DeFi vượt qua CeFi, khả năng dự đoán là yếu tố then chốt

Viết bài: Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick

Biên dịch: Luffy，Foresight News

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

Ngoài khả năng xử lý lượng lớn giao dịch, các ứng dụng tài chính còn cần tính dự đoán được. Khi một giao dịch được khởi tạo, dù là đặt hàng, đấu giá, hay thực hiện quyền chọn, việc đảm bảo thời điểm đưa giao dịch lên chuỗi một cách đáng tin cậy là điều kiện tiên quyết để hệ thống tài chính hoạt động bình thường. Nếu giao dịch gặp phải độ trễ không thể dự đoán trước, nhiều ứng dụng sẽ không thể vận hành. Để các ứng dụng tài chính trên chuỗi có khả năng cạnh tranh, blockchain phải cung cấp cơ chế đảm bảo giao dịch được đưa lên chuỗi trong thời gian ngắn: chỉ cần một giao dịch hợp lệ được gửi đến mạng, đảm bảo nó sẽ được đóng gói vào khối sớm nhất có thể.

Ví dụ điển hình là sổ đặt hàng trên chuỗi. Một sổ đặt hàng hiệu quả cần các nhà tạo lập thị trường liên tục cung cấp thanh khoản, đăng ký các lệnh mua bán. Vấn đề cốt lõi của nhà tạo lập thị trường là: vừa cố gắng thu hẹp chênh lệch giá mua bán, vừa tránh bị chọn lọc ngược do báo giá lệch khỏi thị trường. Để làm được điều này, họ 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. Trong trường hợp đó, họ buộc phải mở rộng chênh lệch giá để giảm thiểu rủi ro, dẫn đến giảm sức cạnh tranh của các nền tảng giao dịch trên chuỗi.

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

Khoảng cách giữa hiện trạng và mục tiêu

Các blockchain phổ biến hiện nay chỉ có thể cung cấp đảm bảo cuối cùng về việc giao dịch sẽ được đưa lên chuỗi, và chu kỳ có thể kéo dài vài giây. Loại đảm bảo này đủ cho các ứng dụng thanh toán, nhưng không thể hỗ trợ phần lớn các ứng dụng tài chính yêu cầu phản ứng thời gian thực của các bên tham gia thị trường.

Quay lại ví dụ về sổ đặt hàng: đối với nhà tạo lập thị trường, việc đảm bảo “giao dịch lên chuỗi trong vài giây” là vô nghĩa, miễn là các nhà đầu cơ có thể đóng gói giao dịch của họ vào khối sớm hơn. Thiếu cơ chế đảm bảo mạnh mẽ về việc đưa giao dịch lên chuỗi, nhà tạo lập thị trường chỉ còn cách mở rộng chênh lệch giá hoặc 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 cơ chế bảo vệ tốt 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

Việc tăng cường đảm bảo giao dịch lên chuỗi trên các blockchain hiện tại để hỗ trợ các kịch bản này là cực kỳ thách thức. Một số giao thức dựa vào một nút duy nhất (nút tạo khối) quyết định thứ tự đóng gói giao dịch trong một khoảng thời gian nhất 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 khối có thể trục lợi.

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

Với các blockchain chứa nhiều hoạt động tài chính, nút tạo khối có vị thế đặc biệt. Nếu nút này từ chối đóng gói một giao dịch, người dùng chỉ còn cách chờ đợi nút tạo khối tiếp theo sẵn sàng thực hiện. Trong mạng không cần phép, các nút tạo khối có động cơ tự nhiên để trục lợi, gọi là MEV (Maximal Extractable Value).

MEV không chỉ đơn thuần là tấn công sandwich. Ngay cả khi nút tạo khối chỉ trì hoãn vài chục mili giây, nó cũng có thể kiếm lợi khủng 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 giao dịch, sẽ khiến các bên khác rơi vào môi trường không công bằng. Trong tình huống tồi tệ nhất, hành vi độc hại của nút tạo khối có thể khiến các nhà giao dịch rời bỏ nền tảng hoàn toàn.

Giả sử thông báo tăng lãi suất khiến giá ETH giảm 5% ngay lập tức. Tất cả các nhà tạo lập thị trường đều vội vàng hủy bỏ lệnh hiện có và đặt lại lệnh ở mức giá mới. Đồng thời, các nhà cơ hội sẽ gửi lệnh bán ETH theo giá cũ.

Nếu sổ đặt hàng này hoạt động dựa trên giao thức một nút tạo khối, 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 cơ hội thu lợi lớn; hoặc không kiểm tra trực tiếp, mà trì hoãn các lệnh hủy để các lệnh cơ hội thực hiện trước; thậm chí chèn 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 nhà tạo lập thị trường trở nên không kinh tế, vì chỉ cần giá biến động, họ có thể bị lợi dụng. Vấn đề cốt lõi bắt nguồn từ hai đặc quyền của nút tạo khối:

Có thể kiểm duyệt các giao dịch của người khác;

Có thể xem các giao dịch của người khác và dựa vào đó gửi giao dịch của riêng mình.

Bất kỳ trong hai đặc quyền này đều có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc.

Ví dụ minh họa

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

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

Cả hai đều 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 cuối cùng tại thời điểm t=1 đều bằng giá hiện tại pₜ. Quy tắc đấu giá rất đơn giản: người đề giá cao hơn thắng, và trả giá đề của mình.

Tính cần thiết của chống kiểm duyệt

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

Tính cần thiết của ẩn thông tin

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

Nếu pₜ_B > bA, đề giá cao hơn một chút;

Ngược lại, bỏ qua đề giá.

Với chiến lược này, Alice sẽ đối mặt với lựa chọn ngược: chỉ khi đề giá của mình cao hơn giá trị kỳ vọng của tài sản, cô mới thắng, nhưng thắng thì lỗ, cuối cùng sẽ bỏ cuộc. Khi tất cả các đối thủ rút lui, Bob có thể đề giá rất thấp để thắng, 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 đề giá của Alice hoặc xem trước đề giá của cô, cuộc đấu giá sẽ thất bại.

Logic này cũng áp dụng cho các hoạt động giao dịch tần suất cao, bao gồm giao dịch spot, hợp đồng vĩnh viễn và các sản phẩm phái sinh: nếu nút tạo khối có quyền như Bob trong ví dụ, thị trường sẽ hoàn toàn mất khả năng vận hành. Các sản phẩm dựa trên chuỗi để hỗ trợ các kịch bản này cần tuyệt đối không trao đặc quyền như vậy cho nút tạo khối.

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, nơi các giao dịch được thực hiện mà không cần sự cho phép của nút tạo khối. Tuy nhiên, nhiều sàn DEX (giao dịch phi tập trung) dựa trên các giao thức này vẫn có lượng giao dịch đáng kể, nguyên nhân là gì?

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

Nút tạo khối thường nắm giữ lượng lớn token gốc, gắn bó mật thiết với thành công của blockchain, do đó không dễ dàng lạm dụng quyền lực kinh tế;

Các ứng dụng layer trên đã phát triển các giải pháp linh hoạt, giảm thiểu rủi ro từ các vấn đề này.

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

Trong các blockchain hoạt động sôi động về mặt kinh tế, để trở thành nút tạo khối, cần phải đặt cược 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. Trong mọi trường hợp, các nhà vận hành lớn đều là các thực thể có danh tiếng, uy tín. Ngoài ra, việc đặt cược còn tạo động lực để họ duy trì sự phát triển của blockchain. Chính vì vậy, hiện tại chúng ta chưa thấy các nút tạo khối lạm dụng quyền lực hoàn toàn, nhưng điều đó không có nghĩa là không tồn tại rủi ro.

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 tài chính trên chuỗi mở rộng, lợi nhuận tiềm năng của các nút cũng tăng theo, làm tăng khả năng chúng bị cám dỗ lợi dụng. Độ lớn của sự cám dỗ này càng cao, thì các áp lực 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 trên một phổ liên tục, từ hành vi nhẹ nhàng đến phá hủy hoàn toàn thị trường. Các nhà vận hành có thể từng bước mở rộng quyền lực để thu 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 các nút hành xử theo chiều hướng tiêu cực sẽ gây ra hậu quả rõ rệt.

Ví dụ điển hình là trò chơi theo trình tự thời gian: các nút tạo khối cố gắng trì hoãn công bố khối để tối đa hóa lợi nhuận trong phạm vi cho phép của giao thức. Điều này dẫn đến thời gian khối kéo dài, thậm chí bỏ sót khối. Dù chiến lược này đã rõ ràng có lợi nhuận, ban đầu các nút có trách nhiệm duy trì blockchain sẽ kiềm chế. Tuy nhiên, sự cân bằng xã hội này rất mong manh; khi một 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 bằng cách 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 thu được.

Một lý do khác giúp 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 các cuộc đấu giá nhanh thường xử lý phần lớn quy trình ngoài chuỗi, sử dụng cơ chế nhóm nút có phép để tránh các vấn đề về nút độc quyền. UniswapX trong các cuộc đấu giá kiểu Hà Lan trên Ethereum, Cowswap với đấu giá hàng loạt đều thực hiện ngoài chuỗi.

Dù các giải pháp này giúp ứng dụng vận hành, chúng lại khiến hạ tầng blockchain và giá trị cốt lõi của nó rơi vào tình trạng khó xử: logic thực thi của ứng dụng chuyển ra ngoài chuỗi, khiến blockchain trở thành lớp thanh toán thuần túy. Một trong những lợi thế chính của DeFi là khả năng phối hợp các thành phần, 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 blockchain, còn cần hạ tầng ngoài chuỗi hoạt động bình thường.

Làm thế nào để đạt được tính dự đoán?

Để giải quyết các vấn đề này, giao thức cần đáp ứng hai đặc tính chính: đảm bảo giao dịch được đưa lên chuỗi ổn định, theo thứ tự rõ ràng, và bảo vệ quyền riêng tư trước khi xác nhận giao dịch.

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 vào khối tiếp theo có thể xử lý.

Chống kiểm duyệt ngắn hạn: bất kỳ giao dịch hợp lệ nào đến đúng các nút trung thực đều phải được đóng gói vào 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, nó phải được đóng gói vào khối của 300 mili giây. Tấn công không có quyền chọn lọc hoặc bỏ qua giao dịch. Nguyên tắc 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 lạc do hành vi độc hại của một nút hoặc lỗi vận hành.

Mặc dù định nghĩa này yêu cầu mọi 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 đảm bảo khả năng dự đoán cao về việc đưa giao dịch lên chuỗi, và đơn giản dễ hiểu trong logic.

Các giao thức không cần phép dựa trên một nút tạo khối duy nhất rõ ràng không đáp ứng đặc tính này: nếu nút tạo khối hiện tại làm sai, giao dịch sẽ không có cách nào khác để lên chuỗi. Ngược lại, chỉ cần một nhóm gồm bốn nút đảm bảo mỗi khoảng thời gian đều đóng gói được giao dịch, cũng đã nâng cao đáng kể khả năng đưa giao dịch của người dùng và ứng dụng lên chuỗi. Để các ứng dụng có thể phát triển bền vững, việc hy sinh một phần hiệu năng để tăng cường độ tin cậy là xứng đáng. Tìm ra điểm cân bằng tối ưu giữa độ bền vững và hiệu suất vẫn là lĩnh vực cần nhiều nghiên cứu, nhưng rõ ràng các giao thức hiện tại còn thiếu các biện pháp bảo vệ đủ mạnh.

Khi giao thức đã đảm bảo khả năng đưa giao dịch lên chuỗi, vấn đề thứ tự sẽ dễ dàng hơn nhiều. Giao thức có thể áp dụng các quy tắc sắp xếp xác định, đơn giản nhất là theo 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 đảm bảo chống kiểm duyệt ngắn hạn, đặc tính quan trọng tiếp theo là bảo vệ quyền riêng tư, gọi là tính ẩn danh.

Ẩn danh: ngoài nút gửi giao dịch, mọi bên tham gia đều không thể biết bất kỳ thông tin nào về giao dịch cho đến khi nó được xác nhận và sắp xếp cuối cùng.

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 bí mật cho đến khi đạt được đồng thuận và xác nhận thứ tự. Ví dụ, có thể dùng mã hóa trì hoãn, khiến nội dung khối không thể xem trước thời điểm nhất định; hoặc dùng mã hóa giới hạn, chỉ mở khóa sau khi hội đồng xác nhận khối không thể đảo ngược.

Điều này có nghĩa là, các nút có thể lợi dụng thông tin giao dịch gửi đến mình, nhưng các nút khác trong mạng sẽ chỉ biết nội dung sau khi đã xác nhận và sắp xếp. Khi nội dung giao dịch được công khai, quá trình sắp xếp và xác nhận đã hoàn tất, các bên khác không thể thao túng. Để định nghĩa này có hiệu lực, cần có nhiều nút có thể đóng gói giao dịch trong mỗi chu kỳ.

Chúng tôi không chọn các định nghĩa bảo vệ quyền riêng tư mạnh hơn như mã hóa bộ nhớ đệm (encrypted mempool) — nghĩa là chỉ người dùng biết nội dung — vì giao thức cần phân loại giao dịch rác. Nếu nội dung giao dịch hoàn toàn bị mã hóa, mạng sẽ không thể phân biệt giữa giao dịch hợp lệ và rác. 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 bất kể hợp lệ hay không. Tuy nhiên, các siêu dữ liệu này có thể tiết lộ đủ thông tin để bị tấn công. Chính vì vậy, chúng tôi chọn phương án trung hòa: chỉ có một nút duy nhất có thể xem nội dung giao dịch, các nút khác trong mạng không thể biết. Điều này cũng đòi hỏi người dùng phải có ít nhất một nút trung thực làm đầu vào để đưa giao dịch lên chuỗi trong mỗi chu kỳ.

Một giao thức vừa đảm bảo chống kiểm duyệt ngắn hạn, vừa bảo vệ quyền riêng tư 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 sẽ trực tiếp loại bỏ hai cách thức Bob phá hoại thị trường đã đề cập: không thể kiểm duyệt đề giá của Alice, cũng không thể dùng đề giá của Alice để hướng dẫn hành vi của mình, giải quyết triệt để hai vấn đề trước.

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

Để blockchain thực sự cạnh tranh và vượt qua các hạ tầng tài chính hiện tại, vấn đề không chỉ nằm ở khả năng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây.