Tổng quan về các nghiên cứu.

Bài viết này giải thích ngắn gọn và tổng hợp các đường dẫn (link) để độc giả có thể tra cứu và tham chiếu nhanh đến các bài viết nghiên cứu học thuật chuyên sâu của IOG.

Cardano là một chuỗi khối công khai, bằng chứng cổ phần, mã nguồn mở, là chuỗi khối đầu tiên được thành lập dựa trên nghiên cứu và phát triển được đánh giá ngang hàng thông qua các phương pháp dựa trên bằng chứng. Cách tiếp cận này định vị Cardano duy nhất trong số các nền tảng blockchain khác. Một tập hợp các phương pháp hay nhất, ý tưởng và đóng góp nghiên cứu đã hình thành nền tảng của Cardano để xây dựng một sổ cái bảo mật, phi tập trung và có thể mở rộng. 

Hiện đã có một tập hợp các bài nghiên cứu rất đáng kể, được lưu trữ tại thư viện tài liệu phong phú của Input Output Global (IOG). 

Chúng tôi đã thảo luận về một số Bài viết và sáng kiến ​​nghiên cứu dẫn đến sự phát triển của Cardano kể từ năm 2015:

1. Tổng quan về nghiên cứu cơ bản của Cardano

Bài viết này xem xét kỹ hơn các nghiên cứu làm nền tảng cho Cardano. Nó thảo luận về tính độc đáo của các giao thức đồng thuận Ouroboros và cung cấp tổng quan về đặt cược, ủy quyền và chia sẻ phần thưởng.

Xem thêm chi tiết bài viết

Tóm tắt :

Đây là bài đầu tiên của một loạt các bài đăng trên blog xem xét kỹ hơn nghiên cứu làm nền tảng cho Cardano

Nội dung :

Kể từ khi bắt đầu vào năm 2015, dự án Cardano đã có một mục tiêu rõ ràng: thay đổi cách thức thiết kế và phát triển tiền điện tử. Thay vì có một whitepaper duy nhất, có thẩm quyền, dự án đã kết hợp một loạt các nguyên tắc thiết kế khoa học và các phương pháp kỹ thuật tốt nhất để tạo ra một blockchain dựa trên nghiên cứu, tiên phong, vững chắc. Những ý tưởng quan trọng của sự phát triển Cardano đã được trình bày trong bài tiểu luận Tại sao lại có Cardano và video White board về Cardano của Charles Hoskinson. Phương pháp tiếp cận dựa trên nghiên cứu này định vị Cardano duy nhất trong số các nền tảng blockchain khác.

Một tập hợp các phương pháp hay nhất, ý tưởng và đóng góp đã hình thành nền tảng của Cardano để xây dựng một sổ cái bảo mật, phi tập trung và có thể mở rộng. Hiện đã có một nhóm nghiên cứu đáng kể, được đại diện bởi thư viện tài liệu phong phú của Input Output Global , tại thời điểm viết số 139. Nhiều nghiên cứu trong số đó đã được bình duyệt và chấp nhận tại các hội nghị học thuật hàng đầu. Theo Google Scholar , Bài viết gốc của Ouroboros đã được trích dẫn hơn 1.200 lần.

Tài liệu nghiên cứu

Charles Hoskinson, Giám đốc điều hành IOG, cho biết:

Phi tập trung đặt ra những thách thức kỹ thuật lớn đối với các hệ thống tài chính trên toàn thế giới và IOG Research quan tâm đến từng vấn đề trong số đó.

Tầm nhìn của IOG Research là trở thành một tổ chức hàng đầu trong nghiên cứu học thuật về cơ sở hạ tầng blockchain và fintech, và rộng hơn là các hệ thống phân tán được bảo mật bằng các kỹ thuật mật mã và được khuyến khích thông qua lý thuyết trò chơi kinh tế. IOG đã tạo dựng được danh tiếng của mình trong việc giải quyết các câu hỏi nghiên cứu khó nói chung và xây dựng nền tảng chính thức và đáng tin cậy cho ngành công nghiệp cơ sở hạ tầng blockchain fintech nói riêng.

Trong bài đăng trên blog này, chúng tôi xem xét một số tài liệu nghiên cứu đặt nền móng cho Cardano.

Ouroboros

Bài viết ban đầu để thúc đẩy nghiên cứu của dự án là Ouroboros: Một giao thức Blockchain bằng chứng cổ phần có thể bảo mật, được đánh giá ngang hàng về mặt học thuật và được xuất bản tại Crypto 2017.

Sự đồng thuận nằm ở trung tâm của các mạng blockchain. Ouroboros là giao thức đồng thuận bằng chứng cổ phần cho Cardano. Cái tên Ouroboros xuất phát từ một biểu tượng cổ đại tượng trưng cho sự vĩnh cửu và sự trở lại vô tận. Đối với Cardano, Ouroboros tượng trưng cho sự vĩnh cửu về mặt lý thuyết của một blockchain.

Kể từ năm 2017, một số phiên bản giao thức Ouroboros đã được sản xuất. Mỗi hương vị của Ouroboros bổ sung các tính năng và chức năng khác nhau để hỗ trợ sự phát triển của Cardano. Bắt đầu với Ouroboros Classic , sổ cái đã được nâng cấp thường xuyên. Ouroboros Classic đã thiết lập nền tảng cho một giao thức đồng thuận bằng chứng cổ phần tiết kiệm năng lượng trong một bối cảnh liên kết (chủ đề phát triển Byron của Cardano). Praos , Genesis và Chronos được thiết kế để đảm bảo tính bảo mật nâng cao trong một cài đặt hoàn toàn không được phép. Trong khi Genesis cải tiến giao thức Praos, Chronos sẽ làm cho Genesis thậm chí còn mạnh mẽ hơn khi được triển khai. Bài đăng trên blog này mô tả sự phát triển của Ouroboros chi tiết hơn.

Cùng với công nghệ độc đáo và các cơ chế được xác minh bằng toán học, Ouroboros nhận ra sự đồng thuận kiểu Nakamoto được điều chỉnh để làm bằng chứng cổ phần. Ouroboros cung cấp các đảm bảo an ninh và mạnh mẽ như chúng ta biết từ sự đồng thuận bằng chứng công việc của Bitcoin trong khi đảm bảo hiệu quả cao hơn về mặt tiêu thụ năng lượng. Thay vì dựa vào các công cụ khai thác để giải quyết các vấn đề phức tạp về mặt tính toán để tạo ra một khối, những người tham gia bằng chứng cổ phần tạo và xác nhận các khối dựa trên cổ phần mà họ kiểm soát trong mạng.

Trong bài đăng trên blog của mình, Con đường dẫn đến sự phân quyền của Ouroboros , Giáo sư Aggelos Kiayias , Nhà khoa học trưởng tại IOG và chủ nhiệm về an ninh mạng và quyền riêng tư tại Đại học Edinburgh, nói:

Ouroboros là một giao thức sổ cái phi tập trung được phân tích trong bối cảnh của cả Byzantine và hành vi hợp lý. Điều làm cho giao thức trở nên độc đáo là sự kết hợp của các yếu tố thiết kế như cổ phần, tính khả dụng động, cài đặt không tin cậy và chương trình khuyến khích chia sẻ phần thưởng.

Ủy quyền và nhóm cổ phần

Việc chuyển đổi từ cài đặt liên kết sang phân quyền hoàn toàn yêu cầu một số điều chỉnh đối với giao thức. Điều cần thiết là phải cung cấp các phương tiện để quản lý tài khoản thích hợp (để kích hoạt kỹ thuật ủy quyền cổ phần) và khuyến khích sự tham gia.

Bài viết Quản lý tài khoản trong Bằng chứng về Sổ cái Cổ phần - được xuất bản vào năm 2020 - khám phá các cách để tối đa hóa sự tham gia của các bên liên quan vào các hoạt động bảo trì mạng.

Thông thường, các blockchain bằng chứng liên quan - về bản chất - phụ thuộc vào sự tham gia tích cực của các bên liên quan. Các bên liên quan cần liên tục trực tuyến để xác thực các giao dịch mạng và tạo ra các khối mới. Tuy nhiên, không phải mọi bên liên quan đều có khả năng hoặc mong muốn liên tục trực tuyến. Để đảm bảo rằng hệ thống mạnh mẽ và vẫn an toàn trong những điều kiện như vậy, điều quan trọng là phải cho phép các loại hình tham gia khác nhau của các bên liên quan.

Ủy quyền cổ phần giải quyết vấn đề này và cho phép người dùng tham gia vào các hoạt động mạng bằng cách ủy quyền cổ phần của họ cho những người tham gia khác. Ủy quyền cổ phần làm phát sinh các nhóm liên quan - các nút máy chủ nắm giữ quyền đặt cược của nhiều bên liên quan. Bài viết phân tích và xác định kỹ thuật ủy quyền một cách toán học và cũng triển khai các thuộc tính ví cốt lõi để xử lý các khoản thanh toán an toàn.

Bài viết Kế hoạch chia sẻ phần thưởng cho Stake Pools, cũng được xuất bản vào năm 2020, giới thiệu các cơ chế để khuyến khích các bên liên quan tham gia vào các hoạt động của họ.

Sức mạnh của nhóm cổ phần đến từ việc tích lũy cổ phần được giao cho nó. Để tránh độc quyền các hoạt động xác nhận mạng của một nhóm duy nhất, điều cần thiết là những người tham gia mạng phải được khuyến khích ủy quyền cho một nhóm lớn các nhóm khác nhau.

Kế hoạch chia sẻ phần thưởng mô tả một phương tiện để khuyến khích thích hợp các nhà điều hành nhóm cổ phần (SPO) và người ủy quyền cho các hoạt động của họ như xác thực giao dịch, tạo khối, v.v. Nghiên cứu cho thấy rằng cơ chế phần thưởng được đề xuất hướng mạng đến mức độ phân quyền mong muốn và , đặc biệt, cung cấp khả năng bảo vệ chống lại các cuộc tấn công của Sybil. Điều này được kích hoạt bởi một cơ chế được gọi là cam kết , điều này không khuyến khích rất nhiều việc hình thành nhiều nhóm cổ phần được kiểm soát bởi một thực thể trong thế giới thực.

Mô hình khuyến khích của Cardano đã thiết lập một hệ sinh thái nơi những người tham gia hợp lý được hưởng lợi từ việc tuân theo giao thức, do đó cho phép hoạt động an toàn và hiệu quả của chuỗi khối Cardano. Kết quả là một sổ cái phi tập trung hoạt động đáng tin cậy được bảo mật bằng các kỹ thuật mật mã và cơ chế phần thưởng theo lý thuyết trò chơi.

2. Tổng quan về nghiên cứu cho phép hỗ trợ hợp đồng thông minh trên Cardano

Hợp đồng thông minh là động lực thúc đẩy thực hiện giao dịch trên Cardano. Bài viết này giải thích mô hình EUTXO sáng tạo của Cardano và cách nó tạo điều kiện cho các hợp đồng thông minh của Plutus và Marlowe.

Xem thêm chi tiết bài viết

Tóm tắt :

Dưới đây là thông tin thêm về mô hình EUTXO sáng tạo của Cardano và cách nó tạo điều kiện cho các hợp đồng thông minh hiệu quả hơn 

Tại bài viết Tổng quan về nghiên cứu cơ bản của Cardano, chúng ta đã thảo luận về nghiên cứu củng cố một số yếu tố cốt lõi của Cardano, bao gồm đặt cược, ủy quyền và chia sẻ phần thưởng. Lần này, chúng tôi phác thảo các tài liệu đã giúp thiết lập một nền tảng hợp đồng thông minh chức năng để phát triển ứng dụng phi tập trung (DApp) - được kích hoạt bởi mô hình Sổ cái Đầu ra giao dịch chưa gửi mở rộng (EUTXO).

UTXO so với mô hình dựa trên tài khoản

Bitcoin và Ethereum là một trong những blockchain phổ biến nhất hiện nay. Họ sử dụng hai mô hình kế toán sổ cái khá khác nhau để theo dõi việc phân phối và sở hữu tiền của người dùng. Các mô hình này là mô hình Đầu ra Giao dịch Chưa gửi (UTXO) của Bitcoin và mô hình dựa trên tài khoản, được Ethereum sử dụng trong số các blockchain khác.

Mô hình UTXO đảm bảo tính bảo mật ở cốt lõi của các hoạt động tài chính. Mặc dù mô hình ngữ nghĩa của UTXO vẫn đơn giản trong một môi trường điện toán đồng thời và phân tán phức tạp, nhưng nó lại khá hạn chế trong việc hỗ trợ các hợp đồng thông minh. Ethereum đã chọn mô hình dựa trên tài khoản một cách rõ ràng để tạo điều kiện cho các hợp đồng thông minh rõ ràng hơn.

Giải quyết câu hỏi liệu có thể có các hợp đồng thông minh rõ ràng trong khi vẫn giữ được sự đơn giản về ngữ nghĩa của mô hình UTXO hay không, các nhà nghiên cứu IOG đã đưa ra các giải pháp Mô hình UTXO mở rộng và Token tùy chỉnh gốc trong Mô hình UTXO mở rộng. Cả hai bài nghiên cứu đều được xuất bản vào năm 2020 và mô tả đầy đủ mô hình EUTXO được thực hiện trên Cardano.

Manuel Chakravarty, nhà khoa học Lambda và kiến ​​trúc sư Plutus tại Input Output Global, Inc. cho biết:

Mô hình sổ cái UTXO, được thử nghiệm bởi Bitcoin, vẫn là tiêu chuẩn vàng về bảo mật và khả năng mở rộng. Chúng tôi đã tạo mô hình UTXO mở rộng (EUTXO) để đạt được mức độ thể hiện hợp đồng thông minh do Ethereum tiên phong, trong khi vẫn duy trì khả năng mở rộng và bảo mật vô song của UTXO. Chúng tôi chỉ đơn giản muốn điều tốt nhất của cả hai thế giới!

Bài nghiên cứuMô hình UTXO Mở rộng' chứng minh khả năng của EUTXO trong việc liên tục duy trì trạng thái hợp đồng và sử dụng cùng một mã hợp đồng dọc theo toàn bộ chuỗi giao dịch. Một tính năng mạnh mẽ khác của mô hình EUTXO là các khoản phí cần thiết cho một giao dịch hợp lệ có thể được dự đoán chính xác trước khi đăng nó. Đây là một tính năng độc đáo được thúc đẩy bởi thiết kế xác định của mô hình EUTXO , không có trong các mô hình dựa trên tài khoản.

Plutus

Hợp đồng thông minh là động lực thúc đẩy thực hiện giao dịch trên Cardano. Họ tự thực hiện vì vậy họ không phụ thuộc vào bên thứ ba.

Tại Hội nghị quốc tế ACM SIGPLAN về lập trình chức năng (ICFP'19), Manuel Chakravarty đã thảo luận về các blockchains chức năng và đặc biệt, đã trình bày Plutus như một cách tiếp cận chức năng đối với các hợp đồng thông minh:

Làm nhanh và phá vỡ mọi thứ không phải là cách phù hợp để xây dựng nền tảng blockchain. Những thứ bị hỏng không thể được sửa một cách dễ dàng. Do đó, Plutus được xây dựng trên nền tảng toán học vững chắc của lập trình hàm. Nó là một nền tảng lập trình cho các hợp đồng thông minh, bao gồm các yếu tố như thư viện Haskell để viết các hợp đồng thông minh, trình biên dịch từ mã trên chuỗi Haskell sang Plutus Core và các công cụ khác nhau để hỗ trợ phát triển.

Hầu hết các nền tảng lập trình blockchain phụ thuộc vào một ngôn ngữ tùy chỉnh, chẳng hạn như Solidity của Ethereum. Plutus đã được hiện thực hóa trên nền Haskell. Việc lựa chọn Haskell cho phép các nhóm nghiên cứu và kỹ thuật của IOG sử dụng lại cơ sở hạ tầng, thư viện và công cụ Haskell hiện có với một hồ sơ theo dõi đã được thiết lập cho phần mềm đảm bảo cao. Haskell tạo điều kiện cho mã ngắn gọn và có thể tái sử dụng, đồng thời đơn giản hóa việc lập luận, kiểm tra không chính thức và sử dụng các phương pháp chính thức để đạt được mức độ bảo mật mong muốn. Các phương pháp chính thức, là hình thức lập luận nghiêm ngặt nhất về tính đúng đắn của mã, được các hợp đồng thông minh có giá trị cao đặc biệt quan tâm và được hỗ trợ tốt bởi mô hình lập trình chức năng.

Các nhóm nghiên cứu và kỹ thuật của IOG đã phân phối các hợp đồng thông minh của Plutus dựa trên các tài liệu như Mô hình UTXO mở rộng, Token tùy chỉnh gốc trong Mô hình UTXO mở rộng, Làm sáng tỏ đệ quy: biên dịch IR với đệ quy sang Hệ thống F và Hệ thống F ở Agda, vì niềm vui và lợi nhuận. Các bài nghiên cứu này này kết hợp với nhau thiết lập mô hình sổ cái hỗ trợ hợp đồng thông minh của Cardano cũng như đại diện trên chuỗi của mã hợp đồng như cái gọi là các điều khoản lambda.Hệ thống F trong Agda, cho niềm vui và lợi nhuận' bao gồm một định nghĩa toán học nghiêm ngặt, được kiểm tra bằng máy tính với sự trợ giúp của phương ngữ định lý Agda.

Plutus hiện là một nền tảng lập trình sống động và đang phát triển cho các hợp đồng thông minh trên Cardano. Nhóm giáo dục IOG cũng đã khởi động Chương trình Tiên phong của Plutus để tuyển dụng và đào tạo các nhà phát triển trong Plutus cho hệ sinh thái Cardano. Bạn có thể tìm hiểu thêm về chương trình tại đây .

Marlowe

Trong khi Plutus là một ngôn ngữ lập trình hợp đồng thông minh chức năng, Marlowe là một nền tảng dựa trên web để xây dựng và chạy các hợp đồng thông minh tài chính chi phí thấp một cách trực quan mà không cần kiến ​​thức sâu về lập trình. Nó mở ra một loạt các trường hợp sử dụng cho những người không phải lập trình viên để thực hiện các hợp đồng đơn giản và được tối ưu hóa cho các giao dịch tài chính.

Bài viết nghiên cứu đầu tiên trình bày về Marlowe, Marlowe: hợp đồng tài chính trên blockchain, được xuất bản vào năm 2018. Bài viết này khám phá thiết kế của một ngôn ngữ dành riêng cho miền nhằm mục đích thực hiện các hợp đồng tài chính. Nó trình bày ngữ nghĩa thực thi của Marlowe trong Haskell, một ví dụ về Marlowe trong thực tế và mô tả công cụ cho phép người dùng tương tác trong trình duyệt với các mô phỏng hợp đồng Marlowe.

Sau đó, vào năm 2020, nhóm nghiên cứu của IOG đã xuất bản một Bài viết về Phân tích tĩnh hiệu quả của các hợp đồng Marlowe, trình bày tóm tắt về công việc tối ưu hóa phân tích tĩnh cho các hợp đồng Marlowe. Tiếp theo là Marlowe: thực hiện và phân tích các hợp đồng tài chính trên blockchain để mô tả việc triển khai Marlowe trên Cardano và môi trường mô phỏng và phát triển dựa trên web của Sân chơi Marlowe. Bài viết cũng chỉ ra rằng các hợp đồng Marlowe có thể được phân tích toàn diện trước khi thực hiện chúng, do đó cung cấp sự đảm bảo chắc chắn cho những người tham gia vào hợp đồng.

Marlowe đã có sẵn để mọi người dùng thử trong Marlowe Playground - một môi trường hộp cát dựa trên trình duyệt, nơi bạn có thể phát triển, mô phỏng và thử nghiệm quy trình viết các hợp đồng thông minh. IOG hiện đang chuẩn bị cho việc ra mắt mạng thử nghiệm Marlowe và sẽ sử dụng Chương trình tiên phong của Marlowe để thu thập phản hồi và các trường hợp sử dụng trên bộ sản phẩm Marlowe. Nhóm nghiên cứu gần đây đã cung cấp công cụ Marlowe CLI để cho phép người dùng gửi các giao dịch và tương tác với các hợp đồng Marlowe bằng giao diện dòng lệnh. Khi được khởi chạy trên mainnet, các hợp đồng Marlowe sẽ mở ra một loạt các khả năng của DeFi.

3. Tổng quan nghiên cứu về token, stablecoin và phí

Bài viết này đề cập đến nghiên cứu cho phép hỗ trợ đa tài sản và tạo ra nhiều token do người dùng xác định trên Cardano. Nó cũng thảo luận về những lợi ích của việc triển khai phí Babel .

Xem thêm bài viết chi tiết tại đây

4. Phân tích nghiên cứu củng cố khả năng mở rộng của Cardano

Bài viết cuối cùng xem xét các nghiên cứu và các sáng kiến ​​đang diễn ra nhằm hướng dẫn khả năng mở rộng và khả năng tương tác của Cardano. Đặc biệt, Bài viết giải thích cách các giải pháp lớp 1 và lớp 2 tạo ra một blockchain nhanh hơn và linh hoạt hơn.

Xem thêm bài viết chi tiết tại đây

Hiện có hơn 150 Bài viết được lưu trữ trong thư viện nghiên cứu IOG, thư viện này đang không ngừng phát triển. Tất cả công việc đã và sẽ tiếp tục đặt nền móng trước khi bất kỳ tính năng hoặc nâng cấp nào được triển khai trên Cardano.

Nguồn bài viết tại đây

---