ORPHAN VÀ UNCLE BLOCKS: SỰ KHÁC BIỆT CHÍNH

Định nghĩa về Khối mồ côi và Khối chú

Trong lĩnh vực phức tạp của công nghệ blockchain, khối "mồ côi" và khối "chú" đóng vai trò quan trọng trong cách các mạng lưới phi tập trung xử lý việc truyền dữ liệu và sự đồng thuận. Mặc dù các thuật ngữ này đôi khi được sử dụng thay thế cho nhau, nhưng chúng đề cập đến các khái niệm riêng biệt, đặc biệt là khi xem xét các giao thức blockchain khác nhau như Bitcoin và Ethereum.

Khối mồ côi là gì?

Khối mồ côi là một khối hợp lệ được khai thác gần như đồng thời với một khối khác nhưng cuối cùng không được đưa vào chuỗi dài nhất, được gọi là "chuỗi chính", của mạng lưới blockchain. Điều này có thể xảy ra khi hai thợ đào cùng giải quyết một khối cùng một lúc, tạo ra một nhánh tạm thời. Cuối cùng, mạng lưới sẽ giải quyết nhánh này bằng cách chấp nhận một khối vào chuỗi chính—thường là khối sẽ trở thành cơ sở cho các khối tiếp theo—và từ chối khối còn lại. Khối bị từ chối trở thành khối mồ côi.

Các đặc điểm quan trọng của khối mồ côi bao gồm:

• Chúng hợp lệ về mặt tính toán nhưng bị loại khỏi chuỗi chính.
• Chúng không đóng góp vào lịch sử giao dịch được mạng sử dụng.
• Chúng không nhận được phần thưởng khối cho thợ đào trong các giao thức như Bitcoin.

Khối chú là gì?

Trong khi đó, khối chú (còn được gọi là khối "ommer") là một khối hợp lệ một phần được công nhận trong một số mạng lưới như Ethereum. Giống như khối mồ côi, khối chú được tạo ra khi hai khối được khai thác gần như đồng thời, nhưng chỉ có một khối được đưa vào chuỗi chính. Tuy nhiên, không giống như khối mồ côi, khối chú không bị bỏ qua hoàn toàn. Trong Ethereum, các khối chú được tham chiếu bởi các khối sau và vẫn được thưởng, mặc dù ở mức thấp hơn.

Các tính năng đáng chú ý của khối chú bao gồm:

• Chúng là các khối hợp lệ không được chọn cho chuỗi dài nhất nhưng được công nhận.
• Ethereum thưởng cho những người khai thác khối chú để khuyến khích sự phi tập trung.
• Chúng đóng góp một phần vào bảo mật mạng và tính công bằng trong việc lan truyền khối.

Tóm lại, mặc dù cả khối mồ côi và khối chú đều xuất phát từ cùng một tình huống—các khối cạnh tranh được tạo ra đồng thời—nhưng cách chúng được mạng lưới xử lý lại tạo nên sự khác biệt. Khối mồ côi bị loại bỏ, trong khi khối chú vẫn có thể đóng một vai trò trong quá trình đồng thuận.

Sự khác biệt về mặt kỹ thuật trong các giao thức Blockchain

Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa khối mồ côi và khối chú, chúng ta cần xem xét cách các giao thức blockchain khác nhau xử lý việc truyền khối và sự đồng thuận, đặc biệt tập trung vào Bitcoin và Ethereum. Các giao thức không chỉ xác định những gì cấu thành nên các khối này mà còn ảnh hưởng đến các động lực khai thác, bảo mật và cơ chế mở rộng như thế nào.

Bitcoin và Khối mồ côi

Trong blockchain Bitcoin, khi hai thợ đào giải một khối gần như cùng một lúc, các nút có thể nhận và truyền các phiên bản khác nhau của blockchain một cách tạm thời. Sự đồng thuận của Bitcoin quyết định khối nào sẽ trở thành một phần của chuỗi chính bằng cách sử dụng sự đồng thuận Nakamoto: chuỗi có bằng chứng công việc tích lũy cao nhất sẽ được công nhận là chuỗi hợp lệ. Khối bị loại bỏ sau đó được coi là khối mồ côi.

Điều này có một số hệ quả:

• Thợ đào tạo ra khối mồ côi sẽ mất phần thưởng khối và phí giao dịch.
• Điều này khuyến khích hành vi khai thác tập trung, trong đó thợ đào cố gắng tìm kiếm và xây dựng trên chuỗi dài nhất một cách nhanh chóng.
• Khối mồ côi không được lưu trữ trong sổ cái cố định và không được sử dụng để xác thực giao dịch.

Không có cơ chế chú chính thức nào tồn tại trong Bitcoin. Giao thức coi tất cả các khối không thuộc chuỗi chính là khối mồ côi hoàn toàn, không có đường dẫn phục hồi hoặc phần thưởng một phần nào.

Ethereum và Khối Chú

Ethereum đã giới thiệu một cơ chế bao quát hơn, công nhận các khối cũ là "chú". Giao thức GHOST (Greedy Heaviest Observed Subtree) cho phép Ethereum đưa các chú (uncle) vào chuỗi của nó một cách gián tiếp:

• Các khối có thể tham chiếu đến các khối cũ (uncle) trước đó để duy trì tính công bằng của mạng.
• Phần thưởng của chú (thường là một phần nhỏ của phần thưởng khối đầy đủ) được phân phối cho thợ đào của chú và thợ đào đưa nó vào khối tiếp theo.
• Tối đa hai chú có thể được đưa vào mỗi khối theo quy tắc của Ethereum 1.0.

Thiết kế này cải thiện khả năng chống tập trung hóa của Ethereum và khuyến khích sự tham gia bằng cách trao một phần thưởng cho các nỗ lực khai thác khép kín. Nó cũng giúp tăng tốc độ xử lý khối (khoảng 13 giây so với 10 phút của Bitcoin), giúp tăng khả năng xảy ra xung đột khối mà không gây thiệt hại nặng nề cho thợ đào như Bitcoin.

Với việc Ethereum 2.0 chuyển sang Proof of Stake, mức độ quan trọng của các "chú" (uncle) dự kiến ​​sẽ giảm đi, nhưng chúng vẫn là một tính năng quan trọng trong mô hình lan truyền khối trước đây của Ethereum.

Ý nghĩa đối với Bảo mật Mạng và Khai thác

Việc xử lý các khối mồ côi và khối chú có ảnh hưởng sâu sắc đến bảo mật, hiệu quả và chiến lược khai thác của mạng. Các cách tiếp cận khác nhau để nhận dạng khối có thể ảnh hưởng đến hành vi của thợ đào, tính cuối cùng của giao dịch và động lực phi tập trung trên toàn mạng.

Tác động đến Hiệu quả Khai thác

Theo quan điểm của thợ đào, việc tạo ra một khối nằm ngoài chuỗi chính (dù là khối mồ côi hay khối chú) đồng nghĩa với việc lãng phí tài nguyên. Vì khai thác là một quá trình cạnh tranh và tiêu tốn nhiều tài nguyên, nên cách blockchain thưởng hoặc bỏ qua các khối cũ sẽ ảnh hưởng đến các chiến lược vận hành:

• Thợ đào Bitcoin thích xây dựng trên các khối mà họ biết là nằm trong chuỗi chính. Các khối mồ côi không mang lại phần thưởng, tạo ra một "cuộc đua phát sóng" trong điều kiện hạn chế về độ trễ.
• Phần thưởng một phần của Ethereum dành cho các khối chú giúp giảm thiểu rủi ro này, giúp hệ sinh thái thân thiện hơn với các thợ đào nhỏ hơn hoặc những người ở xa trung tâm mạng lưới.

Điều này dẫn đến sự bất đối xứng, trong đó Ethereum, thông qua các khối chú, khuyến khích sự tham gia rộng rãi hơn và hành vi khai thác cân bằng hơn, có thể làm giảm sự hợp nhất sức mạnh băm và thúc đẩy tính phi tập trung.

Những cân nhắc về bảo mật mạng

Bảo mật trong các mạng blockchain gắn liền chặt chẽ với quá trình đồng thuận. Việc xử lý khối mồ côi và khối chú ảnh hưởng đến những điều sau:

• Tính cuối cùng: Khả năng giao dịch bị đảo ngược cao hơn trong một mạng lưới dễ bị chia tách thành các khối mồ côi vì việc phân nhánh có thể gây ra việc tổ chức lại khối.
• Cấu trúc khuyến khích: Việc thưởng cho các khối chú làm giảm lợi thế kinh tế liên quan đến cơ sở hạ tầng khai thác tập trung, cải thiện tính công bằng của giao thức.

Ví dụ, khi Bitcoin giải quyết một khối mồ côi, tất cả các giao dịch trong khối mồ côi đó có khả năng được trả về mempool để đưa vào các khối tiếp theo. Điều này có thể ảnh hưởng đến độ trễ giao dịch và thậm chí gây ra sự cố chi tiêu gấp đôi trong một số trường hợp hiếm gặp.

Ngược lại, việc Ethereum bổ sung các khối chú giúp tăng cường thông lượng mạng và xác nhận nhanh hơn mà không ảnh hưởng đáng kể đến bảo mật. Nó cũng làm giảm áp lực tập trung hóa, tạo điều kiện cho các nút có độ trễ thấp hơn (ví dụ: các thợ đào riêng lẻ) có chỗ đứng trong nhóm phần thưởng.

Sự thích nghi trong các mạng lưới Blockchain hiện đại

Các giao thức blockchain hiện đại được xây dựng dựa trên những nguyên tắc này. Ví dụ:

• Các giao thức như Ethereum Classic cũng bao gồm các khối chú nhưng có thể khác nhau về cách tính toán phần thưởng chú.
• Horizen và Zilliqa đã giới thiệu các giải pháp thay thế như phân mảnh và chia tách mạng để giảm tỷ lệ khối mồ côi.
• Các mạng lưới Proof-of-Stake (PoS) mới nổi có xu hướng tránh hoàn toàn khái niệm khối mồ côi và khối chú, hướng đến tính cuối cùng thông qua sự đồng thuận của người xác thực thay vì cạnh tranh khai thác.

Về bản chất, mặc dù cả khối mồ côi và khối chú đều xuất phát từ cùng một hạn chế kỹ thuật — độ trễ thời gian khối trong các mạng lưới phân tán toàn cầu — nhưng mỗi blockchain lại có sự thích ứng riêng. Việc lựa chọn loại bỏ hay kết hợp các khối này cho thấy các giá trị cốt lõi của mạng lưới: hiệu quả, công bằng hoặc ưu tiên bảo mật.

Hiểu được các cơ chế này không chỉ giúp các nhà phát triển và thợ đào có thêm quyền lực mà còn cung cấp thông tin cho các quyết định của doanh nghiệp xây dựng ứng dụng trên nền tảng blockchain, đặc biệt là khi lựa chọn giữa các mạng lưới như Bitcoin và Ethereum.