Hẳn chúng ta đã từng nghe tới các thuật ngữ như “dilemma” (song đề) hay “trilemma” (tam đề). Các thuật ngữ này thường được sử dụng để chỉ sự cố gắng cân bằng giữa hai hay ba mệnh đề (hoặc giữa các giải pháp) do không thể đảm bảo thỏa mãn tuyệt đối được tất cả các mệnh đề hoặc giải pháp này.

Từ khi khái niệm blockchain ra đời, các nhà nghiên cứu luôn tập trung vào ba yếu tố cơ bản: tính phi tập trung (decentralization), tính mở rộng (scalability) và tính bảo mật (security). Trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ tìm hiểu về trilemma của blockchain - đó là việc tìm ra các giải pháp nhằm cân bằng và đảm bảo cả ba tính chất này khi xây dựng một blockchain network.

Một blockchain hoàn hảo sẽ phải đảm bảo cả ba yếu tố trên. Tuy nhiên, hãy nhìn vào các vấn đề sau để rõ hơn về trilemma mà blockchain đang gặp phải: tăng cường tính mở rộng và phi tập trung sẽ làm vấn đề về bảo mật trở nên nghiêm trọng, các nguy cơ về bảo mật và quản lý diện rộng sẽ tăng lên khi. Ngoài ra, khi tăng cường bảo mật của một blockchain network, khả năng mở rộng sẽ bị ảnh hưởng đáng kể. Trong thực tế, các dự án về blockchain thường tập trung phát triển vào 2 trong 3 yếu tố để đảm bảo cân bằng nhất. Một số giải pháp cải tiến đã được đưa ra để giải quyết trilemma này như sharding, side-chains hoặc state channels, dù vậy tất cả đều đang ở trong giai đoạn thử nghiệm và chưa áp dụng trên diện rộng.

BA YẾU TỐ CỦA BLOCKCHAIN TRILEMMA

Một ví dụ tương đối dễ hiểu trong thực tế: chúng ta luôn loay hoay trong việc tìm cách cân bằng giữa cuộc sống, giấc ngủ và các mối quan hệ xã hội. Blockchain trilemma cũng tương tự như vậy. Một vấn đề được thừa nhận trong cộng đồng tiền mã hóa, đó là nếu chúng ta muốn tạo nên một hệ thống thực sự phi tập trung, chúng ta bắt buộc phải lựa chọn giữa bảo mật và khả năng mở rộng.

Vậy ba yếu tố của trilemma là gì? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu trong phân tích dưới đây.

• DECENTRALIZATION - tính phi tập trung là sự chia nhỏ về mặt quản lý tới các nhóm hoặc thực thể, cá thể nhỏ hơn thay vì việc quản lý tập trung ở quy mô lớn. Đối với blockchain, sự phi tập trung giúp cho tất cả mọi người tham gia mạng lưới trên thế giới đều có thể tự quản lý tài sản mã hóa của mình thay vì sự quản lý tập trung của một bên thứ ba như ngân hàng hay các tổ chức chính phủ.
• SECURITY - tính bảo mật. Về mặt bản chất, blockchain đã thừa hưởng tính bảo mật rất cao với việc các giao dịch gần như không thể bị can thiệp cũng như thay đổi thông tin. Tuy nhiên, blockchain không hoàn toàn miễn nhiễm với các nguy cơ về bảo mật. Nếu một hacker có thể kiểm soát quá nửa một blockchain network, các thông tin sẽ có thể bị thay đổi và các giao dịch để đánh cắp tài sản có thể được thực hiện. Trong blockchain, càng có nhiều node tham gia đồng nghĩa với tính bảo mật càng cao, nhưng cũng đi kèm với việc tốc độ giao dịch giảm do việc đồng bộ thông tin giữa các node chậm hơn.
• SCALABILITY - tính mở rộng. Giống như việc mở rộng một doanh nghiệp thành nhiều chi nhánh hoặc phủ sóng thêm mạng lưới, scalability được thể hiện bằng việc một blockchain network có thể mở rộng thêm bao nhiêu trong khi vẫn đảm bảo được tốc độ giao dịch và xử lý.

Tính mở rộng và phi tập trung thường đi kèm với nhau, và điều này dẫn đến các lỗ hổng bảo mật. Trong khi đó, tăng cường bảo mật sẽ hạn chế một mạng lưới có tính chất phi tập trung có thể mở rộng hơn. Đối với mạng lưới phi tập trung, chúng ta thường sẽ cần thêm một số thao tác trong quá trình vận hành, dẫn tới việc mở rộng mạng lưới này khó hơn.

TÍNH PHI TẬP TRUNG (DECENTRALIZATION) VÀ TÍNH BẢO MẬT (SECURITY) LUÔN SONG HÀNH TRONG BLOCKCHAIN

Tính phi tập trung là xương sống của blockchain và tiền mã hóa. Sẽ không cần một tổ chức tập trung, một bên thứ ba nào đó đứng ra quản lý và vận hành để hệ thống có thể hoạt động được. Ví dụ như trong tài chính, chúng ta có các ngân hàng làm trung gian nữa người dùng và tài sản của người dùng. Các ngân hàng sẽ thiết lập một hệ thống để chúng ta giao dịch trên đó tiện lợi, nhanh chóng và đặc biệt đảm bảo an toàn cũng như tính chính xác của luồng tiền giao dịch. Đổi lại sự bảo mật này, tài sản của người dùng sẽ chịu sự quản lý của ngân hàng, và họ cũng có thể đem tài sản của chúng ta đi cho vay hoặc đầu tư những việc khác.

Đối với blockchain, chính người dùng sẽ quản lý tài sản và các giao dịch của mình. Bản chất của blockchain là tập hợp các lệnh được xây dựng sẵn dựa trên các điều kiện, và các lệnh này sẽ thay thế cho bên thứ ba đứng ra quản lý và thực thi. Blockchain network sẽ luôn giữ được tính bảo mật, do mỗi giao dịch cần có sự xác nhận và phê duyệt (validate) của quá nửa các node trước khi thực thi. Càng nhiều node thì tính phi tập trung của blockchain network đó càng nhiều, và tính bảo mật càng cao.

Việc không có tổ chức tập trung quản lý là một điều tuyệt vời và công bằng với người dùng. Tuy nhiên nếu xét về mặt mở rộng hệ thống, đây là lại một nhược điểm lớn. Càng nhiều nodes tham gia network, thông tin cần xử lý và cập nhật càng nhiều dẫn tới việc tốc độ giao dịch chậm và việc mở rộng sẽ gặp nhiều khó khăn.

MỞ RỘNG BLOCKCHAIN NETWORK VÀ CÁC NGUY CƠ BẢO MẬT ĐI KÈM

Đối với vấn đề mở rộng, chúng ta có thể nghĩ tới một khái niệm đơn giản là trọng lượng. Khi trọng lượng tăng, vật thể sẽ nặng nề hơn và việc di chuyển xung quanh sẽ chậm hơn. Blockchain network được mở rộng cũng sẽ làm giao dịch chậm hơn, cũng như cập nhật thông tin giữa các node cần nhiều thời gian hơn.

Một cách xử lý thông thường, đó là giới hạn lại khả năng mở rộng của mạng lưới để tránh hiệu năng của mạng lưới bị ảnh hưởng. Tuy nhiên cách này sẽ giúp cho hacker tăng khả năng kiểm soát blockchain network. Đây không phải là cách tối ưu để thực hiện, và điều này càng khẳng định sự khó khăn khi mở rộng một network, đây chính là vấn đề quan trọng cần giải quyết của blockchain trilemma.

TẠI SAO BLOCKCHAIN CẦN CÓ KHẢ NĂNG MỞ RỘNG?

Hãy tưởng tượng rằng số lượng con đường giao thông là hữu hạn và không thể mở rộng thêm. Với số lượng người tham gia giao thông ngày càng tăng cao, việc tắc đường sẽ xảy ra thường xuyên hơn và tới một lúc nào đó, bạn sẽ mất tới cả ngày trời để đi hết một quãng đường ngắn. Một blockchain network không thể mở rộng đồng nghĩa với việc tới một lúc nào đó, bạn sẽ phải chờ rất lâu để giao dịch được xác nhận và thực hiện. Điều này sẽ khiến người dùng không thể giao dịch trên network đó, dẫn tới sự thất bại khi triển khai dự án.

Blockchain là một công nghệ đầy tiềm năng, và khả năng mở rộng (scalability) là điều bắt buộc cần phải có để hướng công nghệ này tới đại chúng. Nếu blockchain network không thể scale, nó sẽ không thể cạnh tranh được với mô hình tập trung truyền thống về tốc độ giao dịch, sự tiện lợi và băng thông khi sử dụng đối với số lượng người dùng lớn.

Vậy chúng ta sẽ có những cách tiếp cận nào để giải quyết các vấn đề này?

LAYER-1 SCALING SOLUTION

Hiện nay, công nghệ blockchain thế hệ mới được tập trung vào phát triển khả năng scalability để tiếp cận với đại chúng. Có hai giải pháp thường được sử dụng, nó được thiết kế dựa trên layer mà blockchain đó được xây dựng. Chúng ta tạm gọi là Layer-1 scaling solution - giải pháp dành cho các blockchain layer 1 (hay còn gọi là blockchain nền tảng) và và Layer-2 scaling solution - giải pháp dành cho các blockchain layer 2 (hay còn gọi là blockchain mở rộng được tích hợp vào layer 1).

Trong bài viết này chúng ta sẽ đề cập tới các giải pháp dành cho Layer-1. Là một blockchain nền tảng layer 1, vì vậy nên BHO Network cũng sử dụng cách tiếp cận này để giải quyết các vấn đề về scalability - mở rộng mạng lưới.

Các blockchain nền tảng phổ biến như Bitcoin, Litecoin, Ethereum,...muốn tăng khả năng mở rộng sẽ cần can thiệp và thay đổi trực tiếp từ giao thức để tăng tốc độ giao dịch và số lượng giao dịch có thể thực hiện đồng thời. Một cách có thể được sử dụng, đó là tăng số lượng data được lưu trữ trong mỗi block, hoặc tăng tốc độ xác thực của mỗi block, từ đó toàn bộ throughput của network sẽ được tăng lên.

Ngoài ra, có một số cách tiếp cận sau cũng đang được nghiên cứu và phát triển cho các blockchain Layer-1:

CẢI THIỆN GIAO THỨC ĐỒNG THUẬN (CONSENSUS PROTOCOL)

Giao thức đồng thuận truyền thống đang được sử dụng là Proof-of-Work (PoW) cho thấy các nhược điểm về mặt tốc độ cũng như độ thân thiện với môi trường do cần năng lực tính toán lớn. Hiện tại, các blockchain mới đa số sử dụng giao thức Proof-of-Stake (PoS) với nhiều cải tiến. Thay vì yêu cầu miners giải các thuật toán cryptographic sử dụng năng lực tính toán của phần cứng như card đồ họa hoặc CPU, PoS sử dụng số lượng token được staking trong network để xác thực thông tin giao dịch trên các blocks.

Ethereum, hệ sinh thái blockchain lớn nhất sẽ chuyển hoàn toàn sang giao thức đồng thuận PoS trong tương lai gần. Ethereum hy vọng năng lực xử lý của Ethereum network tăng lên đáng kể với tốc độ giao dịch nhanh hơn, trong khi đó vẫn giữ được tính chất phi tập trung và tính bảo mật của blockchain.

BHO chain thuộc hệ sinh thái BHO Network cũng sử dụng giao thức đồng thuận tương tự với PoS đó là nPoS - (nominated PoS). NPoS được cải tiến về mặt hiệu quả và tốc độ xử lý so với PoS nhờ sự thay đổi về cách lựa chọn những nominator (người được đề cử), đó là những node được quyền xác thực giao dịch trong blockchain network.

SHARDING

Sharding là một công nghệ được áp dụng từ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán, và nó đã trở thành một trong những phương thức phổ biến nhất để giải quyết các bài toán về mở rộng blockchain network Layer-1 hiện nay. Sharding chia nhỏ trạng thái của toàn bộ network thành các mảnh nhỏ (shards), khiến cho việc quản lý từng mảnh này dễ hơn so với quản lý toàn bộ. Các network shards này được xử lý song song bởi blockchain network, cho phép nhiều các thao tác khác nhau được diễn ra tuần tự.

Trong tương lai, mỗi node sẽ được gắn với một shard thay vì lưu trữ toàn bộ trạng thái của blockchain ở node đó. Các shard sẽ cung cấp trạng thái các blocks của mình cho mainchain, đồng thời sử dụng các giao thức trao đổi thông tin giữa các shard để đồng bộ địa chỉ, số dư và trạng thái với nhau. Ethereum 2.0 cùng với Zilliqa, Tezos và Qtum là những đi tiên phong trong việc thử nghiệm sharding và đưa vào blockchain network của mình trong tương lai.

BHO chain cũng sẽ hướng tới sharding như là một giải pháp quan trọng trong việc tăng khả năng mở rộng network của mình.

LỜI KẾT

Cho dù blockchain trilemma là một khái niệm chưa thực sự phổ biến đối với mọi người, tuy nhiên một số người dùng thường xuyên cũng đã nhận ra những vấn đề đang gặp phải của blockchain khi ngày càng có nhiều người sử dụng và các blockchain network ngày càng mở rộng hơn. Tốc độ giao dịch chậm, các lỗ hổng bảo mật dẫn tới bị đánh cắp tài sản là những vấn đề nổi bật trong thời gian gần đây.

Tuy nhiên, với sự nghiên cứu và cải tiến không ngừng của các dự án để giải quyết trilemma này, blockchain trong tương lai sẽ nhanh hơn, bảo mật hơn và mở rộng đến với nhiều người dùng hơn. Blockchain sẽ trở về đúng với bản chất phi tập trung vốn có của nó thay cho các hình thức quản lý tập trung truyền thống.

BHO Network với khả năng mở rộng mạnh mẽ, là một giải pháp công nghệ và nền tảng vững chắc để các dự án khác có thể tận dụng và phát triển, từ đó góp phần thúc đẩy các tiến bộ trong ngành công nghiệp blockchain và tiền điện tử.