Một, Thách thức về tính toán và tài nguyên trong khung truyền thống
Công nghệ blockchain truyền thống, với Bitcoin và Ethereum làm đại diện, đã đạt được những thành tựu nổi bật trong tính phi tập trung, tính minh bạch và tính an toàn, thúc đẩy sự phát triển của công nghệ và ứng dụng tiền mã hóa. Tuy nhiên, do vấn đề 'tam giác không thể của blockchain' (hình 1-1), tồn tại rõ ràng các nút thắt trong hiệu suất tính toán và sử dụng tài nguyên, cản trở sự đổi mới công nghệ và phát triển ứng dụng, gây thách thức cho ngành công nghiệp tiền mã hóa.
Hình 1-1. Tam giác không thể của blockchain
Đầu tiên, hãy phân tích ba yếu tố trong 'tam giác không thể của blockchain':
An toàn: Tính an toàn phản ánh nhu cầu đồng thuận, cụ thể thể hiện trong việc đảm bảo tính nhất quán, toàn vẹn, chống thay đổi, khả năng truy nguyên và khả năng xác minh của dữ liệu khối. Đáp ứng những đặc điểm này giúp blockchain xây dựng cơ chế an toàn mạnh mẽ 'không cần lòng tin'. Do đó, an toàn đồng thuận là yêu cầu hàng đầu của blockchain và cũng là nền tảng cho sự phát triển của nó.
Tính phi tập trung: Tính phi tập trung có nghĩa là trong hệ thống không có điểm kiểm soát đơn, quyền lực và quyền kiểm soát phân bố trên nhiều nút, có thể nâng cao khả năng chịu lỗi, kháng cự kiểm duyệt và an toàn của hệ thống, ngăn ngừa sự cố đơn điểm và thao túng ác ý. Mặc dù hệ thống phân tán không nhất thiết phải là hệ thống phi tập trung (ví dụ, hệ thống phân tán do một thực thể duy nhất kiểm soát không phải là hệ thống phi tập trung), nhưng hệ thống phi tập trung chắc chắn là hệ thống phân tán.
Khả năng mở rộng: Trong khái niệm 'tam giác không thể của blockchain', khả năng mở rộng đề cập đến khả năng mở rộng hiệu suất tính toán của hệ thống phân tán. Đối với hệ thống số, mọi thứ đều là tính toán, mỗi ứng dụng có nhu cầu hiệu suất tính toán khác nhau. Nhưng nói chung, khả năng mở rộng đề cập đến khả năng của hệ thống trong việc xử lý khối lượng dữ liệu, giao dịch và người dùng ngày càng tăng, điều này không chỉ thể hiện ở TPS mà còn bao gồm dung lượng lưu trữ, băng thông mạng và số lượng nút. Khả năng mở rộng cao mới có thể hỗ trợ ứng dụng quy mô lớn và sự tăng trưởng người dùng. Khả năng mở rộng của hệ thống phân tán ảnh hưởng trực tiếp đến sự đổi mới và quy mô hóa của các ứng dụng phi tập trung (DApp) trên đó.
Trong ba yếu tố trên, blockchain nhấn mạnh tính phi tập trung, củng cố tính xác minh và an toàn đồng thuận, trong khi hiệu suất tính toán lại tương đối yếu. Điều này dẫn đến bài toán tam giác không thể của blockchain: khi đáp ứng được nhu cầu về tính phi tập trung và an toàn đồng thuận, khả năng mở rộng tính toán sẽ bị hạn chế, điển hình như Bitcoin. Điều này có nghĩa là, trong một khung hệ thống như vậy, hệ thống phân tán của blockchain khó hỗ trợ các đổi mới ứng dụng có hiệu suất tính toán cao, hoặc không thể đáp ứng nhu cầu quy mô hóa ứng dụng, chẳng hạn như mô hình dữ liệu lớn AI, kết xuất đồ họa, trò chơi trên chuỗi và tương tác xã hội quy mô lớn.
Trên đây chủ yếu phân tích vấn đề mở rộng hiệu suất tính toán do tam giác không thể của blockchain mang lại, nguyên nhân của vấn đề này thực sự là ở đâu? Tiếp theo, chúng ta sẽ bắt đầu từ quá trình hình thành khối, khám phá mối quan hệ giữa các yếu tố trong khối.
Trong công nghệ blockchain, 'khối' đề cập đến một tập hợp dữ liệu được hình thành từ một loạt giao dịch đã được xác minh trong một khoảng thời gian nhất định. Trong khái niệm này, bao gồm các yếu tố chính sau và mối quan hệ của chúng:
Đồng thuận (dữ liệu): Dữ liệu giao dịch đã được xác minh có tính nhất quán trạng thái, tức là dữ liệu đồng thuận được hình thành trong khối.
Không gian khối: Chỉ không gian lưu trữ dữ liệu giao dịch. Những giao dịch này được đóng gói trong khối, số lượng giao dịch có thể lưu trữ bị giới hạn bởi kích thước khối (do hệ thống quy định hoặc bị giới hạn bởi tổng phí Gas của khối đó), có nghĩa là không gian lưu trữ trên chuỗi là tài nguyên có giới hạn, từ đó ảnh hưởng đến khả năng mở rộng của ứng dụng.
Hiệu suất tính toán: Số giao dịch được đóng gói chia cho thời gian tạo khối chính là số giao dịch được xử lý mỗi giây, tức là TPS (số giao dịch mỗi giây) = số lượng giao dịch trong khối / thời gian tạo khối. Hiệu suất tính toán có liên quan đến quá trình đồng thuận và không gian lưu trữ.
Từ phân tích trên, có thể thấy rằng đồng thuận, không gian lưu trữ và hiệu suất tính toán trong khối có mối quan hệ liên kết với nhau, tạo thành mối quan hệ ràng buộc. Blockchain trong việc theo đuổi đồng thuận nhất quán không chỉ hạn chế khả năng mở rộng không gian lưu trữ của từng khối mà còn hạn chế khả năng mở rộng hiệu suất tính toán. Đây chính là nguồn gốc của vấn đề tam giác không thể của blockchain.
Phân tích sâu hơn cho thấy, trong quá trình hình thành khối, hệ thống blockchain đã xây dựng ba loại tài nguyên toàn cầu, cấp hệ thống: tài nguyên dữ liệu (đồng thuận), tài nguyên lưu trữ và tài nguyên tính toán. Tuy nhiên, vấn đề tam giác không thể đã hạn chế vai trò và khả năng mở rộng của ba loại tài nguyên này, tạo thành nút thắt về tài nguyên, khó có thể giải phóng đầy đủ tiềm năng của chúng. Nếu có một phương pháp nào đó có thể phá vỡ giới hạn này, liệu có thể mang lại cho blockchain một sự phát triển mới dựa vào tài nguyên không?
Đây chính là vấn đề cốt lõi mà bài viết này suy nghĩ, nhằm tìm kiếm câu trả lời. Nghiên cứu cho thấy, từ khái niệm SCP, mô hình tính toán siêu song song Actor đến kiến trúc hệ thống phân tán SSI, trong thực tiễn kỹ thuật của AO + Arweave đã hình thành một chuỗi công nghệ hoàn chỉnh, phá vỡ bài toán tam giác không thể của blockchain, giải phóng đầy đủ tiềm năng tài nguyên của blockchain và hệ thống phân tán, đồng thời cung cấp khả năng trong thực tiễn, từ đó mở ra một con đường phát triển mới cho việc tạo ra giá trị và ứng dụng quy mô hóa trong Web3.
Hai, SCP: Phá vỡ nút thắt về hiệu suất tính toán và mở rộng tài nguyên
2.1, Dựa trên SCP phá vỡ tam giác không thể của blockchain
AO (mạng tính toán siêu song song) được xây dựng trên Arweave, đã thực hiện ứng dụng kỹ thuật của khái niệm đồng thuận lưu trữ (Storage-based Consensus Paradigm, viết tắt là SCP). Như hình dưới đây:
Hình 2-1. Kiến trúc hệ thống mô-đun AO + Arweave dựa trên SCP
Dựa trên các ý tưởng cốt lõi của SCP, kiến trúc hệ thống AO + Arweave thực hiện sự tách biệt hiệu quả giữa lưu trữ trên chuỗi (đồng thuận) và tính toán bên ngoài chuỗi:
Về khía cạnh lưu trữ: Tài nguyên lưu trữ do Arweave cung cấp có trách nhiệm lưu trữ dữ liệu vĩnh viễn, công nghệ blockchain đảm bảo tính truy nguyên và không thể thay đổi của dữ liệu trên chuỗi, đạt được tính nhất quán và khả dụng cao của dữ liệu, thể hiện khái niệm 'lưu trữ là đồng thuận'.
Về khía cạnh tính toán: Các nhiệm vụ tính toán được chuyển xuống chuỗi và tách rời khỏi mặt lưu trữ (đồng thuận). Thiết kế này cho phép hiệu suất tính toán không bị ràng buộc trực tiếp bởi đồng thuận trên chuỗi, có thể đạt được mở rộng vô hạn bằng cách tăng thêm các nút tính toán bên ngoài chuỗi, từ đó nâng cao hiệu suất xử lý và tính linh hoạt của hệ thống.
Tổng hợp hiệu ứng: Chuỗi công khai Arweave duy trì tính phi tập trung của hệ thống và an ninh đồng thuận của dữ liệu, trong khi AO đảm bảo khả năng mở rộng vô hạn của hiệu suất tính toán bên ngoài chuỗi. Cấu trúc này đảm bảo rằng toàn bộ hệ thống AO + Arweave đáp ứng nhu cầu về tính phi tập trung, an toàn đồng thuận và khả năng mở rộng hiệu suất tính toán, từ đó hiệu quả giải quyết thách thức tam giác không thể của blockchain.
2.2, Xây dựng ba loại tài nguyên cấp toàn cầu, cấp hệ thống
Các đặc điểm dựa trên SCP đã được thực hiện trong thực tiễn sử dụng của hệ thống đóng vai trò quan trọng, chúng làm cho lưu trữ, tính toán và dữ liệu (đồng thuận) trở thành các yếu tố hệ thống vừa có liên kết vừa có thể độc lập với nhau, trở thành các tài nguyên cấp toàn cầu, như hình 2-2 đã chỉ ra:
Hình 2-2. Tài nguyên cấp hệ thống toàn cầu trong mạng AO
Tài nguyên không gian lưu trữ: Arweave, với tư cách là chuỗi lưu trữ công cộng, khả năng mở rộng không gian lưu trữ của nó không bị hạn chế bởi kích thước khối hoặc tổng phí Gas, hoàn toàn phụ thuộc vào nhu cầu lưu trữ, đạt được mở rộng thực sự vô hạn. Điều này không chỉ đáp ứng nhu cầu của hệ thống về không gian lưu trữ linh hoạt mà còn làm phong phú thêm sự đa dạng của các loại dữ liệu trên chuỗi, tạo thêm nhiều khả năng cho việc đổi mới ứng dụng bản địa trên chuỗi.
Tài nguyên tính toán: Mạng tính toán AO được cấu thành từ MU, SU và CU, ở đây chúng ta sẽ nói về CU trước, phần sau sẽ cụ thể phân tích vai trò và mối quan hệ của các đơn vị mạng. CU là đơn vị chịu trách nhiệm tính toán, có thể mở rộng theo chiều ngang, hình thành cụm CU. Các cụm này cạnh tranh lẫn nhau về quyền tính toán, hỗ trợ các quy trình khác nhau chạy song song trên các CU khác nhau. Thiết kế khả năng mở rộng và song song này cho phép AO cung cấp tài nguyên nút tính toán vô hạn, hỗ trợ tính toán song song hiệu suất cao.
Tài nguyên (đồng thuận) dữ liệu: Trên Arweave, bất kỳ loại và kích thước dữ liệu nào đều có thể được lưu trữ vĩnh viễn dưới dạng 'tài sản nguyên tử', chẳng hạn như NFT, tài liệu, hình ảnh, âm thanh và video, trang web, trò chơi, hợp đồng pháp lý, mã chương trình, v.v., những dữ liệu này tạo thành một cơ sở dữ liệu khổng lồ không thể thay đổi, cung cấp nền tảng cho việc tiền hóa và lưu thông dữ liệu. Đồng thời, AO không đạt được đồng thuận về trạng thái của chính tính toán, mà tập trung vào việc đảm bảo rằng nhật ký tương tác được viết vào Arweave, đảm bảo tính khả dụng và toàn vẹn lâu dài của dữ liệu, đảm bảo tính nhất quán và có thể xác minh của kết quả đầu ra của tính toán. Bất kỳ loại dữ liệu nào cũng có thể được trích dẫn mà không cần giấy phép, không cần lòng tin, tạo ra giá trị mới.
Tài nguyên an toàn: Thực tế, trong quá trình hoạt động của AO, một tài nguyên an toàn được hỗ trợ bởi mã thông báo giao thức $AO cũng được xây dựng, nhưng điều này không liên quan trực tiếp đến SCP, mà liên quan đến hoạt động và cơ chế an toàn của các đơn vị giao tiếp mạng AO, sẽ được phân tích cụ thể trong phần 3 'Tính an toàn và tài nguyên an toàn có thể tùy chỉnh'.
2.3, Máy tính đáng tin cậy dựa trên đồng thuận lưu trữ
Sử dụng các tài nguyên cấp hệ thống và đặc điểm phân tán đã nêu, AO được xây dựng trên chuỗi lưu trữ Arweave, hình thành một mạng điện toán đám mây. Tương tự như điện toán đám mây Web2 truyền thống, AO về lý thuyết có khả năng mở rộng vô hạn về tài nguyên tính toán và lưu trữ, có thể hỗ trợ một khối lượng lớn tài nguyên dữ liệu. Tuy nhiên, điểm độc đáo của AO là nó đã xây dựng một nền tảng tính toán đáng tin cậy với sự đồng thuận toàn cầu phi tập trung dựa trên khái niệm đồng thuận lưu trữ.
Đầu tiên, Arweave cung cấp dịch vụ lưu trữ vĩnh viễn không cần giấy phép cho người dùng toàn cầu, xây dựng một cơ sở dữ liệu đồng thuận không dựa vào lòng tin.
Thứ hai, AO lưu trữ mã nguồn của các ứng dụng khác nhau trên chuỗi Arweave, các mã này có thể được tải xuống và chạy tại chỗ; đầu vào của nó đến từ dữ liệu tin cậy trên chuỗi, dưới các đầu vào và logic thực hiện cố định, đảm bảo tính nhất quán và khả năng dự đoán của kết quả đầu ra.
Cuối cùng, bất kỳ khách hàng nào cũng có thể thực hiện xác minh tính nhất quán, vì với các tham số đầu vào và logic thực hiện giống nhau, kết quả tính toán của nó chắc chắn sẽ nhất quán, từ đó đảm bảo độ tin cậy.
Như vậy, từ mã nguồn, đầu vào và đầu ra đều có tính xác định, AO đã xây dựng một hệ thống tính toán đáng tin cậy dựa trên đồng thuận lưu trữ.
Khái niệm đồng thuận lưu trữ khác với hệ thống đồng thuận nút thông thường, trong khái niệm đồng thuận lưu trữ, tính toán, xác minh và đạt được đồng thuận đều diễn ra ngoài chuỗi, dữ liệu đồng thuận cuối cùng được gửi lên chuỗi để lưu trữ, trở thành lớp khả dụng, lớp đồng thuận và lớp thanh toán của hệ thống. Điều này có nghĩa là, dưới sự hỗ trợ của SCP, hiệu suất tính toán không còn bị hạn chế bởi đồng thuận, có thể mở rộng vô hạn bên ngoài chuỗi. Cơ chế này cung cấp khả năng khả thi để xây dựng kiến trúc phân tán và song song cao hỗ trợ tính toán hiệu suất cao cho mạng AO.
Vậy, AO đã phát triển thành một máy tính thế giới phân tán, hoạt động song song cao và phi tập trung như thế nào? Điều này chủ yếu nhờ vào mô hình Actor, đơn vị giao tiếp mạng và kiến trúc phân tán dựa trên SSI.
Ba, Siêu song song: Mô hình Actor và đơn vị giao tiếp mạng
3.1, Định nghĩa khung cơ bản cho tính toán song song bằng mô hình Actor
Tên mạng AO bắt nguồn từ 'Actor Oriented', có nghĩa là nó là một mạng tính toán siêu song song. Tên gọi này xuất phát từ mô hình Actor mà nó áp dụng, mô hình này thiết lập cấu trúc cơ bản cho tính toán song song trong hệ thống.
Trong mô hình Actor, 'actor' là đơn vị cơ bản của tính toán song song, nó bao gồm ba yếu tố: trạng thái (State), hành vi (Behavior) và hộp thư (Mailbox). Ba yếu tố này và sự tương tác của chúng tạo thành khái niệm cốt lõi của mô hình Actor, như hình 3-1 đã chỉ ra:
Hình 3-1. Sơ đồ mô hình Actor (Hình ảnh nguồn: tài liệu tham khảo 5)
Mô hình này định nghĩa các thành phần cốt lõi của hệ thống và quy tắc tương tác, actor có thể được coi là một thực thể độc lập, hoạt động đồng thời, nó có thể nhận tin nhắn, xử lý tin nhắn, gửi tin nhắn và tạo ra các actor mới một cách linh hoạt. Mô hình này có các đặc điểm sau:
Giao tiếp không đồng bộ: Nhiều actor gửi tin nhắn có định dạng thống nhất theo kiểu điểm đến điểm, việc gửi và xử lý tin nhắn là không đồng bộ, cách giao tiếp này tự nhiên thích hợp với sự tương tác giữa các nút trong hệ thống phân tán.
Chạy song song: Mỗi actor đều độc lập, không có trạng thái chia sẻ, vì vậy không cần lo lắng về việc trạng thái của các actor khác sẽ ảnh hưởng đến mình, mỗi actor có thể độc lập xử lý các nhiệm vụ của riêng mình, đạt được hoạt động song song thực sự.
Triển khai phân tán: Các actor có thể được phân bố và điều phối đến các CPU, nút khác nhau, thậm chí chạy trong các khung thời gian khác nhau mà không ảnh hưởng đến kết quả cuối cùng.
Khả năng mở rộng: Do tính chất phân tán và thiết kế lỏng lẻo, mô hình Actor có thể mở rộng linh hoạt theo chiều ngang bằng cách tăng thêm nút và cân bằng tải động.
Tóm lại, mô hình Actor với cơ chế xử lý tinh tế của nó tối ưu hóa các vấn đề song song và đồng thời, đặc biệt phù hợp để xây dựng các hệ thống phân tán và ứng dụng có tính đồng thời cao. Mạng AO đã áp dụng mô hình Actor như là nền tảng kiến trúc cho tính toán song song, từ đó thực hiện giao tiếp không đồng bộ hiệu quả, chạy song song, triển khai phân tán và khả năng mở rộng xuất sắc.
3.2, Thực hiện tính toán song song hiệu quả của các đơn vị giao tiếp mạng
Mô hình Actor cung cấp khuôn khổ cho tính toán song song, trong khi các đơn vị giao tiếp mạng AO thể hiện thực tiễn cụ thể của mô hình này. Các đơn vị mạng này bao gồm đơn vị tin nhắn (MU), đơn vị lập lịch (SU) và đơn vị tính toán (CU), mỗi đơn vị đều là một 'actor' độc lập, chúng hợp tác và đồng bộ thông qua tin nhắn có định dạng thống nhất (ANS-104). Hình 3-2 trình bày các chức năng cơ bản của các đơn vị mạng này và quy trình tương tác giữa các tin nhắn.
Hình 3-2. Nguyên lý làm việc của các đơn vị giao tiếp mạng AO (Hình ảnh nguồn: Sách trắng AO)
Trong mạng AO, khởi động một ứng dụng sẽ kích hoạt một hoặc nhiều quy trình, hệ thống sẽ cấu hình các tài nguyên như bộ nhớ, máy ảo và đơn vị giao tiếp mạng cho mỗi quy trình. Sự tương tác giữa các quy trình hoàn toàn diễn ra thông qua tin nhắn. Đầu tiên, tin nhắn của người dùng hoặc các quy trình khác sẽ được gửi đến MU, MU sẽ chuyển tiếp tin nhắn đến SU để sắp xếp. Các tin nhắn đã được sắp xếp và kết quả của chúng sẽ được lưu trữ vĩnh viễn trên Arweave và được một CU nào đó trong cụm CU cạnh tranh quyền tính toán thực hiện tính toán trạng thái, điều này có nghĩa là quy trình có thể chạy trên bất kỳ nút tính toán nào, cho thấy đặc tính tính toán phân tán và song song điển hình. Sau khi hoàn thành tính toán, CU sẽ trả kết quả lại cho SU dưới dạng chứng chỉ ký, để đảm bảo tính chính xác và khả năng xác minh của kết quả tính toán, cuối cùng được SU tải lên Arweave. Tập hợp dữ liệu hoàn chỉnh được hình thành bởi mỗi quy trình - bao gồm trạng thái ban đầu, quá trình xử lý và kết quả cuối cùng - sẽ được lưu trữ vĩnh viễn trên Arweave, trở thành dữ liệu đồng thuận có thể được người khác truy xuất, xác minh và sử dụng.
Hình 3-3. Quy trình giao tiếp giữa các đơn vị trong chuyển khoản TOken (Hình ảnh nguồn: Sách trắng AO)
Hình 3-3 trình bày các tình huống ứng dụng cụ thể của mạng AO xử lý yêu cầu chuyển khoản Token, vẽ rõ các thành phần của các đơn vị mạng theo mô-đun và quy trình giao tiếp, cũng như cơ chế lưu trữ phân tán hình thành từ sự tương tác với Arweave.
Hệ thống AO tận dụng tổng hợp tài nguyên tính toán (cụm CU phân tán), tài nguyên lưu trữ (nút Arweave phân tán) và tài nguyên dữ liệu (dữ liệu dài hạn có thể sử dụng được lưu trữ trong Arweave), làm nền tảng cho AO trở thành nền tảng tính toán toàn cầu. Dựa trên mô hình Actor, mạng tính toán AO không chỉ có đặc điểm giao tiếp không đồng bộ, chạy song song, triển khai phân tán mà còn có khả năng mở rộng xuất sắc, là một mạng tính toán thực sự phi tập trung, phân tán và chạy song song.
3.3, Tính an toàn và tài nguyên an toàn có thể tùy chỉnh
Trong phần trước, chúng ta đã khám phá cấu trúc và nguyên lý làm việc của các đơn vị giao tiếp trong mạng AO. Trong phần này, chúng ta sẽ phân tích sâu hơn về tính an toàn của mạng này, nó liên kết chặt chẽ với mã thông báo bản địa $AO của giao thức. Phân tích này sẽ liên kết với nội dung 'tài nguyên an toàn' ở mục 2.2, tập trung vào tính an toàn tùy chỉnh và tài nguyên an toàn trong mạng AO.
Các đơn vị giao tiếp mạng được cấu thành từ MU, SU và CU là thành phần cốt lõi của mạng tính toán AO, từ đó xây dựng cơ chế hoạt động của máy tính thế giới phi tập trung, tạo thành ba loại tài nguyên cấp hệ thống: tính toán, lưu trữ và dữ liệu. Đây là nền tảng của mô hình công nghệ và mô hình tài nguyên trong mạng AO. Dựa trên mô hình công nghệ và mô hình tài nguyên, hệ thống AO đã tạo ra cơ chế an toàn có thể tùy chỉnh dựa trên nhu cầu. Đây là mô hình kinh tế được xây dựng trên mã thông báo gốc của giao thức $AO, mang đến sự đảm bảo an toàn nhờ vào các trò chơi kinh tế, và từ đó cung cấp thị trường an toàn trong AO.
Để dễ hiểu, dưới đây từ góc độ người dùng, sẽ đơn giản hóa cơ chế an toàn trong AO thành một số yếu tố cốt lõi và mối quan hệ của chúng: nhu cầu tùy chỉnh, tài nguyên an toàn/kinh tế, cơ chế an toàn và thị trường cạnh tranh an toàn.
Hình 3-4. Mối quan hệ giữa các yếu tố trong cơ chế an toàn của mạng AO
Hình 3-4 mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố trong cơ chế an toàn của mạng AO:
Nhu cầu tùy chỉnh: Là một nền tảng tính toán siêu song song, các nút trong AO chạy độc lập và song song các quy trình khác nhau, xử lý các loại dữ liệu khác nhau. Những tình huống giao dịch dữ liệu khác nhau này có yêu cầu khác nhau về độ trễ, chi phí và hiệu quả của hệ thống, điều này yêu cầu mô hình an toàn của AO phải có tính linh hoạt, có khả năng tùy chỉnh các chính sách an toàn theo nhu cầu. Người dùng có thể tùy chỉnh mức độ an toàn cụ thể cần thiết cho mỗi tin nhắn, từ đó thúc đẩy sự tùy chỉnh và phân phối hiệu quả tài nguyên an toàn.
Tài nguyên an toàn/kinh tế: $AO là mã thông báo gốc của giao thức, như là đơn vị giá trị công cộng và tài nguyên kinh tế lưu thông, hỗ trợ tất cả các cơ chế an toàn trong mạng AO thông qua cơ chế trò chơi kinh tế.
Cơ chế an toàn: Trong tất cả các quy trình của AO, bao gồm các nút MU, SU và CU đều cần phải đặt cược $AO để tham gia vào cơ chế an toàn. Thông qua việc đặt cược giá trị kinh tế, hệ thống quản lý các quỹ, theo quy tắc thực hiện các hình phạt để ngăn chặn hành vi ác ý. Ví dụ, nếu MU ký một tin nhắn không hợp lệ hoặc CU cung cấp chứng minh chữ ký không hợp lệ, hệ thống sẽ giảm giá trị tài sản đặt cược của nó.
Thị trường cạnh tranh an toàn: Do an toàn được mua theo từng tin nhắn, các tin nhắn khác nhau tương ứng với các yêu cầu đặt cược khác nhau, tạo ra một thị trường cạnh tranh động. Giá an toàn được xác định bởi mối quan hệ cung cầu trên thị trường, chứ không phải bởi các quy tắc mạng cố định. Cơ chế cạnh tranh trên thị trường này thúc đẩy việc định giá và phân phối tài nguyên an toàn một cách hiệu quả, cung cấp tính an toàn tùy chỉnh.
Tóm lại, cấu trúc thị trường phi tập trung điểm-điểm của mạng AO về cơ bản cho phép các nút độc lập thiết lập phí dịch vụ truyền tin của riêng họ, điều này phù hợp với nhu cầu khác nhau về mức độ an toàn của các giao dịch dữ liệu khác nhau, và thể hiện tính hiệu quả của hệ thống đối với phản ứng an toàn cụ thể. Tính linh hoạt này cho phép nó thích ứng một cách động với sự thay đổi của nhu cầu và nguồn cung trên thị trường, thúc đẩy sự cạnh tranh và nâng cao hiệu suất phản ứng, từ đó đạt được sự cân bằng hiệu quả của thị trường.
Tính thanh khoản của $AO như một công cụ của trò chơi kinh tế, trong khi thiết lập cơ chế an toàn, cũng xây dựng một khung định giá mã thông báo toàn diện và thời gian thực, cung cấp nền tảng vững chắc cho việc định giá hiệu quả mã thông báo. Một mô hình kinh tế mã thông báo $AO với khung và chỉ số định giá hoàn chỉnh chắc chắn sẽ tăng cường thêm tính an toàn cho mạng AO.
Bốn, SSI: Kiến trúc hệ thống phân tán với trải nghiệm thống nhất
Trong các cuộc thảo luận trước đó, chúng ta đã giải thích khuôn khổ cơ bản mà mô hình Actor cung cấp cho tính toán song song trong mạng AO, cũng như cách mà các đơn vị giao tiếp mạng được cấu thành từ MU, SU, CU thực hiện mô hình này một cách cụ thể. Các đơn vị giao tiếp này được triển khai trên các nút khác nhau trong mạng phân tán, cho phép quy trình chạy mà không bị giới hạn bởi vị trí vật lý cụ thể, và thông qua mạng thực hiện sự tương tác liền mạch với người dùng. Tất cả những điều này cùng nhau tạo thành một môi trường tính toán thống nhất, đạt được hình ảnh hệ thống đơn (SSI), đây là nền tảng mà mạng AO có thể hỗ trợ vô số quy trình. Phần này sẽ khám phá định nghĩa SSI và vai trò cụ thể của nó trong AO.
Hệ thống đơn (SSI) là một khái niệm cốt lõi trong tính toán phân tán, nó thông qua công nghệ ảo hóa để tích hợp các tài nguyên tính toán không đồng nhất và phân tán thành một hồ tài nguyên thống nhất. Việc tích hợp này không chỉ nâng cao cấp độ trừu tượng của hệ thống mà còn tối ưu hóa trải nghiệm người dùng một cách đáng kể. Dưới sự tác động của SSI, mặc dù hệ thống có thể được cấu thành từ nhiều máy chủ, cơ sở dữ liệu phân tán hoặc nhiều mạng khác nhau, nhưng theo cảm nhận của người dùng, nó giống như đang vận hành một máy tính đơn.
Thông thường, cấu trúc SSI bao gồm lớp người dùng, giao diện thống nhất, lớp quản lý tài nguyên, nút tính toán và lớp lưu trữ, sơ đồ cấu trúc của nó được mô tả như hình 4-1.
Hình 4-1. Sơ đồ cấu trúc SSI của hệ thống đơn
Người dùng tương tác với hệ thống SSI thông qua giao diện người dùng hoặc giao diện web. Giao diện thống nhất có trách nhiệm nhận yêu cầu của người dùng và phân phát các yêu cầu này tới lớp quản lý tài nguyên. Lớp quản lý tài nguyên sẽ điều phối các nút tính toán và tài nguyên lưu trữ được triển khai phân tán, thực hiện các nhiệm vụ tính toán song song hoặc thực hiện các thao tác đọc và ghi dữ liệu.
SSI cung cấp một giải pháp khả thi cho vấn đề nhiều chuỗi tồn tại đồng thời trong các chuỗi công khai hiện tại. Ví dụ, hệ sinh thái Ethereum do phát triển nhanh chóng, đang đối mặt với vấn đề tắc nghẽn, hiệu suất thấp và chi phí cao, trong khi Layer2 là giải pháp chính để giải quyết các vấn đề mở rộng này, lại mang đến những thách thức mới. Mỗi chuỗi Layer2 khi xây dựng lại cơ sở hạ tầng còn dẫn đến sự phân tán tính thanh khoản và rủi ro xuyên chuỗi của tài sản, tăng độ phức tạp và ngưỡng tham gia của người dùng khi chuyển đổi giữa các chuỗi, ảnh hưởng nghiêm trọng đến trải nghiệm của người dùng và phát triển quy mô của ứng dụng.
Các chuỗi công khai như Solana và Polkadot đã nhận thức được những vấn đề này và đã điều chỉnh trên cơ sở kiến trúc hiện có. Nhưng AO đã áp dụng kiến trúc phân tán SSI ngay từ đầu, cho thấy sự tiên đoán và tầm nhìn.
Sử dụng mô hình Actor, các đơn vị giao tiếp mạng AO được quản lý trên các cụm nút không đồng nhất trong mạng phân tán, những nút này có thể phân bố trên toàn cầu, bao gồm nhiều loại và chức năng máy chủ khác nhau. Mạng tính toán AO dựa trên mô hình Actor là một mạng phân tán phi tập trung, cần một kiến trúc thống nhất để tích hợp, nhằm cung cấp tính khả dụng và trải nghiệm người dùng đồng nhất.
Khi người dùng khởi động một quy trình AO thông qua giao diện, hệ thống sẽ cấu hình các tài nguyên khác nhau cần thiết để xử lý nhiệm vụ truyền thông, sắp xếp giao dịch và tính toán trạng thái. Đối với người dùng, cấu trúc phân tán phức tạp bên dưới đã được trừu tượng hóa, ngay cả một cụm nút lớn cũng giống như một máy tính đơn. Điều này là vì hệ thống AO áp dụng SSI để tích hợp các thành phần phức tạp của hệ thống phân tán, thông qua mô-đun hóa tạo ra một môi trường tính toán thống nhất. Nói cách khác, thông qua kiến trúc SSI, AO đã tích hợp nhiều nút tính toán phân tán thành một tài nguyên thống nhất, cung cấp cho người dùng một nền tảng tính toán minh bạch, hiệu quả, có thể mở rộng và thống nhất.
Năm, Động lực tạo ra giá trị và đổi mới ứng dụng
Tóm lại, thông qua sự kết hợp giữa SCP, Actor và SSI, AO đã xây dựng một kiến trúc đổi mới, tạo ra ba loại tài nguyên cấp hệ thống có thể mở rộng: tính toán, lưu trữ và dữ liệu (đồng thuận), cũng như một tài nguyên an toàn hỗ trợ bởi $AO. Tài nguyên như là yếu tố sản xuất chính, đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy tiến bộ công nghệ, khơi dậy đổi mới ứng dụng và nâng cao hiệu quả kinh tế. Bằng cách xác định rõ ràng các yếu tố tài nguyên trong hệ thống AO + Arweave, chúng ta có thể tối ưu hóa quy hoạch và quản lý tài nguyên, sử dụng tài nguyên để thúc đẩy đổi mới công nghệ và ứng dụng, tăng tốc tạo ra giá trị Web3 và thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế tiền mã hóa.
Tại đây, chúng ta sẽ thực hiện một tổng kết:
1. Tạo ra giá trị cơ sở hạ tầng
Máy tính toàn cầu phi tập trung: AO tích hợp các tài nguyên tính toán, lưu trữ và dữ liệu có thể mở rộng, cung cấp cho tất cả các ứng dụng một nền tảng tính toán phi tập trung thống nhất, có tính khả thi xác minh và tối thiểu hóa lòng tin. Các ứng dụng chỉ cần tập trung vào đổi mới kinh doanh, tránh việc xây dựng lại bánh xe, khiến AO trở thành cơ sở hạ tầng công cộng cho đổi mới ứng dụng.
Thư viện dữ liệu chia sẻ trên chuỗi: Arweave có thể lưu trữ vĩnh viễn hầu như tất cả các loại dữ liệu, trở thành một 'Thư viện Alexandria' không bao giờ biến mất. Dù là dữ liệu tài chính hay không tài chính, tính năng không thể thay đổi và có thể xác minh của nó khiến nó trở thành hàng hóa công cộng có giá trị đồng thuận, hỗ trợ đổi mới kết hợp.
Cơ sở hạ tầng an toàn tùy chỉnh: AO có thể cung cấp cơ chế an toàn tùy chỉnh cho khách hàng và ứng dụng dựa trên loại dữ liệu và giá trị khác nhau, đạt được sự cân bằng giữa an toàn, chi phí và hiệu quả.
Cầu nối giữa Web2 và Web3: AO hoạt động bên ngoài chuỗi, có thể tích hợp liền mạch với hệ thống trên chuỗi và ngoài chuỗi, trở thành cầu nối giữa Web2 và Web3. Bất kỳ ứng dụng Web2 nào cũng có thể khởi động quy trình trong AO thông qua API và cơ chế truyền thông, gọi các đơn vị mạng trong AO để thực hiện tính toán, đồng thời tùy chỉnh cơ chế an toàn của nó.
2. Đổi mới công nghệ và ứng dụng
Từ khi blockchain phát triển đến nay, các chuỗi công khai chủ yếu như Bitcoin, Ethereum, Solana vẫn còn thiên về lĩnh vực tài chính, chẳng hạn như phát hành tài sản, giao dịch, cho vay thế chấp, sản phẩm phái sinh, v.v., điều này đã khiến nhiều người hiểu lầm rằng vai trò của blockchain chỉ giới hạn ở đây.
Tuy nhiên, kiến trúc đổi mới của AO + Arweave đã tăng cường tính khả thi cho sự đổi mới công nghệ và phát triển ứng dụng của blockchain. Ngoài việc hỗ trợ đổi mới tài chính mà hầu hết các chuỗi công khai đều có, AO như một máy tính toàn cầu, hỗ trợ tất cả các loại dữ liệu và đổi mới ứng dụng tương ứng, đặc biệt là đổi mới ứng dụng không tài chính dựa trên dữ liệu.
Tải mô hình AI: Kiến trúc AO + Arweave cung cấp khả năng tính toán, lưu trữ và tài nguyên dữ liệu vô hạn, dưới sự hỗ trợ của ba công nghệ then chốt: WASM64, WeaveDrive và động cơ suy diễn mô hình ngôn ngữ lớn Llama.cpp, AO có thể chạy trực tiếp nhiều mô hình ngôn ngữ mã nguồn mở lớn như Llama 3 và GPT-2 trong hợp đồng thông minh, cho phép hợp đồng thông minh xử lý trực tiếp dữ liệu phức tạp và đưa ra quyết định đồng thời, như thế giới ảo tự chủ Llama Land được điều khiển bởi mô hình Llama 3 dựa trên AI.
Tạo Agent và AgentFi: Dựa trên khả năng suy luận của mô hình AI, cũng như khả năng của quy trình AO có thể phản hồi các thông điệp tiềm ẩn theo thời gian, tự khởi động và thực hiện hành động, và khả năng kích hoạt tính toán với tần suất thích hợp bằng cách trả phí cho MU để 'đăng ký' một quy trình, AO hỗ trợ các Agent và AgentFi với logic kinh doanh phức tạp, nhu cầu có thể định nghĩa trước và chiến lược tự chủ đa dạng.
Quản lý bản quyền và thị trường cho người sáng tạo (ContentFi): Arweave lưu trữ các loại dữ liệu khác nhau dưới dạng tài sản nguyên tử, dễ dàng nhận diện và xác nhận quyền sở hữu, có thể trở thành một hình thức tài sản kỹ thuật số mới được tiền hóa, thông qua lưu thông và giao dịch trên thị trường để phát hiện giá, thiết lập mô hình phân phối lợi ích và hợp tác rõ ràng, hỗ trợ cho quản lý bản quyền và thị trường cho người sáng tạo.
Khung Internet thế hệ tiếp theo Permaweb: Khác với cấu trúc ba lớp của ứng dụng, dịch vụ và lưu trữ của Internet truyền thống Web2, Permaweb thay thế lớp lưu trữ bằng giải pháp lưu trữ vĩnh viễn của Arweave, đạt được sự lưu trữ vĩnh viễn cho tất cả nội dung và được lưu trữ dưới dạng tài sản nguyên tử trong Arweave. Dựa trên SCP, xây dựng các ứng dụng hỗ trợ tính toán siêu song song AO ở lớp ứng dụng, tạo ra một khung Internet thế hệ mới, luôn trực tuyến và phi tập trung. Khung này tuy được tích hợp với Web2, trải nghiệm không khác gì Web2, nhưng giữa hai bên có sự khác biệt rõ rệt, Permaweb không phải là 'khu vườn có hàng rào'. Nó cung cấp cho các nhà phát triển, nhà điều hành và người dùng một môi trường công bằng, mở: người dùng sở hữu và kiểm soát dữ liệu của mình; dữ liệu có thể tự do lưu thông giữa các ứng dụng khác nhau; các nhà phát triển và nhà điều hành có thể sử dụng dữ liệu để kinh doanh mà không cần sự cho phép đặc biệt trong các quy tắc đã định, từ đó thúc đẩy sự hợp tác và cùng có lợi giữa các bên.
Trên đây là một số hướng đổi mới ứng dụng điển hình mà AO có thể hỗ trợ. Tất nhiên, AO có thể hỗ trợ nhiều loại dữ liệu và các tình huống ứng dụng rộng rãi hơn. Mặc dù thời gian phát triển của hệ sinh thái AO vẫn còn ngắn, nhưng đổi mới công nghệ và ứng dụng vẫn cần thời gian để kiểm nghiệm, nhưng chúng ta có xu hướng đánh giá ý nghĩa và giá trị của những đổi mới này từ giai đoạn phát triển tổng thể của ngành Web3 và các đặc trưng của hệ thống Web2.
Hiện tại, ngành công nghiệp Web3 đang khám phá các con đường khả thi để áp dụng quy mô lớn, nhiều blockchain đang nỗ lực hướng tới điều này, ví dụ như TON kết hợp với Telegram, dẫn dắt sự chuyển đổi của người dùng Web2 thực sang ứng dụng Web3 thực, nhằm thực hiện việc chuyển đổi giá trị từ lưu lượng sang tính thanh khoản quy mô lớn; CKB trở thành L2 của Bitcoin, đang xây dựng mạng lưới ánh sáng dựa trên CKB, với mong muốn mang lại thanh toán P2P với tần suất cao, số lượng nhỏ và quy mô lớn.
Từ góc độ phát triển ngành, AO + Arweave đã định nghĩa lại khung thực hiện máy tính phi tập trung, mang đến sự linh hoạt, an toàn và hiệu quả kinh tế cho hệ thống, xây dựng các tài nguyên cấp hệ thống có thể mở rộng, liên tục giải phóng tiềm năng tài nguyên, thúc đẩy đổi mới công nghệ và ứng dụng, hiện thực hóa tạo ra và chuyển giao giá trị, thúc đẩy sự hòa nhập giữa Web3 và Web2, cung cấp một con đường khả thi cho sự áp dụng quy mô của Web3.
Tài liệu tham khảo
1. Arweave: Một giao thức bền vững về kinh tế để duy trì thông tin vĩnh viễn
2. Giao thức AO: Máy tính siêu phân tán, không cần giấy phép:
https://x.com/kylewmi/status/1802131298724811108
3. Mô hình tính toán dựa trên lưu trữ do Arweave thực hiện:
https://news.ever.vision/a-storage-based-computation-paradigm-enabled-by-arweave-de799ae8c424
4. Phân tích công nghệ máy tính siêu song song AO:
https://www.chaincatcher.com/article/2121544
5. Giải thích SCP: Bước ra khỏi quy chuẩn cơ sở hạ tầng không cần lòng tin của Rollup:
https://mp.weixin.qq.com/s/BPRAsby78G2a835pX1l3iw
6. Phân tích chi tiết mô hình actor (1): Giới thiệu về actor và ứng dụng trong ngành trò chơi:
https://blog.csdn.net/weixin_44505163/article/details/121191182
7. Arweave lưu trữ vĩnh viễn + Máy tính siêu song song AO: Xây dựng cơ sở hạ tầng đồng thuận dữ liệu:
https://www.chaincatcher.com/article/2141924
