nhất đến người khởi tạo.

Các mô hình đồng thuận khác nhau đưa ra nhiều sự đánh đổi giữa bảo mật, tốc độ và tính phi tập trung. Tuy nhiên, mục tiêu chung của chúng vẫn là duy nhất: duy trì tính toàn vẹn của sổ cái và loại bỏ khả năng chi tiêu trùng lặp, gian lận, từ đó bảo vệ niềm tin tài chính trong hệ sinh thái kỹ thuật số.