Hiểu về Phi tập trung
Ngày 27 tháng 02 năm 2024 - Chia sẻ bài viết này trên Twitter | Facebook | Telegram
Trong lĩnh vực công nghệ Blockchain, sự Phi tập trung được coi là nền tảng của nó. Tuy nhiên, nó thường bị che phủ bởi cloud huyền thoại và quan niệm sai lầm. Khái niệm này, mặc dù quan trọng, nhưng không đơn giản như người ta tưởng. Đo lường sự Phi tập trung hoặc so sánh các blockchain khác nhau là một thách thức phức tạp. Bài viết này nhằm mục đích làm sáng tỏ những điều phức tạp này. Thông qua việc sử dụng các hình ảnh minh họa, chúng tôi sẽ đi sâu vào các nguyên tắc cơ bản của Phi tập trung, mang đến sự hiểu biết rõ ràng hơn về tính năng không thể thiếu này của công nghệ Blockchain. Hãy tham gia cùng chúng tôi khi chúng tôi bắt đầu cuộc hành trình khai sáng này.
Blockchain là một mạng phân tán và phi tập trung
Thuật ngữ “phi tập trung” dùng để chỉ các mạng, hệ thống và ứng dụng không có điểm kiểm soát trung tâm. Khái niệm này là chìa khóa cho mạng ngang hàng (P2P), nơi các node chia sẻ dữ liệu trực tiếp, bỏ qua các trung gian.
Trong ngành công nghiệp Blockchain, thuật ngữ “phi tập trung” thường được sử dụng một cách lỏng lẻo. Ban đầu nó chỉ đề cập đến kiến trúc mạng, nhưng các đặc điểm của dự án Blockchain còn vượt xa điều này. Họ bao gồm quản lý dự án, nhóm duy trì mã nguồn, quản trị và phân phối tài nguyên để đảm bảo cơ chế đồng thuận của mạng.
Trước tiên hãy tập trung vào kiến trúc mạng.
Mạng phân tán trải rộng trên một khu vực rộng và có nhiều node để xử lý và lưu trữ dữ liệu. Sự phân phối này làm tăng hiệu quả, độ tin cậy, tính sẵn sàng, tính toàn vẹn và bảo mật.
Hình ảnh dưới đây minh họa một mạng phân tán. Mỗi node do một cá nhân vận hành sẽ chạy một ứng dụng máy trạm mạng cần thiết cho giao tiếp mạng ngang hàng. Trong mạng, mỗi node có quyền lực như nhau. Trong bối cảnh Phi tập trung, chúng ta có thể lập luận rằng có 8 thực thể có địa vị ngang nhau trong mạng.
Các node cộng tác để phổ biến và xác thực các giao dịch. Họ có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác. Mọi người dùng đều có thể tương tác trực tiếp với nhau bằng cách sử dụng mô hình giao tiếp mạng ngang hàng.
Mạng phân tán có thể được Phi tập trung (không có cơ quan trung ương) hoặc được kiểm soát tập trung.
Trong hình ảnh bên dưới, bạn có thể thấy mạng phân tán giống như trước với 8 node. Sự khác biệt là tất cả các node được kiểm soát bởi một thực thể duy nhất, Alice (mũi tên màu đỏ minh họa quyền kiểm soát các node). Một mạng có thể có các đặc điểm rất giống nhau về hiệu quả, tính sẵn có của dữ liệu và độ mạnh mẽ, nhưng nó bị tập trung hóa, ảnh hưởng đến tính toàn vẹn, bảo mật dữ liệu, v.v.
Alice có thể quyết định tắt tất cả các node, từ đó tắt toàn bộ mạng. Cô ấy cũng có thể thay đổi dữ liệu vì cô ấy có toàn quyền kiểm soát nó.
Một mạng lưới phi tập trung thiếu một cơ quan trung ương. Trọng tâm của Phi tập trung là cơ chế đồng thuận của mạng, tức là các quy tắc mà các node sử dụng để đạt được thỏa thuận về việc thay đổi trạng thái của sổ cái theo định kỳ. Không có thực thể duy nhất nào kiểm soát mạng, đảm bảo hoạt động dân chủ. Bất cứ ai cũng có thể tự do tham gia hoặc rời khỏi mạng.
Thay vì một cơ quan trung ương duy nhất, mạng lưới được quyết định bởi một nhóm các thực thể chia sẻ quyền lực với nhau. Mạng phi tập trung yêu cầu bảo vệ chống lại các cuộc tấn công Sybil, điều này chúng ta sẽ thảo luận sau. Việc phân phối quyền lực phải dựa trên việc sở hữu một nguồn tài nguyên đắt tiền. Đối với các mạng PoW như Bitcoin, đó là sự kết hợp giữa phần cứng ASIC và điện, trong khi đối với các mạng PoS như Cardano hay Ethereum, đó là token ADA và ETH tương ứng.
Điều này tạo ra sự mất cân bằng trong hệ thống vì các thực thể thường khác nhau. Những người giàu hơn, có thể thu được Đa tài nguyên đắt tiền hơn, sẽ nắm giữ vị trí mạnh hơn trong mạng lưới phi tập trung.
Hình ảnh bên dưới minh họa một mạng phân tán, tính Phi tập trung của nó được xác định bởi số lượng đồng PoS mà mỗi cá nhân nắm giữ.
Có vẻ mâu thuẫn khi các thực thể sở hữu tài nguyên có giá trị có thể kiểm soát mạng phân tán mà không cần vận hành node. Trong nhiều mạng, những chủ sở hữu tài nguyên này có thể ủy quyền tài nguyên của họ, do đó nâng cao sức mạnh của node khác.
Trái ngược với suy nghĩ thông thường, sự Phi tập trung không được đánh giá bằng số lượng node trong mạng phân tán. Thay vào đó, nó được xác định bằng cách phân phối và quản lý một nguồn tài nguyên đắt tiền giữa những người nắm giữ nó, chẳng hạn như các lựa chọn ủy quyền của họ. Trong mạng phân tán, một số node nhất định có ý nghĩa quan trọng hơn và có đặc quyền tạo các khối mới.
Thuật ngữ 'phân phối' đề cập đến phân phối địa lý node để cải thiện hiệu quả, tính khả dụng và độ tin cậy. Mặc dù bất kỳ ai cũng có thể đóng góp cho mạng bằng node của họ, nhưng điều đó không nâng cao đáng kể tính Phi tập trung của mạng. Thuật ngữ 'phi tập trung' tập trung vào việc thiếu kiểm soát, đòi hỏi phải phân bổ quyền lực ra quyết định. Phi tập trung không được xác định bởi quyền sở hữu node mà bằng việc sở hữu một tài nguyên đắt tiền.
Cuộc tấn công Sybil
Mạng blockchain mở, cho phép một người có thể chạy nhiều node. Tuy nhiên, chúng vốn không miễn nhiễm với các cuộc tấn công của Sybil. Để chống lại những điều này, việc Phi tập trung phải dựa trên việc sở hữu một nguồn tài nguyên khan hiếm/đắt tiền, gây ra rủi ro mất mát của cải. Điều này đảm bảo sự cam kết và trung thực của chủ sở hữu tài nguyên.
Một cuộc tấn công Sybil xảy ra khi một thực thể tạo ra nhiều danh tính giả để giành quyền kiểm soát mạng. Kẻ tấn công nhằm mục đích gây ảnh hưởng đến các quyết định, thao túng dữ liệu hoặc phá vỡ mạng. Phi tập trung không nên chỉ dựa vào khả năng vận hành node, vì một thực thể duy nhất có thể chạy nhiều node với giá rẻ.
Hãy xem xét một mạng trong đó mỗi node được kết nối có quyền tạo một khối mới và kiếm phần thưởng. Để tăng cơ hội nhận thưởng, người ta có thể chạy nhiều khách hàng. Những kẻ tấn công Sybil có thể khai thác điều này, chạy nhiều node với chi phí thấp để đạt được lợi thế không công bằng so với những người tham gia trung thực. Hình ảnh bên dưới mô tả một tình huống trong đó kẻ tấn công Sybil vận hành năm node. Nếu một thực thể có quyền kiểm soát đa số đối với việc sản xuất hoặc quản trị khối thì mạng sẽ bị tập trung hóa.
Thuộc tính mạng phân tán không ảnh hưởng đáng kể đến việc Phi tập trung. Mặc dù các node bảo vệ dữ liệu và xác thực các giao dịch nhưng chúng không thể trực tiếp tham gia vào cơ chế đồng thuận hoặc quản trị nếu nhà điều hành không sở hữu tài nguyên đắt tiền.
Phần lớn các node là người tiêu dùng dữ liệu, chủ yếu là người tiêu dùng các khối mới. Nếu không sở hữu tài nguyên đắt tiền, họ không thể tham gia sản xuất dữ liệu (khối).
Việc sản xuất các khối được quản lý bởi những người sở hữu tài nguyên đắt tiền. Họ xác định các node sẽ tạo ra các khối mới. Thiết kế này bảo vệ chống lại các cuộc tấn công Sybil.
Hình ảnh cho thấy chỉ Alice, Bob, Carol và Dave mới sở hữu một lượng tài nguyên quý giá nhất định. Bob có nhiều nhất, trong khi Dave có ít nhất. Do đó, bốn khối này có thể tạo ra các khối mới. Eve, Frank, Grace và Heidi, thiếu tài nguyên này, có các node chỉ tiêu thụ các khối mới. Lưu ý rằng cuộc tấn công Sybyl không thể được thực hiện trên mạng này. Vị trí của kẻ tấn công Sybyl sẽ giống như Eve, tức là node của anh ấy sẽ là người tiêu dùng thụ động các khối mới.
Để tấn công mạng này, người ta sẽ cần phải có được nguồn tài nguyên đắt tiền. Điều này có thể được thực hiện trực tiếp bằng cách mua nó, do đó gây rủi ro cho sự giàu có của họ. Ngoài ra, họ có thể gián tiếp có được nó thông qua các phương tiện gian lận, chẳng hạn như đánh cắp tiền PoS hoặc giành quyền kiểm soát tỷ lệ băm của một công ty khai thác lớn. Tuy nhiên, các phương pháp gián tiếp này thường phức tạp hơn.
Kiểm soát mạng phi tập trung
Trong mạng, quyền kiểm soát phụ thuộc vào chủ sở hữu tài nguyên đắt tiền chứ không phải người vận hành node. Tài nguyên có thể được sở hữu bởi một số lượng lớn người, tuy nhiên chỉ có một số node trong mạng phân tán là quan trọng cho việc sản xuất khối. Và mặc dù mạng có hàng nghìn node nhưng chỉ một số ít được chọn tham gia tích cực vào cơ chế đồng thuận của mạng, trong khi số còn lại là người tiêu dùng dữ liệu thụ động.
Nếu một node thụ động đột nhiên không khả dụng hoặc thậm chí tất cả các node thụ động, nó sẽ hầu như không ảnh hưởng đến cơ chế đồng thuận của mạng. Tuy nhiên, ngược lại là không đúng sự thật. Nếu một nửa số node đang hoạt động đột nhiên không khả dụng thì mạng có thể không đạt được cơ chế đồng thuận của mạng.
Từ góc độ Phi tập trung, điều quan trọng là chủ sở hữu tài nguyên và quyết định của họ về việc node nào trở nên quan trọng đối với mạng. Chủ sở hữu tài nguyên có thể sử dụng tài nguyên của họ để sản xuất khối, nhưng điều này thường đòi hỏi một lượng đáng kể. Thông thường hơn, họ ủy quyền tài nguyên cho một thực thể khác vận hành một node tham gia tích cực vào cơ chế đồng thuận của mạng, tức là tạo ra các khối.
Hình ảnh cho thấy một mạng lưới phi tập trung. Chỉ các node của Alice, Bob, Carol và Dave mới tạo ra các khối. Bob và Carol sở hữu một phần nhỏ nguồn tài nguyên đắt tiền. Tất cả những người khác là những người tham gia đồng thuận tích cực. Họ ủy quyền tài nguyên cho một trong những người vận hành đang chạy node sản xuất khối (mũi tên màu xanh hiển thị ủy quyền tài nguyên). Lưu ý rằng trong số tất cả các đại biểu, chỉ có Olivia, Rupert và Wendy vận hành node thụ động của họ (chỉ sử dụng các khối mới).
Một nguồn tài nguyên đắt tiền có thể là ADA cho Cardano hoặc hash rate cho Bitcoin. Trong kịch bản của Bitcoin, bạn sẽ tìm thấy một công cụ khai thác ASIC và nguồn điện thay vì token. Bitcoin và Cardano hoạt động theo cách cơ bản giống nhau.
Đây chính là sự Phi tập trung của một mạng Blockchain điển hình. Hãy tóm tắt nó. 16 đơn vị tham gia Phi tập trung nhưng chỉ có 14 đơn vị sở hữu nguồn tài nguyên đắt đỏ. Alice và Dave điều hành các node sản xuất khối nhưng không sở hữu tài nguyên đắt tiền. Có 7 node trong mạng phân tán, nhưng chỉ có 4 node trong số đó tạo ra các khối. 3 node chỉ tiêu thụ khối mới. Trên thực tế, số lượng và tỷ lệ giữa những người tham gia khác nhau sẽ khác nhau.
Mạng thường có nhiều người ủy quyền hơn các node sản xuất khối. Một số mạng, như Bitcoin, có số lượng node khổng lồ, nhưng chỉ một phần nhỏ tích cực tạo ra các khối (Bitcoin chỉ có khoảng 20 nhóm, trong đó có 2 nhóm chiếm ưu thế). Ngược lại, trong các mạng như Cardano, phần lớn các node đều tham gia vào việc sản xuất các khối. Cardano có hàng nghìn pool. Có những nhà vận hành pool stake chạy nhiều nhóm.
Quản trị
Để nắm bắt đầy đủ sự phức tạp của Phi tập trung, chúng ta phải xem xét vai trò của nhóm. Cho đến thời điểm hiện tại, chúng ta đã thảo luận về việc kiểm soát việc sản xuất khối, bao gồm những người được ủy quyền (người đặt cọc hoặc người khai thác) và các node sản xuất khối. Những người tham gia tích cực đồng ý định kỳ về các thay đổi trạng thái sổ cái, chủ yếu thông qua việc bổ sung khối mới, dựa trên các quy tắc do khách hàng xác định.
Điều quan trọng là phải biết ai kiểm soát các quy tắc. Đây thường là nhóm đã đưa ra Blockchain. Đó thường là nhóm đã xuất bản ứng dụng máy trạm lần đầu tiên.
Hình vẽ thể hiện tình huống trong đó một nhóm phát hành ba phiên bản máy trạm. Người vận hành có thể tự do lựa chọn phiên bản máy trạm nào sẽ cài đặt trên node của họ, từ đó xác định quy tắc giao thức nào họ sẽ ứng dụng và quy tắc giao thức nào sẽ được thực thi chủ yếu trên toàn mạng phân tán.
Trong một mạng lưới phi tập trung, nhóm chỉ có quyền kiểm soát hạn chế đối với các quy tắc. Tất cả các phiên bản của máy trạm (có thể cả các phiên bản thay thế) đều được cung cấp công khai. Nhóm không (không nên) có quyền kiểm soát phiên bản máy trạm nào mà nhà điều hành cài đặt trên các node của họ.
Một trong những lầm tưởng phổ biến là khi một nhóm có một người lãnh đạo rõ ràng, anh ấy có thể thay đổi các quy tắc của mạng hoặc thậm chí tắt mạng. Tuy nhiên, nếu không sở hữu lượng tài nguyên cần thiết thì không thể thay đổi các tính năng chính của giao thức như chính sách tiền tệ.
Trong trường hợp không có tranh chấp giữa nhóm, cộng đồng và người vận hành node, sẽ có xu hướng cài đặt phiên bản máy trạm mới nhất. Phiên bản này sẽ không thay đổi các quy tắc chính, chỉ đưa ra những thay đổi nhỏ (sửa lỗi, cải tiến nhỏ) hoặc nâng cấp mà hầu hết đồng ý.
Trong trường hợp tranh chấp về quy tắc, chủ sở hữu tài nguyên có giá trị sẽ có ảnh hưởng lớn nhất.
Người nắm giữ tài nguyên ủy quyền tài nguyên của họ cho người vận hành node, những người chịu trách nhiệm chọn phiên bản để cài đặt. Nếu người được ủy quyền không đồng ý với lựa chọn phiên bản của nhà điều hành, họ có tùy chọn ủy quyền tài nguyên của mình ở nơi khác. Do đó, các nhà điều hành phải cân nhắc cẩn thận việc lựa chọn phiên bản của mình, lưu ý đến sở thích của người được ủy quyền.
Hình ảnh minh họa một kịch bản trong đó hai nhóm Alpha và Omega phát hành một ứng dụng máy trạm với các quy tắc giao thức riêng biệt và không tương thích. Ba nhà khai thác chạy node sản xuất khối chọn phiên bản Alpha, trong khi ba nhà khai thác khác chọn phiên bản Omega. Chủ sở hữu tài nguyên sẽ xác định các quy tắc được thực thi. Trong trường hợp cụ thể này, hầu hết các nguồn tài nguyên đắt tiền đều bỏ phiếu cho phiên bản Omega.
Trong phần lớn các mạng hiện có, một khách hàng thường chiếm ưu thế. Việc một số nhóm phát triển phiên bản máy trạm thay thế là điều bất thường và khi họ làm vậy, phiên bản này thường đại diện cho thiểu số. Điều này được thể hiện rõ trong trường hợp của Ethereum.
Tranh chấp thường nảy sinh về các phiên bản khác nhau do cùng một nhóm sản xuất. Một phe trong nhóm có thể tạo một nhánh mã nguồn và sửa đổi các quy tắc, khiến chúng không tương thích với phiên bản gốc. Phiên bản mới này có thể được thực thi nhưng nó cần có sự hỗ trợ từ chủ sở hữu tài nguyên đắt tiền. Để phiên bản mới giành chiến thắng, phần lớn các nguồn lực đắt tiền phải hỗ trợ nó.
Cũng giống như việc sản xuất các khối, mạng lưới được quản lý bởi chủ sở hữu tài nguyên đắt tiền. Điều này rất quan trọng trong bối cảnh các cuộc tấn công Sybil. Nếu việc ứng dụng phiên bản mới được xác định bằng số lượng node chạy một phiên bản nhất định của máy trạm, thì kẻ tấn công Sybil, có thể gán vô số địa chỉ IP một cách không tốn kém, có thể có thể ra lệnh cho các quy tắc của mạng. Quản trị cần được bảo vệ chống lại các cuộc tấn công của Sybil. Hành vi trung thực phải được thực thi trước khả năng mất đi của cải của một người.
Lời kết
Sự Phi tập trung chủ yếu xoay quanh việc phân phối một nguồn tài nguyên đắt tiền. Chỉ những người ủy quyền mới có thể tác động đến số lượng node (nhóm) sản xuất khối khả thi trong mạng. Để thăm dò sự Phi tập trung, trước hết hãy kiểm tra số lượng cá nhân sở hữu tài nguyên, mức độ phổ biến của cá voi trong số đó và việc quản lý tài nguyên của họ. Đặc biệt, điều quan trọng là có bao nhiêu nhóm tài nguyên được ủy quyền. Một số nhóm có thể có vị trí thống trị, đây là một hiện tượng không mong muốn.
Số lượng node thụ động trong mạng không quan trọng đối với việc Phi tập trung bằng số lượng node tạo khối. Việc phân phối các nguồn tài nguyên đắt tiền cũng rất quan trọng đối với việc quản trị, tức là duy trì các quy tắc đã được đa số những người nắm giữ tài nguyên đồng ý. Mạng đang chạy thửng phải do nhóm hoặc Giám đốc điều hành quyết định mà chủ yếu do chủ sở hữu tài nguyên quyết định. Sự sẵn có của nhiều khách hàng thay thế là có lợi, mặc dù chưa phải là tiêu chuẩn.
Nguồn bài viết tại đây
Đọc thêm các bài viết liên quan tại thẻ Tags bên dưới