Giới thiệu
Hiểu một cách cơ bản, blockchain là một cơ sở dữ liệu kỹ thuật số phân tán. Các khối dữ liệu được tổ chức theo thứ tự thời gian, liên kết và bảo vệ bằng các bằng chứng mật mã.
Sự ứng dụng của công nghệ này trong nhiều lĩnh vực đang dần thay đổi cách chúng ta làm việc và sống.
Ý tưởng chính là các blockchain phi tập trung và an toàn cho phép một thế giới không cần dựa vào các bên thứ ba để mạng lưới hoặc thị trường hoạt động.
Tuy nhiên, các chuyên gia đồng ý rằng, để công nghệ này được ứng dụng rộng rãi hơn, một vấn đề cốt lõi cần được giải quyết. Vấn đề đó được gọi là “blockchain trilemma” hay bộ ba nan giải blockchain.
Thuật ngữ này được phổ biến bởi Vitalik Buterin, nhà đồng sáng lập Ethereum. Để hiểu được khái niệm này, bạn cần nắm vững ba yếu tố quan trọng mà một blockchain cần có: phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng.
Blockchain trilemma chỉ ra rằng việc đạt được mức độ tối ưu của cả ba yếu tố này cùng một lúc là rất khó. Tăng cường yếu tố này thường làm suy yếu yếu tố khác.
Bài viết này sẽ xem xét chi tiết cả ba yếu tố của bộ ba nan giải và giải thích từng yếu tố. Việc đi sâu vào từng yếu tố và mối liên kết giữa chúng sẽ giúp hiểu rõ hơn tại sao bộ ba nan giải blockchain tồn tại.
Ngoài ra, bài viết cũng sẽ nêu bật một số giải pháp mà các nhà phát triển đã đề xuất.
Phi tập trung là gì?
Bitcoin và các mạng blockchain tương tự được thiết kế theo hướng phi tập trung. Cấu trúc của chúng không có một cá nhân hay tổ chức nào nắm quyền kiểm soát.
Thay vào đó, mạng lưới được mở rộng và phân phối quyền kiểm soát. Lớp mạng này cho phép bất kỳ ai cũng có thể tham gia, đảm bảo rằng dữ liệu được chia sẻ và xác minh bởi tất cả các thành viên.
Nếu ai đó cố tình thay đổi dữ liệu vì lợi ích cá nhân, hệ thống sẽ từ chối dữ liệu sai lệch.
Ví dụ rõ ràng là mạng Bitcoin. Không có bên thứ ba nào kiểm soát mạng lưới này. So sánh với hệ thống tài chính truyền thống, ngân hàng đóng vai trò trung gian để tạo dựng lòng tin và quản lý hồ sơ giao dịch.
Trong khi đó, blockchain Bitcoin chia sẻ tất cả dữ liệu với mọi người trong mạng, để mỗi giao dịch được kiểm tra và xác nhận trước khi thêm vào cơ sở dữ liệu số. Kết quả là một hệ thống hoạt động mà không cần bên thứ ba.
Phi tập trung còn mang lại tiềm năng phát triển Web3. Hiện nay, chúng ta đang sử dụng Web2 – một internet đầy các trang web và ứng dụng do công ty kiểm soát, nhưng nội dung do người dùng tạo ra.
Web3 là bước tiến tiếp theo, nơi công nghệ blockchain phi tập trung cho phép mọi người kiểm soát dữ liệu và cuộc sống trực tuyến của họ.
Tuy nhiên, vì cách hoạt động của các hệ thống phân tán – yêu cầu nhiều thành viên đồng thuận về tính hợp lệ của dữ liệu – thời gian xử lý giao dịch có thể chậm.
Điều này dẫn đến nhu cầu về khả năng mở rộng, tức là khả năng xử lý nhiều dữ liệu hơn với tốc độ nhanh hơn. Chúng ta sẽ quay lại vấn đề này khi bàn về khả năng mở rộng.
Ngoài ra, giấc mơ phi tập trung chỉ tồn tại khi blockchain được đảm bảo an toàn. Nếu một blockchain thiếu tính bảo mật, kẻ xấu có thể kiểm soát và thay đổi dữ liệu theo ý muốn.
Điều này dẫn đến yếu tố thứ hai trong bộ ba nan giải: bảo mật.
Bảo mật của blockchain là gì?
Dù một blockchain có phi tập trung đến đâu, nó cũng vô nghĩa nếu không có tính bảo mật. Một mạng lưới blockchain tốt phải chống chịu được các cuộc tấn công từ các thực thể xấu.
Trong các hệ thống tập trung, bảo mật được đảm bảo bởi tính khép kín của hệ thống. Nhưng làm thế nào để đạt được điều này trong một hệ thống phi tập trung?
Lấy Bitcoin làm ví dụ. Blockchain Bitcoin sử dụng sự kết hợp giữa mật mã học và cơ chế đồng thuận mạng gọi là Proof of Work (PoW).
Về mật mã học, mỗi khối dữ liệu có một chữ ký số (hoặc hash). Các khối được liên kết với nhau theo cách không thể thay đổi, vì bất kỳ sự chỉnh sửa nào cũng làm thay đổi hash của khối.
Cơ chế đồng thuận PoW cũng đóng vai trò quan trọng. Nó yêu cầu các thành viên mạng sử dụng sức mạnh tính toán để giải các bài toán phức tạp, đảm bảo tính bảo mật của sổ cái. Nhưng điều này cũng làm chậm quá trình, dẫn đến thách thức về khả năng mở rộng.
Số lượng thành viên (node) càng lớn, blockchain càng an toàn. Nếu một nhóm hoặc cá nhân kiểm soát hơn 50% sức mạnh mạng, họ có thể thay đổi dữ liệu vì lợi ích riêng, gọi là “cuộc tấn công 51%”. Vì vậy, bảo mật là yêu cầu nền tảng để blockchain thành công.
Khả năng mở rộng là gì?
Khả năng mở rộng là mục tiêu xây dựng một blockchain có thể hỗ trợ nhiều giao dịch hơn mỗi giây. Điều này rất cần thiết nếu công nghệ blockchain muốn phục vụ hàng tỷ người dùng.
Các hệ thống tập trung như Visa có thể xử lý 24K giao dịch mỗi giây nhờ mạng lưới khép kín. Trong khi đó, Bitcoin chỉ xử lý được 7 giao dịch/giây, Ethereum khoảng 15 giao dịch/giây (theo Bloomberg, 2022).
Khả năng mở rộng đòi hỏi blockchain phải xử lý được nhiều giao dịch hơn mà không làm giảm tính phi tập trung và bảo mật.
Hướng giải quyết bộ Blockchain Trilemma
Hiện không có giải pháp hoàn hảo cho vấn đề này, nhưng các nhà phát triển đã đưa ra một số hướng tiếp cận:
- Sharding
- Phân chia blockchain thành các mảnh nhỏ, mỗi mảnh xử lý một phần dữ liệu riêng biệt, giúp giảm tải cho mạng chính.
- Cơ chế đồng thuận mới
- Ví dụ: Ethereum chuyển từ PoW sang Proof of Stake (PoS), nơi người tham gia khóa token để xác thực giao dịch, giúp tăng tốc độ và khả năng tiếp cận.
- Giải pháp Layer-2
- Các giải pháp như sidechain hoặc state channel đưa giao dịch ra khỏi mạng chính, giảm áp lực cho Layer-1.
Kết luận
Blockchain trilemma là rào cản lớn đối với việc ứng dụng rộng rãi công nghệ này. Tuy nhiên, các giải pháp hiện tại cho thấy tiềm năng vượt qua thách thức, mở đường cho một tương lai nơi blockchain có thể xử lý lượng lớn dữ liệu và thay đổi cách thế giới vận hành.
