Lịch sử của Bằng chứng dự trữ
Bài học này sẽ giới thiệu lịch sử của Bằng chứng dự trữ, cũng như các ưu điểm và nhược điểm của các công nghệ bằng chứng dự trữ khác nhau.
Bằng chứng dự trữ đã phát triển từ bằng chứng trực tiếp về tài sản, liên tục giới thiệu các công nghệ và quy trình đáng tin cậy để tối ưu hóa quá trình chứng minh, cuối cùng phát triển thành bằng chứng nợ. Các công nghệ này bao gồm bên thứ ba đáng tin cậy, cây Merkle và chứng minh không biết, trong số những công nghệ khác.
Bằng chứng tài sản
Năm 2011, MtGox, sàn giao dịch bitcoin lớn nhất vào thời điểm đó, đã chứng minh họ sở hữu các quỹ bằng cách gửi 424.242 BTC đến một địa chỉ được công bố trước. Phương pháp này chỉ có thể chứng minh sự sở hữu của tài sản và không thể chứng minh các khoản nợ của sàn giao dịch. Người dùng không cách nào biết được đây có phải là số lượng chính xác của tài sản đã bị thất thoát hay không.
Bằng chứng nợ
Sự khác biệt lớn nhất giữa bằng chứng nợ và bằng chứng tài sản là bằng chứng nợ không chỉ chứng minh số lượng tài sản mà sàn giao dịch nắm giữ mà còn tiết lộ số lượng tài sản được gửi bởi người dùng.
Tiết lộ trực tiếp
Nợ của một sàn giao dịch là tài sản được gửi bởi người dùng. Cách đơn giản nhất để chứng minh tài sản của người dùng là tiết lộ một danh sách chứa tài khoản và số dư của người dùng, cho phép người dùng kiểm tra xem số dư của tài khoản của họ có chính xác không.
Tuy nhiên, cách tiếp cận này có những sai sót đáng kể:
① Chúng tôi không thể đảm bảo rằng danh sách do sàn giao dịch cung cấp là đúng.
② Trong quá trình này, thông tin tài khoản người dùng và số dư có thể bị rò rỉ.
Do đó, phương pháp tiết lộ trực tiếp là nền tảng lý thuyết của bằng chứng nợ nhưng cho đến nay chưa được bất kỳ sàn giao dịch nào triển khai.
Cây Merkle
Cây Merkle là một cấu trúc dữ liệu tương tự như "cây", với dữ liệu ở dưới cùng của cây được gọi là "nút lá" và dữ liệu ở giữa được gọi là "nút trung gian". Các nút lá trái và phải có thể được xử lý bằng cách băm (đề cập đến việc xử lý bất kỳ giá trị đầu vào nào thông qua một phương pháp cụ thể để có được một giá trị cụ thể) để xuất ra giá trị của nút trung gian. Các giá trị của các nút trung gian trái và phải, khi được băm, tạo ra một giá trị đầu ra duy nhất cho nút trung gian trên. Sau khi xử lý từng lớp, kết quả cuối cùng là nút gốc của cây Merkle. Giá trị này là duy nhất và bất kỳ thay đổi nào trong các nút lá sẽ dẫn đến thay đổi nút gốc.
Trong phương pháp này, tổng tài sản người dùng được giữ bởi sàn giao dịch được lấy thông qua việc thêm từng tầng. Tuy nhiên, khi trực tiếp đặt dữ liệu tài khoản và số dư người dùng vào các nút lá, vẫn có một cuộc khủng hoảng rò rỉ thông tin quy mô nhỏ. Sử dụng ví dụ trong sơ đồ ở trên, người dùng Charlie, được đánh dấu bằng màu xanh lá cây, không chỉ có thể biết một số thông tin về David mà còn tổng số dư của Alice và Bob ở bên trái. Do đó, có những cải tiến công nghệ mới trong các nút lá:
(1) Như được hiển thị trong hình trên, băm ID tài khoản người dùng với một giá trị cụ thể.
(2) Chia số dư người dùng. Ví dụ, 10 ETH của Charlie có thể được chia thành hai phần, mỗi phần 5 ETH được đặt trong hai nút lá.
(3) Băm ID người dùng và số dư một cách riêng biệt, sau đó băm các giá trị nhận được một lần nữa.
Mặc dù có nhiều phương pháp tối ưu hóa khác nhau, nhưng có một vấn đề mà cây Merkel không thể giải quyết: tài khoản có số dư âm. Trong việc sử dụng thực tế, người dùng có thể trải qua giao dịch đòn bẩy, hợp đồng vĩnh viễn và các sản phẩm khác sau khi gửi tiền điện tử. Nếu xảy ra lỗ, lỗ tối đa phải là 100% vốn, có nghĩa là số dư tài khoản người dùng phải lớn hơn hoặc bằng 0.
Vì vậy, các tài khoản số dư âm thường được khởi đầu bởi các sàn giao dịch độc hại. Nếu sàn giao dịch biển dương 500 ETH, dựa trên các tính toán bình thường, tỷ lệ dự trữ thực tế của tài sản sở hữu của sàn giao dịch có thể thấp hơn 100%, tiết lộ hành vi biển dương của nó. Tuy nhiên, sàn giao dịch có thể sử dụng tài khoản có tên là Henry với số dư là -500 ETH, như được hiển thị trong sơ đồ, để làm cho tổng số tài sản được tạo ra bởi Cây Merkle bằng hoặc ít hơn số tài sản thực tế mà sàn giao dịch đã biển dương, tạo ra ấn tượng sai lầm rằng tỷ lệ dự trữ lớn hơn 100%.
Kiểm toán bên thứ ba
Trong ngữ cảnh hàng ngày, “kiểm toán” chủ yếu đề cập đến hoạt động giám sát kinh tế độc lập, và thực thể tham gia hoạt động này được gọi là “công ty kiểm toán.” Các kịch bản ứng dụng phổ biến bao gồm kiểm toán báo cáo tài chính của các công ty niêm yết, kiểm toán chính phủ, v.v. Trong thế giới tiền điện tử, các sàn giao dịch tập trung tìm kiếm các công ty kiểm toán uy tín từ lĩnh vực truyền thống để thực hiện kiểm toán. Do tính độc đáo của ngành công nghiệp tiền điện tử và hệ thống kiểm toán chưa hoàn thiện, nhiều kiểm toán bên thứ ba cần được kết hợp với công nghệ cây Merkle.
Các công ty kiểm toán sẽ sử dụng số dư của người dùng do sàn giao dịch cung cấp để tạo cây Merkle. Sau khi cây Merkle được tạo, các kiểm toán viên xác minh tổng số dư của người dùng và công bố toàn bộ cây Merkle và root hash. Người dùng có thể nhập ID người dùng băm và số dư token của họ vào giao diện xác minh để kích hoạt quá trình xác minh.
Một ưu điểm của phương pháp này là nó có thể tăng độ tin cậy thông qua các công ty kiểm toán nổi tiếng. Tuy nhiên, nó phụ thuộc vào đạo đức chuyên nghiệp của kiểm toán viên và không thể đảm bảo rằng họ sẽ không âm mưu với sàn giao dịch cho mục đích độc hại. Do đó, để cung cấp Bằng chứng dự trữ một cách an toàn và minh bạch hơn, các cuộc kiểm toán của bên thứ ba dần trở thành các phương pháp chứng minh phụ trợ hoặc đã bị bỏ qua.
Bước Đột Phá Công Nghệ: Bằng Chứng Không Hiểu Biết
Như đã đề cập trước đó, cấu trúc cây Merkel hiện tại không thể giải quyết các tài khoản số dư âm và các vấn đề riêng tư. Vào tháng 12/2022, Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum, đã xuất bản một bài báo có tựa đề " Đảm bảo an toàn tại CEX: bằng chứng dự trữ và hơn thế nữa,”, bàn luận về cách mà các sàn giao dịch có thể có bằng chứng về tính thanh khoản tốt hơn. Bài viết đề xuất việc áp dụng các công nghệ mới như zk-SNARKs dựa trên Bằng chứng dự trữ truyền thống để đảm bảo tính minh bạch, rõ ràng và chân thực hơn của Bằng chứng dự trữ. Điều này cũng đã thúc đẩy các sàn giao dịch lớn khám phá việc sử dụng chứng minh không thông tin để thay thế Bằng chứng dự trữ.
Kết luận
Từ bằng chứng tài sản đơn giản đến việc sử dụng công nghệ mật mã, Bằng chứng dự trữ của các sàn giao dịch đang phát triển về hướng phân quyền, riêng tư và minh bạch. Trong bài học tiếp theo, chúng ta sẽ khám phá sự kết hợp giữa bằng chứng không biết và Bằng chứng dự trữ.
Lịch sử của Bằng chứng dự trữ
Bài học này sẽ giới thiệu lịch sử của Bằng chứng dự trữ, cũng như các ưu điểm và nhược điểm của các công nghệ bằng chứng dự trữ khác nhau.
Bằng chứng dự trữ đã phát triển từ bằng chứng trực tiếp về tài sản, liên tục giới thiệu các công nghệ và quy trình đáng tin cậy để tối ưu hóa quá trình chứng minh, cuối cùng phát triển thành bằng chứng nợ. Các công nghệ này bao gồm bên thứ ba đáng tin cậy, cây Merkle và chứng minh không biết, trong số những công nghệ khác.
Bằng chứng tài sản
Năm 2011, MtGox, sàn giao dịch bitcoin lớn nhất vào thời điểm đó, đã chứng minh họ sở hữu các quỹ bằng cách gửi 424.242 BTC đến một địa chỉ được công bố trước. Phương pháp này chỉ có thể chứng minh sự sở hữu của tài sản và không thể chứng minh các khoản nợ của sàn giao dịch. Người dùng không cách nào biết được đây có phải là số lượng chính xác của tài sản đã bị thất thoát hay không.
Bằng chứng nợ
Sự khác biệt lớn nhất giữa bằng chứng nợ và bằng chứng tài sản là bằng chứng nợ không chỉ chứng minh số lượng tài sản mà sàn giao dịch nắm giữ mà còn tiết lộ số lượng tài sản được gửi bởi người dùng.
Tiết lộ trực tiếp
Nợ của một sàn giao dịch là tài sản được gửi bởi người dùng. Cách đơn giản nhất để chứng minh tài sản của người dùng là tiết lộ một danh sách chứa tài khoản và số dư của người dùng, cho phép người dùng kiểm tra xem số dư của tài khoản của họ có chính xác không.
Tuy nhiên, cách tiếp cận này có những sai sót đáng kể:
① Chúng tôi không thể đảm bảo rằng danh sách do sàn giao dịch cung cấp là đúng.
② Trong quá trình này, thông tin tài khoản người dùng và số dư có thể bị rò rỉ.
Do đó, phương pháp tiết lộ trực tiếp là nền tảng lý thuyết của bằng chứng nợ nhưng cho đến nay chưa được bất kỳ sàn giao dịch nào triển khai.
Cây Merkle
Cây Merkle là một cấu trúc dữ liệu tương tự như "cây", với dữ liệu ở dưới cùng của cây được gọi là "nút lá" và dữ liệu ở giữa được gọi là "nút trung gian". Các nút lá trái và phải có thể được xử lý bằng cách băm (đề cập đến việc xử lý bất kỳ giá trị đầu vào nào thông qua một phương pháp cụ thể để có được một giá trị cụ thể) để xuất ra giá trị của nút trung gian. Các giá trị của các nút trung gian trái và phải, khi được băm, tạo ra một giá trị đầu ra duy nhất cho nút trung gian trên. Sau khi xử lý từng lớp, kết quả cuối cùng là nút gốc của cây Merkle. Giá trị này là duy nhất và bất kỳ thay đổi nào trong các nút lá sẽ dẫn đến thay đổi nút gốc.
Trong phương pháp này, tổng tài sản người dùng được giữ bởi sàn giao dịch được lấy thông qua việc thêm từng tầng. Tuy nhiên, khi trực tiếp đặt dữ liệu tài khoản và số dư người dùng vào các nút lá, vẫn có một cuộc khủng hoảng rò rỉ thông tin quy mô nhỏ. Sử dụng ví dụ trong sơ đồ ở trên, người dùng Charlie, được đánh dấu bằng màu xanh lá cây, không chỉ có thể biết một số thông tin về David mà còn tổng số dư của Alice và Bob ở bên trái. Do đó, có những cải tiến công nghệ mới trong các nút lá:
(1) Như được hiển thị trong hình trên, băm ID tài khoản người dùng với một giá trị cụ thể.
(2) Chia số dư người dùng. Ví dụ, 10 ETH của Charlie có thể được chia thành hai phần, mỗi phần 5 ETH được đặt trong hai nút lá.
(3) Băm ID người dùng và số dư một cách riêng biệt, sau đó băm các giá trị nhận được một lần nữa.
Mặc dù có nhiều phương pháp tối ưu hóa khác nhau, nhưng có một vấn đề mà cây Merkel không thể giải quyết: tài khoản có số dư âm. Trong việc sử dụng thực tế, người dùng có thể trải qua giao dịch đòn bẩy, hợp đồng vĩnh viễn và các sản phẩm khác sau khi gửi tiền điện tử. Nếu xảy ra lỗ, lỗ tối đa phải là 100% vốn, có nghĩa là số dư tài khoản người dùng phải lớn hơn hoặc bằng 0.
Vì vậy, các tài khoản số dư âm thường được khởi đầu bởi các sàn giao dịch độc hại. Nếu sàn giao dịch biển dương 500 ETH, dựa trên các tính toán bình thường, tỷ lệ dự trữ thực tế của tài sản sở hữu của sàn giao dịch có thể thấp hơn 100%, tiết lộ hành vi biển dương của nó. Tuy nhiên, sàn giao dịch có thể sử dụng tài khoản có tên là Henry với số dư là -500 ETH, như được hiển thị trong sơ đồ, để làm cho tổng số tài sản được tạo ra bởi Cây Merkle bằng hoặc ít hơn số tài sản thực tế mà sàn giao dịch đã biển dương, tạo ra ấn tượng sai lầm rằng tỷ lệ dự trữ lớn hơn 100%.
Kiểm toán bên thứ ba
Trong ngữ cảnh hàng ngày, “kiểm toán” chủ yếu đề cập đến hoạt động giám sát kinh tế độc lập, và thực thể tham gia hoạt động này được gọi là “công ty kiểm toán.” Các kịch bản ứng dụng phổ biến bao gồm kiểm toán báo cáo tài chính của các công ty niêm yết, kiểm toán chính phủ, v.v. Trong thế giới tiền điện tử, các sàn giao dịch tập trung tìm kiếm các công ty kiểm toán uy tín từ lĩnh vực truyền thống để thực hiện kiểm toán. Do tính độc đáo của ngành công nghiệp tiền điện tử và hệ thống kiểm toán chưa hoàn thiện, nhiều kiểm toán bên thứ ba cần được kết hợp với công nghệ cây Merkle.
Các công ty kiểm toán sẽ sử dụng số dư của người dùng do sàn giao dịch cung cấp để tạo cây Merkle. Sau khi cây Merkle được tạo, các kiểm toán viên xác minh tổng số dư của người dùng và công bố toàn bộ cây Merkle và root hash. Người dùng có thể nhập ID người dùng băm và số dư token của họ vào giao diện xác minh để kích hoạt quá trình xác minh.
Một ưu điểm của phương pháp này là nó có thể tăng độ tin cậy thông qua các công ty kiểm toán nổi tiếng. Tuy nhiên, nó phụ thuộc vào đạo đức chuyên nghiệp của kiểm toán viên và không thể đảm bảo rằng họ sẽ không âm mưu với sàn giao dịch cho mục đích độc hại. Do đó, để cung cấp Bằng chứng dự trữ một cách an toàn và minh bạch hơn, các cuộc kiểm toán của bên thứ ba dần trở thành các phương pháp chứng minh phụ trợ hoặc đã bị bỏ qua.
Bước Đột Phá Công Nghệ: Bằng Chứng Không Hiểu Biết
Như đã đề cập trước đó, cấu trúc cây Merkel hiện tại không thể giải quyết các tài khoản số dư âm và các vấn đề riêng tư. Vào tháng 12/2022, Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum, đã xuất bản một bài báo có tựa đề " Đảm bảo an toàn tại CEX: bằng chứng dự trữ và hơn thế nữa,”, bàn luận về cách mà các sàn giao dịch có thể có bằng chứng về tính thanh khoản tốt hơn. Bài viết đề xuất việc áp dụng các công nghệ mới như zk-SNARKs dựa trên Bằng chứng dự trữ truyền thống để đảm bảo tính minh bạch, rõ ràng và chân thực hơn của Bằng chứng dự trữ. Điều này cũng đã thúc đẩy các sàn giao dịch lớn khám phá việc sử dụng chứng minh không thông tin để thay thế Bằng chứng dự trữ.
Kết luận
Từ bằng chứng tài sản đơn giản đến việc sử dụng công nghệ mật mã, Bằng chứng dự trữ của các sàn giao dịch đang phát triển về hướng phân quyền, riêng tư và minh bạch. Trong bài học tiếp theo, chúng ta sẽ khám phá sự kết hợp giữa bằng chứng không biết và Bằng chứng dự trữ.