Nội dung bài viết
Trilemma Blockchain là gì?
Trong khi công nghệ chuỗi khối đang chứng minh tiện ích vượt trội của nó trong các ngành từ tài chính đến nghệ thuật, thì cấu trúc cơ bản của các mạng phi tập trung đi kèm với những thách thức độc đáo khi so sánh với các mạng tập trung. Ngay từ những năm 1980, các nhà khoa học máy tính đã phát triển cái được gọi là định lý CAP để nói rõ có lẽ là thách thức lớn nhất trong số những thách thức này. Theo định lý CAP, các kho lưu trữ dữ liệu phi tập trung – trong đó chuỗi khối là một phép lặp – chỉ có thể cung cấp đồng thời hai trong số ba đảm bảo: tính nhất quán, tính khả dụng và dung sai phân vùng (CAP). Trong bối cảnh của các mạng phân tán hiện đại, định lý này đã phát triển thành Bộ ba bất khả thi của Blockchain – niềm tin phổ biến rằng các chuỗi khối công khai phải hy sinh tính bảo mật, phân cấp hoặc khả năng mở rộng.
Không giống như mối quan hệ máy khách-máy chủ thống trị cơ sở hạ tầng mạng trung tâm, các mạng chuỗi khối công cộng sử dụng các cơ chế đồng thuận phi tập trung. Các chuỗi khối công khai quản lý một mạng lưới các nút được phân phối rộng rãi để đạt được sự đồng thuận về dữ liệu trên một cơ sở hạ tầng có khả năng phục hồi trước sự tấn công từ bên ngoài trong khi vẫn duy trì tính minh bạch và quyền truy cập mở, công bằng. Nó là một thử thách. Ví dụ: mặc dù Bitcoin được phân cấp và bảo mật, nhưng nó chỉ có thể xử lý khoảng bảy giao dịch mỗi giây (TPS). Các chuỗi khối doanh nghiệp như Hyperledger’s Fabric được bảo mật và có thể xử lý thông lượng giao dịch cao, nhưng được tập trung hóa, với số lượng nút đạt được sự đồng thuận rất hạn chế. Các chuỗi khối nhanh và phi tập trung – nhưng không an toàn hơn – dễ bị tấn công và không thể kiểm soát được trong thời gian dài.
Đạt được một mạng có tính năng bảo mật kín nước trên một mạng phi tập trung rộng rãi trong khi có thể quản lý thông lượng giao dịch ở quy mô internet là chén thánh của công nghệ chuỗi khối. Một cộng đồng toàn cầu gồm các doanh nghiệp, công ty khởi nghiệp và nhà công nghệ đang phát triển mạnh mẽ các giải pháp Lớp 1 và Lớp 2 để giải quyết Trilemma Blockchain này. Lớp 1 đề cập đến lớp cơ sở hoặc lớp chính của mạng chuỗi khối. Lớp 2 đề cập đến các sản phẩm và tối ưu hóa công nghệ khác nhau có thể được xây dựng trên các mạng chuỗi khối hiện có, thường là để tăng khả năng mở rộng của chúng. Đạt được sự cân bằng phù hợp giữa hai lớp có thể đóng vai trò là chất xúc tác bùng nổ cho việc áp dụng công nghệ chuỗi khối và sự phát triển của các mạng phi tập trung.
Những thành phần của Trilemma Blockchain
Trước khi chúng ta có thể bắt đầu giải mã các giải pháp tiềm năng, điều quan trọng là phải hiểu từng thành phần của Trilemma Blockchain.
Phi tập trung là gì?
Phân cấp là đặc tính trung tâm của công nghệ chuỗi khối và thúc đẩy các dự án trên toàn hệ sinh thái. Việc áp dụng các quy trình và công nghệ phi tập trung giúp loại bỏ vai trò trung gian trong các ngành và thể hiện theo nhiều cách khác nhau. Ví dụ: bằng cách loại bỏ các tổ chức ngân hàng khỏi các công cụ tài chính, nền tảng tài chính phi tập trung (DeFi), thay vì trung gian, có thể phân phối lợi nhuận và quyền quản trị cho người dùng và cộng đồng rộng lớn hơn. Ở cấp độ cơ bản hơn nữa, các mạng phi tập trung thu hút sự đồng thuận của cộng đồng, nghĩa là không một thực thể nào có thể kiểm soát hoặc kiểm duyệt dữ liệu giao dịch qua nó. Tuy nhiên, đạt được sự phân cấp tối ưu có xu hướng làm giảm thông lượng mạng. Khi nhiều công cụ khai thác bảo mật mạng Proof-of-Work (PoW) thông qua sự đồng thuận, tốc độ giao dịch có thể giảm xuống – đây được coi là một rào cản đối với việc áp dụng rộng rãi.
Bảo mật chuỗi khối là gì?
Để tăng thông lượng mạng trên mạng chuỗi khối, có một động cơ để giảm phân phối các nút chuỗi khối về mặt địa lý, số lượng hoặc cả hai. Tuy nhiên, trục hướng tới tập trung hóa lớn hơn này làm giảm tính bảo mật trên các mạng PoW. Khi đạt được sự đồng thuận trên một mạng mở với phân phối nút hạn chế, một cuộc tấn công 51% có nhiều khả năng xảy ra hơn vì tin tặc có thể tích lũy sức mạnh băm cần thiết một cách dễ dàng hơn. Bằng cách áp đảo một mạng, tin tặc có thể chiếm quyền điều khiển mạng và thao túng các giao dịch để thu lợi tài chính. Ví dụ: Vào tháng 8 năm 2020, chuỗi khối Ethereum Classic (ETC) – là một nhánh của Ethereum (ETH) – đã hứng chịu ba cuộc tấn công 51% làm tổ chức lại hơn 4.000 khối. Điều này cho phép thủ phạm thao túng dữ liệu và chi tiêu gấp đôi loại tiền ETC của nó, dẫn đến mất hàng triệu đô la giá trị trên mạng. Bảo mật chuỗi khối là một khía cạnh mạng quan trọng không thể bị xâm phạm.
Khả năng mở rộng là gì?
Khả năng mở rộng liên quan đến giao thức chuỗi khối đề cập đến khả năng của chuỗi khối để hỗ trợ thông lượng giao dịch cao và tăng trưởng trong tương lai. Điều này có nghĩa là khi các trường hợp sử dụng và việc áp dụng tăng tốc, hiệu suất của chuỗi khối sẽ không bị ảnh hưởng. Các chuỗi khối hoạt động kém khi việc áp dụng tăng lên được cho là thiếu khả năng mở rộng. Bộ ba bất khả thi của Blockchain cho chúng ta biết rằng khả năng mở rộng lớn hơn là có thể, nhưng hậu quả là tính bảo mật, tính phi tập trung hoặc cả hai sẽ bị ảnh hưởng. Khả năng mở rộng là cách duy nhất để các mạng blockchain cạnh tranh hợp lý với các nền tảng tập trung, kế thừa có thời gian giải quyết mạng và khả năng sử dụng vượt trội hơn nhiều vào thời điểm này. Mặc dù nhiều nền tảng blockchain đã thiết lập tính phi tập trung và bảo mật, nhưng việc đạt được khả năng mở rộng vẫn là thách thức lớn đối với các mạng phi tập trung hàng đầu hiện nay.
Vậy làm thế nào chúng ta có thể giải quyết Trilemma Blockchain và đạt được sự phân cấp, bảo mật và khả năng mở rộng đồng thời? Câu trả lời xuất hiện dưới dạng các giải pháp Lớp 1 và Lớp 2.
Giải quyết vấn đề Trilemma của Blockchain
Giải quyết bộ ba bất khả thi của chuỗi khối: Lớp 1
Trong hệ sinh thái phi tập trung, Lớp 1 đề cập đến các giao thức chuỗi khối như Bitcoin, Litecoin và Ethereum. Có một số phương pháp hiện đang được phát triển hoặc thực hành nhằm tìm cách cải thiện trực tiếp khả năng mở rộng của mạng blockchain.
Cải tiến giao thức đồng thuận: Proof of Work là giao thức đồng thuận hiện đang được sử dụng trên các mạng chuỗi khối phổ biến như Bitcoin. Mặc dù PoW an toàn nhưng nó có thể chậm. Chẳng hạn, Bitcoin chỉ đạt được bảy TPS. Đó là lý do tại sao nhiều mạng blockchain – có lẽ đáng chú ý nhất là việc Ethereum nâng cấp lên Ethereum 2.0 – ủng hộ cơ chế đồng thuận Proof-of-Stake (PoS). Thay vì yêu cầu những người khai thác giải các thuật toán mã hóa bằng cách sử dụng sức mạnh tính toán đáng kể, giao thức đồng thuận PoS xác định trạng thái trình xác thực dựa trên cổ phần trong mạng. Điều này dự kiến sẽ tăng đáng kể và cơ bản năng lực của mạng Ethereum, đồng thời tăng cường phân cấp và đảm bảo an ninh.
Sharding: Sharding được điều chỉnh từ cơ sở dữ liệu phân tán và đã trở thành một trong những giải pháp mở rộng Lớp 1 phổ biến nhất, mặc dù bản chất có phần thử nghiệm của nó trong lĩnh vực chuỗi khối. Sharding chia các giao dịch thành các bộ dữ liệu nhỏ hơn được gọi là “phân đoạn”. Các phân đoạn này được mạng xử lý song song đồng thời, cho phép thực hiện tuần tự trên nhiều giao dịch cùng một lúc. Hơn nữa, thay vì mỗi nút mạng giữ một bản sao của mọi khối từ khối gốc của nó cho đến hiện tại, thông tin này có thể được phân tách và giữ bởi các nút khác nhau, với mỗi nút còn lại nhất quán với chính nó. Các phân đoạn cung cấp bằng chứng cho chuỗi chính và tương tác với nhau để chia sẻ địa chỉ, số dư và trạng thái chung bằng các giao thức liên lạc giữa các phân đoạn. Ethereum 2.0 là một giao thức chuỗi khối cao cấp đang khám phá việc sử dụng các phân đoạn, cùng với Zilliqa, Tezos và Qtum.
Giải quyết bộ ba bất khả thi của chuỗi khối: Lớp 2
Trong chuỗi khối, Lớp 2 đề cập đến một mạng hoặc công nghệ hoạt động trên một giao thức chuỗi khối cơ bản để cải thiện khả năng mở rộng và hiệu quả của nó. Chẳng hạn, Bitcoin là giao thức Lớp 1 và Mạng Lightning là giải pháp Lớp 2 được xây dựng để cải thiện tốc độ giao dịch trên mạng Bitcoin. Các giao thức lớp 2 đã trải qua sự phát triển vượt bậc trong những năm gần đây và có thể là cách hiệu quả nhất để vượt qua các thách thức về khả năng mở rộng đối với các mạng PoW nói riêng.
Chuỗi khối lồng nhau: Chuỗi khối lồng nhau là cơ sở hạ tầng mạng phi tập trung sử dụng chuỗi khối chính để đặt tham số cho mạng rộng hơn, trong khi các hoạt động thực thi được thực hiện trên một mạng chuỗi thứ cấp được kết nối với nhau. Nhiều cấp độ chuỗi khối được xây dựng trên chuỗi chính này, với các cấp độ này sử dụng kết nối cha-con. Chuỗi gốc ủy quyền công việc cho các chuỗi con, chuỗi này xử lý và trả lại chuỗi gốc sau khi hoàn thành. Chuỗi khối cơ sở bên dưới không tham gia vào các chức năng mạng trừ khi cần giải quyết tranh chấp. Dự án OMG Plasma là một ví dụ về cơ sở hạ tầng chuỗi khối lồng nhau Lớp 2 được sử dụng trên Ethereum Lớp 1 để tạo điều kiện cho các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn. Việc phân phối công việc theo mô hình này giúp giảm gánh nặng xử lý trên chuỗi chính để cải thiện khả năng mở rộng theo cấp số nhân.
Kênh trạng thái: Kênh trạng thái tạo điều kiện giao tiếp hai chiều giữa chuỗi khối và các kênh giao dịch ngoài chuỗi bằng cách sử dụng các cơ chế khác nhau để cải thiện năng lực và tốc độ giao dịch tổng thể. Kênh trạng thái không yêu cầu sự tham gia của người khai thác ngay lập tức để xác thực giao dịch. Thay vào đó, nó là một tài nguyên liền kề với mạng được niêm phong bằng cách sử dụng cơ chế hợp đồng thông minh hoặc đa chữ ký. Khi một giao dịch hoặc lô giao dịch hoàn tất trên kênh trạng thái, “trạng thái” cuối cùng của “kênh” và tất cả các chuyển đổi vốn có của nó được ghi lại vào chuỗi khối cơ bản. Mạng Liquid, Celer, Bitcoin Lightning và Mạng Raiden của Ethereum là những ví dụ về các kênh trạng thái. Trong bộ ba bất khả thi, các kênh trạng thái hy sinh một số mức độ phân quyền để đạt được khả năng mở rộng lớn hơn.
Sidechains: Sidechain là một chuỗi giao dịch liền kề với blockchain được sử dụng cho các giao dịch lô lớn. Sidechains sử dụng cơ chế đồng thuận độc lập với cơ chế của chuỗi ban đầu, có thể được tối ưu hóa cho tốc độ và khả năng mở rộng. Mã thông báo tiện ích thường được sử dụng như một phần của cơ chế truyền dữ liệu giữa chuỗi bên và chuỗi chính. Vai trò chính của chuỗi chính là duy trì bảo mật tổng thể và giải quyết tranh chấp. Sidechains phân biệt với các kênh trạng thái theo một số cách không thể thiếu. Đầu tiên, các giao dịch sidechain không riêng tư giữa những người tham gia – chúng được ghi công khai vào sổ cái. Hơn nữa, các vi phạm an ninh chuỗi bên không ảnh hưởng đến chuỗi chính hoặc các chuỗi bên khác. Việc thiết lập một sidechain đòi hỏi nỗ lực đáng kể vì cơ sở hạ tầng được xây dựng từ đầu.
Giải quyết bộ ba bất khả thi của chuỗi khối
Mặc dù Trilemma Blockchain đưa ra những thách thức đáng kể đối với việc áp dụng công nghệ blockchain, nhưng các giải pháp mới nổi có thể giải được câu đố. Mục tiêu là tìm ra sự cân bằng hiệu quả giữa an ninh mạng, phân cấp và khả năng mở rộng. Mặc dù định lý CAP đã đúng trong gần bốn thập kỷ, nhưng việc triển khai các giải pháp Lớp 1 và Lớp 2 – cùng với sự xuất hiện của các hệ thống Proof-of-Stake – đang chuyển mô hình sang các mạng chuỗi khối phi tập trung được phân phối đồng thời, bảo mật và có thể mở rộng.
Tổng kết
Vậy là chúng ta đã cùng nhau tìm hiểu về bộ ba bất khả thi của Blockchain. Mong rằng bài viết đã mang tới cho bạn đọc những thông tin hữu ích, đồng thời cung cấp những góc nhìn cụ thể về Blockchain dành cho những người mới bắt đầu.
Đừng quên, mọi thắc mắc về thị trường tiền điện tử vui lòng liên hệ đội ngũ Support của Fiahub 24/7.
Freelancer Marketing và Content Creator với gần 10 năm kinh nghiệm; trong đó có khoảng hơn 3 năm làm việc trong mảng Blockchain với vai trò Dịch Thuật và Copywriter.
Với kiến thức sâu rộng cùng khả năng diễn giải để những thuật ngữ công nghệ khó hiểu trở nên gần gũi hơn với người đọc. Lê Hoàng đảm nhiệm những bài viết trong chuyên mục "Từ Điển Crypto" và "Hướng Dẫn Người Mới" tại Fiahub Blog
