a16z: DeFi vượt xa CeFi, khả năng dự đoán là yếu tố then chốt

Tác giả | Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick

Biên dịch | Luffy，Foresight News

Blockchain hiện đã có thể tự tin tuyên bố rằng, nó đã đủ khả năng cạnh tranh với hạ tầng tài chính hiện có. Hiện tại, hệ thống sản xuất có thể xử lý hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây, hiệu suất trong tương lai còn sẽ được nâng cao theo cấp số nhân.

Nhưng ngoài khả năng xử lý thông lượng đơn thuần, các ứng dụng tài chính còn cần tính dự đoán được. Khi một giao dịch được khởi tạo, bất kể là giao dịch, đấu giá, hay quyền chọn, việc đảm bảo thời điểm đưa giao dịch lên chuỗi một cách đáng tin cậy là điều kiện cần thiết để hệ thống tài chính vận hành bình thường. Nếu giao dịch gặp phải độ trễ không thể dự đoán, thì phần lớn các ứng dụng sẽ không thể sử dụng được. Để các ứng dụng tài chính trên chuỗi có khả năng cạnh tranh, blockchain phải cung cấp khả năng đảm bảo đưa giao dịch lên chuỗi trong ngắn hạn: chỉ cần một giao dịch hợp lệ được gửi đến mạng, là đảm bảo nó sẽ được đóng gói vào block càng sớm càng tốt.

Ví dụ, sổ đặt hàng trên chuỗi chính là như vậy. Một sổ đặt hàng hiệu quả cần các nhà tạo lập thị trường liên tục cung cấp thanh khoản, đăng các lệnh mua bán trên bảng giá. Vấn đề cốt lõi của nhà tạo lập thị trường là: trong khi cố gắng thu hẹp chênh lệch giá mua bán, tránh bị chọn ngược do báo giá lệch khỏi thị trường. Để làm được điều này, nhà tạo lập thị trường phải liên tục cập nhật lệnh để phản ánh trạng thái thị trường mới nhất. Ví dụ, khi thông báo của Cục dự trữ Liên bang gây biến động lớn về giá tài sản, nhà tạo lập thị trường cần phản ứng ngay lập tức, cập nhật lệnh đến mức giá mới. Nếu các giao dịch cập nhật lệnh này không thể được đưa lên chuỗi ngay lập tức, các nhà đầu cơ sẽ thực hiện các giao dịch theo giá cũ, gây thiệt hại cho nhà tạo lập thị trường. Khi đó, nhà tạo lập thị trường chỉ còn cách mở rộng chênh lệch giá để giảm thiểu rủi ro, dẫn đến khả năng cạnh tranh của các nền tảng giao dịch trên chuỗi giảm sút.

Cơ chế đưa giao dịch lên chuỗi dự đoán được, có thể cung cấp sự đảm bảo đáng tin cậy cho nhà tạo lập thị trường, giúp họ phản ứng nhanh với các sự kiện ngoài chuỗi, duy trì hoạt động của thị trường trên chuỗi một cách hiệu quả.

Khoảng cách giữa hiện trạng và mục tiêu

Các blockchain chủ đạo hiện nay chỉ có thể cung cấp khả năng đảm bảo cuối cùng khi đưa giao dịch lên chuỗi, và chu kỳ hiệu lực thường tính bằng giây. Loại bảo vệ này đã đủ cho các ứng dụng thanh toán, nhưng không thể hỗ trợ phần lớn các ứng dụng tài chính yêu cầu phản ứng theo thời gian thực của các thành phần thị trường.

Quay lại ví dụ về sổ đặt hàng: đối với nhà tạo lập thị trường, khả năng đảm bảo “trong vòng vài giây” để đưa giao dịch lên chuỗi là vô nghĩa, miễn là các nhà đầu cơ có thể đóng gói giao dịch của họ vào các block sớm hơn. Thiếu khả năng đảm bảo mạnh mẽ về mặt đưa giao dịch lên chuỗi, nhà tạo lập thị trường chỉ còn cách mở rộng chênh lệch giá, cung cấp báo giá tệ hơn cho người dùng để phòng ngừa rủi ro. Điều này khiến các giao dịch trên chuỗi trở nên kém hấp dẫn hơn so với các nền tảng khác có khả năng đảm bảo cao hơn.

Nếu blockchain muốn thực sự trở thành hạ tầng hiện đại của thị trường vốn, các nhà phát triển phải giải quyết những vấn đề này, để các ứng dụng có giá trị cao như sổ đặt hàng có thể phát triển mạnh mẽ.

Khó khăn trong việc đạt được tính dự đoán được là ở đâu?

Việc tăng cường khả năng đảm bảo giao dịch lên chuỗi trên các blockchain hiện tại, nhằm hỗ trợ các kịch bản này, là một thách thức lớn. Một số giao thức dựa vào một nút duy nhất (nút tạo block) quyết định thứ tự đóng gói giao dịch trong một khoảng thời gian cố định. Điều này giúp đơn giản hóa thiết kế kỹ thuật của các blockchain công suất cao, nhưng cũng tạo ra các điểm độc quyền kinh tế tiềm tàng, nơi nút tạo block có thể thu lợi từ giá trị.

Thông thường, trong khoảng thời gian được chọn để nút trở thành nút tạo block, nó hoàn toàn kiểm soát các giao dịch trong khối.

Đối với các blockchain chứa nhiều hoạt động tài chính, nút tạo block có vị thế đặc quyền. Nếu nút này từ chối đóng gói một giao dịch nào đó, người dùng chỉ còn cách chờ đợi nút tạo block tiếp theo sẵn sàng đóng gói. Trong mạng không cần phép phép, các nút tạo block có động cơ tự nhiên để khai thác giá trị, chính là MEV (Maximum Extractable Value).

MEV không chỉ đơn thuần là các cuộc tấn công kiểu sandwich. Ngay cả khi nút tạo block chỉ trì hoãn xử lý giao dịch vài chục mili giây, nó cũng có thể kiếm lợi khổng lồ và làm giảm hiệu quả hoạt động của các ứng dụng nền tảng. Một sổ đặt hàng chỉ ưu tiên đóng gói các lệnh của một số nhà đặt hàng nhất định sẽ khiến các bên khác rơi vào môi trường không công bằng. Trong trường hợp tồi tệ nhất, hành vi độc hại của nút tạo block có thể khiến các nhà giao dịch rời khỏi nền tảng hoàn toàn.

Giả sử thông báo tăng lãi suất được công bố, giá ETH giảm ngay 5%. Tất cả các nhà tạo lập thị trường trên sổ đặt hàng đều vội vàng hủy bỏ các lệnh hiện có và đặt lại lệnh mới theo giá mới. Đồng thời, các nhà đầu cơ sẽ gửi các lệnh bán ETH theo giá cũ.

Nếu sổ đặt hàng này hoạt động dựa trên giao thức một nút tạo block duy nhất, thì nút này sẽ có quyền lực lớn. Nó có thể kiểm tra tất cả các lệnh hủy của nhà tạo lập thị trường, để các nhà đầu cơ có thể kiếm lợi lớn; hoặc không kiểm tra trực tiếp, mà trì hoãn các lệnh hủy, để các lệnh giao dịch chênh lệch giá được thực hiện trước; thậm chí có thể chèn các lệnh của chính mình để kiếm lợi từ chênh lệch giá.

Hai yêu cầu cốt lõi: chống kiểm duyệt và ẩn thông tin

Trong bối cảnh này, sự chủ động tham gia của các nhà tạo lập thị trường sẽ trở nên không có lợi, chỉ cần có biến động về giá, họ có thể bị lợi dụng. Vấn đề cốt lõi bắt nguồn từ hai đặc quyền của nút tạo block:

Có thể kiểm duyệt các giao dịch của người khác;

Có thể xem các giao dịch của người khác, từ đó gửi các giao dịch của chính mình.

Bất kỳ trong hai vấn đề này, đều có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc.

Ví dụ

Chúng ta dùng một cuộc đấu giá để minh họa chính xác vấn đề này. Giả sử có hai người đấu giá Alice và Bob, trong đó Bob chính là nút tạo block của khối đấu giá đó. (Chỉ lấy hai người làm ví dụ, logic có thể mở rộng cho bất kỳ số lượng nào.)

Cuộc đấu giá diễn ra trong chu kỳ sản xuất khối, ví dụ từ thời điểm 0 đến 1. Alice gửi giá đấu bA tại thời điểm tA, Bob gửi giá đấu bB muộn hơn tại thời điểm tB. Vì Bob là nút tạo block, hắn luôn có thể đảm bảo hành động cuối cùng.

Cả hai đều có thể lấy giá từ một nguồn giá liên tục cập nhật (ví dụ, giá trung tâm của sàn giao dịch tập trung), gọi là pₜ tại thời điểm t. Giả định rằng, tại mọi thời điểm t, kỳ vọng giá của cả hai về giá tài sản vào cuối đấu giá (t=1) đều bằng giá hiện tại pₜ. Quy tắc đấu giá rất đơn giản: người đặt giá cao hơn sẽ thắng, và trả giá của chính họ.

Tính cần thiết của chống kiểm duyệt

Nếu Bob có thể lợi dụng vị thế nút tạo block để kiểm duyệt giá của Alice, cơ chế đấu giá sẽ hoàn toàn phá sản. Bob chỉ cần báo giá thấp bất kỳ, là có thể đảm bảo thắng, và lợi nhuận cuối cùng gần như bằng không.

Tính cần thiết của ẩn thông tin

Trường hợp phức tạp hơn là: Bob không thể trực tiếp kiểm duyệt giá của Alice, nhưng có thể xem trước giá của Alice trước khi gửi giá của mình. Trong tình huống này, Bob có một chiến lược đơn giản:

Nếu pₜ_B > bA, thì báo giá cao hơn một chút so với bA;

Ngược lại, bỏ qua không gửi giá.

Với chiến lược này, Bob sẽ khiến Alice đối mặt với lựa chọn ngược: chỉ khi giá của Alice cao hơn giá trị kỳ vọng của tài sản, cô ấy mới thắng, nhưng thắng thì lỗ, cuối cùng sẽ bỏ cuộc. Khi tất cả các đối thủ rút lui, Bob lại có thể gửi giá thấp để thắng đấu giá, lợi nhuận cũng gần như bằng không.

Kết luận cốt lõi là: Thời gian đấu giá không quan trọng. Miễn là Bob có thể kiểm duyệt giá của Alice hoặc xem trước giá của cô ấy, thì đấu giá sẽ thất bại.

Logic này cũng đúng với các hoạt động giao dịch tần suất cao, bao gồm giao dịch spot, hợp đồng vĩnh viễn và các sàn phái sinh: nếu nút tạo block có quyền như Bob trong ví dụ, thị trường sẽ hoàn toàn thất bại. Các sản phẩm trên chuỗi hỗ trợ các kịch bản này cần tuyệt đối không trao đặc quyền như vậy cho nút tạo block.

Tại sao các vấn đề này chưa bùng phát trong thực tế?

Phân tích trên mô tả viễn cảnh ảm đạm của các giao thức không cần phép, không phép cho các giao dịch trên chuỗi, nhưng nhiều sàn DEX (giao dịch phi tập trung) dựa trên các giao thức này vẫn có lượng giao dịch đáng kể, lý do là gì?

Trong thực tế, có hai lực lượng đã cân bằng các vấn đề nêu trên:

Các nút tạo block thường nắm giữ lượng lớn token gốc, gắn bó mật thiết với thành công của chuỗi, nên không dễ dàng lạm dụng quyền lực kinh tế;

Các ứng dụng đã phát triển các giải pháp linh hoạt, giảm thiểu tính dễ bị tổn thương trước các vấn đề này.

Dù hai yếu tố này giúp DeFi vận hành ổn định đến nay, nhưng về lâu dài, không đủ để các thị trường trên chuỗi thực sự cạnh tranh với các đối thủ ngoài chuỗi.

Trong các chuỗi có hoạt động tài chính sôi động, để trở thành nút tạo block cần phải staking một lượng lớn token. Do đó, các nút này hoặc sở hữu lượng token lớn, hoặc có uy tín đủ để nhận ủy thác từ các chủ sở hữu khác. Dù là cách nào, các nhà vận hành lớn đều là các thực thể có danh tiếng, uy tín. Ngoài ra, việc staking còn tạo động lực để họ duy trì sự phát triển của chuỗi. Chính vì vậy, hiện tại chúng ta chưa thấy các nút hoàn toàn lạm dụng quyền lực, nhưng điều đó không có nghĩa là không tồn tại vấn đề.

Trước hết, dựa vào thiện chí của các nhà vận hành nút, áp lực xã hội và các khuyến khích dài hạn không phải là nền tảng đáng tin cậy cho tài chính tương lai. Khi quy mô hoạt động tài chính trên chuỗi mở rộng, lợi nhuận tiềm năng của các nút cũng sẽ tăng theo. Càng nhiều lợi nhuận, thì sức ép xã hội để hạn chế hành vi vi phạm lợi ích ngắn hạn của các nút càng yếu.

Thứ hai, mức độ lạm dụng quyền lực của các nút nằm trong một quỹ đạo liên tục, từ hành vi nhẹ nhàng đến phá hoại hoàn toàn thị trường. Các nhà vận hành có thể từng bước mở rộng quyền lực để kiếm lợi cao hơn, và khi có ai đó vượt qua giới hạn, các nhà khác sẽ nhanh chóng bắt chước. Hành vi của một nút có vẻ ảnh hưởng nhỏ, nhưng tập thể hành động theo hướng tiêu cực sẽ gây ra hậu quả rõ ràng.

Ví dụ điển hình là trò chơi theo trình tự thời gian: các nút tạo block cố gắng trì hoãn công bố khối, tối đa hóa lợi nhuận trong phạm vi cho phép của giao thức. Điều này dẫn đến thời gian tạo khối kéo dài, thậm chí bỏ sót khối. Mặc dù chiến lược này có lợi nhuận rõ ràng, nhưng ban đầu các nút chọn kiềm chế để duy trì cân bằng xã hội. Tuy nhiên, sự cân bằng này rất mong manh, một khi có nút bắt đầu kiếm lợi không công bằng, các nút khác sẽ nhanh chóng bắt chước.

Trò chơi theo trình tự thời gian chỉ là một ví dụ về cách các nút có thể tăng lợi nhuận mà không cần hoàn toàn lạm dụng quyền lực. Các nút còn có thể dùng nhiều cách khác để nâng cao lợi nhuận, kể cả hy sinh lợi ích của ứng dụng. Những hành vi này, nếu chỉ xem xét riêng lẻ, có thể chấp nhận được, nhưng cuối cùng sẽ vượt qua ngưỡng, khiến chi phí vận hành trên chuỗi vượt quá lợi ích.

Một lý do khác khiến DeFi vẫn còn vận hành là các ứng dụng thường chuyển phần cốt lõi ra ngoài chuỗi, chỉ đưa kết quả lên chuỗi. Ví dụ, các giao thức cần thực hiện đấu giá nhanh thường thực hiện phần lớn quy trình ngoài chuỗi, thường dùng cơ chế nhóm nút có phép để tránh các vấn đề về nút độc hại. UniswapX trong mạng chính Ethereum với đấu giá kiểu Hà Lan, Cowswap với đấu giá hàng loạt đều thực hiện ngoài chuỗi.

Dù các giải pháp này giúp ứng dụng vận hành, nhưng khiến hạ tầng chuỗi chính và giá trị của nó rơi vào tình thế khó xử: logic thực thi của ứng dụng ngoài chuỗi, khiến chuỗi chính trở thành lớp thanh toán đơn thuần. Một trong những lợi thế cốt lõi của DeFi là khả năng phối hợp, nhưng khi toàn bộ thực thi diễn ra ngoài chuỗi, các ứng dụng sẽ bị cô lập như các hòn đảo riêng biệt. Việc dựa vào thực thi ngoài chuỗi còn tạo ra giả định mới về mô hình tin cậy của ứng dụng: ngoài khả năng sử dụng của chuỗi chính, hạ tầng ngoài chuỗi cũng phải hoạt động bình thường.

Làm thế nào để đạt được tính dự đoán được?

Để giải quyết các vấn đề này, giao thức cần đáp ứng hai đặc tính chính: khả năng đảm bảo giao dịch lên chuỗi ổn định, và quy tắc sắp xếp, xác nhận giao dịch có tính riêng tư trước khi xác nhận.

Điều kiện tiên quyết: Chống kiểm duyệt

Chúng ta tóm tắt đặc tính đầu tiên là khả năng chống kiểm duyệt ngắn hạn: nếu một giao dịch đến đúng các nút trung thực, thì đảm bảo nó sẽ được đóng gói trong khối tiếp theo có thể sử dụng.

Chống kiểm duyệt ngắn hạn: bất kỳ giao dịch hợp lệ nào đến đúng các nút trung thực trong thời gian quy định, đều phải được đóng gói trong khối tiếp theo.

Cụ thể hơn, giả sử giao thức hoạt động theo đồng hồ cố định, ví dụ mỗi 100 mili giây tạo ra một khối. Nếu một giao dịch đến các nút trung thực sau 250 mili giây, thì nó phải được đóng gói trong khối của 300 mili giây. Tấn công không có quyền chọn lọc hoặc bỏ qua giao dịch. Ý nghĩa cốt lõi của định nghĩa này là: người dùng và ứng dụng phải có khả năng đưa giao dịch lên chuỗi một cách đáng tin cậy, không bị thất bại do hành vi độc hại của một nút duy nhất hoặc lỗi vận hành.

Dù định nghĩa này yêu cầu tất cả các giao dịch đến các nút trung thực đều được đóng gói, nhưng thực tế, chi phí thực hiện có thể quá cao. Điều quan trọng là giao thức phải đủ vững chắc, để các giao dịch có thể dễ dàng và dự đoán rõ ràng về khả năng lên chuỗi của chúng.

Giao thức dựa trên một nút tạo block duy nhất không thể đáp ứng đặc tính này: nếu nút tạo block của kỳ hiện tại làm sai, thì không còn cách nào khác để đưa giao dịch lên chuỗi. Ngược lại, chỉ cần một nhóm gồm bốn nút đảm bảo mỗi kỳ đều đóng gói được giao dịch, cũng đã nâng cao đáng kể khả năng đưa giao dịch lên chuỗi của người dùng và ứng dụng. Để các ứng dụng có thể phát triển bền vững, việc chấp nhận hy sinh một phần hiệu năng để tăng tính dự đoán là xứng đáng. Tìm ra điểm cân bằng tối ưu giữa độ bền vững và hiệu năng vẫn là lĩnh vực cần nhiều nghiên cứu, nhưng rõ ràng các giao thức hiện tại chưa đủ mạnh.

Khi giao thức có thể đảm bảo khả năng đưa giao dịch lên chuỗi, vấn đề sắp xếp sẽ trở nên đơn giản. Giao thức có thể áp dụng quy tắc sắp xếp xác định, đơn giản nhất là theo thứ tự phí ưu tiên, hoặc cho phép ứng dụng linh hoạt sắp xếp các giao dịch liên quan đến trạng thái của chính nó. Phương pháp sắp xếp tối ưu vẫn là lĩnh vực nghiên cứu sôi động, nhưng dù thế nào đi nữa, chỉ khi các giao dịch có thể lên chuỗi thành công, thì quy tắc sắp xếp mới có ý nghĩa.

Điều kiện thứ hai: Ẩn thông tin

Sau khi đáp ứng khả năng chống kiểm duyệt ngắn hạn, đặc tính tiếp theo mà giao thức cần có là bảo vệ quyền riêng tư, gọi là tính ẩn danh.

Ẩn danh: ngoài các nút gửi giao dịch, thì tất cả các bên tham gia đều không thể biết được nội dung của giao dịch trước khi nó được xác nhận và sắp xếp cuối cùng trong giao thức.

Các giao thức đáp ứng tính ẩn danh cho phép các nút nhận giao dịch xem nội dung rõ ràng, nhưng yêu cầu phần còn lại của mạng giữ trạng thái không biết trước khi đạt được đồng thuận và xác định thứ tự. Ví dụ, có thể dùng mã hóa trì hoãn để làm cho nội dung khối không thể xem trước hạn chót; hoặc dùng mã hóa giới hạn nhóm (threshold encryption), trong đó nhóm ủy quyền xác nhận khối rồi mới giải mã.

Điều này có nghĩa là, các nút có thể lợi dụng thông tin giao dịch gửi đến chính mình, nhưng các nút khác trong mạng sẽ chỉ biết nội dung sau khi đã đạt được đồng thuận và xác nhận thứ tự. Khi nội dung giao dịch được công khai toàn bộ mạng, thì quá trình xác nhận và sắp xếp đã hoàn tất, các bên khác không thể gửi các giao dịch cạnh tranh trước. Để định nghĩa này có hiệu lực, cần có nhiều hơn một nút có thể đóng gói giao dịch trong mỗi kỳ.

Chúng tôi không chọn các định nghĩa bảo mật mạnh hơn (như mempool mã hóa) — — nghĩa là chỉ người gửi mới biết nội dung giao dịch — — vì giao thức cần lọc các giao dịch rác. Nếu nội dung giao dịch hoàn toàn bị mã hóa, thì mạng sẽ không thể phân biệt được giao dịch hợp lệ và không hợp lệ. Giải pháp duy nhất là tiết lộ một phần siêu dữ liệu chưa mã hóa, ví dụ như địa chỉ thanh toán bị trừ phí dù giao dịch có hợp lệ hay không. Nhưng các siêu dữ liệu này có thể tiết lộ đủ thông tin để kẻ tấn công lợi dụng. Chính vì vậy, chúng tôi chọn phương án trung gian: chỉ có một nút duy nhất có thể xem nội dung giao dịch, các nút còn lại trong mạng thì không. Điều này cũng có nghĩa là, người dùng phải có ít nhất một nút trung thực trong mỗi kỳ để làm đầu vào đưa giao dịch lên chuỗi.

Giao thức vừa có khả năng chống kiểm duyệt ngắn hạn, vừa có tính ẩn danh, là nền tảng lý tưởng để xây dựng các ứng dụng tài chính. Quay lại ví dụ về đấu giá trên chuỗi, hai đặc tính này trực tiếp loại trừ hai cách thức Bob phá hoại thị trường đã đề cập: không thể kiểm duyệt giá của Alice, cũng không thể lợi dụng giá của Alice để hướng dẫn hành vi của mình, giải quyết hoàn hảo hai vấn đề đã nêu.

Trong khả năng chống kiểm duyệt ngắn hạn, mọi giao dịch (kể cả đặt lệnh hay đấu giá) đều có thể đảm bảo được đưa lên chuỗi ngay lập tức. Nhà tạo lập thị trường có thể chỉnh sửa lệnh, người đấu giá có thể nhanh chóng đưa ra giá, và quá trình thanh lý diễn ra hiệu quả. Người dùng có thể yên tâm rằng thao tác của họ sẽ được thực hiện ngay lập tức, từ đó các ứng dụng tài chính mới có thể xây dựng hoàn toàn trên chuỗi, với độ trễ thấp và phù hợp với thế giới thực.

Nếu blockchain muốn thực sự cạnh tranh và vượt qua các hạ tầng tài chính hiện có, thì vấn đề không chỉ nằm ở khả năng xử lý thông lượng.