Phân tích sâu kiến trúc công nghệ của Pharos Network: Khả năng mở rộng, Tính tương tác và Bảo mật
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Phân tích sâu kiến trúc công nghệ của Pharos Network: Khả năng mở rộng, Tính tương tác và Bảo mật
Pharos Network đã định nghĩa lại tiêu chuẩn cơ sở hạ tầng blockchain lớp 1.
Chuyên sâu báo cáo Web3Pharos Network là một chuỗi công khai lớp 1 (Layer 1) mô-đun hiệu suất cao, với các lợi thế cốt lõi nằm ở khả năng mở rộng, tính tương tác và bảo mật. Pharos cam kết cung cấp nền tảng thực thi, cơ chế đồng thuận và hỗ trợ tùy chỉnh hiệu quả cho thế hệ blockchain tiếp theo, sở hữu khả năng xử lý lên tới 50.000 giao dịch mỗi giây (50K TPS), thông lượng 2 Gigagas, cùng hiệu suất đạt mức DP 5 (tiêu chuẩn cao nhất hiện nay trong các chuỗi tương thích EVM).
Bài viết này sẽ phân tích sâu về thiết kế kiến trúc của Pharos Network từ những khía cạnh sau: cơ chế đồng thuận, mô hình thực thi, đột phá về lưu trữ, tối ưu hóa lớp mạng, hiệu suất đường ống và khung SPN mô-đun.
Phân tích Kiến trúc Pharos Network
Pharos Network áp dụng thiết kế kiến trúc phân tầng mô-đun và có thể tùy chỉnh, thông qua việc tách rời các lớp thực thi, đồng thuận, thanh toán và khả năng sẵn sàng dữ liệu nhằm đạt được cả hai mục tiêu: hiệu suất cao và nâng cấp linh hoạt. Dưới đây chúng ta sẽ lần lượt đi sâu vào từng lớp để phân tích thiết kế kỹ thuật cốt lõi.
-
Lớp mạng
-
Sử dụng giao thức Gossip P2P đã được tối ưu hóa để truyền tin nhắn với độ trễ thấp
-
Tích hợp kênh truyền thông nội tại giữa các SPN (mạng xử lý đặc biệt)
-
-
Lớp đồng thuận
-
Dựa trên giao thức đồng thuận BFT bất đồng bộ thích ứng, vừa có độ chịu lỗi cao vừa đảm bảo độ trễ thấp
-
Thuật toán tối ưu hóa sắp xếp giao dịch giúp giảm tải cho các nút xác thực và nâng cao hiệu quả
-
-
Lớp thực thi
-
Hỗ trợ hai máy ảo: lớp tương thích EVM + môi trường thực thi hiệu suất cao WASM
-
Trang bị và hỗ trợ động cơ thực thi dựa trên LLVM, xử lý giao dịch song song, thực thi lạc quan và SALI (suy luận danh sách truy cập thông minh)
-
-
Lớp thanh toán
-
Cơ chế tái đặt cược chéo giữa các nút xác thực, cho phép chia sẻ tính bảo mật trong toàn bộ hệ sinh thái
-
Xác nhận giao dịch cuối cùng dưới một giây trong nhiều môi trường thực thi khác nhau
-
-
Lớp khả năng sẵn sàng dữ liệu và lưu trữ
-
Pharos Store: mô hình lưu trữ blockchain hiệu quả hỗ trợ kiểm soát đa phiên bản
-
Sử dụng công nghệ nén đẩy xuống ADS và mã hóa Delta, tối ưu hóa I/O động nhằm giảm chi phí đọc/ghi ổ đĩa
-
-
Khung SPN (mạng xử lý đặc biệt)
-
SPN cho phép nhà phát triển tự định nghĩa lớp thực thi blockchain và tự do cấu hình mô hình đồng thuận
-
Chế độ vận hành bán độc lập: tận hưởng tính bảo mật và dữ liệu của mạng chính đồng thời duy trì khả năng mở rộng riêng biệt
-
Tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu vào việc khám phá các giải pháp kỹ thuật then chốt và thiết kế đổi mới ở từng lớp.
Lớp Mạng
Lớp mạng là nền tảng cho mọi hoạt động truyền thông trong hệ thống, sử dụng giao thức Gossip P2P đã được tối ưu hóa để truyền bá hiệu quả các khối, giao dịch và tin nhắn đồng thuận. Giao thức này có khả năng phân bổ băng thông thích ứng, có thể điều chỉnh tài nguyên động theo tải mạng thực tế, đảm bảo duy trì tốc độ truyền giao dịch và dữ liệu cao ngay cả trong môi trường tải lớn. Ngoài ra, lớp này còn hỗ trợ kênh truyền thông xuyên SPN, cung cấp khả năng tương tác với độ trễ thấp cho các môi trường thực thi khác nhau.
Cơ Chế Đồng Thuận Pharos
Pharos Network sử dụng một thiết kế đồng thuận sáng tạo, kết hợp cơ chế chịu lỗi BFT với thực thi bất đồng bộ và giao thức xác nhận đường dẫn nhanh, từ đó nâng cao thông lượng hệ thống, tính công bằng của giao dịch và tốc độ xác nhận cuối cùng. Khác với các triển khai BFT truyền thống, Pharos không cần vai trò lãnh đạo cố định hay giao tiếp dựa trên vòng (round-based), mà cho phép nhiều nút xác thực khởi tạo, xác minh và xác nhận giao dịch song song, hiệu quả tránh được tắc nghẽn hiệu suất do một nút lãnh đạo đơn lẻ gây ra.
Cơ chế đồng thuận này cũng thực hiện chức năng sắp xếp giao dịch động, không chỉ đảm bảo tính công bằng của giao dịch, giảm sai lệch trong quá trình tạo khối, mà còn duy trì tính nhất quán về thứ tự giao dịch toàn cục ngay cả khi mạng gặp biến động mạnh. Đặc biệt nổi bật là cơ chế đường dẫn nhanh cho phép các giao dịch thỏa mãn điều kiện nhất định bỏ qua quy trình đồng thuận đầy đủ và trực tiếp tiến vào giai đoạn xác nhận, từ đó giảm thời gian xác nhận trung bình của giao dịch và đồng thời tăng thông lượng tổng thể của hệ thống. Cơ chế đồng thuận được thiết kế tinh vi như vậy khiến Pharos Network có thể hỗ trợ vận hành ổn định với thông lượng cao và độ trễ thấp trên phạm vi toàn cầu.
Các đặc điểm chính:
-
Kiến trúc thực thi bất đồng bộ
-
Sắp xếp giao dịch động
-
Thực thi đường dẫn nhanh
-
Cơ chế luân chuyển người lãnh đạo và bỏ phiếu đã được tối ưu hóa
Lớp Thực Thi Pharos
Trái tim của lớp thực thi Pharos nằm ở động cơ thực thi đổi mới, động cơ này cung cấp sự linh hoạt cực lớn cho nhà phát triển thông qua môi trường hai máy ảo (EVM + WASM). Động cơ thực thi kết hợp chuyển đổi biểu diễn trung gian (IR) dựa trên LLVM và kỹ thuật xử lý suy đoán song song, đồng thời áp dụng nhiều biện pháp tối ưu hiệu suất như gộp opcode, nâng cấp thanh ghi và thực thi suy đoán. Những công nghệ tối ưu này cho phép các hợp đồng thông minh được thực thi song song đồng thời đảm bảo tính xác định của kết quả thực thi.
Để tiếp tục nâng cao hiệu quả thực thi, Pharos giới thiệu công nghệ Suy luận Danh sách Truy cập Thông minh (SALI). SALI có thể dự đoán các mục trạng thái mà hợp đồng sẽ truy cập thông qua phân tích tĩnh hoặc động, cho phép động cơ thực thi nhóm và thực thi song song các giao dịch có mẫu truy cập trạng thái không trùng lặp, từ đó tránh xung đột truy cập trạng thái. Ngoài ra, công nghệ này còn có thể tải trước các đối tượng trạng thái hợp đồng, tăng tốc độ thực thi.
Pharos còn cung cấp Ph-WASM – môi trường runtime WASM được thiết kế riêng cho blockchain. Ph-WASM không chỉ hỗ trợ thực thi tốc độ cao mang tính xác định mà còn hỗ trợ gốc các ngôn ngữ lập trình như Rust và Go, cho phép nhà phát triển xây dựng trực tiếp các dApp hiệu suất cao, di động và các mô hình AI trên chuỗi.
Các đặc điểm chính:
-
Hỗ trợ thực thi lạc quan và nhóm giao dịch
-
Công nghệ Suy luận Danh sách Truy cập Thông minh (SALI)
-
Môi trường Ph-WASM hỗ trợ hợp đồng thông minh đa ngôn ngữ
Hệ Thống Lưu Trữ Pharos Store
Pharos Store là một hệ thống lưu trữ blockchain hiệu suất cao, có thể mở rộng, được thiết kế chuyên biệt để giải quyết vấn đề phình trạng thái và hiệu quả I/O thấp. Động cơ lưu trữ dữ liệu đổi mới này được thiết kế nhằm hỗ trợ lưu trữ trạng thái phiên bản đã được xác minh. Hệ thống sử dụng hai công nghệ cốt lõi: Cây Merkle đa phiên bản mã hóa Delta (DMM-Tree) và Lưu trữ trang phiên bản cấu trúc nhật ký (LSVPS), hiệu quả khắc phục các vấn đề về hiệu suất tồn tại trong các hệ thống truyền thống dựa trên Merkle Patricia Trie.
So với mô hình lưu trữ trie của Ethereum, Pharos Store có thể thực hiện truy xuất trạng thái nhanh hơn, hỗ trợ xử lý Merkle song song và giảm 80% chi phí lưu trữ tổng thể. Hệ thống chỉ lưu trữ dữ liệu trạng thái thay đổi dạng delta và sử dụng cơ chế chỉ mục dựa trên phiên bản, giảm đáng kể hiệu ứng khuếch đại ghi (write amplification), làm tăng hiệu suất I/O lên đến 15,8 lần.
Pharos Store sử dụng mô hình lưu trữ chỉ thêm (append-only), thiết kế này vừa đảm bảo an toàn dữ liệu khi ghi đồng thời, vừa đảm bảo khả năng phục hồi nhanh chóng sau khi nút sập. Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng tạo bằng chứng xác minh hiệu quả cho khách hàng nhẹ và hỗ trợ quản lý thông minh lưu trữ phân tầng dữ liệu nóng - lạnh.
Các đặc điểm chính:
-
Công nghệ Cây Merkle đa phiên bản mã hóa Delta (DMM-Tree)
-
Giải pháp Lưu trữ trang phiên bản cấu trúc nhật ký (LSVPS)
-
Giao thức chuyển giao tài sản SPN nhẹ
Đường Ống Pharos
Đường ống Pharos sử dụng kiến trúc thực thi song song đa giai đoạn, hiệu quả giải quyết các điểm nghẽn hiệu suất do thực thi trạng thái đồng bộ và xác minh khối tuần tự gây ra trong các hệ thống blockchain truyền thống. Bằng cách song song hóa các khâu then chốt như thực thi, Merkle hóa và xác nhận trạng thái, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên CPU, I/O đĩa và mạng.
Các giai đoạn xử lý chính:
-
Xử lý khối song song:
-
Xử lý đồng thời thực thi, Merkle hóa và cập nhật trạng thái
-
-
Lịch trình tài nguyên động:
-
Phân bổ tài nguyên CPU, I/O và mạng theo nhu cầu thực tế
-
-
Cơ chế xác nhận linh hoạt:
-
Triển khai xác định thứ tự, giao dịch và khối cuối cùng ở các lớp khác nhau
-
Mỗi giai đoạn xử lý trong đường ống Pharos đều hỗ trợ phân bổ tài nguyên động theo nhu cầu thông lượng thực tế. Hệ thống còn thiết kế sáng tạo một lớp xác nhận cuối cùng linh hoạt, cho phép các dApp và khách hàng nhận được xác nhận sơ bộ về thứ tự và kết quả thực thi giao dịch trước khi khối được xác nhận hoàn toàn, tính năng này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng yêu cầu thời gian thực cao như giao dịch tần suất cao, DeFi.
Nhờ thuật toán lập lịch thích ứng thông minh và cơ chế phối hợp tài nguyên hiệu quả, đường ống Pharos trong khuôn khổ thực thi 64 nhân có thể đạt thông lượng vượt quá 200.000 TPS, đồng thời giảm độ trễ từ 30%-50% so với mô hình đường ống blockchain tiêu chuẩn.
Kiến Trúc SPN Pharos
SPN (mạng xử lý đặc biệt) của Pharos là môi trường thực thi được thiết kế riêng cho các ứng dụng cụ thể, các môi trường này vừa được tích hợp sâu vào kiến trúc mạng chính Pharos, vừa duy trì logic nghiệp vụ và hệ thống cấu hình vận hành độc lập. Mỗi SPN đều sở hữu động cơ thực thi độc lập hoàn chỉnh, cụm nút xác thực, cơ chế khuyến khích tái đặt cược và khung quy tắc quản trị riêng.
Kiến trúc SPN
-
Trình quản lý SPN:
-
Quản lý vòng đời, bảng đăng ký nút và thực thi quy tắc quản trị
-
-
Bộ điều hợp SPN:
-
Thúc đẩy truyền thông xuyên SPN và xác minh tin nhắn
-
-
Tái đặt cược và bảo mật chia sẻ trình xác thực:
-
Cho phép các trình xác thực tái đặt cược tài sản vào nhiều SPN khác nhau
-
SPN rất phù hợp với các tác vụ đòi hỏi tính toán nặng như chứng minh học máy zero-knowledge (chứng minh zkML), tính toán đa bên an toàn (SMPC), huấn luyện mô hình AI và các sản phẩm phái sinh DeFi. Chúng hỗ trợ cơ chế bao gồm bắt buộc và ứng phó khẩn cấp, đảm bảo giao dịch không bị kiểm duyệt đồng thời bảo vệ quyền tự chủ tài sản của người dùng.
Về tính tương tác, SPN còn tương tác thông qua giao thức tương tác xuyên SPN, từ đó thực hiện thực thi nguyên tử và chia sẻ dữ liệu giữa các SPN và mạng chính. Các trình xác thực có thể tái đặt cược $stPHRS vào bất kỳ SPN nào và nhận lại token $rstPHRS tương ứng, các token này có thể dùng cho quản trị, ủy quyền và khai thác thanh khoản.
Tương Tác Xuyên SPN
-
Giao thức truyền tin nhắn xuyên SPN:
-
Thực hiện thực thi hợp tác liền mạch giữa nhiều lớp blockchain
-
-
Tính chống kiểm duyệt và cơ chế khẩn cấp:
-
Bảo vệ người dùng khỏi việc kiểm duyệt giao dịch ép buộc
-
Tính Tương Tác và Truyền Thông Liên Chuỗi
Pharos Network từ đầu đã được thiết kế hỗ trợ gốc các ứng dụng liên chuỗi, cung cấp hai giao thức truyền thông chính — truyền thông nội mạng (tương tác giữa các SPN) và truyền thông liên chuỗi (kết nối với các blockchain bên ngoài). Khung truyền tin nhắn xuyên SPN đảm bảo việc chuyển tiếp tin nhắn phi tín nhiệm giữa các SPN, sử dụng bằng chứng và chữ ký đồng thuận để xác minh tính xác thực.
Các đặc điểm chính:
-
Truyền tin nhắn liên chuỗi
-
Đồng bộ dữ liệu xuyên SPN
-
Tương tác hợp đồng thông minh đa VM
Những chức năng này cung cấp hỗ trợ then chốt cho các kịch bản ứng dụng như DeFi liên chuỗi, thanh toán tài sản thế giới thực (RWA), mạng lưới oracle và hợp tác mô hình AI xuyên môi trường thực thi.
Nói chung, Pharos Network đã định nghĩa lại tiêu chuẩn hạ tầng blockchain lớp 1 thông qua việc tích hợp các đặc tính như thiết kế mô-đun, xử lý hiệu suất cao, tính toán song song và khả năng tổ hợp vào mọi tầng của kiến trúc. Sự kết hợp độc đáo giữa cơ chế đồng thuận thích ứng, động cơ thực thi song song, kiến trúc đa máy ảo, hệ thống lưu trữ tốc độ cao và khung SPN mô-đun cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng có khả năng mở rộng cao, chống kiểm duyệt và an toàn.
Pharos Network cam kết kết nối liền mạch tài chính truyền thống (TradFi) và tài chính phi tập trung (DeFi), cung cấp hạ tầng blockchain cấp tổ chức cho các ứng dụng phi tập trung chạy bằng AI, giao dịch tài chính riêng tư và hệ sinh thái DeFi có thể mở rộng.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
@pharos_network
