Chuỗi khối có thể cho phép lưu trữ thông tin an toàn, không cần cấp phép, phi tập trung và tạo điều kiện thuận lợi cho các giao dịch. Nhưng những cơ sở dữ liệu phân tán này có xu hướng gặp phải những hạn chế ở ít nhất một trong ba lĩnh vực quan trọng: bảo mật, khả năng mở rộng hoặc phân cấp.

Những thách thức đặt ra khi cố gắng cân bằng các khía cạnh này của công nghệ blockchain đã được gọi là “bộ ba bất khả thi về blockchain”.

Đây là bộ ba bất khả thi của blockchain được giải thích.

Vấn đề nan giải trong chuỗi khối là gì?

Bộ ba bất khả thi về blockchain, một thuật ngữ được đặt cho người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin, mô tả những khó khăn mà các nhà phát triển gặp phải khi tạo ra một kiến ​​trúc blockchain an toàn và có thể mở rộng trong khi vẫn được phân cấp.

Hãy nhìn vào chuỗi khối Bitcoin chẳng hạn. Mạng của Bitcoin an toàn nhất trên thế giới, với tỷ lệ hỏng hóc hơn 460 Exahash mỗi giây. Không có máy tính nào được biết đến trên thế giới có thể bẻ khóa mã hóa bằng chứng công việc của Bitcoin. Và với hàng nghìn nhà khai thác nút độc lập trên toàn thế giới, mạng vẫn được phân cấp và do đó khó bị tấn công hơn.

Nhưng khi nói đến giao dịch, lớp cơ sở của Bitcoin khó có thể mở rộng được. Mạng chỉ có thể xử lý khoảng 7 giao dịch mỗi giây (TPS).

Bất kỳ phương pháp tăng tỷ lệ TPS nào cũng sẽ dẫn đến giảm tính bảo mật hoặc phân cấp hoặc cả hai.

Ở mức độ này hay mức độ khác, tất cả các blockchain đều phải đối mặt với một kịch bản tương tự: chúng vượt trội ở một số lĩnh vực trong khi lại thiếu sót ở những lĩnh vực khác.

Hiểu ba trụ cột của blockchain

Để hiểu được bộ ba bất khả thi của blockchain, trước tiên chúng ta phải làm quen với các trụ cột cơ bản của công nghệ blockchain, bao gồm 1) bảo mật, 2) khả năng mở rộng và 3) phân cấp.

Bảo mật

Bảo mật là điều quan trọng nhất khi nói đến blockchain. Nếu kẻ tấn công có thể thao túng sổ cái, nó sẽ không còn tính toàn vẹn và sẽ bị coi là không đáng tin cậy và vô giá trị.

Phân quyền làm cho các chuỗi khối trở nên an toàn hơn bằng cách khiến chúng khó bị tấn công hơn. Để gỡ bỏ một mạng sẽ liên quan đến việc gỡ bỏ tất cả các nút của nó hoặc ít nhất là kiểm soát phần lớn trong số chúng. Tuy nhiên, đồng thời, việc đạt được an ninh có thể là một thách thức đối với một hệ thống không có điểm kiểm soát trung tâm, vì việc bảo vệ không thể được đặt vào tay một cá nhân hoặc tổ chức duy nhất.

Một trong những cách phổ biến nhất để tấn công mạng blockchain là thông qua cái được gọi là tấn công 51%. Nếu ai đó có thể kiểm soát phần lớn các nút của mạng, họ có thể thay đổi sổ cái. Điều này có thể cho phép chi tiêu gấp đôi các giao dịch, xóa các giao dịch trước đó hoặc các thao tác dữ liệu khác để phù hợp với nhu cầu của kẻ tấn công. Ethereum Classic (ETC), chuỗi Ethereum ban đầu, đã bị ảnh hưởng nhiều cuộc tấn công 51%, ví dụ.

Bảo mật cũng quan trọng như vậy nhưng nó vẫn vướng vào hai khía cạnh khác trong bộ ba bất khả thi của blockchain: khả năng mở rộng và phân cấp. Việc tăng cường bảo mật đôi khi dẫn đến việc giảm các thành phần khác của chuỗi khối.

khả năng mở rộng

Khả năng mở rộng đề cập đến khả năng của blockchain trong việc xử lý khối lượng giao dịch lớn trên quy mô lớn mà không ảnh hưởng đến tốc độ, hiệu quả hoặc phí. Do hầu hết các blockchain đều có tham vọng được áp dụng trên quy mô toàn cầu, công nghệ của họ phải có khả năng xử lý số lượng rất lớn người dùng gửi nhiều giao dịch. Tuy nhiên, có thể khó đạt được khả năng mở rộng trong khi vẫn duy trì hai trụ cột khác là phân quyền và bảo mật.

Xem xét phần cứng cần thiết cho người vận hành nút blockchain. Phần cứng cao cấp giúp tăng hiệu suất của mạng, nâng cao khả năng mở rộng. Tuy nhiên, bằng cách đặt ra các tiêu chuẩn phần cứng khắt khe như vậy, chúng tôi sẽ giới hạn những người có thể tham gia mạng. Ít người tham gia hơn có thể có nghĩa là một hệ thống tập trung hơn. Về cơ bản, bằng cách theo đuổi khả năng mở rộng, chúng ta có thể thỏa hiệp về tính phân cấp.

Giống như việc tăng cường bảo mật của blockchain có thể làm giảm khả năng mở rộng của nó, việc tăng khả năng mở rộng có thể làm giảm tính bảo mật và phân cấp.

Phân cấp

Tính phi tập trung là điều làm cho blockchain trở nên khác biệt so với các phương pháp lưu trữ dữ liệu hoặc hỗ trợ giao dịch khác. Thay vì tất cả dữ liệu được lưu trữ trên một máy chủ duy nhất và được chủ sở hữu của nó kiểm soát, chuỗi khối tạo thành một dạng công nghệ sổ kế toán phân phối (DLT). Sổ cái phân tán chứa dữ liệu trong nhiều máy chủ trên các vị trí địa lý khác nhau. Điều khiến blockchain khác biệt với các dạng DLT khác là các máy chủ hoặc nút thường được điều hành bởi các cá nhân độc lập và dữ liệu được lưu trữ liên tục trong các khối tạo thành chuỗi được đóng dấu thời gian.

Phân quyền có thể làm cho mạng an toàn hơn bằng cách loại bỏ bất kỳ vectơ tấn công hoặc điểm lỗi nào. Tuy nhiên, điều này mang đến những thách thức mới, chẳng hạn như đạt được sự đồng thuận về hồ sơ dữ liệu, điều này có thể trở nên khó khăn hơn khi số lượng người tham gia tăng lên, dẫn đến các vấn đề về khả năng mở rộng. Và khi các tác nhân độc hại dễ dàng tham gia vào mạng và tác động đến hoạt động của mạng, thì việc phân cấp có thể trở thành điểm yếu hơn là điểm mạnh.

khả năng mở rộng

Khả năng mở rộng đề cập đến khả năng của blockchain trong việc xử lý khối lượng giao dịch lớn trên quy mô lớn mà không ảnh hưởng đến tốc độ, hiệu quả hoặc phí. Do hầu hết các blockchain đều có tham vọng được áp dụng trên quy mô toàn cầu, công nghệ của họ phải có khả năng xử lý số lượng rất lớn người dùng gửi nhiều giao dịch. Tuy nhiên, có thể khó đạt được khả năng mở rộng trong khi vẫn duy trì hai trụ cột khác là phân quyền và bảo mật.

Xem xét phần cứng cần thiết cho người vận hành nút blockchain. Phần cứng cao cấp giúp tăng hiệu suất của mạng, nâng cao khả năng mở rộng. Tuy nhiên, bằng cách đặt ra các tiêu chuẩn phần cứng khắt khe như vậy, chúng tôi sẽ giới hạn những người có thể tham gia mạng. Ít người tham gia hơn có thể có nghĩa là một hệ thống tập trung hơn. Về cơ bản, bằng cách theo đuổi khả năng mở rộng, chúng ta có thể thỏa hiệp về tính phân cấp.

Giống như việc tăng cường bảo mật của blockchain có thể làm giảm khả năng mở rộng của nó, việc tăng khả năng mở rộng có thể làm giảm tính bảo mật và phân cấp.

Phân cấp

Tính phi tập trung là điều làm cho blockchain trở nên khác biệt so với các phương pháp lưu trữ dữ liệu hoặc hỗ trợ giao dịch khác. Thay vì tất cả dữ liệu được lưu trữ trên một máy chủ duy nhất và được chủ sở hữu của nó kiểm soát, chuỗi khối tạo thành một dạng công nghệ sổ kế toán phân phối (DLT). Sổ cái phân tán chứa dữ liệu trong nhiều máy chủ trên các vị trí địa lý khác nhau. Điều khiến blockchain khác biệt với các dạng DLT khác là các máy chủ hoặc nút thường được điều hành bởi các cá nhân độc lập và dữ liệu được lưu trữ liên tục trong các khối tạo thành chuỗi được đóng dấu thời gian.

Phân quyền có thể làm cho mạng an toàn hơn bằng cách loại bỏ bất kỳ vectơ tấn công hoặc điểm lỗi nào. Tuy nhiên, điều này mang đến những thách thức mới, chẳng hạn như đạt được sự đồng thuận về hồ sơ dữ liệu, điều này có thể trở nên khó khăn hơn khi số lượng người tham gia tăng lên, dẫn đến các vấn đề về khả năng mở rộng. Và khi các tác nhân độc hại dễ dàng tham gia vào mạng và tác động đến hoạt động của mạng, thì việc phân cấp có thể trở thành điểm yếu hơn là điểm mạnh.

Các giải pháp và đổi mới hiện tại

Đã có nhiều giải pháp được đề xuất để giải quyết bộ ba bất khả thi về tiền điện tử bằng cách cân bằng giữa bảo mật, khả năng mở rộng và phân cấp. Hầu hết những nỗ lực này đều cố gắng khắc phục sự cố bằng cách thực hiện các thay đổi ở cấp độ lớp 1 (còn gọi là lớp cơ sở) hoặc bằng cách sử dụng các công cụ ở trên cùng của lớp cơ sở, được gọi là lớp-2.

Giải pháp lớp 1

Cải tiến giao thức đồng thuận: Cách tiếp cận toàn diện nhất để giải quyết bộ ba bất khả thi của blockchain chỉ đơn giản là thay đổi cơ chế đồng thuận mà mạng dựa vào. Ví dụ: điều này có thể được thực hiện bằng cách chuyển từ mô hình đồng thuận bằng chứng công việc (PoW) sang mô hình bằng chứng cổ phần (PoS). Thay vì dựa vào các nút khai thác để thực hiện các phép tính tốn nhiều năng lượng nhằm bảo mật mạng, mạng PoS yêu cầu các nút xác thực khóa hoặc “đặt cọc” mã thông báo trong một khoảng thời gian nhất định. Ethereum đã trải qua quá trình này vào cuối năm 2022, được gọi là Hợp nhất.

Sharding, còn được gọi là phân vùng theo chiều ngang, là một phương pháp quản lý cơ sở dữ liệu bao gồm việc chia dữ liệu thành từng phần hoặc phân đoạn và lưu trữ chúng ở các vị trí khác nhau. Bằng cách chia nhỏ các phần dữ liệu của blockchain giữa các nút khác nhau, có thể giải phóng nhiều không gian hơn để xử lý song song các giao dịch. Thông thường, mỗi nút đầy đủ trong chuỗi khối phải lưu trữ tập dữ liệu của toàn bộ chuỗi, từ khối giao dịch đầu tiên đến khối giao dịch gần đây nhất. Nhưng với shending, điều này không nhất thiết phải như vậy.

Việc chia nhỏ dữ liệu của blockchain thành các phần nhỏ hơn sẽ giúp mỗi nút có thể xử lý nhiều giao dịch hơn, đồng nghĩa với khả năng mở rộng cao hơn.

Giải pháp lớp 2

Nhiều đề xuất phổ biến nhất để giải quyết bộ ba bất khả thi của blockchain không xảy ra trên lớp cơ sở của blockchain mà là trên các giải pháp lớp 2. Làm việc trên lớp thứ hai có thể cung cấp một cách để tăng khả năng mở rộng trong khi vẫn duy trì tính phân cấp và bảo mật của chuỗi chính, vốn không bị thay đổi.

• Các blockchains lồng nhau sử dụng cấu trúc bao gồm một chuỗi chính với một số chuỗi phụ. Điều này cho phép các chuỗi hoạt động song song với nhau. Chuỗi chính tập trung vào việc phân công nhiệm vụ và kiểm soát các tham số, trong khi chuỗi phụ có thể xử lý các giao dịch. OMG Plasma là một ví dụ về lớp 2 sử dụng chuỗi khối lồng nhau bên trên lớp 1 của Ethereum để có khả năng mở rộng cao hơn.
• Kênh nhà nước cung cấp một cách để người tham gia giao dịch trực tiếp ngoài chuỗi, với lớp cơ sở đóng vai trò là trọng tài cuối cùng của các giao dịch. Người dùng mở kênh ngoài chuỗi thông qua việc sử dụng giao dịch đa chữ ký trên blockchain. Sau đó, các kênh có thể bị đóng và việc thanh toán diễn ra trực tiếp trên chuỗi. Mạng sét của Bitcoin là một ví dụ về kênh trạng thái lớp 2.
• Sidechains hoạt động như các chuỗi khối độc lập chạy song song với lớp cơ sở. Họ sử dụng các phương pháp đồng thuận của riêng mình, điều này có thể cho phép khả năng mở rộng cao hơn, như đã đề cập trước đó. Một nhược điểm là sidechain không được hưởng lợi từ tính bảo mật của lớp cơ sở, tạo ra các lỗ hổng tiềm ẩn. Polygon, Polkadot, Cosmos và Avalanche là một số ví dụ về các dự án phổ biến sử dụng sidechain.

Ý nghĩa cho tương lai

Khi bối cảnh tiền điện tử phát triển, việc áp dụng công nghệ và thanh toán dựa trên blockchain sẽ tiếp tục vượt qua xu hướng chủ đạo.

Ethereum lớp-2 đã thấy về số lượng giao dịch gấp sáu lần làm lớp cơ sở Ethereum. Hơn nữa, vì BitPay đã thêm hỗ trợ cho các giao dịch Lightning Network nên chúng tôi đã thấy hàng tháng Giao dịch chớp nhoáng gần gấp ba trong vòng chưa đầy 10 tháng, cho thấy tiềm năng của các giải pháp ngoài chuỗi.

Cộng đồng tiền điện tử vẫn kiên định theo đuổi việc giải quyết bộ ba bất khả thi, phấn đấu đạt được sự kết hợp hài hòa giữa phân cấp, khả năng mở rộng và bảo mật. Đặc biệt là trong lĩnh vực thanh toán tiền điện tử, tương lai có vẻ đầy hứa hẹn. Với nỗ lực tập thể và sự khéo léo, chúng ta đang trên đà định hình lại mô hình tài chính. Hãy theo dõi, vì điều tốt nhất vẫn chưa đến.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://bitpay.com/blog/the-crypto-trilemma/