Proof of Time (PoT) là một thuật toán đồng thuận phi tập trung hoạt động theo nguyên tắc chọn ra các validator theo tỷ lệ điểm xếp hạng và phần stake cố định của họ. Đây là cơ chế được phát triển bởi Analog, và cải tiến từ giao thức delegated Proof of Stake (dPoS).
1. Thuật toán đồng thuận là gì?
Thuật toán đồng thuận là nơi mà các Validator (Proof of Stake) hay các Miner (Proof of Work) trên mạng lưới blockchain đồng thuận với một State mới trên mạng lưới. Điều này chỉ yếu để xác nhận các transactions trên mạng lưới được thực thi một cách đúng đắn, minh bạch và trung thực từ các Validators hay Miners
Các thuật toán đồng thuận hiện tại như Proof of Work (Bitcoin và Ethereum), Proof of Stake (NEAR, AVAX, COSMOS,…)
Tham khảo thêm về sự khác nhau giữa Proof of Stake và Proof of Work tại đây
2. Proof of Time là gì?
Giới thiệu cơ bản
- Proof of Time (PoT) là một thuật toán đồng thuận phi tập trung hoạt động theo nguyên tắc chọn ra các validator theo tỷ lệ điểm xếp hạng và phần stake cố định của họ. Đây là cơ chế được phát triển bởi Analog, và cải tiến từ giao thức delegated Proof of Stake (dPoS).
- Điểm xếp hạng là thước đo tỷ trọng bằng số mà thuật toán chỉ định cho từng validator dựa trên trải nghiệm lịch sử của họ (độ chính xác mà node xác thực dữ liệu sự kiện) và trải nghiệm của những validator khác với node đó.
Các thành tố chủ yếu ảnh hưởng đến điểm xếp hạng này gồm có:
- Nhiệm kỳ của node trên Timechain
- Độ chính xác khi xác thực lịch sử của node
- Giá trị trung bình của điểm xếp hạng với các nút lân cận (tương tự như điểm tín nhiệm)
Phần stake cố định là một cơ chế staking trong đó tất cả những validator stake một số lượng token cố định bằng nhau để tham gia vào quá trình đồng thuận. Bất kỳ node nào cũng có thể tham gia với tư cách là validator miễn là node đó đã stake một lượng cố định và có điểm xếp hạng.
Điểm mạnh của Proof of Time (PoT)
Proof of Time chú trọng vào việc xây dựng một thuật toán đồng thuận có tính công bằng cho các validator và đồng thời vẫn đảm bảo tốc độ xử lý giao dịch trên mạng lưới. Với quy trình lựa chọn validator có phần stake cố định, ngay cả các node nhỏ vẫn có thể được chọn xác minh giao dịch.
Ngoài ra, Proof of Time cũng không yêu cầu sức mạnh tính toán mà xét trên cơ chế điểm xếp hạng, do đó vẫn đảm bảo được tốc độ xử lý giao dịch như mô hình Proof of Stake.
Giao thức PoT cũng không bị fork (khác với PoW) nhờ vào quy tắc xác định chuỗi dài nhất theo thời gian cuối cùng tính bằng xác suất. Các quy trình lựa chọn ngẫu nhiên của PoT như tính toán hàm VDF (sẽ được giải thích ở phần sau) giúp minh bạch và đảm bảo rằng tất cả người dùng đều có cơ hội bình đẳng tham gia vào sự đồng thuận.
Có thể tóm lại các điểm mạnh của PoT gồm
- Tính xác minh công khai
- Tính công bằng
- Độ an toàn
- Tính ẩn danh
- Phi tập trung
3. “Timechain”, “Time nodes” và “Time Electors”
Proof of Time được phát triển bởi Analog, và do đó, để hiểu được cách hoạt động của giao thức này, bạn cần hiểu một số thuật ngữ liên quan như sau:
Timechain: sổ cái của chuỗi Analog (mạng chính)
Time nodes: là các node/validator trên chuỗi sẽ tham gia vào việc xác minh khối sẽ được gắn vào Timechain (các node có điểm xếp hạng càng cao sẽ càng có khả năng cao để tham gia vào việc xác nhận khối)
Time electors: là một node đặc biệt sẽ đề xuất khối dữ liệu lên Timechain. Time elector này sẽ được chọn ở giai đoạn đầu của thuật toán Proof of Time. Các node muốn được chọn thành time elector cần có điểm xếp hạng và stake lượng token ANLOG cố định (điểm càng cao sẽ tăng khả năng được chọn). Chỉ một time elector được chọn cho mỗi khối trong một slot thời gian nhất định.
VDF là gì? VDF đóng vai trò gì trong proof of time consensus?
VDF (Verifiable Delay Function) là một hệ thống hàm tính toán giúp chọn ra time nodes theo một quy trình ngẫu nhiên.
Hiểu đơn giản, nó là một hàm tính toán mà các validator phải thực hiện để được chọn. Hàm tính toán này yêu cầu một lượng sức mạnh tính toán vừa phải (bất kỳ ai cũng có thể dễ dàng xác minh quy trình tính toán có chính xác hay không sau khi có đáp án), và chú trọng vào thời gian thực hiện (do các validator phải giải hàm một cách tuần tự mà không có bất kỳ “đường tắt” nào).
Do đó, VDF sẽ giúp loại trừ các time nodes fake dữ liệu để giải hàm tính toán, đồng thời tối thiểu hóa khả năng chấp nhận một kết quả VDF sai do các dữ liệu đầu vào đều sẽ được xác nhận trước khi validator đưa ra kết quả cuối cùng sau khi tính toán VDF.
4. Quy trình xử lý của thuật toán đồng thuận Proof of Time
Quy trình đi đến đồng thuận với Proof of Time cần trải qua 2 giai đoạn: bỏ phiếu mềm (soft-voting) và bỏ phiếu cứng (hard-voting)
Soft Voting phase
Soft Voting là giai đoạn đầu tiên trong quy trình xử lý của giao thức Proof of Time, nhằm chọn ra một node sẽ được chọn để đề xuất khối dữ liệu giao dịch lên mạng chính Timechain. Ở giai đoạn này, validator (hay còn gọi là time elector) sẽ gửi một khối chứa dữ liệu giao dịch sẽ được thêm vào Timechain (sổ cái/chuỗi chính của Analog).
Bất kỳ node online nào có mức stake cố định và điểm xếp hạng đều có thể gửi khối dữ liệu đến Timechain. Tuy nhiên, chỉ một time elector/validator sẽ được chọn thông qua một quy trình ngẫu nhiên dựa trên hệ thống VDF (Verifiable Delay Function).
Sau khi các validator hoàn thành gửi khối dữ liệu, họ sẽ phải tự kiểm tra xem liệu mình có được chọn hay không bằng cách chạy quy trình VDF. Nếu được chọn, validator sẽ thế chấp các dữ liệu đã gửi, xác minh chữ ký người phát hành, và tạo ra các bằng chứng VDF.
Cuối cùng, validator đó sẽ công khai các giao dịch đã xác minh cùng với bằng chứng VDF cho các time nodes còn lại trong mạng lưới.
Hard Voting phase
Giai đoạn Hard Voting sẽ là giai đoạn để xác nhận lại các giao dịch đã được validator xử lý có hợp lệ hay không.
Sau khi validator công khai dữ liệu và bằng chứng, một hội đồng gồm 1,000 time nodes (cũng được chọn từ VDF) sẽ cùng tham gia vào việc xác nhận giao dịch có hợp lệ hay không. Mỗi time nodes đều thực hiện cùng các nhiệm vụ kiểm tra bằng chứng VDF, double-spending hay các vấn đề liên quan khác. Nếu khối (do validator được chọn đề xuất ở giai đoạn Soft-Voting) hợp lệ, họ chọn chấp nhận nó.
Nếu 2/3 số time nodes đồng thuận, khối sẽ được ghi vào chuỗi Timechain.
5. So sánh Proof of Stake, Delegated Proof of Stake và Proof of Time
6. Tổng kết
Proof of Time có thể xem là một thuận toán đồng thuận mới sau Proof Of Wook hay Proof of Stake. Với mục tiêu lớn hơn giúp đạt được bộ ba bất khả thi Decentralize, Scalability, Secure mà các Blockchains hiện nay đang hướng đến, Proof of Time hứa hẹn là một công nghệ mới hứa hẹn trong thời gian tới.
