Giới thiệu
Nói một cách đơn giản, blockchain là một cơ sở dữ liệu kỹ thuật số phân tán. Dữ liệu được tổ chức thành các khối theo thứ tự thời gian, và những khối này được liên kết và bảo mật thông qua xác minh mã hóa. Công nghệ này đang được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, thay đổi cách chúng ta làm việc và sống.
Ở trung tâm của khái niệm này là ý tưởng rằng với sự xuất hiện của một blockchain an toàn, phi tập trung, mọi người có thể duy trì hoạt động mà không cần dựa vào các mạng lưới hoặc thị trường bên thứ ba. Tuy nhiên, các chuyên gia nói chung đồng ý rằng để có thể áp dụng rộng rãi, công nghệ này trước tiên phải giải quyết một vấn đề cơ bản được gọi là "Blockchain Trilemma".
Vitalik Buterin, đồng sáng lập của Ethereum, đã phổ biến thuật ngữ này. Hiểu được khái niệm này đòi hỏi phải biết ba yếu tố chính của blockchain: phi tập trung hóa, bảo mật và khả năng mở rộng. "Blockchain Trilemma" đề cập đến thách thức trong việc đạt được sự cân bằng tối ưu giữa ba thuộc tính này. Tăng cường một thuộc tính thường dẫn đến làm suy yếu một thuộc tính khác.
Bài viết này sẽ đi sâu vào ba yếu tố của trilemma, phân tích từng yếu tố một cách chi tiết. Bằng cách thảo luận về từng yếu tố và mối quan hệ giữa chúng, chúng ta sẽ có được sự hiểu biết tốt hơn về lý do và biểu hiện của Blockchain Trilemma. Ngoài ra, bài viết này cũng sẽ nêu bật một số giải pháp do các nhà phát triển đề xuất.
Phi tập trung hóa là gì?
Theo thiết kế, Bitcoin và các mạng blockchain tương tự khác có đặc điểm phi tập trung hóa. Kiến trúc của những mạng lưới này không do bất kỳ cá nhân hoặc tổ chức nào quản lý; thay vào đó, nó được duy trì tập thể bởi tất cả các tham gia viên. Mạng lưới mở cho tất cả người dùng, do đó phân tán quyền kiểm soát thay vì tập trung vào một thực thể. Mọi người đều có thể truy cập vào cùng một dữ liệu. Nếu ai đó cố gắng thay đổi hồ sơ vì lợi ích bất chính, các tham gia viên khác có quyền từ chối dữ liệu sai lệch.
Mô hình hoạt động này rất phức tạp. Lấy mạng lưới Bitcoin làm ví dụ, nó hoạt động hoàn toàn không có sự kiểm soát của bên thứ ba. Chúng ta có thể so sánh nó với các ngân hàng trong hệ thống tài chính truyền thống, những người thiết lập sự tin tưởng giữa các bên giao dịch và đảm bảo việc quản lý hồ sơ đúng đắn. Ngược lại, blockchain Bitcoin đảm bảo rằng tất cả thông tin đều được xác minh trước khi được thêm vào cơ sở dữ liệu kỹ thuật số thông qua dữ liệu được chia sẻ. Điều này tạo ra một hệ thống không cần sự can thiệp của bên thứ ba.
Phi tập trung hóa mang lại những khả năng cho tương lai của Web3. Internet hiện tại đang ở giai đoạn Web2, nơi các trang web và ứng dụng chủ yếu do các công ty lớn kiểm soát, nhưng nội dung được tạo bởi người dùng. Web3 đại diện cho bước tiến hóa tiếp theo. Trong internet Web3, cá nhân có thể kiểm soát dữ liệu và cuộc sống trực tuyến của họ thông qua công nghệ blockchain phi tập trung.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc vận hành các hệ thống phân tán này đòi hỏi sự đồng thuận của một số lượng lớn tham gia viên về tính hợp lệ của tất cả dữ liệu. Điều này yêu cầu thông tin phải được chia sẻ và xử lý, có thể dẫn đến tốc độ giao dịch chậm hơn. Do đó, blockchain phải có khả năng mở rộng để xử lý nhiều dữ liệu hơn và nhanh hơn, một điểm mà chúng ta sẽ khám phá thêm khi thảo luận về khả năng mở rộng.
Ngoài ra, việc thực hiện phi tập trung hóa phụ thuộc vào việc đảm bảo an ninh của blockchain cơ bản. Nếu blockchain thiếu bảo mật, tin tặc có thể thao túng dữ liệu. Điều này dẫn đến yếu tố thứ hai của trilemma: bảo mật.
Bảo mật blockchain là gì?
Nếu một blockchain thiếu bảo mật, thì bất kể nó có phi tập trung hóa đến mức nào, nó cũng không có giá trị. Một mạng lưới blockchain mạnh mẽ phải có khả năng chống lại các cuộc tấn công độc hại. Các hệ thống tập trung thường được đóng kín, cho phép một mức độ bảo mật nhất định, vì những người kiểm soát có thể đảm bảo rằng dữ liệu không bị thay đổi. Nhưng làm thế nào để đạt được bảo mật trong một hệ thống phi tập trung nơi bất kỳ ai cũng có thể tham gia?
Đây là một chủ đề phức tạp. Lấy Bitcoin làm ví dụ, sự bảo mật của blockchain phi tập trung của nó được hỗ trợ bởi mã hóa và một cơ chế đồng thuận được gọi là "Proof of Work" (PoW). Về mặt mã hóa, mỗi khối có một chữ ký số được gọi là "hash". Nếu có bất kỳ thay đổi nào được thực hiện trên một khối, hash sẽ thay đổi, điều này liên kết mỗi khối dữ liệu theo một cách không thể thay đổi. Bất kỳ nỗ lực thay đổi dữ liệu sẽ nhanh chóng được các tham gia viên khác trong mạng lưới phát hiện.
Cơ chế Proof of Work đóng một vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an ninh của sổ cái tiền điện tử. Mặc dù hiểu chi tiết về PoW có thể phức tạp, nhưng đủ biết rằng các thành viên mạng xác nhận các giao dịch mới và thêm chúng vào sổ cái thông qua một quá trình được gọi là "đào". Quá trình này yêu cầu sức mạnh tính toán khổng lồ để giải quyết các vấn đề toán học và thực hiện nhiều phép tính băm. Mặc dù cơ chế Proof of Work cung cấp bảo mật, nhưng nó tương đối chậm, dẫn đến các vấn đề về khả năng mở rộng.
Hơn nữa, số lượng tham gia viên (nút) càng lớn trong mạng lưới, bảo mật càng cao. Số lượng tham gia viên lớn hơn có nghĩa là khả năng một tin tặc kiểm soát hệ thống sẽ giảm. Điều này liên quan đến khái niệm "Tấn công 51%", xảy ra khi một thực thể (hoặc một nhóm tin tặc) kiểm soát hơn 50% tỷ lệ băm của mạng lưới, cho phép họ ghi đè lên sự đồng thuận và thao túng dữ liệu trên chuỗi, chẳng hạn như thực hiện một cuộc tấn công double-spend.
Tóm lại, bảo mật là nền tảng của một blockchain thành công. Nếu thiếu bảo mật và kẻ tấn công có thể gây rối hệ thống bất cứ lúc nào, thì blockchain sẽ mất giá trị của nó.
Khả năng mở rộng là gì?
Khả năng mở rộng đề cập đến khả năng tăng số lượng giao dịch mà một blockchain có thể xử lý mỗi giây. Để công nghệ blockchain phục vụ cho một xã hội rộng lớn hơn hoặc hàng tỷ người dùng, khả năng mở rộng là điều cần thiết. Tuy nhiên, đây vẫn là một thách thức mà nhiều blockchain vẫn đang cố gắng giải quyết.
Nguyên nhân của vấn đề nằm ở chỗ phi tập trung hóa và bảo mật là những đặc điểm cốt lõi của blockchain, thường được ưu tiên. Phi tập trung hóa là nền tảng của khái niệm blockchain, trong khi bảo mật là một yêu cầu quan trọng để thành công.
Tuy nhiên, khi phi tập trung hóa và bảo mật được ưu tiên, khả năng mở rộng trở thành một thách thức. Khả năng xử lý giao dịch của một chuỗi đơn lẻ bị giới hạn. Ví dụ, các hệ thống thanh toán tập trung như Visa tuyên bố họ có thể xử lý 24.000 giao dịch mỗi giây vì mạng lưới của họ được đóng kín và không bị hạn chế bởi các nút công khai và cơ chế đồng thuận.
Theo một báo cáo của Bloomberg năm 2022: "Tính đến tháng 9, Bitcoin chỉ có thể xử lý tối đa 7 giao dịch mỗi giây, trong khi mạng Ethereum phổ biến thứ hai chỉ giới hạn ở khoảng 15 giao dịch mỗi giây. Tốc độ như vậy gần như không thể tin được so với các hệ thống giao dịch truyền thống."
Như đã đề cập trước đó, cách thức mà các tham gia viên xử lý thông tin trong một mạng lưới phi tập trung và đặc điểm của cơ chế Proof of Work đặt ra giới hạn về tốc độ giao dịch. Nếu càng nhiều người bắt đầu sử dụng công nghệ blockchain, khả năng xử lý giao dịch không đủ có thể dẫn đến tình trạng tắc nghẽn trong mạng lưới.
Tại sao Blockchain Trilemma tồn tại?
Giải pháp trực quan nhất cho các vấn đề nêu trên là giảm số lượng tham gia viên để tăng tốc độ xác nhận mạng và thêm dữ liệu. Tuy nhiên, làm như vậy sẽ làm giảm mức độ phi tập trung hóa, tập trung quyền kiểm soát vào tay một số ít người. Ít tham gia viên hơn cũng có nghĩa là rủi ro tấn công cao hơn, có thể ảnh hưởng đến bảo mật.
Do đó, trilemma xuất hiện: trong thiết kế cơ bản của blockchain, phi tập trung hóa và bảo mật gắn liền với nhau, khiến khả năng mở rộng khó đạt được. Mối quan hệ giữa ba yếu tố này là một sự ràng buộc lẫn nhau. Vậy làm thế nào để thúc đẩy khả năng mở rộng mà không ảnh hưởng đến phi tập trung hóa và bảo mật, hoặc đạt được cả hai cùng một lúc?
Các giải pháp cho
