“Đây là bước đầu tiên trong hành trình lớn của Ethereum hướng tới việc trở thành một hệ thống hoàn thiện”, Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum phát biểu sau khi sự kiện The Merge thành công.
Đúng như Vitalik nói, có thể xem The Merge là bước chập chững đầu tiên trong một hành trình dài tìm kiếm “chén thánh” để giải quyết trilemma cho ngành crypto: bảo mật (security), phi tập trung (decentralization) và có thể mở rộng (scability).
Hơn ai hết, Vitalik luôn canh cánh trong lòng việc đi tìm lời giải cho một trong những bài toán gai góc nhất này của công nghệ blockchain. Vào năm 2017, chính anh là người đã đặt ra thuật ngữ “blockchain trilemma” để nói về những đánh đổi cần thiết mà các dự án crypto phải thực hiện để đạt được “khả năng mở rộng”, vì không ai có thể ăn được trọn miếng bánh.
Nhưng founder của Ethereum không phải là người đầu tiên lên tiếng về vấn đề này, nhà khoa học máy tính Hal Finney đã viết về nó trên một diễn đàn vào năm 2010. Khi Finney nhận được giao dịch Bitcoin đầu tiên từ Satoshi Nakamoto, ông đã cảnh báo rằng trong thiết kế ban đầu của mình, các blockchain không thể tự mở rộng quy mô.
Ông đề xuất thêm một hệ thống thứ cấp đơn giản và hiệu quả hơn trên blockchain chính. “Bản thân Bitcoin không thể mở rộng quy mô để thông báo cho tất cả mọi người về từng giao dịch tài chính trên thế giới hay đưa tất cả giao dịch này vào blockchain”, Finney viết.
Blockchain trilemma là gì?
Blockchain trilemma là thách thức mà các nhà phát triển phải đối mặt khi cố gắng đạt được sự bảo mật, phi tập trung và khả năng mở rộng trong một blockchain.
Thoạt nhìn, có vẻ hầu hết blockchain sở hữu cả ba phẩm chất này, tuy nhiên nếu đi sâu vào từng loại tiền điện tử, có thể thấy rằng phần lớn chúng chỉ sở hữu 2/3 đặc điểm. Ví dụ: Bitcoin phi tập trung và an toàn, nhưng bản thân nó không có khả năng mở rộng cao.
- Phi tập trung: Một blockchain phải mang tính phi tập trung với một mạng node lớn để có thể cung cấp một hệ thống thanh toán không cần sự tin cậy (trustless) cho người dùng và không có cơ quan trung ương.
- Bảo mật: Một blockchain phải cung cấp sự bảo mật cho người dùng và có khả năng chống lại các cuộc tấn công của hacker như tấn công 51%, tấn công minting và tấn công từ chối dịch vụ (DDoS)… để giữ mạng hoạt động 24/7.
- Có thể mở rộng: Một blockchain được hàng triệu người trên toàn thế giới sử dụng phải có sức mạnh xử lý để thực hiện hàng nghìn giao dịch mỗi giây, tương tự như Visa và MasterCard.
“Blockchain trilemma” là một tình thế tiến không được, lùi không được mà đứng lại cũng không xong. Bởi vì việc mở rộng blockchain đến một điểm nhất định chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến hai yếu tố cơ bản còn lại của nó:
- Cấu trúc phi tập trung: Mang lại sự minh bạch và tin tưởng cho người dùng khi nó hoạt động độc lập với các bên thứ ba và chính phủ.
- Tính bảo mật: Bảo vệ dữ liệu khỏi tin tặc.
Tóm lại, chúng ta có thể có khả năng mở rộng, phi tập trung hoặc bảo mật, nhưng không thể có cả ba.
Vì sao blockchain trilemma là vấn đề trong crypto?
Trong các blockchain công khai, các sổ cái kỹ thuật số ghi lại số dư tài khoản, mã hợp đồng và các dữ liệu khác bằng cách sử dụng các khóa kỹ thuật số phức tạp. Việc biết rằng các bản ghi đó là công khai và không thể bị xóa, thay đổi hoặc sao chép, tạo nên sự tin tưởng.
Điều này cho phép các nhóm cộng tác viên phân tán làm việc hoặc giao dịch với nhau trên các blockchain mà không cần một bên trung gian. Sự tin tưởng đó được củng cố bằng cách sao chép và xác minh thông tin trên nhiều máy tính trong mạng.
Vì lý do này, nhiều blockchain gốc không thể xử lý nhiều giao dịch hơn một máy tính trong mạng có thể xử lý. Điều đó có thể dẫn đến việc các blockchain bị quá tải bởi khối lượng công việc, gây ra sự chậm trễ và khiến người dùng phải trả phí “cắt cổ”, đặc biệt trong những thời gian sôi động của thị trường tiền điện tử.
Tính đến tháng 9 này, Bitcoin không thể xử lý hơn khoảng 7 giao dịch/giây và Ethereum bị giới hạn ở khoảng 14 giao dịch/giây – một trời một vực so với các sàn giao dịch điện tử thông thường.
Đây không phải là vấn đề lúc tiền điện tử vẫn còn là một công nghệ “niche” do một nhóm người đam mê sử dụng. Giờ đây, tài chính truyền thống và các ngành công nghiệp chính thống khác đang chuyển sang sử dụng blockchain như một môi trường minh bạch, đáng tin cậy để trao đổi và cộng tác. Lúc này, “blockchain trilemma” trở thành một trở ngại lớn.
Sự tắc nghẽn định kỳ và phí cao của Ethereum đã khiến nó để mất thị phần trong các ứng dụng DeFi vào tay các blockchain đối thủ như BNB Chain (trước đây là Binance Smart Chain) và Solana – vốn nhanh hơn và rẻ hơn vì họ có thể sử dụng ít bên hơn khi thực hiện giao dịch.
Sự đánh đổi trong blockchain trilemma
Tính phi tập trung
Một dự án blockchain có thể hy sinh tính phi tập trung và vẫn hoạt động.
Ví dụ: Ripple (XRP) nằm trong top 10 tiền điện tử lớn nhất theo vốn hóa thị trường, nhưng sổ cái XRP được thiết kế cho các ngân hàng và nó là một trong những loại tiền điện tử tập trung nhất.
Một vấn đề khác liên quan đến tính phi tập trung là cơ chế đồng thuận của blockchain: bằng chứng công việc (PoW) và bằng chứng cổ phần (PoS).
Mô hình PoW, được Bitcoin và một số tiền điện tử khác sử dụng, được xem là phi tập trung hơn vì mạng không thể bị đánh bại trừ khi có một mining pool sở hữu hơn 51% tỉ lệ băm (hash rate). Ngay cả khi mining pool này đạt gần 50%, những người khai thác mới sẽ xuất hiện và bắt đầu ‘cuộc chiến băm’, tiếp tục phi tập trung mạng. Nhược điểm của cơ chế này là nó tiêu tốn nguồn năng lượng lớn – riêng một năm Bitcoin đã tiêu thụ lượng điện bằng với đất nước Thụy Sĩ.
Trong khi đó, mô hình PoS được cho là tập trung hơn vì một tỉ lệ phần trăm của đồng coin thường thuộc sở hữu của các nhà đầu tư mạo hiểm, nhà đầu tư thiên thần và các đối tác dự án. Tuy nhiên, Vitalik Buterin lập luận rằng mô hình PoS có thể an toàn hơn, vì một kẻ thù địch sẽ phải mua hơn 51% mạng lưới, tương đương 70 tỉ USD dựa trên vốn hóa thị trường của Ethereum (số liệu tháng 7/2022).
Nhưng đây chỉ là một sự hợp lý hoá từ Vitalik, bởi vì nếu có một kịch bản end-game thì một chain PoW sẽ “sống dai” hơn một chain PoS. Nếu một chain PoW bị tấn công 51%, các thợ đào mới có thể xuất hiện và lọc ra các tác nhân xấu, nhưng với chain PoS, không có cách nào để khôi phục sự đồng thuận mà không cần fork lại hoàn toàn mạng.
Bảo mật
Những vấn đề bảo mật phát sinh từ các lỗi (bug) trong mã và hầu hết các dự án tiền điện tử đều làm tốt công việc lọc các lỗi bảo mật, ngay cả khi họ thiếu phi tập trung và khả năng mở rộng. Phần lớn các vụ tấn công lên báo “rần rần” hiện tại đều xảy ra với các DApp layer-2 trên Ethereum và các chain hỗ trợ DeFi.
Nhưng trong lịch sử, các blockchain lớn nhất đã từng là mục tiêu của các cuộc tấn công. Vào tháng 8/2010, khi Bitcoin được giao dịch ở mức 0.06 USD, một hacker đã khai thác một lỗi trong mã của Bitcoin để tạo ra 184 tỉ Bitcoin. Lỗi nhanh chóng được chính Satoshi Nakamoto giải quyết.
Ethereum là mục tiêu trong vụ “hack DAO” – một trong những vụ hack rúng động nhất trong lịch sử tiền điện tử. Vào năm 2016, một hacker đã tìm thấy lỗ hổng trong mã Ethereum và sử dụng chúng để chuyển 3.5 triệu ETH (150 triệu USD vào thời điểm đó) từ đợt bán ICO. Những người sáng lập Ethereum không có lựa chọn nào khác ngoài việc hard fork mạng và thu hồi lại tiền.
Khả năng mở rộng
Nếu một blockchain có khả năng mở rộng, nó có thể xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây (TPS) và chịu được các bài kiểm tra căng thẳng (stress test) mà không bị tắc nghẽn mạng.
Visa và MasterCard, các mạng cung cấp năng lượng cho mạng lưới bán lẻ toàn cầu có 5,000 – 10,000 TPS với mức phí dao động từ 1 – 1.5% cho mỗi giao dịch. Các blockchain thế hệ mới hơn như Solana cung cấp TPS trên 10,000 với mức phí thấp hơn nhiều.
Bằng cách chuyển sang PoS, các blockchain đã khắc phục được phần lớn các vấn đề về khả năng mở rộng xảy ra với các blockchain thế hệ cũ. Với mô hình staking, các validator có thể nhanh chóng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây. Trước đây, Ethereum có 14 TPS, nhưng bằng cách chuyển sang PoS trong Ethereum 2.0, họ sẽ mở rộng quy mô lên đến 100,000 TPS.
Khả năng mở rộng on-chain của Bitcoin vẫn chưa được giải quyết, vì các nhà phát triển đã từ chối hard fork mạng cũng như thực hiện các điều chỉnh đối với cơ chế đồng thuận PoW. Mạng Bitcoin chỉ có thể xử lý 4-5 TPS on-chain, trong khi các giải pháp mở rộng quy mô off-chain như Lightning Network và Liquid Network có thể xử lý tới một triệu giao dịch. Nhược điểm là các giải pháp nằm trong layer-2 này mang tính tập trung cao.
