Xuyên suốt quá trình hình thành của blockchain, các nhà phát triển đã luôn phải đau đầu khi đối diện với một vấn đề nan giải, đó là Blockchain Trilemma.
Vậy Blockchain Trilemma là gì? Hãy cùng mình tìm hiểu về bản chất của "Blockchain Trilemma" và các giải pháp tiềm năng mà cộng đồng đang hướng tới để giải quyết thách thức này.
Blockchain Trilemma là gì?
Blockchain Trilemma ( tạm dịch: bộ ba bất khả thi) là một khái niệm nói về 3 yếu tố cơ bản blockchain cần phải đảm bảo gồm bảo mật, tính phi tập trung và khả năng mở rộng.
Khái niệm này được khởi xướng và nhấn mạnh bởi vị founder của Etherum - Vitalik Buterin. Không có một blockchain nào hiện tại có thể hoàn toàn đạt được 3 đặc điểm trên mà chỉ có thể tối ưu được ⅔ và phải hi sinh yếu tố còn lại.
Những yếu tố quan trọng trong Blockchain Trilemma
Tính bảo mật là gì?
Tính bảo mật của một blockchain là khả năng bảo vệ dữ liệu toàn vẹn mà không bị sửa đổi bất kỳ thông tin nào.
Blockchain có tính bảo mật cao phải đảm bảo được cho mạng hoạt động 24/7, ngăn chặn được những cuộc tấn công phổ biến như tấn công 51%, DDOS,...
Để xét tính bảo mật của blockchain người ta thường dựa vào nền kinh tế bảo mật của nền tảng đó. Ví dụ như Ethereum đang là blockchain có độ bảo mật cao vì có hơn 31 triệu ETH đang được stake để bảo vệ mạng lưới.
Kẻ gian muốn tấn công Ethereum cần phải sở hữu nhiều hơn số lượng ETH này (tấn công 51%). Đây là một con số có giá trị rất lớn, chính vì thế, khó có thể tấn công những mạng lưới có kinh tế bảo mật cao.
Tính phi tập trung là gì?
Phi tập trung đại ý nói về việc blockchain hoạt động hoàn toàn độc lập mà không phụ thuộc vào bất kì cơ quan hay tổ chức tập trung nào.
Thay vào đó, blockchain sẽ được vận hành dựa trên hệ thống các node phân tán ở nhiều nơi, từ đó quyền lực sẽ được chia nhỏ thay vì tập trung vào một nhóm nào đó.
Một blockchain được đánh giá là phi tập trung cao khi mạng lưới sở hữu số lượng lớn các node và phân tán ở nhiều vị trí địa lý khác nhau.
Khả năng mở rộng là gì?
Khả năng mở rộng của một blockchain nói đến tốc độ xử lý một lượng lớn giao dịch trong một khoảng thời gian mà không ảnh hưởng đến hiệu suất hoặc bảo mật của mạng lưới
Đây là một yếu tố quan trọng đối với sự phát triển và áp dụng rộng rãi của blockchain, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi tốc độ giao dịch cao như thanh toán, gaming,...
Một số khía cạnh chính được dựa vào để xem xét khả năng mở rộng của một blockchain gồm:
- Thông lượng (Throughput): Được đo bằng số lượng giao dịch thực hiện mỗi giây hay còn gọi là TPS (Transactions Per Second). Một blockchain có khả năng mở rộng cao sẽ có TPS cao, cho phép xử lý nhanh chóng nhiều giao dịch.
- Độ trễ (Latency): Đây là thời gian cần thiết để một giao dịch được xác nhận và thêm vào blockchain. Khả năng mở rộng cao thường liên quan đến độ trễ thấp, giúp giao dịch được hoàn tất ngay lập tức.
- Phí giao dịch: Là chi phí thực hiện một giao dịch. Blockchain cần phải duy trì mức phí giao dịch ổn định khi mở rộng quy mô. Từ đó, sẽ không ảnh hưởng tới khả năng tiếp cận và sử dụng.
Vấn đề của Blockchain Trilemma là gì?
Vấn đề lớn nhất của Blockchain Trilemma là làm sao có thể cùng lúc đạt được sự cân bằng giữa ba yếu tố: bảo mật, tính phi tập trung và khả năng mở rộng.
Các hướng giải quyết nổi bật
Giải pháp Layer 2
Layer (L2) đang là một trọng những giải pháp phổ biến nhất để giải quyết cho vấn đề Blockchain Trilemma.
Đặc điểm nổi bật nhất của các L2 là tính mở rộng. Điều này đạt được nhờ vào việc các giao dịch không thực hiện trực tiếp trên blockchain mà được xử lý và ghi lại off-chain.
Hiện tại, đang có rất nhiều loại L2, bao gồm:
- Rollups (gồm Optimistic Rollups và zkRollups)
- Validium
- State Channel
- Plasma
Phổ biến nhất là Rollups, đặc biệt Optimistic Rollups với những cái tên nổi bật như Arbtrum, Optimism ...
Sharding
Sharding là một giải pháp quan trọng, được thiết kế để giải quyết vấn đề mở rộng của blockchain theo chiều ngang.
Sharding hoạt động bằng cách chia mạng blockchain thành nhiều phần nhỏ gọi là shard. Mỗi shard có thể xử lý một phần của giao dịch mà không cần phải đợi đến sự đồng thuận của toàn bộ mạng.
Cách hoạt động này sẽ giúp tăng cường hiệu suất và tốc độ xử lý giao dịch của mạng lưới. Các shard hoạt động độc lập với nhau, nhưng vẫn được liên kết để đảm bảo tính nhất quán và bảo mật của dữ liệu.
Cơ chế đồng thuận khác
Một số cơ chế đồng thuận cũng được phát triển để giải quyết thách thức này, mỗi loại mang lại một cách tiếp cận khác nhau để cân bằng ba yếu tố bảo mật, phần quyền và khả năng mở rộng.
Một số cơ chế đồng thuận nổi bật bao gồm:
- Proof of Stake (PoS): Là cơ chế đồng thuận cho phép người dùng tham gia vào quá trình xác thực giao dịch bằng cách stake native token của họ. Khi tham gia trở thành Validator của blockchain POS , các đối tượng này sẽ được thưởng phạt dựa trên chất lượng hoạt động của họ. Cơ chế này sẽ giúp đảm bảo Validator luôn hoạt động tốt và giữ cho mạng lưới luôn có độ bảo mật cao.
- Delegated Proof of Stake (DPoS): Là một giao thức đồng thuận cho phép holder token bỏ phiếu để chọn cho một hội đồng nhất định để quản lý mạng. Cụ thể hơn là các holder sẽ ủy quyền (delegate) và chọn Block Producers (nhà sản xuất khối) với trách nhiệm xác nhận giao dịch và tạo khối mới. Với cách hoạt động này sẽ giúp cải thiện khả năng mở rộng vì số lượng Block Producers ít, nhưng sẽ gây ra vấn đề về tính phi tập trung khi quyền lực có thể bị chi phối bởi một nhóm nhỏ.
- Proof of Authority (PoA): Đây là một thuật toán đồng thuận dựa trên danh tiếng, biến thể của cơ chế đồng thuận Proof of Stake. Trong đó PoA sẽ hoạt động dựa trên giá trị của danh tính & danh tiếng của những người tham gia vận hành node thay vì dựa trên giá trị token mà họ stake. Mô hình này có số lượng Validator giới hạn, được chọn lọc kỹ càng, thường sẽ là các tổ chức có uy tín.
Ví dụ tiêu biểu
Dự án tập trung vào khả năng mở rộng
Solana là blockchain Layer 1 ra mắt vào năm 2020, được thiết kế với mục tiêu cung cấp tốc độ giao dịch cao và khả năng mở rộng lớn.
Điểm nổi bật của Solana là cơ chế đồng thuận Proof of History (PoH) kết hợp với Proof of Stake (PoS), giúp giảm đáng kể thời gian xác nhận các giao dịch và đồng bộ hóa trạng thái của mạng lưới.
Sự kết hợp giữa hai cơ chế đồng thuận trên không chỉ giúp tăng cường khả năng mở rộng mà còn đảm bảo tính bảo mật và ổn định của mạng lưới. Chính nhờ thế mà Solana đã trở thành một trong những lựa chọn top đầu cho các nhà phát triển DApps và dự án DeFi.
Dự án ưu tiên sự phi tập trung
Ethereum (ETH) là ví dụ hoàn hảo nhất về một blockchain phi tập trung. Mục tiêu của Ethereum là tạo ra một môi trường mở, không bị kiểm soát bởi bất kỳ tổ chức tập trung nào, nơi mà các nhà phát triển có thể xây dựng và triển khai dApps một cách tự do.
Hiện tại, tính tới 03/2024, Ethereum đang là một trong những blockchain có số lượng Validator lớn nhất với 978,881 nhà xác thực đang hoạt động trên mạng lưới. Điều này giúp Ethereum trở thành blockchain có tính phi tập trung nhất thị trường.
Dự án tập trung vào bảo mật
Zcash (ZEC) là dự án được xây dựng tập trung vào tính riêng tư của người dùng. Zcash Protocol lấy mã nguồn gốc từ Bitcoin nhằm tạo ra một nền tảng tận dụng được những ưu điểm của BTC nhưng riêng tư hơn, tính ẩn danh mạnh mẽ hơn.
Nhằm đáp ứng những yêu cầu tùy chọn về tính ẩn danh, Zcash không còn sử dụng thuật toán SHA-256 như Bitcoin mà sử dụng thuật toán Equihash.
Zcash còn tận dụng công nghệ zk-knowledge hay cụ thể hơn là Zk-Snark, cho phép xử lý các giao dịch mà không để lộ thông tin của người gửi, người nhận hay số tiền giao dịch.