Kể từ khi Bitcoin ra mắt vào năm 2009, công nghệ blockchain đã chứng minh rằng nó có tiềm năng cách mạng hóa thế giới, với các trường hợp sử dụng mới đã được phát hiện trong ngày. Tuy nhiên, công nghệ blockchain vẫn còn sơ khai và phải vượt qua một số thách thức trước khi được áp dụng rộng rãi.
Điều này đã khiến Vitalik Buterin tạo ra khái niệm về “bộ ba blockchain” như một cách để hiểu rõ hơn về mối quan hệ của những thách thức này với nhau bằng cách đưa chúng lại với nhau theo một thuật ngữ chung. Nhưng, vấn đề nan giải của blockchain là gì? Đó có thực sự là một vấn đề nan giải? Và, nó có thể được giải quyết?
Giải thích về vấn đề nan giải trong chuỗi khối
Ngay cả khi công nghệ blockchain tiếp tục cách mạng hóa đối với mọi ngành mà nó tiếp xúc, thậm chí Visa đã mua một CryptoPunk với giá gần 150.000 USD bằng ether, chính cách thức mà các mạng phi tập trung được cấu trúc khiến chúng gặp phải những thách thức riêng. Đặc biệt là khi so sánh với các cấu trúc tập trung.
Định lý CAP
Vào cuối những năm 1990, nhà khoa học máy tính Eric Brewer đã phát triển định lý CAP để hiểu rõ hơn về thách thức lớn của nó.
Định lý CAP cho rằng không thể, hoặc ít nhất là rất khó, đối với một kho dữ liệu phân tán - bao gồm các blockchains - cung cấp đồng thời cả ba bảo đảm sau: tính nhất quán, tính khả dụng và dung sai phân vùng; do đó có tên là định lý CAP.
Thay vào đó, định lý đặt ra, các kho dữ liệu phân tán phải thỏa hiệp; hy sinh ít nhất một đảm bảo để thực hiện hai bảo đảm còn lại.
Bộ ba nan giải trong chuỗi khối
Khi các cửa hàng dữ liệu phân tán tìm thấy một trường hợp sử dụng mới và phát triển thành các sổ cái phi tập trung công khai với sự xuất hiện của Bitcoin, thì định lý CAP cũng phát triển thành thứ mà chúng ta ngày nay gọi là bộ ba blockchain.
Trong bối cảnh của các blockchain hiện đại, bộ ba lập luận rằng mặc dù blockchain lý tưởng nên được phân cấp, an toàn và có thể mở rộng, chúng thực sự chỉ có thể là hai trong số ba. Điều này đại diện cho những gì có lẽ là thách thức lớn mà các blockchain cần phải vượt qua trước khi công nghệ này được áp dụng rộng rãi.
Các yếu tố của Bộ ba nan giải trong chuỗi khối
Phân quyền
Phi tập trung liên quan đến số lượng nút (máy tính) vận hành blockchain. Bản chất phi tập trung của cơ sở hạ tầng blockchain có tầm quan trọng chính ở đây, vì bước đột phá lớn của Bitcoin là giải quyết vấn đề chi tiêu kép mà không có thực thể trung tâm; một cái gì đó được coi là một vấn đề nhỏ trong cài đặt tập trung.
Mặc dù thoạt nhìn, sự phân quyền có vẻ là yếu tố kém quan trọng nhất trong cả ba yếu tố, nhưng chúng ta phải lưu ý rằng khi Bitcoin được tung ra, toàn bộ ý tưởng đằng sau việc tạo ra một loại tiền điện tử là cung cấp một lựa chọn phi tập trung, dân chủ hơn cho hệ thống tài chính tập trung nặng nề hiện tại. .
Bảo vệ
Bảo mật liên quan đến mã hóa và rất quan trọng là cơ chế đồng thuận ( bằng chứng công việc so với bằng chứng cổ phần ). Cơ chế đồng thuận đề cập đến số lượng các nút mạng cần xác nhận một giao dịch trước khi giao dịch đó diễn ra cuối cùng và cách các nút này được thưởng.
Liên quan: Bitcoin so với Ethereum: Sự khác biệt là gì?
Khả năng mở rộng
Cuối cùng, khả năng mở rộng đề cập đến khả năng của blockchain để giữ hiệu suất mong muốn về tốc độ giao dịch khi đối mặt với mạng lưới đang phát triển và số lượng giao dịch ngày càng cao hơn mỗi giây.
Đây là nơi mà vấn đề phát sinh. Vào thời điểm Bitcoin được tung ra, Satoshi Nakamoto đã buộc phải thỏa hiệp với khả năng mở rộng quy mô hiệu quả của Bitcoin để có lợi cho sự phân quyền và bảo mật. Tuy nhiên, đạt được một blockchain có thể mở rộng là cách duy nhất để cạnh tranh với các mạng tập trung nhanh hơn nhiều.
Có phải Bộ ba nan giải trong chuỗi khối thực sự là một Bộ ba nan giải?
Điều quan trọng cần lưu ý là, mặc dù bộ ba blockchain thực hiện một thách thức đối với việc áp dụng rộng rãi công nghệ, nhưng không có luật thực tế nào ngăn cản việc đạt được cả ba khía cạnh đồng thời.
Thay vào đó, bộ ba blockchain được xây dựng như một cách để hình thành khái niệm và hiểu rõ hơn về những thách thức phải đối mặt với sự phát triển và áp dụng công nghệ blockchain cũng như cách chúng đồng quan hệ với nhau.
Trên thực tế, các nhà phát triển đang làm việc chăm chỉ để tìm cách vượt qua bộ ba tiến thoái lưỡng nan của blockchain, và đã có một số đề xuất và ý tưởng về cách đối phó với “bộ ba tiến thoái lưỡng nan” này đã đạt được ít nhất một số mức độ thành công. Tuy nhiên, công bằng mà nói, mặc dù đã có nhiều tiến bộ nhưng bộ ba tiến thoái lưỡng nan vẫn còn nhiều thách thức; không phải nói là không giải được.
Liên quan: Bitcoin đang chậm: Tiền điện tử nhanh nhất là gì?
Các nhà phát triển lập kế hoạch như thế nào để giải quyết vấn đề nan giải trong chuỗi khối?
Các nhà phát triển đã thực hiện các cách tiếp cận khác nhau để giải quyết vấn đề, với một số ưu tiên các sửa đổi trực tiếp đối với mạng blockchain (các giải pháp lớp 1) trong khi một số người khác chọn chạy một mạng khác trên đỉnh blockchain chính (các giải pháp lớp 2). Ví dụ, Ethereum đã giới thiệu Proof-of-Stake như một giải pháp lớp 1 trong khi Bitcoin đã giới thiệu Lightning Network như một giải pháp lớp 2.
Giải pháp lớp 1
- Cải thiện cơ chế đồng thuận: Bitcoin, một trong những blockchain phổ biến nhất hiện có, đã sử dụng Proof-of-Work làm giao thức đồng thuận kể từ khi ra mắt. Và, mặc dù an toàn và phi tập trung, nó chậm; Ví dụ, Bitcoin chỉ có thể đạt được thông lượng giao dịch là 7 TPS. Để vượt qua bức tường này, một số blockchain, bao gồm cả Ethereum 2.0, đang chuyển sang cơ chế đồng thuận Proof-of-Stake. PoS xác định trạng thái của một nút dựa trên cổ phần của chúng trong chuỗi khối, thay vì yêu cầu các nút sử dụng sức mạnh tính toán, để giải các thuật toán mật mã.
- Sharding: Giải pháp này bao gồm việc chia nhỏ các giao dịch thành các “mảnh” nhỏ hơn. Sau đó, chúng được xử lý đồng thời song song với nhau bởi blockchain, cho phép nó hoạt động trên một số giao dịch cùng một lúc. Ngoài ra, các nút không cần phải giữ một bản sao của mọi khối từ genesis; thay vào đó, thông tin này được phân chia và lưu trữ bởi các nút khác nhau.
Giải pháp lớp 2
- Các chuỗi khối lồng nhau: Trong loại hệ thống này, chuỗi khối chính, hoặc chuỗi chính, đặt ra các quy tắc cho toàn bộ mạng, trong khi nó không được dự kiến sẽ tham gia vào bất kỳ hoạt động nào trừ khi cần giải quyết tranh chấp. Có một số cấp độ của các blockchains được xây dựng chồng lên nhau và được liên kết thông qua kết nối chuỗi mẹ-con. Các ủy quyền của chuỗi mẹ làm việc giữa các chuỗi con của nó, những người này thực thi các hành động và gửi kết quả trở lại chuỗi chính, làm giảm khối lượng công việc và tăng khả năng mở rộng.
- Các kênh trạng thái: Những kênh này tạo ra giao tiếp hai chiều giữa một chuỗi khối và các kênh giao dịch ngoài chuỗi. Các kênh trạng thái không yêu cầu xác minh nút để xác thực các giao dịch; thay vào đó, tài nguyên ngoài chuỗi này sẽ chặn các giao dịch sử dụng hợp đồng thông minh. Khi các giao dịch được hoàn thành trên một kênh trạng thái, trạng thái cuối cùng của “kênh” và tất cả các giao dịch của nó sẽ được thêm vào chuỗi khối cơ bản. Lightning Network của Bitcoin là một ví dụ về kênh trạng thái.
Liệu có thể giải quyết được vấn đề nan giải trong chuỗi khối không?
Blockchains thừa hưởng một số thách thức hiện tại trong các kho dữ liệu phân tán, từ đó blockchains đã phát triển. Những thách thức này đã được khái niệm hóa dưới thuật ngữ “bộ ba blockchain” nhằm cố gắng hiểu rõ hơn về những thách thức như vậy và chúng có mối liên hệ với nhau như thế nào.
Mặc dù thuật ngữ “bộ ba tiến thoái lưỡng nan” bị mắc kẹt, bộ ba tiến thoái lưỡng nan của blockchain thực sự chỉ là một phỏng đoán; một giả thuyết được nghi ngờ là đúng do có bằng chứng hỗ trợ sơ bộ, nhưng không có bằng chứng hoặc bác bỏ nào chưa được tìm thấy. Điều này có nghĩa là vẫn còn rất nhiều nghiên cứu phải được thực hiện, với các giải pháp lớp 1 và lớp 2 đã có một số mức độ thành công.