อธิบาย UNCLE BLOCKS ใน ETHEREUM

ใน Ethereum คำว่า "บล็อกลุง" หมายถึงบล็อกที่ถูกต้องซึ่งถูกขุดเกือบจะพร้อมกันกับบล็อกหลัก แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของบล็อกหลัก แทนที่จะถูกทำให้เป็นบล็อกกำพร้าเหมือนใน Bitcoin บล็อกเหล่านี้ยังคงได้รับผลตอบแทนบางส่วนจากการมีส่วนร่วมในการกระจายอำนาจและความปลอดภัยของเครือข่าย

เพื่อทำความเข้าใจวัตถุประสงค์ของบล็อกลุง ลองพิจารณาวิธีการทำงานของระบบกระจายอำนาจอย่าง Ethereum นักขุดจะแข่งขันกันเพื่อไขปริศนาการเข้ารหัสและกระจายบล็อกของตนไปยังเครือข่าย เนื่องจากความล่าช้าของเครือข่าย นักขุดแต่ละคนอาจไขปริศนาได้ในเวลาเดียวกันและเผยแพร่บล็อกเวอร์ชันต่างๆ ของตนไปยังโหนดโดยรอบ ในที่สุด เครือข่ายจะตกลงกันที่บล็อกหนึ่งเพื่อดำเนินการต่อในห่วงโซ่ โดยลดบล็อกอื่นๆ ลงเป็นบล็อกลุง

แนวคิดในการรวมบล็อกลุงเกิดขึ้นจากความต้องการที่จะแก้ไขปัญหาการรวมศูนย์ ที่เกิดจากความล่าช้าในการแพร่กระจายบล็อก ในการขุดแบบกระจายศูนย์ โหนดที่อยู่ใกล้กับบล็อกต้นทางจะมีโอกาสสูงที่จะเพิ่มบล็อกถัดไปก่อนที่บล็อกอื่นๆ จะได้รับ ความไม่เท่าเทียมกันนี้บั่นทอนความยุติธรรม ส่งเสริมการรวมศูนย์รอบฮับที่มีความหน่วงต่ำ วิธีแก้ปัญหาของ Ethereum คือการรวมบล็อกลุงไว้ในโครงสร้างเชน โดยการรับรู้ความพยายามในการประมวลผลของบล็อกเหล่านี้และรวมเข้ากับระบบความยากและรางวัล

ตามการออกแบบโปรโตคอลของ Ethereum (ซึ่งเดิมทีอยู่ภายใต้ Proof-of-Work) บล็อกมาตรฐานสามารถอ้างอิงบล็อกลุงได้สูงสุดสองบล็อก จากเจ็ดเจเนอเรชันก่อนหน้า การรวมบล็อกลุงเหล่านี้ไม่เพียงแต่ให้รางวัลเพิ่มเติมเล็กน้อยแก่นักขุด (สูงสุด 87.5% ของรางวัลบล็อกหลัก) แต่ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยของเชนโดยรวมด้วยการเพิ่มพลังการแฮชที่มีประสิทธิภาพซึ่งรวมอยู่ในการคำนวณความยากของเครือข่ายอีกด้วย

นอกเหนือจากรางวัลและความยุติธรรมแล้ว บล็อกลุงยังมีบทบาทในความปลอดภัยในการป้องกันการขุดแบบเห็นแก่ตัว ในกลยุทธ์การขุดแบบเห็นแก่ตัว ผู้ไม่ประสงค์ดีจะพยายามกักบล็อกที่พบไว้เพื่อแสวงหาผลประโยชน์ Ethereum ผสานบล็อกลุง (uncle block) เข้าด้วยกันเพื่อลดประสิทธิภาพของการโจมตีดังกล่าว โดยตระหนักถึงความพยายามอย่างเฉียดฉิวของนักขุดที่เผยแพร่บล็อกโดยไม่เจตนา แต่กลับพ่ายแพ้ในการแข่งขันแพร่กระจาย

จุดยืนของ Ethereum เกี่ยวกับบล็อกลุงแตกต่างจากการจัดการบล็อกที่ล้าสมัยของ Bitcoin ใน Bitcoin บล็อกเหล่านี้จะกลายเป็นบล็อกกำพร้า โดยไม่มีรางวัลหรือการยอมรับใดๆ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียพลังงานและแรงจูงใจจากการรวมศูนย์ ในทางตรงกันข้าม บล็อกลุงของ Ethereum แสดงถึงการยอมรับถึงการมีส่วนร่วมบางส่วนของบล็อกต่อเป้าหมายด้านความปลอดภัยและการกระจายอำนาจของระบบ

สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือ การใช้บล็อกลุงนั้นเชื่อมโยงโดยตรงกับรูปแบบ Proof-of-Work และการเปลี่ยนไปใช้ Proof-of-Stake ของ Ethereum ภายใต้ "The Merge" ในเดือนกันยายน 2022 ทำให้บล็อกลุงกลายเป็นสิ่งที่ล้าสมัยไปแล้ว อย่างไรก็ตาม หน้าที่ทางประวัติศาสตร์ของบล็อกเหล่านี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับวิธีที่ Ethereum ให้ความสำคัญกับการมีส่วนร่วมและความเท่าเทียมของเครือข่ายในช่วงเริ่มต้นการดำเนินงาน

ปัจจุบันบล็อกลุงไม่ได้ถูกสร้างขึ้นใน Ethereum แล้ว แต่การทำความเข้าใจวัตถุประสงค์ของบล็อกลุงจะช่วยให้เข้าใจถึงวิวัฒนาการของความเห็นพ้องของ Ethereum และเป้าหมายของเครือข่ายในด้านการมีส่วนร่วมอย่างเท่าเทียม การกระจายอำนาจ และความแข็งแกร่ง

Ethereum ได้นำบล็อกลุงมาใช้อย่างเป็นทางการ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบฉันทามติและระบบให้รางวัลบล็อก เพื่อแก้ไขปัญหาความไม่มีประสิทธิภาพในเครือข่ายการขุด การรวมบล็อกลุงนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงแรกๆ ของ Ethereum โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้โมเดล Proof-of-Work (PoW) ก่อนปี 2022 เรามาสำรวจกันว่าบล็อกลุงถูกรวมเข้ากับสถาปัตยกรรมของ Ethereum อย่างไรในทางเทคนิค

บล็อกลุงได้รับคำแนะนำจากโปรโตคอล GHOST (Greedy Heaviest Observed SubTree) ซึ่งแตกต่างจากกฎการเลือกเชนเชิงเส้นของ Bitcoin GHOST อนุญาตให้พิจารณาสาขาบางส่วนที่ไม่ได้กลายเป็นเชนหลัก ซึ่งสะท้อนความพยายามทั่วทั้งเครือข่ายได้อย่างยุติธรรมมากขึ้น Ethereum ได้นำเวอร์ชันที่เรียบง่ายมาใช้ โดยอนุญาตให้บล็อกลุง (uncle blocks) มีส่วนช่วยในการรักษาความปลอดภัยของเครือข่ายหลัก และมีบทบาทในการคำนวณความยากทั้งหมด

ข้อกำหนดและเงื่อนไขสำคัญ

• บล็อกลุงต้องถูกต้องและขุดได้พร้อมกันหรือก่อนบล็อกหลักไม่นาน
• บล็อกเหล่านี้ต้องอยู่ในช่วง หกรุ่น ย้อนหลังจากบล็อกอ้างอิง
• ไม่สามารถอ้างอิงบล็อกได้มากกว่าหนึ่งครั้ง อนุญาตให้รวมบล็อกลุงได้เพียงครั้งเดียวต่อเครือข่ายหลัก
• อนุญาตให้มีบล็อกลุงได้สูงสุด สองบล็อกต่อบล็อก

ตามกฎของ Ethereum ก่อนการเปลี่ยนไปใช้ Proof-of-Stake เมื่อนักขุดรวมบล็อกลุง พวกเขาจะได้รับรางวัลเพิ่มเติมสำหรับการทำเช่นนั้น รางวัลนี้คือ 1/32 ETH ถึง 7/8 ETH ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างบล็อกลุงและบล็อกหลัก ยิ่งไปกว่านั้น นักขุดลุงเองก็ได้รับรางวัล ซึ่งเป็นแรงจูงใจให้พวกเขาเผยแพร่บล็อกของตน แม้ว่าบล็อกนั้นอาจเสี่ยงต่อการถูกระงับการใช้งานเนื่องจากความล่าช้าในการเผยแพร่ก็ตาม

ในทางเทคนิค บล็อกลุงจะถูกอ้างอิงภายในช่อง 'unclesHash' ของส่วนหัวบล็อก บล็อกที่มีบล็อกลุงอยู่นั้นยังคงรักษารายการไว้ ซึ่งแม้จะไม่ได้ขยายห่วงโซ่หลัก แต่ก็กลายเป็นส่วนหนึ่งของประวัติสถานะอย่างเป็นทางการ

การสนับสนุนจากชุมชนและนักพัฒนา สำหรับระบบนี้มีความสำคัญอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการบรรเทาปัญหาการรวมศูนย์ สถาปนิกเครือข่ายอย่าง Vitalik Buterin มักเน้นย้ำถึงเป้าหมายของ Ethereum ในการนำเสนอการกระจายทรัพยากรที่เป็นธรรมและกระจายศูนย์มากขึ้น โดยที่ข้อได้เปรียบทางภูมิศาสตร์หรือฮาร์ดแวร์จะไม่ได้รับผลตอบแทนที่มากเกินไปจากการนำพาการแพร่กระจายที่ไม่เป็นธรรม

ความเกี่ยวข้องทางสถิติ

ในยุค PoW ของ Ethereum การรวมบล็อกลุงเกิดขึ้นค่อนข้างบ่อย โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่มีการใช้งานเครือข่ายหนาแน่นสูงหรือการใช้งานไคลเอนต์ที่ล้าสมัย อันที่จริง ไคลเอนต์ขุดรุ่นเก่าหรือไคลเอนต์ที่มีการเชื่อมต่อเครือข่ายที่ด้อยประสิทธิภาพมักจะมีอัตราการผลิตบล็อกลุงสูงกว่า แพลตฟอร์มเมตริกต่างๆ เช่น Etherscan สามารถติดตามอัตราลุงแบบเรียลไทม์ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5% ถึง 20% ขึ้นอยู่กับสภาพเครือข่ายและการกระจายอัตราแฮชเป็นหลัก

นอกจากนี้ นักขุดมักใช้กลยุทธ์การขุดแบบลุง ในพลวัตของพูลเพื่อเพิ่มผลตอบแทนสูงสุดให้กับผู้เข้าร่วม กลยุทธ์ดังกล่าวมีความเป็นมิตรและเป็นไปตามมาตรฐานโปรโตคอล ซึ่งสะท้อนถึงความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับการออกแบบระบบนิเวศแบบครอบคลุมของ Ethereum

แม้จะมีความซับซ้อนทางเทคนิคอยู่บ้าง แต่นโยบายบล็อกลุงของ Ethereum แสดงให้เห็นถึงจุดยืนที่มองการณ์ไกลในการส่งเสริมการมีส่วนร่วมทั่วทั้งเครือข่ายและลดอัตราการแลกเปลี่ยนแบบกำพร้าที่พบได้ทั่วไปในโครงสร้าง PoW แบบดั้งเดิม

หลังจาก Ethereum เปลี่ยนผ่านไปสู่ ​​Proof-of-Stake (PoS) ในเดือนกันยายน 2022 ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่รู้จักกันอย่างกว้างขวางในชื่อ "The Merge" กลไกพื้นฐานที่ควบคุมการผลิตบล็อกได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก Ethereum ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาการขุดที่ใช้พลังงานมากอีกต่อไป โดยแทนที่นักขุดด้วยผู้ตรวจสอบความถูกต้อง และไม่จำเป็นต้องใช้บล็อกลุงอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม มรดกของบล็อกลุงยังคงฝังรากลึกอยู่ในประวัติศาสตร์การพัฒนาของ Ethereum

ภายใต้ PoS การเสนอชื่อและการตรวจสอบความถูกต้องของบล็อกจะเป็นไปตามอัลกอริทึมแบบกำหนด (deterministic algorithm) มากกว่าการคำนวณแบบ Brute-force ดังนั้นจึงไม่มีสถานการณ์ "เกือบชนะ" พร้อมกันอันเนื่องมาจากการชนกันของแฮชหรือความล่าช้าในการแพร่กระจายเครือข่าย ดังนั้น กระบวนการสรุปบล็อกจึงไม่มีที่ว่างสำหรับบล็อกลุงอีกต่อไป เนื่องจากเป็นกระบวนการแบบเส้นตรงและสุดท้าย ประสานงานผ่านวิธีการต่างๆ เช่น การยืนยันตัวตนและการกำหนดเวลาสล็อตภายใน Beacon Chain ของ Ethereum

ถึงกระนั้น บล็อกลุงก็ยังสอนบทเรียนสำคัญเกี่ยวกับความปลอดภัยของเชน ความยุติธรรม และการมีส่วนร่วมของเครือข่าย บล็อกลุงทำหน้าที่เป็นทางออกของ Ethereum ต่อ ปัญหาบล็อกกำพร้า ที่เกิดจากโครงสร้างของ Bitcoin ซึ่งตอกย้ำหลักการที่ว่าการมีส่วนร่วมบางส่วนในความพยายามของเครือข่ายสมควรได้รับการยอมรับ ยิ่งไปกว่านั้น แรงจูงใจที่เกี่ยวข้องกับบล็อกลุงอาจมีส่วนช่วยให้การขุด Ethereum เป็นแบบกระจายศูนย์ได้ยาวนานขึ้น เมื่อเทียบกับพลวัตของระบบขุดแบบรวมศูนย์ของ Bitcoin

การพูดคุยย้อนหลัง ในหมู่นักพัฒนา Ethereum core มักอ้างถึงบล็อกลุงในการถกเถียงเกี่ยวกับนโยบายการให้รางวัลและการมีส่วนร่วมของเครือข่าย ยกตัวอย่างเช่น วิวัฒนาการของนโยบาย EIP (ข้อเสนอการปรับปรุง Ethereum) ได้นำหลักจริยธรรมที่ฝังอยู่ในการจัดการบล็อกลุงมาปรับใช้กับรูปแบบแรงจูงใจของผู้ตรวจสอบใหม่ ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าจริยธรรมแห่งการยอมรับจะยังคงปรากฏอยู่แม้ในกรอบการออกแบบ PoS

ความสำคัญทางการศึกษาและประวัติศาสตร์

สำหรับนักการศึกษา นักศึกษา และนักพัฒนาที่ศึกษาวิวัฒนาการของ Ethereum บล็อกลุงถือเป็นกรณีศึกษาในโลกแห่งความเป็นจริงเกี่ยวกับทฤษฎีการกระจายอำนาจและการปรับโปรโตคอล บล็อกลุงสะท้อนถึงความปรารถนาโดยธรรมชาติของ Ethereum ที่จะส่งเสริมนโยบายเครือข่ายแบบเสมอภาค โดยการแก้ไขอคติด้านเวลาแฝงและการกระจายอำนาจที่ทำลายกรอบงานบล็อกเชนยุคแรกๆ

นอกจากนี้ สำหรับนักวิเคราะห์เครือข่ายหรือนักประวัติศาสตร์บล็อกเชน บล็อกลุงยังทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้สถานะเครือข่ายของ Ethereum เมื่อเวลาผ่านไป ตัวอย่างเช่น อัตราลุงที่เพิ่มขึ้น อาจบ่งชี้ถึงความแออัดที่เพิ่มขึ้น การแพร่กระจายที่ไม่สม่ำเสมอ หรือความแตกต่างของเวอร์ชันซอฟต์แวร์ ตัวชี้วัดเหล่านี้ยังคงถูกนำมาใช้ในการวิเคราะห์ย้อนหลังพฤติกรรมเครือข่ายจากยุคก่อนการผสานรวม

สุดท้ายนี้ ถึงแม้จะล้าสมัยในแง่ของการดำเนินงาน แต่บล็อกลุงก็มีอิทธิพลต่อการออกแบบบล็อกเชนอื่นๆ โครงการบางโครงการที่ใช้ Ethereum หรือโครงการที่ได้รับแรงบันดาลใจยังคงใช้กลยุทธ์การรวมบล็อกที่คล้ายคลึงกัน โดยอ้างถึงประโยชน์ของการกระจายอำนาจและความเป็นธรรม ดังนั้น แนวคิดที่นำมาใช้ครั้งแรกผ่านโมเดลลุงของ Ethereum จึงยังคงเป็นข้อมูลสำคัญในการออกแบบฉันทามติและการอภิปรายเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมบล็อกเชนทั่วโลก

โดยสรุป บล็อกลุงไม่ได้เป็นเพียงรายละเอียดทางเทคนิคที่ได้รับการแก้ไขแล้ว แต่ยังเป็นเครื่องพิสูจน์เชิงสัญลักษณ์และเชิงหน้าที่ของการกำกับดูแลเชิงรุกของ Ethereum และความมุ่งมั่นในการมีส่วนร่วมอย่างเท่าเทียมภายในระบบที่ไม่ต้องขออนุญาต