Từ Bitcoin đến Ethereum: Nguồn gốc của DApps

Vào ngày 3 tháng 1 năm 2009, Satoshi Nakamoto đã khai thác khối gốc của Bitcoin trên một máy chủ nhỏ ở Helsinki, từ đó tạo ra một thế giới tiền điện tử đang phát triển nhanh chóng. Bitcoin dựa trên công nghệ “sổ cái phân tán” và bản chất của bitcoin thực sự là số dư được ghi trên “sổ cái phân tán” này (tức là UXTO, chi phí giao dịch chưa chi tiêu). Bitcoin chắc chắn là một phát minh tuyệt vời, nhưng ứng dụng của nó có một số hạn chế. Vì ngôn ngữ kịch bản dựa trên UXTO chỉ có thể hỗ trợ các giao dịch đơn giản nên việc triển khai logic phức tạp hơn trong mạng Bitcoin là rất khó. Điều này đã hạn chế việc sử dụng Bitcoin đối với “vàng kỹ thuật số”, khiến nó khó được sử dụng rộng rãi hơn.

Ethereum và hợp đồng thông minh

Lấy cảm hứng từ Bitcoin, Vitalik Buterin đã xuất bản “Ethereum: Nền tảng ứng dụng phi tập trung và tiền điện tử thế hệ tiếp theo” trên Tạp chí Bitcoin vào năm 2014, trong đó lần đầu tiên ông đề xuất hợp đồng thông minh nhằm tạo ra một hệ thống chuỗi khối được sử dụng rộng rãi hơn từ một giao thức cơ bản, trong đó hiện được gọi là Ethereum, chuỗi công khai thông minh chiếm ưu thế tại thời điểm này.

Trong sách trắng Ethereum, Vitalik đề cập đến các mục tiêu của dự án: “Những gì Ethereum dự định cung cấp là một chuỗi khối với ngôn ngữ lập trình Turing-Complete hoàn chỉnh được tích hợp sẵn có thể được sử dụng để tạo “hợp đồng” có thể được sử dụng để mã hóa các chức năng chuyển đổi trạng thái tùy ý, cho phép người dùng tạo bất kỳ hệ thống nào được mô tả ở trên, cũng như nhiều hệ thống khác mà chúng tôi chưa tưởng tượng ra, chỉ đơn giản bằng cách viết logic trong một vài dòng mã.” Nói một cách đơn giản, đây là việc tạo ra một nền tảng có thể chạy các hợp đồng thông minh và các ứng dụng phi tập trung (DApp).

Hợp đồng thông minh tương tự như một “thỏa thuận có thể thực thi” giữa người và máy sẽ thực hiện sau khi đáp ứng một điều kiện xác định trước. Do đó, hợp đồng thông minh có thể được coi là “người trung gian đáng tin cậy”. Cải tiến quan trọng nhất của Ethereum là các hợp đồng thông minh, cũng là nền tảng của hệ sinh thái rộng lớn của nó. Không giống như các tập lệnh giao dịch của Bitcoin, các hợp đồng thông minh của Ethereum là Turing-complete, có nghĩa là về mặt lý thuyết nó có khả năng thực hiện bất kỳ tính toán nào và do đó có khả năng vô hạn.

Máy ảo Ethereum và DApp

Nếu Bitcoin về cơ bản là một “sổ cái phân tán” với các chức năng viết kịch bản, thì Ethereum có lẽ gần giống với “máy trạng thái phân tán hơn”. Tài khoản trong Ethereum được phân thành hai loại: tài khoản thuộc sở hữu bên ngoài, được kiểm soát bởi người dùng thông thường bằng khóa riêng của họ và tài khoản hợp đồng, có mã hợp đồng được lưu trữ nội bộ nhưng không có khóa riêng tương ứng và do đó không thuộc về bất kỳ ai.

Trạng thái của toàn bộ mạng Ethereum là một cấu trúc dữ liệu lớn (Cây Merkle-Patricia) chứa trạng thái của tất cả các tài khoản, số dư của chúng, cũng như các quy tắc thay đổi trạng thái. Trạng thái của Ethereum liên tục thay đổi khi các khối mới được thêm vào chuỗi. Do đó, bạn có thể coi Ethereum như một “máy tính công cộng phân tán” (máy ảo) và các DApp khác nhau dưới dạng các chương trình phần mềm được cài đặt trên máy tính này.

Trên Ethereum, DApp về cơ bản là một tập hợp các hợp đồng thông minh, mỗi hợp đồng có địa chỉ hợp đồng duy nhất. Khi mã hợp đồng hoàn tất, nó phải được bắt đầu bằng một giao dịch bên ngoài đối với tài khoản hợp đồng. Các nhà phát triển có thể dễ dàng tạo DApps dựa trên hợp đồng thông minh và chạy chúng trên máy ảo Ethereum bằng các công cụ chính thức. Do máy ảo Ethereum có sức mạnh tính toán hạn chế nên người dùng phải sử dụng ETH làm “gas” để cung cấp năng lượng cho DApp và máy ảo.

Mở rộng hệ sinh thái DApp

Kể từ khi ra đời các hợp đồng thông minh Ethereum, số lượng DApps đã tăng lên và phạm vi phủ sóng đã được mở rộng. Vitalik đã hình dung ra ba loại ứng dụng Ethereum trong sách trắng Ethereum: phi tài chính, bán tài chính và tài chính. Các ứng dụng phi tài chính bao gồm bỏ phiếu trực tuyến, quản trị phi tập trung, v.v.; các ứng dụng bán tài chính bao gồm thanh toán phần thưởng thông minh, v.v.; và các ứng dụng tài chính (tức là Defi) có ảnh hưởng lớn nhất, với Ethereum cung cấp cách tiếp cận hợp đồng linh hoạt và đáng tin cậy để xây dựng mã thông báo gốc giao thức, công cụ phái sinh tài chính, hợp đồng phòng ngừa rủi ro và các ứng dụng khác.

Mặc dù Ethereum là chuỗi công khai phổ biến nhất với hệ sinh thái DApp đa dạng nhất, nhưng nó cũng phải đối mặt với tình trạng tắc nghẽn mạng, hiệu quả kém và phí cao. Sau đó, khi một thế hệ chuỗi công cộng thông minh hiệu suất cao mới như EOS, Solana và Flow xuất hiện, họ đã thiết lập hệ sinh thái DApp của riêng mình. Hiện tại, các danh mục DApp phổ biến nhất là trò chơi, Defi, bộ sưu tập NFT và Social-Fi. Game DApps có lợi thế đáng kể về tổng số lượng và UAW (số lượng ví hoạt động duy nhất), trong khi các dự án Defi (chẳng hạn như Dex, cho vay, v.v.) dẫn đầu về khối lượng giao dịch.

Bạn có thể kiểm tra người dùng đang hoạt động, khối lượng giao dịch và dữ liệu khác của các DApp khác nhau trên các chuỗi khối chính trên các trang web dữ liệu như DAppRadar và DAppReview. Chỉ riêng số lượng DApps được liệt kê trên DappRadar đã vượt qua con số 12.000 tính đến tháng 11 năm 2022.

Nguồn: DAppRadar

Thành phần và tính năng của DApp

DApp có nhiều điểm tương đồng với App trên internet truyền thống và mối quan hệ giữa DApp và blockchain cũng tương tự như mối quan hệ giữa App và các hệ điều hành như IOS hay Android. Một DApp chạy trên các chuỗi khối, giống như một Ứng dụng chạy trên các hệ điều hành khác nhau. Sử dụng DApp trong trình duyệt có thể giống như sử dụng phần mềm SaaS cho người dùng.

Một DApp điển hình bao gồm ba phần có chức năng tương tự như cấu trúc ba tầng của Ứng dụng điển hình gồm back-end (mô-đun kinh doanh), cơ sở dữ liệu (mô-đun lưu trữ) và front-end (giao diện người dùng).

Mô-đun kinh doanh: Hợp đồng thông minh

Hợp đồng thông minh đóng vai trò là nền tảng lập trình để triển khai logic kinh doanh của DApp. Hợp đồng thông minh được lưu trữ trên chuỗi khối theo địa chỉ hợp đồng và dữ liệu đầu vào được truyền giữa các địa chỉ hợp đồng để thực hiện các chức năng của DApp theo logic được xác định trước và kích hoạt quá trình chuyển đổi trạng thái của toàn bộ máy ảo. Tuy nhiên, không giống như Ứng dụng truyền thống, hợp đồng thông minh cũng lưu trữ trạng thái hiện tại của DApp, đây cũng là bản chất của chính chuỗi khối.

Mô-đun lưu trữ: lưu trữ dữ liệu

Quy trình luồng dữ liệu là trung tâm của bất kỳ Ứng dụng hoặc DApp nào. Dữ liệu được chuyển từ mô-đun lưu trữ sang mô-đun kinh doanh để xử lý để người dùng có thể tương tác với giao diện người dùng. Dữ liệu ứng dụng thường được lưu trữ trong một máy chủ tập trung, trong khi dữ liệu DApp có thể được lưu trữ hoàn toàn trên chuỗi; tuy nhiên, vì lý do hiệu quả và chi phí, nhiều DApp lưu trữ hầu hết dữ liệu ngoài chuỗi, trên các dịch vụ như IPFS và chỉ lưu trữ dữ liệu mô-đun kinh doanh quan trọng trên chuỗi khối.

Giao diện người dùng: tương tác front-end

Giao diện người dùng là nơi người dùng phổ thông có thể dễ dàng truy cập để sử dụng mã hợp đồng thông minh ngay cả khi không có kiến thức lập trình chi tiết. Có rất ít sự khác biệt trong phát triển giao diện người dùng giữa DApp và Ứng dụng; cả hai đều được xây dựng bằng các công nghệ chung như HTML và JavaScript. Tuy nhiên, vì việc sử dụng DApp yêu cầu tương tác với các hợp đồng thông minh nên giao diện người dùng phải cung cấp giao diện có lập trình cho phép các ứng dụng ví (chẳng hạn như Metamask).

Nguồn: Kiến trúc Ethereum DApp Nguồn: Kiến trúc của ứng dụng Web3

DApps có các tính năng sau khi so sánh với các ứng dụng truyền thống:

DApps không dựa vào các máy chủ tập trung mà dựa trên các chuỗi khối, chạy trên các máy ảo phi tập trung. Đây là những tính năng thiết yếu của DApps, nhưng chúng cũng có một số ưu điểm và nhược điểm đáng kể:

Lợi thế

Không có thời gian ngừng hoạt động

Nếu máy chủ tập trung bị lỗi, chương trình sẽ hoàn toàn không khả dụng; tuy nhiên, đối với một DApp, một nút duy nhất ngừng hoạt động không ảnh hưởng đến hoạt động của chương trình trên chuỗi khối. DApp thường có chi phí vận hành thấp hơn so với Ứng dụng truyền thống vì các hợp đồng thông minh không bao giờ ngừng chạy khi chúng đi vào chuỗi. DApps thường có chi phí vận hành thấp hơn so với các ứng dụng truyền thống.

Không cần giấy phép

Tương tác với DApps chỉ được thực hiện thông qua địa chỉ ví mà không cần cung cấp thông tin cá nhân đầy đủ khi bạn đăng ký tài khoản tài chính chung. Điều này không chỉ loại bỏ nhu cầu tiết lộ quyền riêng tư cá nhân mà còn hạ thấp đáng kể ngưỡng để bất kỳ ai có ví tiền điện tử đều có thể dễ dàng truy cập hầu hết các DApp.

Mã là Luật

Do tính năng chống giả mạo của chuỗi khối, DApps dựa vào logic mã của hợp đồng thông minh để hoạt động, vì vậy một khi nó được tải lên chuỗi, không thể sửa đổi trừ khi nhà phát triển giữ quyền thay đổi nó; và một khi ứng dụng được triển khai thì nó sẽ tồn tại mãi mãi và về mặt lý thuyết là không thể hạn chế quyền truy cập của bất kỳ ai trên thế giới.

Nhược điểm

Bị giới hạn bởi khả năng mở rộng, hiệu quả DApp thấp

DApps thường hoạt động kém hiệu quả hơn so với các ứng dụng truyền thống do tính phi tập trung và thậm chí có thể tạm thời không khả dụng do tắc nghẽn chuỗi khối.

Về mặt lý thuyết, tất cả các hành động trên chuỗi đều yêu cầu phí gas

Do khả năng xử lý hạn chế của máy ảo blockchain, người dùng cần trả một khoản phí gas nhất định cho mạng để tương tác với Dapp, điều này gây khó khăn cho người dùng đã quen với Ứng dụng miễn phí truyền thống.

Độ khó bảo trì hợp đồng thông minh cao

Khi mã hợp đồng thông minh nằm trong chuỗi, rất khó để sửa đổi, điều này làm cho việc phát triển và bảo trì DApp trở nên phức tạp hơn. Cũng rất khó để sửa mã kịp thời khi nó bị lỗi.

Mã của DApp thường có nguồn mở

Vì chuỗi khối được phân cấp nên mã của DApp cần phải được truy cập công khai đối với tất cả các thành viên cộng đồng. Điều này cũng cho phép người dùng thực hiện phân tích mã của họ và dự đoán tiềm năng của dự án.

Hệ thống kinh tế mã thông báo

Các chức năng của DApps thường được triển khai thông qua nhiều mã thông báo khác nhau, có thể là mã thông báo của chuỗi khối tương ứng (ví dụ: ETH) hoặc mã thông báo do chính DApp phát hành (ví dụ: UNI).

Nút cổ chai trong phát triển DApp

Mặc dù hệ sinh thái DApp đang phát triển nhanh chóng, nhưng ảnh hưởng tổng thể của DApps vẫn còn hạn chế so với các ứng dụng đẳng cấp thế giới trong Web2. Các tắc nghẽn sau đây có thể phát sinh trong quá trình triển khai sinh thái DApp.

1.Quy mô người dùng và ngưỡng học tập:

Về UAW, chỉ có khoảng 100 dữ liệu của DApps vượt quá 10.000. Ngay cả những DApp phổ biến nhất cũng chỉ nhận được hàng trăm nghìn địa chỉ độc lập mỗi ngày, điều này chắc chắn không thể so sánh được với không gian Web2.

Người dùng phải tìm hiểu kiến thức cơ bản như ví và chuỗi khối để sử dụng DApps. Vì vậy, việc chuyển đổi từ ứng dụng Web2 sang DApps sẽ phát sinh chi phí học tập. Hiện tại, các tính năng bảo mật và chống kiểm duyệt được hứa hẹn của DApps đã không chứng minh được giá trị thực của chúng, khiến DApps vẫn là một sản phẩm thích hợp trong số những người đam mê tiền điện tử.

2.Rủi ro bảo mật và lặp lại sản phẩm

Để lấy người dùng làm ưu tiên hàng đầu và nâng cao chất lượng sản phẩm khi vận hành, các sản phẩm trong Web2 thường tuân theo quy tắc phát triển “bước nhỏ, lặp lại nhanh”. Tuy nhiên, rất khó để thay đổi mã hợp đồng của DApp khi nó trực tuyến. Nếu có lỗi lớn trong mã sau khi ra mắt, nó sẽ dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Do đó, chủ dự án phải thực hiện thiết kế sản phẩm hoàn chỉnh và kiểm tra mã trước khi DApp hoạt động trực tuyến để tránh mọi sự cố có thể xảy ra.

3. Cơ sở hạ tầng chuỗi khối công khai

Ethereum, chuỗi công khai thông minh số một hiện tại, có hiệu quả thấp và chi phí cao. So với 24.000 TPS của VISA, TPS của Ethereum khoảng 15 là không đủ để đáp ứng tầm nhìn trở thành “lớp thanh toán toàn cầu”. Thời gian sẽ cho biết liệu chuỗi khối trong tương lai có thể vượt qua tam giác bất khả thi và đạt được sự cân bằng giữa hiệu quả, bảo mật và phân cấp hay không.

Phần kết luận

DApps rất quan trọng đối với thế hệ tiếp theo của Internet, được gọi là Web3 và có thể mở ra một mô hình kinh doanh mới cho ngành thông tin. Về khả năng sử dụng, DApps rất giống với các ứng dụng Web2, nhưng DApps có các tính năng riêng biệt về chống kiểm duyệt và quyền riêng tư.

Hơn nữa, việc sử dụng DApps yêu cầu kết nối với ví, khiến nó liên quan chặt chẽ đến tài sản cá nhân của người dùng. Để tránh mất mát tài sản, bạn nên đánh giá cẩn thận tính bảo mật của DApp trước khi kết nối ví của mình với nó. Tốt nhất là chọn một DApp có kiểm toán mã đại lý đáng tin cậy.