Cấu trúc dữ liệu phân tán: Blockchain vs DAG

Chia sẻ để nhận NACChia sẻ để nhận 5 NAC

Tất cả các blockchain đều là các sổ cái phân tán (Distributed ledger) nhưng điều ngược lại không đúng, blockchain chỉ là một trong nhiều kiểu cấu trúc dữ liệu phân tán

Trong khi mọi người thường cho rằng blockchain là công nghệ xây dựng các ứng dụng phân tán, nhưng nó không phải là công nghệ duy nhất. Hơn nữa, những khiếm khuyết và sự thiếu hiệu quả của blockchain đang ngày càng bộc lộ rõ, do đó, cộng đồng đang tập trung phát triển thêm những công nghệ khác để bổ trợ hoặc thay thế blockchain.

Năm 2018 là năm mà blockchain được nhắc đến khắp nơi trong hầu khắp mọi lĩnh vực, tận dụng lợi ích nó mang lại cho từng nhu cầu cụ thể của ngành như các công ty năng lượng, nền tảng tài chính, dịch vụ công, y tế sức khoẻ, …

Tuy nhiên, hiểu sâu hơn blockchain chỉ là một ứng dụng của công nghệ cốt lõi Distributed ledger. Sổ cái phân tán là thuật ngữ bao hàm các phương thức lưu trữ và xử lý dữ liệu trong mạng lưới bao gồm nhiều node. Nói cách khác, không có thực thể nào tập trung quyền xử lý thông tin trong mạng lưới này do đó niềm tin được thiết lập dựa trên cơ chế “phi niềm tin".

Có nhiều cách để xây dựng nên mạng lưới phân tán (blockchain là một trong số đó) và càng ngày người ta càng khám phá nhiều phương thức khác để khắc phục điểm yếu về khả năng mở rộng, hiệu quả và chi phí giao dịch đắt đỏ của blockchain.

Hiện tại, một số cấu trúc phân tác khác bên cạnh blockchain có thể kể đến Directed Acyclic Graph (DAG) hay còn gọi là Tangle. Khái niệm về DAG đã hình thành từ những năm 1736 trong ký thuyết Graph nhưng phải đến gần đây người ta mới nghiên cứu kỹ những đặc tính của nó để có thể xây dựng những ứng dụng phân tán áp dụng cho nhiều nhu cầu thực tiễn.

Sự khác nhau đặc trưng của blockchain và DAG nằm ở cấu trúc và cách thức bổ sung cũng như xác nhận giao dịch mới.

blockchain vs dag, blockchain vs tangle, dag, blockchain, IOTA, bitcoin, ethereum, thuật toán đồng thuận, Nano, genesis block, EOS, Ripple, Stellar, jura network, coti,

Cấu trúc dữ liệu

Blockchain hiểu đơn giản là một chuỗi các khối (chain of blocks), bắt đầu từ khối nguyên thuỷ (genesis block) và kéo dài khi kết nối các khối mới hình thành vào chuỗi. Mỗi khối bao gồm nhiều giao dịch và liên kết với khối trước đó thông qua hash. Do đó, tất cả các khối đều có thể truy dấu và không thể sửa chữa dữ liệu.

DAG không có cấu trúc đường thẳng như blockchain mà có cấu trúc cây gồm nhiều nhánh và chùm. Luồng giao dịch chỉ có một chiều, mỗi giao dịch mới phát sinh sẽ xác nhận 2 giao dịch trước đó và chờ xác minh từ hai nốt khác để được thêm vào nhánh. Tương tự như hai giao dịch sẽ “đẻ” được 1 giao dịch mới.

Thuật toán đồng thuận

Trong mạng phân tán, các quyết định sẽ được thống nhất dựa trên sự đồng thuận của các node. Việc lựa chọn cơ chế đồng thuận nào sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ, hiệu quả, chi phí và khả năng mở rộng của mạng lưới.

Hai blockchain phổ biến nhất thế giới là Bitcoin và Ethereum đều đang sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Work khá là chậm, tốn năng lượng và rất không hiệu quả trong mở rộng hệ thống. Thuận toán mới Proof of Stake được chứng minh là hiệu quả hơn, được phát triển từ hơn 2 năm nay nhưng vẫn còn nhiều lo ngại và chưa áp dụng thực tế được.

Trong khi đó, DAG không có thợ đào hay “người" thêm khối vào chuỗi mà thay vào đó, mỗi người dùng đều tham gia vào quá trình xác minh giao dịch mỗi khi họ có giao dịch mới. Do đó mạng lưới hoạt động rất nhanh và không tốn chi phí xử lý giao dịch. Ngoài ra, người dùng không thể tự xác minh giao dịch của chính mình để ngăn chặn gian lận.

Hơn thế nữa, nhiều cơ chế đồng thuận hiện nay áp dụng cho các blockchain mới ngoài Bitcoin và Ether như EOS, Ripple, Stellar đều bị cho là có yếu tố tập trung nhất định, kéo theo nguy cơ gian lận. Chắc hẳn nhiều người vẫn còn nhớ về scandal gian lận trao đổi vote chéo của mạng lưới EOS với sàn Houbi hồi đầu tháng 10/2018.

Khả năng mở rộng

Mạng lưới của blockchain dễ dàng bị tắc nghẽn khi một khối lượng lớn giao dịch được đẩy lên trong khi mỗi khối được quy định chỉ có 1MB dữ liệu.

blockchain vs dag, blockchain vs tangle, dag, blockchain, IOTA, bitcoin, ethereum, thuật toán đồng thuận, Nano, genesis block, EOS, Ripple, Stellar, jura network, coti,

Cấu trúc của DAG là một chùm các giao dịch nối với nhau và được xác minh liên tục cứ mỗi khi có giao dịch mới phát sinh, do đó hầu như không có tắc nghẽn (trừ trường hợp xấu nhất là băng thông giữa 2 node bị chậm). Khả năng mở rộng của DAG là vô hạn, mạng lưới càng lớn tốc độ sẽ càng nhanh và càng an ninh (do việc lựa chọn xác minh giao dịch nào là hoàn toàn ngẫu nhiên).

Phí giao dịch

Phí giao dịch cao là một trong những hạn chế hiện tại của Bitcoin và Ethereum nhất là khi khối lượng giao dịch quá lớn trong một thời điểm.

Ngược lại, DAG không cần đào, không có phần thưởng do đó không có phí giao dịch và không tiêu tốn năng lượng như Proof of Work, phù hợp cho các giao dịch với giá trị nhỏ.

Mới nghe có vẻ DAG giải quyết được hết những khiếm khuyết của blockchain nhưng không may là DAG chưa thể xem là một giải pháp đáng tin cậy để phát triển các ứng dụng phân quyền Dapps do những bất lợi nhất định.

Về cơ bản, để được coi là một giao dịch hợp lệ, phải có 2 node khác xác minh; do đó chỉ cần kiểm soát được ⅓ khối lượng giao dịch trong mạng lưới là có thể thao túng hệ thống.

Vitalik Buterin từng đánh giá cao ý tưởng của DAG cho rằng nó có thể giảm thời gian truyền dữ liệu: “... DAG có giá trị ứng dụng nhất định, nhất là trong cải thiện tốc độ dữ liệu, cho nên về cơ bản bạn có thể thiết kế một mạng lưới tốc độ cao hơn so với Ethereum hiện tại là 14 giây, có thể thậm chí là 1 giây.”

Tóm lại, mỗi loại cấu trúc đều có ưu nhược điểm riêng và không thể nói DAG vượt trội hơn blockchain được. Chúng ta nên tận dụng điểm mạnh của cả 2 loại cấu trúc này và tìm kiếm thêm những giải pháp để giải quyết những tồn đọng, khiến chúng trở nên hoàn thiện hơn.

DAG hiện tại chưa được sử dụng phổ biến ngoài một số dự án như IOTA, Jura Network, COTI, Nano hay QLC chain. Trong đó, IOTA là đồng tiền điện tử đứng thứ 12 trên coinmarketcap. IOTA không phải hoàn toàn là mạng lưới thuần DAG vì nó vẫn dùng khái niệm Proof of Work, tuy nhiên đã có nhiều khác biệt so với blockchain truyền thống. Nhằm giải quyết vấn đề tấn công 34% nêu trên, IOTA sử dụng cơ chế Coordinator (hay gọi tắt là Coo) để điều tiết hoạt động hệ thống như việc lên dây cót, cho đến khi nó có lượng người dùng đủ lớn. Xem thêm giải thích đơn giản về IOTA tại đây.

Khác với IOTA, Nano lại sử dụng biến thể của DAG là block lattice trong đó mỗi giao dịch có một blockchain riêng, bảo mật bằng private key của mỗi người dùng. Do đó, người dùng có thể dễ dàng tracking giao dịch của họ trên chuỗi.

blockchain vs dag, blockchain vs tangle, dag, blockchain, IOTA, bitcoin, ethereum, thuật toán đồng thuận, Nano, genesis block, EOS, Ripple, Stellar, jura network, coti,

Jura Network cũng là một trong số ít những dự án nền tảng sử dụng DAG nhưng có cải tiến cấu trúc nhờ vào FUSUS; cho phép hệ thống chuyển đổi linh hoạt từ dạng blockchain sang dạng DAG khi mạng lưới trở nên đông đúc. Điều này giúp giảm thiểu rủi ro tấn công 34% khi khối lượng giao dịch lưu thông không nhiều đồng thời tận dụng được ưu điểm mở rộng vô hạn của DAG. Đọc thêm Phân tích dự án Jura Network.

COTI là một nền tảng thanh toán phi tập trung hỗ trợ thương mại điện tử, sử dụng công nghệ DAG là phù hợp cho những giao dịch nhỏ lẻ với giá trị không lớn. COTI áp dụng thuật toán chấm điểm tín nhiệm cho các node nhằm nâng cao tính bảo mật và an ninh cho hệ thống. Xem thêm Phân tích dự COTImô tả quá trình hình thành mạng lưới tại COTI.

blockchain vs dag, blockchain vs tangle, dag, blockchain, IOTA, bitcoin, ethereum, thuật toán đồng thuận, Nano, genesis block, EOS, Ripple, Stellar, jura network, coti,

Nhìn chung, mỗi loại cấu trúc dữ liệu phân tán sẽ có những thị trường riêng, đáp ứng những nhu cầu đa dạng khác nhau của mỗi dự án. Blockchain đã chứng minh được ưu việt của nó bằng những DApp đã trở nên khá nổi tiếng trên thế giới; nhưng vẫn cần công nghệ cải thiện hiệu suất khác, không chỉ là Lightning Network hay Omni Layer và các thuật toán đồng thuận mới. Còn đối với DAG, mặc dù còn rất xa mới đạt được mức độ adoption như blockchain nhưng nó cũng đang dần thể hiện được lợi thế của mình.

Biên soạn bởi nami.today

Good Audience và Medium

Chia sẻ để nhận NACChia sẻ để nhận 5 NAC