Dặm cuối cùng của Blockchain: RPC và Node-as-a-Service

Bảng liên kết

Tóm tắt và I. Giới thiệu

II. Kỳ vọng về khả năng tiếp cận Blockchain

III. Cách tiếp cận I: Duy trì sổ cái cục bộ - Chạy Full Node

IV. Cách tiếp cận II: Truy vấn sổ cái-Node-As-A-Service (NAAS) của bên thứ ba

V. Cách tiếp cận III: Light Node - Truy vấn bên ngoài & Xác minh cục bộ

VI. Nhận xét kết luận và tài liệu tham khảo

Tóm tắt —Mặc dù nhiều nghiên cứu tập trung vào các phương pháp khác nhau để bảo mật blockchain, nhưng thông tin trên chuỗi cần được người dùng cuối truy cập mới hữu ích. Bài viết này khảo sát các cách khác nhau mà người dùng cuối có thể truy cập vào chuỗi khối. Chúng tôi nhận thấy rằng giữa hai thái cực của việc chạy một nút đầy đủ và sử dụng đầy đủ dịch vụ của bên thứ ba đáng tin cậy, nhiều giải pháp liên quan đến các nút nhẹ đang xuất hiện. Chúng tôi phân tích các giải pháp này dựa trên ba thuộc tính cơ bản của giao tiếp trên web: tính toàn vẹn, tính khả dụng và quyền riêng tư. Chúng tôi kết luận rằng hiện tại, cách tốt nhất để truy cập blockchain trong khi duy trì ba thuộc tính này vẫn là chạy một nút đầy đủ. Chúng tôi cho rằng điều cần thiết là các dịch vụ tiếp cận blockchain trong tương lai phải được xây dựng đồng thời xem xét ba kỳ vọng này.

I. GIỚI THIỆU

Chuỗi khối là một nhóm các nút đang cố gắng duy trì một sổ cái có thể xác minh công khai về các giao dịch được bảo vệ khỏi sự giả mạo. Sau đề xuất đầu tiên là Bitcoin [41] vào năm 2009, blockchain đã trở nên phổ biến như một công cụ tài chính. Sự thành công của hầu hết các blockchain nổi tiếng, chẳng hạn như Bitcoin và Ethereum [20] phần lớn có thể là do tính chất phi tập trung và khả năng xử lý các giao dịch phức tạp với các nguyên tắc mã hóa tiên tiến của chúng. Với một thị trường rộng lớn hiện nay, blockchain có tiềm năng trở thành một sự đổi mới hàng đầu trong lĩnh vực tài chính và thương mại điện tử trong thế kỷ 21.

Nhiều nghiên cứu và đổi mới cơ sở hạ tầng blockchain hiện tại tập trung vào các cách an toàn và hiệu quả để các nút tham gia duy trì sổ cái công khai (được gọi là giao thức lớp 1). Tuy nhiên, chúng tôi lưu ý rằng việc lấy thông tin từ một sổ cái được quản lý tốt cũng là một vấn đề không hề nhỏ. Việc đảm bảo rằng mọi người dùng đều có thể truy cập vào chuỗi khối là điều cần thiết nếu chuỗi khối đóng vai trò lớn hơn trong cuộc sống hàng ngày. Theo định nghĩa, sổ cái công khai chỉ hữu ích miễn là mọi người có thể tương tác với nó.

Do sự quan tâm ngày càng tăng của công chúng đối với blockchain, ngày càng có nhiều người dùng tương tác với blockchain mỗi tháng, với khoảng 875.000 giao dịch mỗi ngày đối với các blockchain phổ biến như Ethereum [20]. Việc cố gắng trích xuất thông tin hữu ích từ hàng loạt giao dịch đòi hỏi phần cứng mạnh mẽ ngay cả đối với người dùng blockchain tiêu chuẩn không tham gia vào hành vi tạo ra lợi nhuận (như khai thác) và có vẻ như cơ chế khuyến khích trong hầu hết các blockchain không được trang bị để giải quyết vấn đề này. vấn đề.

Trong hầu hết các giao thức blockchain, chẳng hạn như Bitcoin và Ethereum, các nút tham gia (người khai thác trong hệ thống bằng chứng công việc và người xác thực trong hệ thống bằng chứng cổ phần) được khuyến khích duy trì sổ cái bằng cách kiếm một khoản phí nhỏ khi đề xuất một khối mới cho sổ cái. Mặc dù các nút tham gia trong các giao thức blockchain này được khuyến khích thu thập các giao dịch và phát các khối thô để đảm bảo lợi nhuận, nhưng chúng không được khuyến khích xuất bản thông tin tinh tế về sổ cái mà họ duy trì. Hãy xem xét hai ví dụ sau: (1) Người dùng muốn biết có bao nhiêu xu trong ví Bitcoin của họ. (2) Người dùng muốn biết trạng thái hiện tại của hợp đồng thông minh mà họ muốn thực hiện.

Tương tự như những ví dụ này, hầu hết thông tin mà người dùng muốn biết không liên quan trực tiếp đến các khối thô mà người khai thác và người xác thực xuất bản. Người dùng có thể ủy thác toàn bộ tài sản của họ cho sàn giao dịch bên thứ ba và lấy thông tin từ sàn giao dịch, nhưng cách tiếp cận này có rủi ro đáng kể được chứng minh bằng sự sụp đổ gần đây của FTX [31]. Do đó, người dùng blockchain cần nghĩ ra một phương pháp để trích xuất thông tin đó từ các khối, thông qua một số khả năng tính toán mà họ sở hữu hoặc bằng cách dựa vào nhà cung cấp dịch vụ bên thứ ba.

Trong bài viết này, chúng tôi so sánh hai phương pháp hiện tại trong thực tế mà người dùng áp dụng để có được thông tin tinh tế từ chuỗi khối. Một phương pháp liên quan đến việc chạy một nút đầy đủ cục bộ. Phương pháp này thường có khả năng trích xuất nhiều thông tin từ blockchain mà không cần sự phụ thuộc từ bên ngoài. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, các chỉ mục bổ sung được giữ lại để đảm bảo truy vấn nhanh hơn, chẳng hạn như các nút lưu trữ Ethereum và các nút Solana RPC. Phương pháp khác là dựa vào nhà cung cấp dịch vụ thứ ba. Chúng tôi nhận thấy xu hướng khi chi phí chạy một nút đầy đủ tăng lên, đặc biệt là trong Ethereum, nhiều người dùng đang chuyển sang các dịch vụ của bên thứ ba, những dịch vụ này mang lại rủi ro bảo mật cho riêng họ. Chúng tôi nhận thấy rằng việc chạy một nút đầy đủ và sử dụng đầy đủ dịch vụ đáng tin cậy của bên thứ ba thể hiện hai thái cực liên quan đến khả năng truy cập blockchain: một với độ tin cậy tối thiểu và yêu cầu phần cứng tối đa và một có độ tin cậy tối đa và yêu cầu phần cứng tối thiểu.

Chúng tôi cũng nhận thấy rằng khi dữ liệu bắt buộc trên blockchain là cụ thể và có giới hạn, chẳng hạn như khi người dùng chỉ quan tâm đến một địa chỉ mà họ sở hữu, thì phần mềm ví cụ thể sẽ có sẵn cho người dùng. Trong khi một số phần mềm ví truy vấn trực tiếp dữ liệu đến nút bên ngoài, những phần mềm khác có thể tải xuống một phần của chuỗi khối và phân tích trực tiếp phần đó để tìm thông tin mà người dùng quan tâm. Chúng tôi phân loại phần mềm thành các nút ánh sáng cụ thể. Trong khi đó, chúng tôi phác thảo một xu hướng gần đây trong việc hiện thực hóa một nút ánh sáng phổ quát có thể cung cấp bất kỳ thông tin nào cho

người dùng, không chỉ một địa chỉ [12], chẳng hạn như địa chỉ được Ethereum đề xuất [24]. Nghiên cứu hiện tại cũng bao gồm cái gọi là nút siêu nhẹ, chẳng hạn như Flyclient [10], tiến gần hơn đến việc dựa vào dịch vụ của bên thứ ba cung cấp ngữ cảnh bổ sung để xác minh (còn được gọi là nút chuẩn trong ngữ cảnh này) so với nút ánh sáng truyền thống dựa vào chỉ trên các nút đầy đủ. Hình 1 hiển thị danh sách các phương pháp khác nhau để truy cập chuỗi khối.

Chúng tôi nghĩ rằng trong số nhiều cách để truy cập chuỗi khối, điều quan trọng là phải kiểm tra những điều cơ bản của bất kỳ dịch vụ web nào: tính toàn vẹn, tính khả dụng và quyền riêng tư. Bản thân blockchain là một công nghệ phân cấp, tuy nhiên việc phụ thuộc quá nhiều vào một số ít bên thứ ba sẽ đi ngược lại tiền đề này. Nếu không có phương pháp xác minh tính chính xác của dữ liệu, tính toàn vẹn có thể bị tổn hại nếu các bên thứ ba nói trên cung cấp dữ liệu không chính xác. Với sự phụ thuộc quá nhiều vào các bên thứ ba được chọn để cung cấp khả năng tiếp cận, tính khả dụng có thể bị ảnh hưởng nếu họ không thể hoặc không sẵn lòng cung cấp dịch vụ. Quyền riêng tư cũng là mối quan tâm cần giải quyết khi truy vấn bất kỳ bên thứ ba nào.

Chúng tôi kiểm tra các giao thức hiện có trên thị trường và nhận thấy rằng nhiều giao thức trong số đó có thể có sai sót ở ít nhất một trong các khía cạnh này. Hiện tại, cách tốt nhất để truy cập blockchain trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn, tính khả dụng và quyền riêng tư vẫn là chạy một nút đầy đủ cục bộ. Chúng tôi cho rằng điều quan trọng là phải chú ý đến ba khía cạnh này khi thiết kế bất kỳ giao thức nào tương tác với các chuỗi khối để đảm bảo chức năng.