Một trong những giá trị cốt lõi của công nghệ blockchain là phân cấp. Nó đảm bảo tính bảo mật của hệ thống, khả năng chống kiểm duyệt và công bằng bằng cách cho phép hồ sơ giao dịch và quyền ra quyết định được duy trì chung, thay vì được kiểm soát bởi một thực thể tập trung duy nhất. Ngược lại, các hệ thống tập trung truyền thống như ngân hàng, nền tảng truyền thông xã hội và dịch vụ đám mây có thể hoạt động với hiệu quả cao hơn nhưng dễ bị tổn thương bởi các điểm thất bại đơn lẻ (SPOF), độc quyền dữ liệu, rủi ro kiểm duyệt và chi phí tin cậy cao. Ví dụ: các ngân hàng có thể hạn chế quyền truy cập vào quỹ, nền tảng xã hội có thể xóa nội dung theo ý muốn và lỗi kỹ thuật tại các nhà cung cấp dịch vụ đám mây có thể dẫn đến gián đoạn dịch vụ quy mô lớn.
Những rủi ro này đã dẫn đến sự phát triển của công nghệ Blockchain, giảm sự phụ thuộc vào các cơ quan trung ương thông qua kiến trúc phi tập trung, tăng cường tính minh bạch và bảo mật.
Tuy nhiên, sự phi tập trung không phải là một khái niệm nhị phân - nó tồn tại trên một phổ biến. Một số blockchain có thể bị chi phối bởi một số hồ bơi khai thác hoặc được kiểm soát bởi một số lượng nhỏ các người xác minh nắm giữ đa số token được gắn cược. Sự tập trung quyền lực này làm suy yếu cả tính chống chọi với các cuộc tấn công lẫn tính công bằng của hệ thống. Do đó, việc đo lường một cách chính xác mức độ phi tập trung của một blockchain trở thành một vấn đề quan trọng.
Để giải quyết thách thức này, Hệ số Nakamoto được giới thiệu. Đại lượng này định lượng mức độ phi tập trung trong một blockchain bằng cách chỉ ra số lượng tối thiểu các đơn vị độc lập cần thiết để làm gián đoạn hoạt động của hệ thống. Càng cao hệ số, càng phân phối quyền lực, và càng nhiều mức độ phi tập trung. Ngược lại, một hệ số thấp cho thấy quyền lực tập trung quá mức, làm cho mạng lưới dễ bị tác động hay tấn công hơn. Ví dụ, trong một blockchain nơi chỉ có ba nhóm khai thác kiểm soát hơn 51% tổng lực hash, Hệ số Nakamoto sẽ là 3, phản ánh mức độ phi tập trung thấp.
Trong các phần tiếp theo, chúng tôi sẽ xem xét định nghĩa, cách tính hệ số Nakamoto, các yếu tố chính ảnh hưởng đến nó, và tác động lên an ninh và công bằng của Blockchain.
Phi tập trung trong blockchain không phải là một trạng thái tuyệt đối, mà là một phạm vi triển khai. Để định lượng đặc điểm này, Hệ số Nakamoto đã được giới thiệu. Đó là một chỉ số chính được sử dụng để đánh giá mức độ phi tập trung thực sự của một blockchain. Khái niệm này đã được đề xuất bởi Balaji Srinivasan (cựu CTO của Coinbase) và Leland Lee, và được đặt theo tên Satoshi Nakamoto, người sáng lập Bitcoin.
Hệ số Nakamoto đại diện cho số lượng tối thiểu các thực thể độc lập cần thiết để phá hoại hoặc kiểm soát các thành phần quan trọng nhất của một blockchain, chẳng hạn như:
Nói cách khác, Hệ số Nakamoto trả lời câu hỏi: Cần bao nhiêu người tham gia độc lập phải âm mưu để phá hoại blockchain? Con số càng cao, mạng lưới càng phi tập trung và an toàn. Số nhỏ hơn cho thấy sức mạnh tập trung, khiến mạng lưới dễ bị tấn công hoặc can thiệp.
Trong khi Hệ số Nakamoto khái niệm tương tự như cuộc tấn công 51%, nó rộng lớn hơn về phạm vi.
Một cuộc tấn công 51% chủ yếu áp dụng cho các chuỗi khối PoW. Nếu một bên kiểm soát hơn 50% tỷ lệ hash, họ có thể tự ý xác nhận giao dịch, thực hiện chi tiêu gấp đôi hoặc tổ chức lại lịch sử blockchain.
Ngược lại, Hệ số Nakamoto không chỉ xem xét sức mạnh băm, mà còn kiểm soát node, ảnh hưởng quản trị, trọng lượng staking, và các yếu tố khác. Nó có thể áp dụng cho PoW, PoS, và blockchain DeleGate.iod PoS (DPoS) tương tự.
Ví dụ, trong mạng PoS tiêu biểu, nếu một nhóm nhỏ các thẩm định viên kiểm soát hơn 33,33% số token đã cược, họ có thể chặn quá trình đạt đồng thuận, ngăn chặn việc thêm các khối mới và có thể ảnh hưởng đến quyết định quản trị. Nếu Hệ số Nakamoto của một blockchain là 10, điều này có nghĩa là ít nhất 10 thẩm định viên độc lập sẽ cần phối hợp để đe dọa hệ thống. Một hệ số thấp ngụ ý sự tập trung và tăng nguy cơ hệ thống.
Phi tập trung là một trong những giá trị cốt lõi của blockchain. Nó cho phép bảo mật mạnh mẽ hơn, khả năng chống kiểm duyệt cao hơn và giảm sự phụ thuộc vào sự tin cậy. Tuy nhiên, nếu một nhóm nhỏ các tác nhân có thể dễ dàng kiểm soát mạng, một số rủi ro nổi lên:
Bảo mật giảm
Khi Hệ số Nakamoto thấp, một số nhóm khai thác hoặc người xác minh có thể phối hợp tấn công như tấn công 51% hoặc chậm xác nhận giao dịch một cách cố ý.
Sự giảm sức đề kháng kiểm duyệt
Nếu một số nút kiểm soát quá trình xác nhận giao dịch, họ có thể chọn lọc giao dịch, làm suy yếu tính minh bạch và trung lập.
Điểm Một Mình Của Sự Cố (SPOF)
Nếu quyền lực tập trung vào một số bên, bất kỳ sự vi compromis—như hack, hành động quy định, hoặc thất bại kỹ thuật—đều có thể làm ngừng lại toàn bộ mạng lưới.
Quản trị không công bằng
Nếu quản trị được thống trị bởi một số lượng nhỏ các người xác minh hoặc chủ sở hữu token, họ có thể điều chỉnh các thay đổi giao thức để phục vụ lợi ích cá nhân của họ thay vì lợi ích của cộng đồng.
Những rủi ro này nhấn mạnh rằng việc đo lường sự phi tập trung không chỉ là một bài tập lý thuyết mà còn là điều quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống blockchain là công bằng, an toàn và bền vững.
Mặc dù hệ số Nakamoto cao ngụ ý cấu trúc kiểm soát phân phối hơn, nhưng không đảm bảo tính phi tập trung đầy đủ. Khi đánh giá mức độ phi tập trung của một blockchain, cần xem xét nhiều yếu tố khác:
Tập trung địa lý
Nếu hầu hết các thợ đào, người xác minh, hoặc người vận hành nút được đặt tại một quốc gia hoặc khu vực duy nhất, thậm chí với hệ số Nakamoto cao cũng không đảm bảo mạng khỏi sự điều chỉnh vùng miền, sự cố cơ sở hạ tầng, hoặc sự can thiệp chính trị.
Ví dụ, nhiều người xác thực Ethereum đặt cơ sở tại Hoa Kỳ. Nếu các cơ quan quản lý Hoa Kỳ áp đặt các quy tắc nghiêm ngặt đối với người xác thực PoS, điều này có thể ảnh hưởng đến hoạt động của mạng lưới.
Cơ sở hạ tầng Tập trung
Nếu hầu hết các nút chạy trên một số nhà cung cấp đám mây (ví dụ, AWS, Google Cloud), mạng vẫn còn mở cho các điểm hỏng tại cấp độ cơ sở hạ tầng, ngay cả khi kiểm soát được phân phối rộng rãi.
Ví dụ, một sự cố AWS có thể làm cho một phần đáng kể các nút blockchain offline, làm gián đoạn mạng lưới.
Ảnh hưởng Bên ngoài
Phi tập trung không chỉ là vấn đề kỹ thuật mà còn bị ảnh hưởng bởi quy định, sự can thiệp của chính phủ và sự ảnh hưởng của doanh nghiệp.
Mặc dù một blockchain có vẻ phi tập trung về mặc kỹ thuật, nếu các nhà phát triển chính hoặc các chủ sở hữu token lớn đang phải đối mặt với áp lực từ pháp lý hoặc doanh nghiệp, tính độc lập trong việc ra quyết định có thể bị ảnh hưởng.
Ví dụ, USDT (Tether) hoạt động trên mạng lưới blockchain nhưng được quản lý tập trung bởi công ty Tether, khiến cho nó dễ bị ảnh hưởng bởi các hành động điều tiết.
Những xem xét này cho thấy rằng tính phi tập trung là đa chiều, và Hệ số Nakamoto chỉ đo lường một phần của bức tranh. Để đánh giá đầy đủ tính phi tập trung của một blockchain, người ta cũng phải xem xét phân phối nút, sự phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng và ảnh hưởng của quản trị bên ngoài.
Khi Hệ số Nakamoto quá thấp, một blockchain trở nên dễ bị kiểm soát tập trung, dẫn đến một số nguy cơ tiềm ẩn:
51% Attack (trong Chuỗi PoW)
Nếu một số lượng nhỏ các hồ bơi đào mỏ kiểm soát hơn nửa lượng hash rate mạng, họ có thể thao túng việc xác nhận giao dịch, thực hiện cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi, và thậm chí là sắp xếp lại lịch sử blockchain.
Thao tác quản trị (trong Chuỗi PoS)
Trong các mạng Proof-of-Stake, nếu một nhóm nhỏ các nhà xác minh hoặc chủ sở hữu token kiểm soát hơn 50% sức mạnh bỏ phiếu, họ có thể chiếm ưu thế trong việc thay đổi giao thức và thực hiện các quy tắc có lợi cho bản thân.
Sự giảm thiểu tính không tin cậy
Một trong những lợi ích cốt lõi của Blockchain là loại bỏ nhu cầu tin tưởng vào một cơ quan duy nhất. Tuy nhiên, nếu quyền kiểm soát tập trung quá mức, người dùng sẽ bị buộc phải phụ thuộc vào một số ít thực thể thay vì tính toàn vẹn của toàn bộ mạng lưới.
Sự kháng kiến yếu đi của việc kiểm duyệt
Khi một số nhà xác minh nhỏ có quyền xác nhận giao dịch, họ có thể chọn lọc các giao dịch cụ thể, làm suy yếu tự do tài chính và tính trung lập của mạng lưới.
Những rủi ro này làm nổi bật sự quan trọng quyết định của Hệ số Nakamoto. Thiết kế một cơ chế đồng thuận công bằng không đủ để đảm bảo một blockchain vẫn đủ mức phi tập trung. Sự phi tập trung vận hành thực sự của mạng cũng phải được đo lường thông qua Hệ số Nakamoto, với việc theo dõi liên tục và tối ưu hóa dựa trên dữ liệu thực tế.
Việc tính toán Hệ số Nakamoto phụ thuộc vào việc xác định các yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất của hệ thống blockchain. Các cơ chế đồng thuận khác nhau (như PoW và PoS) đòi hỏi các phương pháp đo lường khác nhau. Quá trình tổng thể có thể được phân chia thành các bước sau:
Cơ chế đồng thuận được sử dụng bởi một blockchain xác định cách quyền lực được phân phối, ảnh hưởng trực tiếp đến Hệ số Nakamoto:
Các thành phần khác nhau của một Blockchain có thể có mức độ phi tập trung khác nhau, vì vậy quan trọng là tập trung vào khu vực cốt lõi đang được đánh giá. Các chiều đo phổ biến bao gồm:
Một khi kích thước thích hợp đã được chọn, bước tiếp theo là đánh giá mức độ tập trung ảnh hưởng:
Xếp hạng thực thể theo ảnh hưởng:
Đối với PoW, xếp hạng nhóm khai thác theo tỷ lệ băm; đối với PoS, xếp hạng người xác minh theo trọng lượng đặt cược.
Tác động AggreGate.io Cho đến khi mức ngưỡng quan trọng được đạt:
Một khi tác động của aggreGate.iod đạt đến ngưỡng nguy hiểm, số lượng tối thiểu các thực thể độc lập cần thiết là Hệ số Nakamoto (N).
Ví dụ:
Càng cao số lượng, ảnh hưởng phân phối càng đồng đều và mức độ phi tập trung càng lớn. Ngược lại, hệ số Nakamoto thấp cho thấy việc kiểm soát quá tập trung, tăng nguy cơ thao túng và giảm bảo mật mạng lưới.
Nakaflowlà một trang web hình ảnh hóa Hệ số Nakamoto trên các blockchain Proof-of-Stake (PoS) lớn. Nền tảng tính toán các hệ số này bằng cách sử dụng dữ liệu công khai về phân phối staking token - như các nhà điều hành validator như Chainflow và các hồ bơi staking như Lido.
Hình ảnh: Dữ liệu Hệ số Nakamoto được hiển thị trên trang web Nakaflow
(Nguồn:https://nakaflow.io/)
Công cụ này cung cấp cái nhìn quý giá về sự khác biệt về phi tập trung trên các mạng blockchain khác nhau. Ví dụ, Polkadot thể hiện một Hệ số Nakamoto tương đối cao, cho thấy phân phối rộng và cân bằng hơn trong số các validator của nó. Điều này phần nào là do việc sử dụng Nominated Proof of Stake (NPoS), giúp thúc đẩy sự đa dạng của các validator.
Trong khi đó, Aptos có hệ số Nakamoto thấp tương đối, cho thấy một bộ xác thực tập trung hơn. Tuy nhiên, nó vẫn xếp hạng cao hơn đáng kể so với một số blockchain truyền thống, chứng tỏ mức độ phi tập trung mạnh mẽ hơn.
Hệ số Nakamoto phản ánh mức độ phi tập trung trong hệ thống blockchain. Giá trị của nó được ảnh hưởng bởi một số yếu tố cốt lõi, bao gồm cơ chế đồng thuận, động lực kinh tế và bảo mật mạng. Bên cạnh mô hình đồng thuận (đã thảo luận trước đó), các yếu tố sau cũng ảnh hưởng đáng kể đến Hệ số Nakamoto:
Thiết kế kinh tế của một hệ thống blockchain ảnh hưởng trực tiếp đến phân phối các thiết lập viên, và từ đó ảnh hưởng đến Hệ số Nakamoto:
Sự an toàn của một blockchain chặt chẽ liên quan đến mức độ phi tập trung của nó. Các yếu tố liên quan đến an ninh sau có thể ảnh hưởng đến Hệ số Nakamoto:
Rủi ro tấn công 51%:
Khi Hệ số Nakamoto quá thấp, kẻ tấn công chỉ cần kiểm soát một số nút quan trọng để làm gián đoạn mạng. Điều này tăng nguy cơ thao túng độc hại và làm mất tính toàn vẹn của blockchain.
Rào Cản Vận Hành Node:
Nếu ngưỡng kỹ thuật hoặc tài chính để chạy một nút quá cao, ít người tham gia quá trình đồng thuận. Điều này làm hẹp bể validators hoặc miners, làm giảm tính phi tập trung và giảm hệ số Nakamoto.
Hệ số Nakamoto đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá mức độ phi tập trung trong các hệ thống blockchain và có các ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
Hệ số Nakamoto có thể được sử dụng để đánh giá sự chống đỡ của mạng blockchain đối với các cuộc tấn công. Một hệ số thấp cho thấy chỉ cần một số ít thực thể để kiểm soát các quyết định quan trọng, làm cho blockchain dễ bị tấn công 51% hoặc kiểm soát theo cách thống trị.
Khi thiết kế hoặc chọn một blockchain, việc phân tích Hệ số Nakamoto giúp xác định mức độ phi tập trung và bảo mật bẩm sinh của nó. Ví dụ, vào năm 2019, Ethereum Classic (ETC) đã phải đối mặt với một cuộc tấn công 51% do Hệ số Nakamoto thấp, dẫn đến hàng triệu đô la giao dịch bị sắp xếp lại—rõ ràng thể hiện rủi ro mà sự thiếu phi tập trung đem lại.
Trong các hệ thống PoS và DPoS, quyền quyết định thường phụ thuộc vào trọng số cổ phần của người xác thực hoặc phương pháp bầu cử. Bằng cách theo dõi Hệ số Nakamoto, các nhóm phát triển và cộng đồng có thể xác định xu hướng tập trung và điều chỉnh quy tắc đặt cọc, cơ chế bỏ phiếu hoặc khuyến khích kinh tế để phân phối tốt hơn quyền lực quản trị.
Các nhà phát triển và nhà đầu tư có thể sử dụng Hệ số Nakamoto để so sánh tính phi tập trung trên các blockchain và sidechain khác nhau. Trong lĩnh vực như DeFi, NFT và GameFi, một Hệ số Nakamoto cao cho thấy nền tảng ít có khả năng bị kiểm soát bởi một thực thể duy nhất - cung cấp môi trường an toàn và minh bạch hơn cho người dùng.
Khi khung pháp lý cho blockchain tiếp tục phát triển, các cơ quan có thể sử dụng Hệ số Nakamoto để đánh giá xem một blockchain có quá tập trung và liệu nó đáp ứng các tiêu chuẩn phi tập trung hay không.
Ví dụ, một blockchain với Hệ số Nakamoto rất thấp có thể giống như một hệ thống tập trung truyền thống và phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt. Cục SEC Hoa Kỳ từng kiện Ripple (XRP), lập luận rằng mạng lưới này rất tập trung vì Ripple Labs nắm giữ một lượng lớn token XRP và có sức ảnh hưởng đáng kể đối với mạng lưới. Nếu mạng lưới XRP có Hệ số Nakamoto cao hơn với phân phối validator rộng hơn, có thể SEC sẽ không phân loại nó như là dưới sự kiểm soát của một thực thể duy nhất — tiềm năng giảm rủi ro tuân thủ.
Cộng đồng và nhà phát triển có thể theo dõi xu hướng phi tập trung bằng cách theo dõi sự thay đổi trong Hệ số Nakamoto theo thời gian. Họ có thể cải thiện tính phi tập trung bằng cách điều chỉnh cơ chế đồng thuận, giảm rào cản đối với việc tham gia nút, hoặc phân phối quyền góp vốn rộng rãi hơn, giúp đảm bảo rằng blockchain tiến triển phù hợp với mục tiêu phi tập trung dài hạn.
Hình ảnh: Thảo luận cộng đồng về X suy đoán liệu Cardano có thể trở thành loại tiền điện tử đầu tiên đạt hệ số Nakamoto trên 100
(Nguồn: https://x.com/adahandle/status/1900247129144385897/photo/2)
Hệ số Nakamoto là một chỉ số quan trọng để đo lường sự phi tập trung trong các mạng blockchain. Nó cho phép chúng ta đánh giá các đặc điểm quan trọng như an ninh, sự chống lại kiểm duyệt và sự công bằng trong quản trị. Một hệ số cao cho thấy cấu trúc kiểm soát phân phối rộng hơn, biểu thị sự phi tập trung mạnh mẽ hơn. Ngược lại, một giá trị thấp ngụ ý việc kiểm soát tập trung, làm cho blockchain dễ bị thao túng và tấn công hơn.
Tuy nhiên, Hệ số Nakamoto không phải là tiêu chuẩn duy nhất để đánh giá sự phi tập trung. Các yếu tố như tập trung địa lý, phụ thuộc cơ sở hạ tầng và tác động bên ngoài cũng quan trọng không kém. Do đó, khi đánh giá mức độ phi tập trung của một blockchain, người ta nên áp dụng một cái nhìn toàn diện thay vì chỉ dựa vào một chỉ số duy nhất.
Nhìn vào tương lai, việc tăng Hệ số Nakamoto sẽ ngày càng phụ thuộc vào sự đổi mới công nghệ và thiết kế quản trị. Ví dụ, cơ chế Nominated Proof of Stake (NPoS) của Polkadot giúp phân phối cổ phần phi tập trung bằng cách cho phép người được ủy quyền gửi tin tưởng đến nhiều validator khác nhau, giảm thiểu nguy cơ tập trung quyền lực. Cơ chế sharding của Ethereum cũng nhằm mục tiêu tăng cường sự tham gia của validator và nâng cao đa dạng mạng lưới. Ngoài ra, khuyến khích sự tham gia trực tuyến và giảm thiểu rào cản vận hành node có thể thu hút nhiều tham gia độc lập hơn và giảm sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp dịch vụ staking lớn. Các ví dụ khác bao gồm kiến trúc Subnet của Avalanche và thiết kế đa chuỗi modul của Cosmos, cả hai đều cung cấp tính linh hoạt hơn bằng cách phi tập trung quản trị và kiểm soát validator. Các ví dụ này cho thấy rằng việc cải thiện các cơ chế đồng thuận, thiết kế node, phân phối cơ sở hạ tầng và khung quản trị đều là những con đường thực tế để tăng Hệ số Nakamoto và củng cố tính phi tập trung.
Khi những công nghệ và cấu trúc này trưởng thành và được áp dụng rộng rãi, chúng ta sẽ tiến gần hơn đến việc xây dựng một hệ sinh thái blockchain thực sự chống kiểm duyệt, chống thao túng và bền vững—hiện thực hóa tinh thần và tầm nhìn ban đầu của phi tập trung.
Hình ảnh: Cơ chế chia nhỏ của Ethereum
(Nguồn:https://www.gate.io/zh-tw/learn/articles/what-is-sharding/64)
Một trong những giá trị cốt lõi của công nghệ blockchain là phân cấp. Nó đảm bảo tính bảo mật của hệ thống, khả năng chống kiểm duyệt và công bằng bằng cách cho phép hồ sơ giao dịch và quyền ra quyết định được duy trì chung, thay vì được kiểm soát bởi một thực thể tập trung duy nhất. Ngược lại, các hệ thống tập trung truyền thống như ngân hàng, nền tảng truyền thông xã hội và dịch vụ đám mây có thể hoạt động với hiệu quả cao hơn nhưng dễ bị tổn thương bởi các điểm thất bại đơn lẻ (SPOF), độc quyền dữ liệu, rủi ro kiểm duyệt và chi phí tin cậy cao. Ví dụ: các ngân hàng có thể hạn chế quyền truy cập vào quỹ, nền tảng xã hội có thể xóa nội dung theo ý muốn và lỗi kỹ thuật tại các nhà cung cấp dịch vụ đám mây có thể dẫn đến gián đoạn dịch vụ quy mô lớn.
Những rủi ro này đã dẫn đến sự phát triển của công nghệ Blockchain, giảm sự phụ thuộc vào các cơ quan trung ương thông qua kiến trúc phi tập trung, tăng cường tính minh bạch và bảo mật.
Tuy nhiên, sự phi tập trung không phải là một khái niệm nhị phân - nó tồn tại trên một phổ biến. Một số blockchain có thể bị chi phối bởi một số hồ bơi khai thác hoặc được kiểm soát bởi một số lượng nhỏ các người xác minh nắm giữ đa số token được gắn cược. Sự tập trung quyền lực này làm suy yếu cả tính chống chọi với các cuộc tấn công lẫn tính công bằng của hệ thống. Do đó, việc đo lường một cách chính xác mức độ phi tập trung của một blockchain trở thành một vấn đề quan trọng.
Để giải quyết thách thức này, Hệ số Nakamoto được giới thiệu. Đại lượng này định lượng mức độ phi tập trung trong một blockchain bằng cách chỉ ra số lượng tối thiểu các đơn vị độc lập cần thiết để làm gián đoạn hoạt động của hệ thống. Càng cao hệ số, càng phân phối quyền lực, và càng nhiều mức độ phi tập trung. Ngược lại, một hệ số thấp cho thấy quyền lực tập trung quá mức, làm cho mạng lưới dễ bị tác động hay tấn công hơn. Ví dụ, trong một blockchain nơi chỉ có ba nhóm khai thác kiểm soát hơn 51% tổng lực hash, Hệ số Nakamoto sẽ là 3, phản ánh mức độ phi tập trung thấp.
Trong các phần tiếp theo, chúng tôi sẽ xem xét định nghĩa, cách tính hệ số Nakamoto, các yếu tố chính ảnh hưởng đến nó, và tác động lên an ninh và công bằng của Blockchain.
Phi tập trung trong blockchain không phải là một trạng thái tuyệt đối, mà là một phạm vi triển khai. Để định lượng đặc điểm này, Hệ số Nakamoto đã được giới thiệu. Đó là một chỉ số chính được sử dụng để đánh giá mức độ phi tập trung thực sự của một blockchain. Khái niệm này đã được đề xuất bởi Balaji Srinivasan (cựu CTO của Coinbase) và Leland Lee, và được đặt theo tên Satoshi Nakamoto, người sáng lập Bitcoin.
Hệ số Nakamoto đại diện cho số lượng tối thiểu các thực thể độc lập cần thiết để phá hoại hoặc kiểm soát các thành phần quan trọng nhất của một blockchain, chẳng hạn như:
Nói cách khác, Hệ số Nakamoto trả lời câu hỏi: Cần bao nhiêu người tham gia độc lập phải âm mưu để phá hoại blockchain? Con số càng cao, mạng lưới càng phi tập trung và an toàn. Số nhỏ hơn cho thấy sức mạnh tập trung, khiến mạng lưới dễ bị tấn công hoặc can thiệp.
Trong khi Hệ số Nakamoto khái niệm tương tự như cuộc tấn công 51%, nó rộng lớn hơn về phạm vi.
Một cuộc tấn công 51% chủ yếu áp dụng cho các chuỗi khối PoW. Nếu một bên kiểm soát hơn 50% tỷ lệ hash, họ có thể tự ý xác nhận giao dịch, thực hiện chi tiêu gấp đôi hoặc tổ chức lại lịch sử blockchain.
Ngược lại, Hệ số Nakamoto không chỉ xem xét sức mạnh băm, mà còn kiểm soát node, ảnh hưởng quản trị, trọng lượng staking, và các yếu tố khác. Nó có thể áp dụng cho PoW, PoS, và blockchain DeleGate.iod PoS (DPoS) tương tự.
Ví dụ, trong mạng PoS tiêu biểu, nếu một nhóm nhỏ các thẩm định viên kiểm soát hơn 33,33% số token đã cược, họ có thể chặn quá trình đạt đồng thuận, ngăn chặn việc thêm các khối mới và có thể ảnh hưởng đến quyết định quản trị. Nếu Hệ số Nakamoto của một blockchain là 10, điều này có nghĩa là ít nhất 10 thẩm định viên độc lập sẽ cần phối hợp để đe dọa hệ thống. Một hệ số thấp ngụ ý sự tập trung và tăng nguy cơ hệ thống.
Phi tập trung là một trong những giá trị cốt lõi của blockchain. Nó cho phép bảo mật mạnh mẽ hơn, khả năng chống kiểm duyệt cao hơn và giảm sự phụ thuộc vào sự tin cậy. Tuy nhiên, nếu một nhóm nhỏ các tác nhân có thể dễ dàng kiểm soát mạng, một số rủi ro nổi lên:
Bảo mật giảm
Khi Hệ số Nakamoto thấp, một số nhóm khai thác hoặc người xác minh có thể phối hợp tấn công như tấn công 51% hoặc chậm xác nhận giao dịch một cách cố ý.
Sự giảm sức đề kháng kiểm duyệt
Nếu một số nút kiểm soát quá trình xác nhận giao dịch, họ có thể chọn lọc giao dịch, làm suy yếu tính minh bạch và trung lập.
Điểm Một Mình Của Sự Cố (SPOF)
Nếu quyền lực tập trung vào một số bên, bất kỳ sự vi compromis—như hack, hành động quy định, hoặc thất bại kỹ thuật—đều có thể làm ngừng lại toàn bộ mạng lưới.
Quản trị không công bằng
Nếu quản trị được thống trị bởi một số lượng nhỏ các người xác minh hoặc chủ sở hữu token, họ có thể điều chỉnh các thay đổi giao thức để phục vụ lợi ích cá nhân của họ thay vì lợi ích của cộng đồng.
Những rủi ro này nhấn mạnh rằng việc đo lường sự phi tập trung không chỉ là một bài tập lý thuyết mà còn là điều quan trọng để đảm bảo rằng hệ thống blockchain là công bằng, an toàn và bền vững.
Mặc dù hệ số Nakamoto cao ngụ ý cấu trúc kiểm soát phân phối hơn, nhưng không đảm bảo tính phi tập trung đầy đủ. Khi đánh giá mức độ phi tập trung của một blockchain, cần xem xét nhiều yếu tố khác:
Tập trung địa lý
Nếu hầu hết các thợ đào, người xác minh, hoặc người vận hành nút được đặt tại một quốc gia hoặc khu vực duy nhất, thậm chí với hệ số Nakamoto cao cũng không đảm bảo mạng khỏi sự điều chỉnh vùng miền, sự cố cơ sở hạ tầng, hoặc sự can thiệp chính trị.
Ví dụ, nhiều người xác thực Ethereum đặt cơ sở tại Hoa Kỳ. Nếu các cơ quan quản lý Hoa Kỳ áp đặt các quy tắc nghiêm ngặt đối với người xác thực PoS, điều này có thể ảnh hưởng đến hoạt động của mạng lưới.
Cơ sở hạ tầng Tập trung
Nếu hầu hết các nút chạy trên một số nhà cung cấp đám mây (ví dụ, AWS, Google Cloud), mạng vẫn còn mở cho các điểm hỏng tại cấp độ cơ sở hạ tầng, ngay cả khi kiểm soát được phân phối rộng rãi.
Ví dụ, một sự cố AWS có thể làm cho một phần đáng kể các nút blockchain offline, làm gián đoạn mạng lưới.
Ảnh hưởng Bên ngoài
Phi tập trung không chỉ là vấn đề kỹ thuật mà còn bị ảnh hưởng bởi quy định, sự can thiệp của chính phủ và sự ảnh hưởng của doanh nghiệp.
Mặc dù một blockchain có vẻ phi tập trung về mặc kỹ thuật, nếu các nhà phát triển chính hoặc các chủ sở hữu token lớn đang phải đối mặt với áp lực từ pháp lý hoặc doanh nghiệp, tính độc lập trong việc ra quyết định có thể bị ảnh hưởng.
Ví dụ, USDT (Tether) hoạt động trên mạng lưới blockchain nhưng được quản lý tập trung bởi công ty Tether, khiến cho nó dễ bị ảnh hưởng bởi các hành động điều tiết.
Những xem xét này cho thấy rằng tính phi tập trung là đa chiều, và Hệ số Nakamoto chỉ đo lường một phần của bức tranh. Để đánh giá đầy đủ tính phi tập trung của một blockchain, người ta cũng phải xem xét phân phối nút, sự phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng và ảnh hưởng của quản trị bên ngoài.
Khi Hệ số Nakamoto quá thấp, một blockchain trở nên dễ bị kiểm soát tập trung, dẫn đến một số nguy cơ tiềm ẩn:
51% Attack (trong Chuỗi PoW)
Nếu một số lượng nhỏ các hồ bơi đào mỏ kiểm soát hơn nửa lượng hash rate mạng, họ có thể thao túng việc xác nhận giao dịch, thực hiện cuộc tấn công chi tiêu gấp đôi, và thậm chí là sắp xếp lại lịch sử blockchain.
Thao tác quản trị (trong Chuỗi PoS)
Trong các mạng Proof-of-Stake, nếu một nhóm nhỏ các nhà xác minh hoặc chủ sở hữu token kiểm soát hơn 50% sức mạnh bỏ phiếu, họ có thể chiếm ưu thế trong việc thay đổi giao thức và thực hiện các quy tắc có lợi cho bản thân.
Sự giảm thiểu tính không tin cậy
Một trong những lợi ích cốt lõi của Blockchain là loại bỏ nhu cầu tin tưởng vào một cơ quan duy nhất. Tuy nhiên, nếu quyền kiểm soát tập trung quá mức, người dùng sẽ bị buộc phải phụ thuộc vào một số ít thực thể thay vì tính toàn vẹn của toàn bộ mạng lưới.
Sự kháng kiến yếu đi của việc kiểm duyệt
Khi một số nhà xác minh nhỏ có quyền xác nhận giao dịch, họ có thể chọn lọc các giao dịch cụ thể, làm suy yếu tự do tài chính và tính trung lập của mạng lưới.
Những rủi ro này làm nổi bật sự quan trọng quyết định của Hệ số Nakamoto. Thiết kế một cơ chế đồng thuận công bằng không đủ để đảm bảo một blockchain vẫn đủ mức phi tập trung. Sự phi tập trung vận hành thực sự của mạng cũng phải được đo lường thông qua Hệ số Nakamoto, với việc theo dõi liên tục và tối ưu hóa dựa trên dữ liệu thực tế.
Việc tính toán Hệ số Nakamoto phụ thuộc vào việc xác định các yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất của hệ thống blockchain. Các cơ chế đồng thuận khác nhau (như PoW và PoS) đòi hỏi các phương pháp đo lường khác nhau. Quá trình tổng thể có thể được phân chia thành các bước sau:
Cơ chế đồng thuận được sử dụng bởi một blockchain xác định cách quyền lực được phân phối, ảnh hưởng trực tiếp đến Hệ số Nakamoto:
Các thành phần khác nhau của một Blockchain có thể có mức độ phi tập trung khác nhau, vì vậy quan trọng là tập trung vào khu vực cốt lõi đang được đánh giá. Các chiều đo phổ biến bao gồm:
Một khi kích thước thích hợp đã được chọn, bước tiếp theo là đánh giá mức độ tập trung ảnh hưởng:
Xếp hạng thực thể theo ảnh hưởng:
Đối với PoW, xếp hạng nhóm khai thác theo tỷ lệ băm; đối với PoS, xếp hạng người xác minh theo trọng lượng đặt cược.
Tác động AggreGate.io Cho đến khi mức ngưỡng quan trọng được đạt:
Một khi tác động của aggreGate.iod đạt đến ngưỡng nguy hiểm, số lượng tối thiểu các thực thể độc lập cần thiết là Hệ số Nakamoto (N).
Ví dụ:
Càng cao số lượng, ảnh hưởng phân phối càng đồng đều và mức độ phi tập trung càng lớn. Ngược lại, hệ số Nakamoto thấp cho thấy việc kiểm soát quá tập trung, tăng nguy cơ thao túng và giảm bảo mật mạng lưới.
Nakaflowlà một trang web hình ảnh hóa Hệ số Nakamoto trên các blockchain Proof-of-Stake (PoS) lớn. Nền tảng tính toán các hệ số này bằng cách sử dụng dữ liệu công khai về phân phối staking token - như các nhà điều hành validator như Chainflow và các hồ bơi staking như Lido.
Hình ảnh: Dữ liệu Hệ số Nakamoto được hiển thị trên trang web Nakaflow
(Nguồn:https://nakaflow.io/)
Công cụ này cung cấp cái nhìn quý giá về sự khác biệt về phi tập trung trên các mạng blockchain khác nhau. Ví dụ, Polkadot thể hiện một Hệ số Nakamoto tương đối cao, cho thấy phân phối rộng và cân bằng hơn trong số các validator của nó. Điều này phần nào là do việc sử dụng Nominated Proof of Stake (NPoS), giúp thúc đẩy sự đa dạng của các validator.
Trong khi đó, Aptos có hệ số Nakamoto thấp tương đối, cho thấy một bộ xác thực tập trung hơn. Tuy nhiên, nó vẫn xếp hạng cao hơn đáng kể so với một số blockchain truyền thống, chứng tỏ mức độ phi tập trung mạnh mẽ hơn.
Hệ số Nakamoto phản ánh mức độ phi tập trung trong hệ thống blockchain. Giá trị của nó được ảnh hưởng bởi một số yếu tố cốt lõi, bao gồm cơ chế đồng thuận, động lực kinh tế và bảo mật mạng. Bên cạnh mô hình đồng thuận (đã thảo luận trước đó), các yếu tố sau cũng ảnh hưởng đáng kể đến Hệ số Nakamoto:
Thiết kế kinh tế của một hệ thống blockchain ảnh hưởng trực tiếp đến phân phối các thiết lập viên, và từ đó ảnh hưởng đến Hệ số Nakamoto:
Sự an toàn của một blockchain chặt chẽ liên quan đến mức độ phi tập trung của nó. Các yếu tố liên quan đến an ninh sau có thể ảnh hưởng đến Hệ số Nakamoto:
Rủi ro tấn công 51%:
Khi Hệ số Nakamoto quá thấp, kẻ tấn công chỉ cần kiểm soát một số nút quan trọng để làm gián đoạn mạng. Điều này tăng nguy cơ thao túng độc hại và làm mất tính toàn vẹn của blockchain.
Rào Cản Vận Hành Node:
Nếu ngưỡng kỹ thuật hoặc tài chính để chạy một nút quá cao, ít người tham gia quá trình đồng thuận. Điều này làm hẹp bể validators hoặc miners, làm giảm tính phi tập trung và giảm hệ số Nakamoto.
Hệ số Nakamoto đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá mức độ phi tập trung trong các hệ thống blockchain và có các ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
Hệ số Nakamoto có thể được sử dụng để đánh giá sự chống đỡ của mạng blockchain đối với các cuộc tấn công. Một hệ số thấp cho thấy chỉ cần một số ít thực thể để kiểm soát các quyết định quan trọng, làm cho blockchain dễ bị tấn công 51% hoặc kiểm soát theo cách thống trị.
Khi thiết kế hoặc chọn một blockchain, việc phân tích Hệ số Nakamoto giúp xác định mức độ phi tập trung và bảo mật bẩm sinh của nó. Ví dụ, vào năm 2019, Ethereum Classic (ETC) đã phải đối mặt với một cuộc tấn công 51% do Hệ số Nakamoto thấp, dẫn đến hàng triệu đô la giao dịch bị sắp xếp lại—rõ ràng thể hiện rủi ro mà sự thiếu phi tập trung đem lại.
Trong các hệ thống PoS và DPoS, quyền quyết định thường phụ thuộc vào trọng số cổ phần của người xác thực hoặc phương pháp bầu cử. Bằng cách theo dõi Hệ số Nakamoto, các nhóm phát triển và cộng đồng có thể xác định xu hướng tập trung và điều chỉnh quy tắc đặt cọc, cơ chế bỏ phiếu hoặc khuyến khích kinh tế để phân phối tốt hơn quyền lực quản trị.
Các nhà phát triển và nhà đầu tư có thể sử dụng Hệ số Nakamoto để so sánh tính phi tập trung trên các blockchain và sidechain khác nhau. Trong lĩnh vực như DeFi, NFT và GameFi, một Hệ số Nakamoto cao cho thấy nền tảng ít có khả năng bị kiểm soát bởi một thực thể duy nhất - cung cấp môi trường an toàn và minh bạch hơn cho người dùng.
Khi khung pháp lý cho blockchain tiếp tục phát triển, các cơ quan có thể sử dụng Hệ số Nakamoto để đánh giá xem một blockchain có quá tập trung và liệu nó đáp ứng các tiêu chuẩn phi tập trung hay không.
Ví dụ, một blockchain với Hệ số Nakamoto rất thấp có thể giống như một hệ thống tập trung truyền thống và phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt. Cục SEC Hoa Kỳ từng kiện Ripple (XRP), lập luận rằng mạng lưới này rất tập trung vì Ripple Labs nắm giữ một lượng lớn token XRP và có sức ảnh hưởng đáng kể đối với mạng lưới. Nếu mạng lưới XRP có Hệ số Nakamoto cao hơn với phân phối validator rộng hơn, có thể SEC sẽ không phân loại nó như là dưới sự kiểm soát của một thực thể duy nhất — tiềm năng giảm rủi ro tuân thủ.
Cộng đồng và nhà phát triển có thể theo dõi xu hướng phi tập trung bằng cách theo dõi sự thay đổi trong Hệ số Nakamoto theo thời gian. Họ có thể cải thiện tính phi tập trung bằng cách điều chỉnh cơ chế đồng thuận, giảm rào cản đối với việc tham gia nút, hoặc phân phối quyền góp vốn rộng rãi hơn, giúp đảm bảo rằng blockchain tiến triển phù hợp với mục tiêu phi tập trung dài hạn.
Hình ảnh: Thảo luận cộng đồng về X suy đoán liệu Cardano có thể trở thành loại tiền điện tử đầu tiên đạt hệ số Nakamoto trên 100
(Nguồn: https://x.com/adahandle/status/1900247129144385897/photo/2)
Hệ số Nakamoto là một chỉ số quan trọng để đo lường sự phi tập trung trong các mạng blockchain. Nó cho phép chúng ta đánh giá các đặc điểm quan trọng như an ninh, sự chống lại kiểm duyệt và sự công bằng trong quản trị. Một hệ số cao cho thấy cấu trúc kiểm soát phân phối rộng hơn, biểu thị sự phi tập trung mạnh mẽ hơn. Ngược lại, một giá trị thấp ngụ ý việc kiểm soát tập trung, làm cho blockchain dễ bị thao túng và tấn công hơn.
Tuy nhiên, Hệ số Nakamoto không phải là tiêu chuẩn duy nhất để đánh giá sự phi tập trung. Các yếu tố như tập trung địa lý, phụ thuộc cơ sở hạ tầng và tác động bên ngoài cũng quan trọng không kém. Do đó, khi đánh giá mức độ phi tập trung của một blockchain, người ta nên áp dụng một cái nhìn toàn diện thay vì chỉ dựa vào một chỉ số duy nhất.
Nhìn vào tương lai, việc tăng Hệ số Nakamoto sẽ ngày càng phụ thuộc vào sự đổi mới công nghệ và thiết kế quản trị. Ví dụ, cơ chế Nominated Proof of Stake (NPoS) của Polkadot giúp phân phối cổ phần phi tập trung bằng cách cho phép người được ủy quyền gửi tin tưởng đến nhiều validator khác nhau, giảm thiểu nguy cơ tập trung quyền lực. Cơ chế sharding của Ethereum cũng nhằm mục tiêu tăng cường sự tham gia của validator và nâng cao đa dạng mạng lưới. Ngoài ra, khuyến khích sự tham gia trực tuyến và giảm thiểu rào cản vận hành node có thể thu hút nhiều tham gia độc lập hơn và giảm sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp dịch vụ staking lớn. Các ví dụ khác bao gồm kiến trúc Subnet của Avalanche và thiết kế đa chuỗi modul của Cosmos, cả hai đều cung cấp tính linh hoạt hơn bằng cách phi tập trung quản trị và kiểm soát validator. Các ví dụ này cho thấy rằng việc cải thiện các cơ chế đồng thuận, thiết kế node, phân phối cơ sở hạ tầng và khung quản trị đều là những con đường thực tế để tăng Hệ số Nakamoto và củng cố tính phi tập trung.
Khi những công nghệ và cấu trúc này trưởng thành và được áp dụng rộng rãi, chúng ta sẽ tiến gần hơn đến việc xây dựng một hệ sinh thái blockchain thực sự chống kiểm duyệt, chống thao túng và bền vững—hiện thực hóa tinh thần và tầm nhìn ban đầu của phi tập trung.
Hình ảnh: Cơ chế chia nhỏ của Ethereum
(Nguồn:https://www.gate.io/zh-tw/learn/articles/what-is-sharding/64)