Pharos Network là một blockchain công cộng Layer 1 mô-đun hiệu suất cao, với những lợi thế cốt lõi về khả năng mở rộng, khả năng tương tác và bảo mật. Pharos cam kết cung cấp thực thi hiệu quả, đồng thuận và hỗ trợ tùy chỉnh cho thế hệ blockchain tiếp theo, với khả năng xử lý 50.000 giao dịch mỗi giây (50K TPS), thông lượng 2 Gigagas và hiệu suất cấp độ DP 5 (tiêu chuẩn cao nhất trong số các chuỗi tương thích EVM hiện tại).

Bài viết này sẽ phân tích sâu sắc thiết kế kiến trúc của Pharos Network từ các chiều sau: cơ chế đồng thuận, mô hình thực thi, đổi mới lưu trữ, tối ưu hóa lớp mạng, hiệu quả ống dẫn và khung SPN mô-đun.

Phân tích kiến trúc mạng Pharos

Mạng Pharos áp dụng thiết kế kiến trúc theo mô-đun và tùy chỉnh, đạt được hai mục tiêu là hiệu suất cao và nâng cấp linh hoạt thông qua việc tách rời lớp thực thi, lớp đồng thuận, lớp thanh toán và lớp khả năng sẵn có của dữ liệu. Dưới đây, chúng tôi sẽ phân tích thiết kế kỹ thuật cốt lõi theo từng lớp.

• Lớp mạng

- Sử dụng giao thức Gossip P2P tối ưu hóa cho việc truyền tải tin nhắn với độ trễ thấp.- Kênh giao tiếp cross-SPN (Mạng Xử lý Đặc biệt) được tích hợp sẵn

• Lớp đồng thuận

- Dựa trên giao thức đồng thuận BFT bất đồng bộ thích ứng, nó kết hợp khả năng chịu lỗi cao với đặc điểm độ trễ thấp.- Thuật toán tối ưu hóa sắp xếp giao dịch, giảm tải cho các nút xác thực và cải thiện hiệu suất.

• Lớp Thực Thi

- Hỗ trợ Hai Máy Ảo: Lớp Tương Thích EVM + Môi Trường Thực Thi Hiệu Suất Cao WASM- Được trang bị và hỗ trợ các động cơ thực thi dựa trên LLVM, xử lý giao dịch song song, thực thi lạc quan, và SALI (Suy diễn Danh sách Truy cập Thông minh)

• Lớp thanh toán

- Xác minh cơ chế tái đặt cược chuỗi chéo của các nút để đạt được tính bảo mật chia sẻ trong hệ sinh thái.- Xác nhận giao dịch cuối cùng dưới một giây trong các môi trường thực thi đa dạng

• Lớp Tính khả dụng dữ liệu và lưu trữ

- Pharos Store: Một mô hình lưu trữ blockchain hiệu quả hỗ trợ kiểm soát đa phiên bản- Sử dụng công nghệ nén ADS push và mã hóa Delta, tối ưu hóa I/O động, để giảm thiểu chi phí đọc và ghi đĩa.

• Khung SPN (Mạng Xử Lý Đặc Biệt)

- SPN cho phép các nhà phát triển tùy chỉnh lớp thực thi blockchain và tự do cấu hình mô hình đồng thuận.- Chế độ hoạt động bán độc lập: trong khi tận hưởng sự bảo mật và dữ liệu của mạng chính, duy trì khả năng mở rộng độc lập.

Tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu vào các triển khai công nghệ chính và thiết kế đổi mới ở nhiều cấp độ khác nhau.

Lớp mạng

Lớp mạng là nền tảng của tất cả các giao tiếp trong hệ thống, sử dụng một giao thức P2P Gossip được tối ưu hóa để phân phối hiệu quả các khối, giao dịch và tin nhắn đồng thuận. Giao thức này có khả năng phân bổ băng thông thích ứng, cho phép nó điều chỉnh tài nguyên một cách linh hoạt dựa trên tải trọng mạng theo thời gian thực, đảm bảo giao dịch và truyền dữ liệu tốc độ cao ngay cả trong điều kiện áp lực cao. Bên cạnh đó, lớp này hỗ trợ các kênh giao tiếp cross-SPN, cung cấp khả năng tương tác thấp với độ trễ cho các môi trường thực thi khác nhau.

Cơ chế đồng thuận Pharos

Mạng Pharos áp dụng một thiết kế đồng thuận đổi mới kết hợp các cơ chế chịu lỗi BFT với thực thi không đồng bộ và các giao thức cam kết đường nhanh, nâng cao thông lượng hệ thống, tính công bằng giao dịch và tốc độ xác nhận cuối cùng. Khác với các triển khai BFT truyền thống, Pharos không yêu cầu một vai trò lãnh đạo cố định và giao tiếp theo vòng, mà cho phép nhiều nút xác thực khởi xướng, xác minh và cam kết giao dịch song song, hiệu quả tránh được nút thắt hiệu suất do một nhà lãnh đạo duy nhất gây ra.

Cơ chế đồng thuận này cũng triển khai sắp xếp giao dịch động, không chỉ đảm bảo tính công bằng của các giao dịch và giảm thiểu độ lệch trong quá trình tạo khối mà còn duy trì tính nhất quán của thứ tự giao dịch toàn cầu trong các trường hợp có biến động mạng lớn. Đáng chú ý, cơ chế thực thi đường nhanh cho phép các giao dịch đáp ứng các điều kiện cụ thể vượt qua quá trình đồng thuận hoàn chỉnh và trực tiếp vào giai đoạn xác nhận, từ đó giảm thời gian xác nhận trung bình và cải thiện tổng thể thông lượng của hệ thống. Cơ chế đồng thuận được thiết kế tốt này cho phép Mạng Pharos hỗ trợ hoạt động ổn định với thông lượng cao và độ trễ thấp trên quy mô toàn cầu.

Các tính năng chính:

• Kiến trúc thực thi không đồng bộ
• Sắp xếp giao dịch động
• Thực thi đường dẫn nhanh
• Cơ chế xoay vòng lãnh đạo và bỏ phiếu tối ưu hóa

Lớp thực thi Pharos

Cốt lõi của lớp thực thi Pharos nằm ở động cơ thực thi đổi mới của nó, cung cấp cho các nhà phát triển sự linh hoạt lớn thông qua môi trường máy ảo kép (EVM + WASM). Động cơ thực thi kết hợp chuyển đổi biểu diễn trung gian (IR) dựa trên LLVM và công nghệ xử lý song song suy diễn, áp dụng nhiều biện pháp tối ưu hóa hiệu suất, bao gồm gộp opcode, nâng cao thanh ghi và thực thi suy diễn. Những kỹ thuật tối ưu hóa này cho phép các hợp đồng thông minh thực thi song song trong khi đảm bảo tính xác định của kết quả thực thi.

Để nâng cao hiệu quả thực thi, Pharos đã giới thiệu công nghệ Suy diễn Danh sách Truy cập Thông minh (SALI). SALI có thể dự đoán các mục trạng thái mà một hợp đồng sẽ truy cập thông qua phân tích tĩnh hoặc động, cho phép động cơ thực thi nhóm các giao dịch có các mẫu truy cập trạng thái không chồng chéo để thực thi song song, từ đó tránh xung đột truy cập trạng thái. Thêm vào đó, công nghệ này có thể tải trước các đối tượng trạng thái hợp đồng để tăng tốc độ thực thi.

Pharos cũng cung cấp Ph-WASM, một môi trường chạy WASM được thiết kế đặc biệt cho blockchain. Ph-WASM không chỉ hỗ trợ thực thi tốc độ cao có tính xác định mà còn hỗ trợ các ngôn ngữ lập trình như Rust và Go, cho phép các nhà phát triển xây dựng dApps và mô hình AI hiệu suất cao, di động trực tiếp trên chuỗi.

Các tính năng chính:

• Hỗ trợ thực thi lạc quan và nhóm giao dịch
• Công nghệ Suy diễn 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 có khả năng mở rộng và hiệu suất cao, được thiết kế đặc biệt để giải quyết các vấn đề về sự phình to của trạng thái và hiệu suất I/O thấp. Cỗ máy lưu trữ dữ liệu sáng tạo này được thiết kế để hỗ trợ lưu trữ trạng thái phiên bản đã được xác minh. Hệ thống sử dụng hai công nghệ cốt lõi: mã hóa Delta đa phiên bản cây Merkle (DMM-Tree) và lưu trữ trang phiên bản có cấu trúc nhật ký (LSVPS), loại bỏ hiệu quả các vấn đề về hiệu suất có trong các hệ thống truyền thống dựa trên Merkle Patricia Trie.

So với mô hình lưu trữ trie của Ethereum, Pharos Store có thể đạt được tốc độ truy xuất trạng thái nhanh hơn, hỗ trợ xử lý Merkle song song và giảm tổng chi phí lưu trữ tới 80%. Hệ thống giảm thiểu đáng kể việc khuếch đại ghi bằng cách chỉ lưu trữ dữ liệu trạng thái đã sửa đổi theo từng gia tăng và sử dụng cơ chế lập chỉ mục dựa trên phiên bản, dẫn đến sự gia tăng thông lượng I/O lên tới 15,8 lần.

Pharos Store áp dụng mô hình lưu trữ chỉ thêm, điều này đảm bảo an toàn dữ liệu trong quá trình ghi đồng thời và cho phép phục hồi nhanh chóng sau khi nút bị hỏng. Ngoài ra, hệ thống có khả năng tạo ra các chứng minh xác minh hiệu quả cho các khách hàng nhẹ và hỗ trợ quản lý lưu trữ phân cấp thông minh cho dữ liệu nóng và lạnh.

Các tính năng 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

Pharos Pipeline

Pipeline Pharos áp dụng kiến trúc thực thi song song đa giai đoạn, hiệu quả giải quyết các nút thắt hiệu suất do thực thi trạng thái đồng bộ và xác thực khối tuần tự trong các hệ thống blockchain truyền thống. Bằng cách song song hóa các quy trình chính như thực thi, Merkle hóa và xác nhận trạng thái, nó nâng cao hiệu quả sử dụng của CPU, I/O đĩa và tài nguyên mạng.

Giai đoạn xử lý chính:

• Xử lý khối song song:

- Thực thi xử lý đồng thời, Merkle hóa, và cập nhật trạng thái

• Lập lịch Tài nguyên Động:

- Phân bổ tài nguyên CPU, I/O và mạng dựa trên nhu cầu thời gian thực

• Cơ chế xác nhận linh hoạt:

- Triển khai sắp xếp, giao dịch và hoàn tất khối ở các độ sâu khác nhau.

Mỗi giai đoạn xử lý của pipeline Pharos hỗ trợ việc phân bổ tài nguyên động dựa trên nhu cầu thông lượng thời gian thực. Hệ thống thiết kế một lớp xác nhận cuối cùng linh hoạt, cho phép dApps và khách hàng nhận được xác nhận sớm về thứ tự giao dịch và kết quả thực hiện trước khi khối được xác nhận hoàn toàn. Tính năng này đặc biệt quan trọng đối với giao dịch tần suất cao, DeFi và các ứng dụng khác có yêu cầu thời gian thực cao.

Thông qua thuật toán lập lịch thích ứng thông minh và cơ chế phối hợp tài nguyên hiệu quả, pipeline Pharos có thể đạt được thông lượng trên 200,000 TPS dưới một khung thực thi 64 lõi, đồng thời giảm độ trễ từ 30%-50% so với các mô hình pipeline blockchain tiêu chuẩn.

Kiến trúc Pharos SPN

Pharos SPN (Mạng Xử Lý Đặc Biệt) là một môi trường thực thi được thiết kế riêng cho các ứng dụng cụ thể, được tích hợp sâu vào kiến trúc mainnet của Pharos trong khi vẫn duy trì một logic hoạt động và hệ thống cấu hình độc lập. Mỗi SPN có một động cơ thực thi độc lập hoàn chỉnh, một cụm nút xác thực, một cơ chế khuyến khích tái staking, và một khung quy tắc quản trị.

Kiến trúc SPN

• Quản lý SPN:

- Duy trì quản lý vòng đời, đăng ký nút và thực hiện quy tắc quản trị.

• SPN Adapter:

- Thúc đẩy giao tiếp và xác minh tin nhắn giữa các SPN

• Đặt lại và bảo mật validator chia sẻ:

- Cho phép các validator tái staking tài sản vào nhiều SPN.

SPN rất phù hợp cho các tác vụ yêu cầu tính toán cao, chẳng hạn như bằng chứng máy học không kiến thức (bằng chứng zkML), tính toán đa bên an toàn (SMPC), đào tạo mô hình AI và các sản phẩm phái sinh DeFi. Chúng hỗ trợ việc bao gồm bắt buộc và các cơ chế khẩn cấp, đảm bảo rằng các giao dịch không thể xem xét được trong khi bảo vệ quyền tự chủ tài sản của người dùng.

Về khả năng tương tác, SPN cũng tương tác thông qua giao thức khả năng tương tác giữa các SPN, cho phép thực thi nguyên tử và chia sẻ dữ liệu giữa SPN và chuỗi chính. Các validator có thể đặt lại $stPHRS vào bất kỳ SPN nào và nhận được các token $rstPHRS tương ứng, có thể được sử dụng cho quản trị, ủy quyền và khai thác thanh khoản.

Khả năng tương tác Cross-SPN

• Giao thức Nhắn tin Cross-SPN:

- Đạt được sự thực hiện hợp tác liền mạch qua nhiều lớp blockchain

• Khả năng chống lại kiểm duyệt và các cơ chế khẩn cấp:

- Bảo vệ người dùng khỏi các đánh giá giao dịch bắt buộc

Khả năng tương tác và giao tiếp cross-chain

Mạng Pharos hỗ trợ natively các ứng dụng cross-chain ngay từ đầu, cung cấp hai giao thức giao tiếp chính—nội bộ (các tương tác trong SPN) và giao tiếp cross-chain (kết nối với các blockchain bên ngoài). Khung nhắn tin cross-SPN đảm bảo việc chuyển tiếp tin nhắn không cần tin cậy giữa các SPN, sử dụng bằng chứng và chữ ký đồng thuận để xác minh tính xác thực.

Các tính năng chính:

• Chuyển giao tin nhắn đa chuỗi
• Đồng bộ hóa dữ liệu Cross-SPN
• Tương tác hợp đồng thông minh nhiều VM

Các tính năng này cung cấp hỗ trợ quan trọng cho các ứng dụng như DeFi đa chuỗi, thanh toán tài sản thế giới thực (RWA), mạng lưới oracle, và sự hợp tác của các mô hình AI qua các môi trường thực thi.

Tổng thể, Pharos Network định nghĩa lại tiêu chuẩn hạ tầng blockchain Layer-1 bằng cách tích hợp thiết kế mô-đun, xử lý hiệu suất cao, tính toán song song và khả năng tương tác ở mọi cấp độ trong kiến trúc của chúng tôi. Sự kết hợp của một cơ chế đồng thuận thích ứng độc đáo, một động cơ thực thi song song, một kiến trúc đa máy ảo, một hệ thống lưu trữ tốc độ cao và một khung SPN mô-đun cho phép các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng với khả năng mở rộng cao, khả năng chống kiểm duyệt và bảo mật.

Mạng lưới Pharos cam kết kết nối liền mạch tài chính truyền thống (TradFi) với tài chính phi tập trung (DeFi), cung cấp hỗ trợ hạ tầng blockchain cấp độ tổ chức cho các ứng dụng phi tập trung dựa trên AI, các giao dịch tài chính riêng tư và các hệ sinh thái DeFi có khả năng mở rộng.

Tuyên bố:

1. Bài viết này được sao chép từ [TechFlow] Bản quyền thuộc về tác giả gốc [TechFlow] Nếu bạn có bất kỳ phản đối nào đối với việc tái bản, vui lòng liên hệ Đội ngũ Gate LearnĐội ngũ sẽ xử lý nó nhanh nhất có thể theo các quy trình liên quan.
2. Thông báo: Quan điểm và ý kiến được trình bày trong bài viết này chỉ là của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Các phiên bản ngôn ngữ khác của bài viết được dịch bởi đội ngũ Gate Learn, trừ khi có thông báo khác.CổngTrong những trường hợp như vậy, việc sao chép, phát tán hoặc đạo văn các bài viết đã dịch là bị cấm.