Ouroboros Chronos cung cấp nguồn thời gian mã hóa có khả năng phục hồi cao đầu tiên dựa trên công nghệ blockchain

Đồng bộ hóa thời gian toàn cầu trên bất kỳ mạng phân tán nào là điều cần thiết để đảm bảo khả năng phục hồi của nó.

Từ việc đảm bảo thông tin cập nhật giữa tất cả những người tham gia, duy trì quá trình xử lý giao dịch chính xác và tạo khối, đồng bộ hóa thời gian là đặc biệt quan trọng trong điều kiện triển khai hợp đồng thông minh.

Với sự hợp tác của các nhà khoa học từ các trường Đại học Edinburgh, Purdue và Connecticut, Input Output đã tìm ra cách để đồng bộ hóa toàn cầu đồng hồ trên một chuỗi khối để cung cấp nguồn thời gian toàn cầu an toàn hơn và chống giả mạo. Điều này bao gồm đồng bộ hóa thời gian từ các thiết bị kết nối Internet vạn vật (IoT), như các công cụ đo lường trong chuỗi cung ứng và các hệ thống phân tán chung, đặc biệt khi sự gián đoạn của đồng hồ trung tâm gây ra rủi ro bảo mật. Nghiên cứu được thực hiện bởi Ouroboros Chronos, từ Hy Lạp chỉ thời gian, là phiên bản mới nhất của Ouroboros – thuật toán đồng thuận làm nền tảng cho chuỗi khối Cardano.

Vấn đề thời gian

Thời gian là một khái niệm không thể thiếu trong các chương trình và ứng dụng máy tính. Nếu không có khái niệm này, chúng tôi sẽ không thể truy cập bất kỳ trang web nào dựa trên bảo mật lớp truyền tải (TLS), trao đổi dữ liệu hoặc sử dụng các thuật toán mật mã khác nhau.

Tuy nhiên, theo dõi thời gian là một vấn đề khó giải quyết. Đồng bộ hóa thời gian chính xác giả định việc truyền dữ liệu trên toàn bộ internet và điều này cũng mất thời gian. Cũng khó có thể dự đoán được cần bao nhiêu thời gian để truyền dữ liệu nhất định – trạng thái mạng liên tục thay đổi và phụ thuộc vào các yếu tố như tắc nghẽn và kích thước thực của dữ liệu giữa các yếu tố khác. Do đó, các mâu thuẫn thường xảy ra và điều quan trọng là phải cung cấp các công cụ và giải pháp để chấm công chính xác.

Thời gian thực

Với các máy tính thông thường, chúng ta coi việc chấm công là điều hiển nhiên. Tuy nhiên, có một cơ chế nghiêm ngặt hoạt động đằng sau hậu trường. Ví dụ: Giao thức thời gian mạng (NTP) giải quyết vấn đề thời gian hiện hành bằng cách sử dụng hệ thống phân cấp máy chủ được phân phối trên toàn cầu. Điều này bao gồm tối đa 15 Tầng mà các đường dẫn định tuyến trong đó được phát triển để đồng bộ hóa theo cách tối ưu hóa nhất. Điều này cũng được kích hoạt bằng cách xây dựng cây bao trùm đường đi ngắn nhất Bellman-Ford để giảm cả độ trễ và sự không nhất quán về thời gian truyền.

Thời gian và vị trí lấy từ vệ tinh của Chính phủ Vương quốc Anh : Đánh giá của Blackett gần đây đã nhấn mạnh nhu cầu về dữ liệu thời gian linh hoạt hơn và sự phụ thuộc nguy hiểm của các lĩnh vực quan trọng từ lưới thông minh đến các phương tiện tự hành trên Hệ thống vệ tinh điều hướng toàn cầu (GNSS) dễ bị gây nhiễu, tấn công mạng , và thời tiết không gian. Ngoài ra, Trung tâm Định giờ Quốc gia đầu tiên trên thế giới , do Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia đứng đầu, gần đây đã được thành lập để điều tra các dịch vụ định giờ thay thế và linh hoạt hơn cho mọi thứ từ viễn thông đến giao thông thông minh. Các trung tâm đo lường quốc tế hiện phải so sánh các đồng hồ hoạt động ở các tần số khác nhau và ở nhiều vị trí để có độ chính xác.

Đồng bộ hóa thời gian chuỗi khối

Khái niệm về chấm công là khác nhau đối với công nghệ sổ cái phân tán. Nếu không có dấu thời gian chính xác và hợp lệ, mạng không thể xác minh xem giao dịch đang được xử lý có hợp lệ hay không và không hoàn nguyên giao dịch trước đó. Có các kỹ thuật đánh dấu thời gian khác nhau được sử dụng trên một loạt các sổ cái blockchain, tuy nhiên, chúng không nhất thiết phải chính xác lắm. Ví dụ: Bitcoin sử dụng dấu thời gian vì lý do bảo mật đồng thuận, nhưng không phải chủ yếu để chấm công; và trong Ethereum, dấu thời gian trên chuỗi được xác định bởi những người khai thác trong khi sự đồng thuận sẽ không chặn về mặt kỹ thuật hoặc xác minh tính hợp lệ của chúng.

Chấm công cũng cần thiết cho việc thực hiện hợp đồng thông minh. Sự thiếu chính xác gây ra rủi ro cho các cuộc tấn công hợp đồng thông minh tài chính phi tập trung (DeFi). Các lỗ hổng hợp đồng thông minh không phải lúc nào cũng được điều chỉnh bởi mã kém, sự mâu thuẫn về thời gian cần được giải quyết để chặn bất kỳ cuộc tấn công nào có thể xảy ra trong sổ cái.

Ouroboros Chronos: được thiết kế để tăng cường giao tiếp và khả năng phục hồi thời gian

Nghiên cứu mới về Ouroboros Chronos cho phép công nghệ blockchain đồng bộ hóa đồng hồ an toàn hơn. Bản thân Chronos là một giao thức blockchain an toàn bằng mật mã, cung cấp thêm nguồn thời gian chính xác thông qua cơ chế đồng bộ hóa thời gian mới, loại bỏ các lỗ hổng của đồng hồ được lưu trữ bên ngoài. Điều này cũng cho phép blockchain thực hiện các giao dịch đóng dấu thời gian một cách chính xác, làm cho sổ cái có khả năng chống lại các cuộc tấn công nhắm mục tiêu thông tin thời gian.

Giao thức mới có thể tăng cường đáng kể khả năng phục hồi của các hệ thống viễn thông, vận tải, thương mại và cơ sở hạ tầng quan trọng bằng cách đồng bộ hóa thời gian địa phương với một đồng hồ mạng thống nhất không có điểm lỗi nào.

Giáo sư Aggelos Kiayias, giám đốc Phòng thí nghiệm Công nghệ Blockchain tại Đại học Edinburgh và Nhà khoa học trưởng tại Đầu ra đầu vào, người dẫn đầu nghiên cứu, cho biết:

Vấn đề đồng bộ hóa đồng hồ mà không có bộ đếm thời gian trung tâm là điều cần thiết trong việc tạo ra một hệ thống tài chính phi tập trung thực sự mạnh mẽ. Lần đầu tiên, chúng tôi đã phát triển một cơ chế blockchain cho phép một nhóm các bên đang phát triển năng động hiệu chỉnh đồng hồ cục bộ của họ để chúng nhất quán – ngay cả khi họ đến và đi theo các mô hình tham gia tùy ý. Bằng cách tạo đồng hồ toàn cầu dựa trên blockchain, chúng tôi cũng đã mở đường cho nguồn thời gian an toàn hơn, chống giả mạo với nhiều ứng dụng bên ngoài có thể có.

Bằng cách cho phép xác định thời gian chính xác và do đó có thể truy xuất đầy đủ tất cả các giao dịch, bước đột phá khoa học cũng đánh dấu một bước quan trọng trong việc tạo ra các hệ thống tài chính hoàn toàn có thể kiểm toán và chống gian lận.

Để tìm hiểu thêm, hãy xem nghiên cứu đã xuất bản tại đây .

Cảm ơn Rachel Bruce, Jenny Corlett, Rod Alexander và Christian Badertscher đã đóng góp ý kiến ​​và hỗ trợ khi viết bài này.