Phi tập trung là gì?

Phi tập trung (decentralization) là việc phân tán những năng lực vận hành, xác thực hoặc ra quyết định quan trọng của một hệ thống cho nhiều bên tham gia có thể hành động độc lập, thay vì để một chủ thể duy nhất quyết định mọi thứ. Nó không chỉ liên quan tới "có bao nhiêu máy", mà còn tới việc ai được sửa quy tắc, ai được xác nhận bản ghi, ai nắm các quyền then chốt, và hệ thống có tiếp tục hoạt động khi một bên tham gia rút đi hay không.

Trong blockchain, phi tập trung thường có nghĩa là nhiều node nhận và xác thực dữ liệu theo một giao thức chung, rồi dùng cơ chế đồng thuận để giải quyết bất đồng về thứ tự bản ghi hoặc trạng thái hiện tại. Node là thiết bị hoặc chương trình chạy phần mềm của mạng và trao đổi dữ liệu với các máy khác; còn cơ chế đồng thuận là bộ quy tắc mà các bên tham gia tuân theo để xác định bản ghi chung khi họ có thể đã nhận được những thông tin khác nhau.

Phi tập trung không phải một công tắc bật tắt duy nhất. Một hệ thống có thể có tầng xác thực do rất nhiều node cùng duy trì, nhưng vẫn phụ thuộc vào vài chủ thể ở khâu phát triển phần mềm, phân bổ tài sản, giao diện ứng dụng hay quyền nâng cấp. Vì vậy, cách nói chính xác hơn là chỉ rõ hệ thống phân tán ở tầng nào và vẫn tập trung ở tầng nào.

Thứ mà phi tập trung phân tán là quyền kiểm soát và sự phụ thuộc

Một hệ thống có thể giao những năng lực khác nhau cho những bên tham gia khác nhau:

• Vận hành: nhiều máy lưu dữ liệu và cung cấp dịch vụ;
• Xác thực: các bên tham gia có thể tự kiểm tra giao dịch và block theo quy tắc công khai;
• Ghi sổ: nhiều bên tham gia đủ điều kiện lần lượt hoặc cạnh tranh để đề xuất bản ghi mới;
• Ra quyết định: việc nâng cấp giao thức, điều chỉnh tham số và sử dụng ngân quỹ không do một quản trị viên duy nhất quyết định;
• Truy cập: người dùng không bắt buộc phải dùng hệ thống chỉ qua một trang web, một máy chủ hay một nhà cung cấp dữ liệu.

Những năng lực này không nhất thiết được phân tán cùng lúc. Chẳng hạn, một công ty có thể chạy rất nhiều máy chủ ở nhiều khu vực, điều đó làm tăng khả năng sẵn sàng nhưng không trao quyền ra quyết định cho bất kỳ chủ thể nào khác. Ngược lại, một mạng do nhiều tổ chức cùng vận hành vẫn có thể chỉ cho phép một số ít thành viên được chấp thuận ghi sổ. Khi đánh giá, hãy hỏi trước "cái gì được phân tán cho ai", chứ không chỉ xem hệ thống có dùng blockchain hay máy chủ cloud.

Hệ thống phân tán chưa chắc đã phi tập trung

"Phân tán" mô tả việc tính toán và dữ liệu có nằm trên nhiều máy kết nối với nhau hay không; còn "phi tập trung" đi xa hơn, hỏi rằng những máy đó và các quyết định then chốt có do các chủ thể độc lập kiểm soát hay không.

Dịch vụ cloud truyền thống có thể nhân bản cơ sở dữ liệu sang nhiều trung tâm dữ liệu. Máy móc là phân tán, nhưng cùng một bên vận hành vẫn có thể sửa quy tắc truy cập, đóng dịch vụ hoặc quyết định phiên bản nào có hiệu lực — xét về quyền kiểm soát thì vẫn là tập trung.

Mạng blockchain cũng dùng cấu trúc phân tán, nhưng ngoài ra còn để các bên tham gia xác thực cập nhật theo giao thức. Tổng quan về blockchain của NIST mô tả nó là sổ cái dùng chung được duy trì theo cách phân tán, thường không phụ thuộc vào một kho lưu trữ trung tâm hay một cơ quan trung tâm. Chữ "thường" ở đây rất quan trọng: mạng cần cấp quyền vẫn có thể để một tổ chức, hoặc một vài tổ chức, quyết định điều kiện tham gia và quy tắc.

Vì vậy, dữ liệu có nhiều bản sao chỉ cho thấy hệ thống đã nhân bản, chứ không tự chứng minh rằng quyền kiểm soát đã được phân tán. Còn phải xem từng bản sao có thể được xác thực độc lập hay không, các bên vận hành có độc lập với nhau hay không, và một chủ thể duy nhất có thể đơn phương thay đổi kết quả hay không.

Mạng blockchain cùng duy trì bản ghi như thế nào

Mạng ngang hàng (peer-to-peer) cho phép các bên tham gia trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhau, không cần để mọi thông điệp đi qua một máy chủ trung tâm. Giao dịch và block mới có thể lan truyền giữa các node, rồi mỗi node xác thực sẽ kiểm tra nội dung nhận được theo phần mềm của chính nó và theo quy tắc giao thức.

Xác thực độc lập không có nghĩa là tất cả node cùng bỏ phiếu cho từng giao dịch, cũng không có nghĩa mỗi node làm cùng một khối lượng công việc. Có bên tham gia lo việc đề xuất block, có node chỉ xác thực và chuyển tiếp, có client nhẹ chỉ tải ít dữ liệu và dựa vào bằng chứng bổ sung. Vai trò cụ thể tùy thuộc thiết kế của mạng.

Khi một node thấy nhiều bản ghi ứng viên, quy tắc đồng thuận giúp nó chọn đoạn lịch sử hiện đang chấp nhận. Chỉ cần các node dùng quy tắc tương thích, chúng có thể dần hình thành trạng thái chung mà không cần một quản trị viên cơ sở dữ liệu duy nhất. Tài liệu về mạng ngang hàng của Bitcoin cho thấy node đầy đủ xác thực block và giao dịch trước khi chuyển tiếp; còn tài liệu về node của Ethereum giải thích rằng một node có thể chạy với client lo việc thực thi giao dịch phối hợp cùng client lo phần đồng thuận. Cơ chế cụ thể của hai bên khác nhau, nhưng đều cho thấy việc xác thực phi tập trung dựa trên quy tắc giao thức và phần mềm được vận hành độc lập, chứ không đơn giản là nhân bản dữ liệu thật nhiều lần.

Không cần cấp quyền và phi tập trung không đồng nghĩa

Mạng không cần cấp quyền cho phép người tham gia sử dụng mạng, hoặc cạnh tranh một số vai trò nhất định, mà không phải xin phê duyệt trước từ một bên quản lý nào. Mạng cần cấp quyền thì giới hạn ai được đọc dữ liệu, gửi giao dịch, xác thực cập nhật hoặc đề xuất block.

Tham gia mở có thể làm giảm khả năng một tổ chức duy nhất ngăn người mới vào, nhưng không tự động bảo đảm quyền lực phân bố đồng đều. Chi phí phần cứng, phân bố stake hoặc sức mạnh tính toán, các nhà cung cấp dịch vụ chuyên nghiệp và lợi thế quy mô đều có thể khiến ảnh hưởng thực tế dồn vào một số ít bên tham gia.

Mạng cần cấp quyền cũng có thể do nhiều tổ chức độc lập với nhau cùng duy trì, khiến không tổ chức nào tự mình viết lại bản ghi được. Tuy nhiên, nếu một bên quản lý có thể bất cứ lúc nào phê duyệt thành viên, thu hồi tư cách hoặc thay đổi quy tắc, thì về quản trị, bên đó vẫn giữ quyền kiểm soát trung tâm rõ rệt.

Vậy nên "ai được tham gia" và "ai có thể một mình kiểm soát kết quả" là hai câu hỏi khác nhau. Khi đánh giá phi tập trung, cần xét đồng thời ngưỡng tham gia và phân bố quyền hạn.

Phi tập trung cần được kiểm tra theo từng tầng

Một blockchain hay một ứng dụng thường gồm nhiều tầng thành phần, và mỗi tầng đều có thể tạo ra một điểm tập trung khác nhau.

Giao thức và xác thực

Trước tiên hãy xem ai phán định giao dịch và block nào là hợp lệ. Người dùng thông thường có thể chạy node và tự đối chiếu dữ liệu theo cùng quy tắc hay không? Quy tắc có công khai hay không? Nếu phần lớn mọi người chỉ có thể chấp nhận kết quả mà một nhà cung cấp dịch vụ nào đó đưa ra, thì dù mạng nền có rất nhiều node, con đường xác thực thực tế của người dùng vẫn có thể bị tập trung.

Tạo block hoặc sắp thứ tự

Tiếp theo hãy xem ai quyết định thứ tự giao dịch được đưa vào bản ghi. Số lượng bên tham gia, phân bố sức mạnh tính toán hoặc tỷ lệ stake, chi phí tham gia và quan hệ ủy quyền đều ảnh hưởng tới quyền kiểm soát. Nhiều địa chỉ không hẳn là nhiều chủ thể độc lập, vì cùng một bên vận hành có thể kiểm soát nhiều địa chỉ; ngược lại, một nhà cung cấp dịch vụ cũng có thể đại diện cho rất nhiều người dùng đã ủy quyền tài nguyên cho họ.

Phần mềm và nâng cấp

Client là phần mềm triển khai quy tắc giao thức; các client khác nhau có thể đảm nhiệm những việc như thực thi giao dịch hoặc đồng thuận, và có thể do một hay nhiều nhóm phát triển. Nếu mạng phụ thuộc quá nhiều vào cùng một bản triển khai, một lỗi phần mềm có thể ảnh hưởng tới rất nhiều bên tham gia cùng lúc; có nhiều bản triển khai tương thích với nhau sẽ giảm rủi ro hỏng chung này.

Mã nguồn công khai cho phép người khác kiểm tra và sửa phần mềm, nhưng không tự động quyết định mạng dùng phiên bản nào. Việc nâng cấp giao thức vẫn cần bên phát triển, bên vận hành node, bên tạo block, các ứng dụng và người dùng mỗi bên tự chọn có áp dụng quy tắc mới hay không.

Quản trị và quyền quản lý

Hệ thống còn có thể có khóa nâng cấp, chức năng tạm dừng, quản trị viên tham số, một quỹ hoặc cơ chế bỏ phiếu bằng token. Cần kiểm tra ai được đề xuất thay đổi, ai được phê duyệt, có thời gian chờ trước khi có hiệu lực hay không, và các vai trò khẩn cấp được làm gì. Số người bỏ phiếu đông cũng không có nghĩa quyền thực thi đã được trao cho những người bỏ phiếu đó.

Ứng dụng, dữ liệu và cửa truy cập

Mạng nền phi tập trung không có nghĩa các ứng dụng ở tầng trên cũng phi tập trung như vậy. Trang web, tên miền, ví, giao diện node, lập chỉ mục dữ liệu và lưu trữ tệp đều có thể phụ thuộc vào một nhà cung cấp duy nhất. Việc người dùng có thể đổi cửa truy cập, tự chạy các thành phần cần thiết hoặc tự đối chiếu dữ liệu hay không sẽ ảnh hưởng tới khả năng chống gián đoạn trong thực tế.

Đo mức độ phi tập trung như thế nào

Không có con số nào khái quát được mức độ phi tập trung ở mọi tầng. Các chỉ số thông dụng chỉ trả lời được một phần câu hỏi:

• node và bên tạo block do bao nhiêu chủ thể độc lập vận hành;
• sức mạnh tính toán, stake, quyền bỏ phiếu hay token có bị tập trung hay không;
• có client, bên lưu ký hoặc nhà cung cấp hạ tầng nào chiếm tỷ trọng quá lớn hay không;
• chi phí và mức khó để một bên tham gia bình thường chạy phần mềm xác thực;
• các quyền then chốt về nâng cấp, tạm dừng, ngân quỹ và tham số cần bao nhiêu chủ thể độc lập đồng ý;
• người dùng có thể tiếp tục truy cập hệ thống qua giao diện và node thay thế hay không;
• khi một bên vận hành, một khu vực hay một dịch vụ bị gián đoạn, hệ thống có còn hoạt động hay không.

Khi thống kê còn phải chú ý ranh giới danh tính. Địa chỉ blockchain thường không phải danh tính đã được xác minh của một cá nhân hay tổ chức: một chủ thể có thể kiểm soát rất nhiều địa chỉ, và nhiều người dùng cũng có thể giao tài nguyên cho cùng một bên lưu ký. Vì vậy "số node", "số validator" hay "số địa chỉ đang giữ token" không thể lấy trực tiếp làm số lượng bên kiểm soát độc lập.

Cách đáng tin hơn là xem nhiều chỉ số cùng lúc, đồng thời nêu rõ nguồn dữ liệu, thời điểm thống kê và những quan hệ không thể nhận diện. Mức độ phi tập trung còn thay đổi theo bên tham gia, phiên bản phần mềm, giá tài nguyên và quyền quản trị; đây không phải thuộc tính cố định vĩnh viễn sau khi triển khai.

Phi tập trung mang lại gì và phải trả giá gì

Khi nhiều bên tham gia độc lập có thể xác thực và cung cấp dịch vụ, hệ thống khó bị dừng hoàn toàn chỉ vì một máy chủ hay một bên vận hành gặp sự cố. Quy tắc công khai và dữ liệu có thể tự đối chiếu cũng làm giảm sự phụ thuộc vào một bên duy nhất giữ bản ghi. Nếu người dùng có thể gửi thao tác hợp lệ qua nhiều cửa khác nhau, khả năng một nhà cung cấp dịch vụ duy nhất ngăn thao tác có hiệu lực cũng giảm xuống — điều này thường được gọi là khả năng kháng kiểm duyệt.

Những năng lực đó đi kèm chi phí thực tế. Việc nhiều bên nhân bản và xác thực làm tăng chi phí tính toán, lưu trữ và truyền tin; đồng thuận và xác nhận cần thời gian; nâng cấp phải phối hợp nhiều bên tham gia; mạng công khai còn phải đối phó với những bên tham gia có ý xấu. Để tăng tốc độ, giảm chi phí hoặc xử lý tình huống khẩn cấp, hệ thống có thể cố ý giữ lại uỷ ban, quản trị viên hoặc một số ít bên vận hành có hiệu năng cao.

Những đánh đổi kiểu này không có đáp án chung. Điều quan trọng là nói rõ quyền nào bị tập trung vì lý do hiệu quả, tập trung vào tay ai, và các bên tham gia có cách nào để kiểm tra, giới hạn hoặc thay thế những chủ thể đó hay không.

Những nhầm lẫn thường gặp

Dùng blockchain là chắc chắn phi tập trung?

Không hẳn. Blockchain có thể do một tổ chức kiểm soát hoàn toàn, hoặc chỉ cho phép một số ít tổ chức được chấp thuận duy trì. Cần xem phân bố thực tế của các quyền xác thực, ghi sổ, nâng cấp và truy cập.

Càng nhiều node thì càng phi tập trung?

Số lượng node là một tham khảo, nhưng còn phải xem chúng có do các chủ thể độc lập vận hành hay không, dùng phần mềm gì, đặt ở đâu và đảm nhiệm vai trò gì. Rất nhiều node không tham gia xác thực, hoặc do cùng một bên vận hành kiểm soát, thì không tương đương với rất nhiều bên kiểm soát độc lập.

Không có công ty vận hành thì không ai chịu trách nhiệm?

Không phải. Bên phát triển, bên vận hành node, bên tham gia quản trị, bên cung cấp giao diện và người dùng vẫn đảm nhiệm những công việc khác nhau. Phi tập trung thay đổi cách phân bổ quyền hạn và sự phụ thuộc, chứ không làm việc bảo trì, ra quyết định và xử lý rủi ro tự biến mất.

Mạng phi tập trung thì hoàn toàn không thể bị đóng?

Không thể bảo đảm như vậy. Vận hành phân tán có thể giảm điểm gián đoạn đơn lẻ, nhưng mạng vẫn có thể chịu ảnh hưởng từ lỗi phần mềm, hạ tầng bị tập trung, các bên tham gia hành động phối hợp, hạn chế truy cập hoặc tấn công kinh tế. Khả năng chống chịu thực tế phụ thuộc vào việc mỗi tầng có phương án thay thế độc lập hay không.

Phi tập trung chắc chắn tốt hơn tập trung?

Không hẳn. Hệ thống tập trung thường dễ nâng cấp đồng loạt, dễ kiểm soát truy cập và xử lý sự cố nhanh hơn; hệ thống phi tập trung coi trọng việc xác thực độc lập, giảm quyền kiểm soát đơn phương và duy trì khả dụng liên tục. Nên đánh giá dựa trên vấn đề tin cậy và phối hợp mà hệ thống cần giải quyết, chứ không coi cái nhãn là kết luận về chất lượng.

Khái niệm liên quan

Tìm hiểu thêm về blockchain, node blockchain, cơ chế đồng thuận, ứng dụng phi tập trung (DApp) và tổ chức tự trị phi tập trung (DAO), hoặc trở lại bảng thuật ngữ tiền mã hóa.

Nguồn

• NISTIR 8202: Blockchain Technology Overview — phân biệt cơ bản giữa sổ cái phân tán, cơ quan trung tâm, mạng cần cấp quyền và không cần cấp quyền.
• Bitcoin Developer Guide: P2P Network — cách node đầy đủ xác thực và lan truyền block, giao dịch trong mạng ngang hàng.
• Ethereum.org: Nodes and clients — node, client, xác thực độc lập và tính đa dạng của client.