P2P là gì và vai trò của nó đối với nền tảng Blockchain

P2P là gì?

Khái niệm mạng ngang hàng P2P

P2P là viết tắt của cụm từ Peer to Peer – mạng ngang hàng hay còn được biết đến với tên gọi mạng đồng đẳng. Đây là một loại mạng máy tính mà trong đó hoạt động của mạng chủ yếu dựa vào thuật toán và băng thông, tại đây các máy chủ tham gia đều có tính phi tập trung trên mạng Internet. Thay vì có một máy chủ chính, mỗi máy tính sẽ hoạt động bình đẳng như những máy chủ và có thể chia sẻ dữ liệu mà không cần máy chủ trung tâm.

Lịch sử ra đời của mạng ngang hàng P2P

Tiền thân của P2P là Usenet được phát triển vào năm 1979. Usenet hoạt động tương tự như các diễn đàn trực tuyến ngày nay, điểm khác biệt là nó không dựa vào máy chủ trung tâm hay là quản trị viên.

Năm 1999, Napster ra đời đánh dấu một bước phát triển quan trọng của P2P. Đây là phần mềm tải nhạc được chia sẻ rộng rãi đầu tiên của mô hình Peer to Peer. Tuy nhiên, Napster không thể tồn tại được lâu vì vi phạm các chính sách về bản quyền bài hát.

Qua nhiều năm, những giao thức và phần mềm chia sẻ file ngang hàng khác nhau lần lượt xuất hiện rồi biến mất. Một trong những phát minh trụ lại được đó là BitTorrent. BitTorrent là một giao thức mã nguồn mở, nơi người dùng tạo một file Meta chứa thông tin về bản tải xuống mà không thực sự cung cấp dữ liệu tải xuống. Đây chính là cơ chế hoạt động của P2P bây giờ.

Từ đó đến nay, mạng P2P dần trở nên phổ biến và thay thế cho kiểu mạng truyền thống. Với đỉnh điểm vào năm 2006, ước tính rằng các mạng P2P chiếm hơn 70% lưu lượng truy cập trên toàn bộ Internet.

Cơ chế hoạt động của mạng ngang hàng P2P

Hệ thống P2P được duy trì bởi một mạng lưới người dùng phân tán. Tại mạng ngang hàng, không có quản trị viên trung tâm hoặc máy chủ. Mỗi nút đóng vai trò ngang nhau, là một máy khác trong hệ thống và một máy chủ cho các nút còn lại. Mỗi nút vì thế có thể tải tệp về hoặc tải tệp lên cho các nút khác.

Trên mạng ngang hàng, các thiết bị sử dụng ứng dụng phần mềm được thiết kế để làm trung gian cho việc chia sẻ dữ liệu. Khi muốn tìm và tải các tệp, người dùng có thể gửi yêu cầu tìm kiếm đến các thiết bị khác trên mạng. Hoàn tất xong việc tải tệp, người dùng đóng vai trò là nguồn của tệp đó.

Ưu và nhược điểm của mạng P2P

Ưu điểm

• Tất cả các máy khi tham gia mạng lưới đều có thể đóng góp thông tin bao gồm băng thông, dữ liệu và cả khả năng tính toán. Càng nhiều máy tham gia thì lượng thông tin cung cấp cho người dùng càng lớn.
• Khi một máy không may gặp phải sự cố thì toàn bộ mạng lưới vẫn hoạt động bình thường nhờ đặc tính phân tán.
• Cách sử dụng đơn giản, có nhiều công cụ hỗ trợ người dùng.

Nhược điểm

• Trong trường hợp nút cung cấp tài nguyên bị ngắt kết nối, các tài nguyên tại đó cũng mất theo.

• Hệ thống không tập trung dẫn đến khó quản lý.
• Thiếu an ninh.

Các loại mạng ngang hàng

Dựa theo cấu trúc, mạng P2P được phân làm 3 loại chính:

Mạng P2P không có cấu trúc

Trong loại này, các nút P2P được thiết lập ngẫu nhiên nhờ vậy có khả năng chống lại một số nút thường xuyên tham gia và rời khỏi mạng. Đặc điểm của mạng P2P không cấu trúc là sử dụng bộ nhớ và CPU cấu hình cao hơn. Đồng thời, việc không có cấu trúc cũng làm nâng cao độ khó trong quá trình tìm kiếm dữ liệu.

Mạng P2P có cấu trúc

Ở loại mạng P2P có cấu trúc, các nút được xây dựng theo một cấu trúc cụ thể. Điều này làm việc tìm kiếm trở nên nhanh chóng hơn. Tuy nhiên, P2P có cấu trúc yêu cầu mức độ tập trung cao và chi phí lắp đặt, bảo trì tương đối lớn.

Mạng P2P lai

Đây là loại mạng kết hợp giữa cấu trúc mạng truyền thống (có máy chủ và máy mới) với cấu trúc mạng ngang hàng. Loại mạng này thừa hưởng tất cả ưu điểm của cả cha lẫn mẹ. Ngoài ra cũng tương đối dễ xây dựng.

Ứng dụng của P2P vào Blockchain

Hãy nhớ lại tại giai đoạn đầu khi tiền mã hóa Bitcoin ra đời, Satoshi Nakamoto đã định nghĩa đây là “một hệ thống tiền mặt điện tử ngang hàng”. Tức là nó có thể được chuyển từ người dùng này đến người dùng khác thông qua mạng ngang hàng. P2P lúc này được giao cho một nhiệm vụ cao cả là quản lý cuốn sổ cái Blockchain.

Những lợi ích mà P2P mang lại cho Blockchain

• Tính bảo mật cao hơn so với kiến trúc máy khách – chủ truyền thống. Việc phân phối các chuỗi khối trên một lượng lớn các nút làm cho chúng hầu như có khả năng chống lại nhiều cuộc tấn công. Vì phần lớn các nút phải đạt được sự đồng thuận trước khi dữ liệu mới được thêm vào Blockchain, nên kẻ tấn công gần như không thể thay đổi dữ liệu. 
• Chống lại sự kiểm duyệt của các cơ quan trung ương. Khác với các tài khoản ngân hàng tiêu chuẩn, Chính phủ không thể đóng băng hoặc rút sạch các ví tiền mã hóa. 
• Kiến trúc P2P cũng giúp các Blockchain chống lại sự kiểm duyệt của các nền tảng nội dung và nền tảng xử lý thanh toán tư nhân. Một số nhà sáng tạo nội dung và các thương gia trực tuyến đã chấp nhận phương thức thanh toán qua tiền mã hóa như một cách để tránh bị chặn thanh toán bởi các bên thứ ba.
• Chi phí thấp, không phải trả tiền cho bên thứ ba khi giao dịch vì hệ thống P2P được điều khiển bằng phần mềm.

Một số hạn chế của mạng P2P đối với Blockchain

• Do sổ cái phân tán phải được cập nhật trên mỗi nút thay vì chỉ một máy chủ trung tâm nên việc thêm giao dịch vào Blockchain đòi hỏi một lượng lớn sức mạnh tính toán, do đó giảm hiệu suất hoạt động đi đáng kể. Tuy nhiên các nhà phát triển Blockchain đang nghiên cứu các giải pháp thay thế có thể được sử dụng làm giải pháp mở rộng, có thể kể đến các giao thức như Lightning Network, Ethereum Plasma.
• Bản chất mạng ngang hàng là phân tán, phi tập trung nên chúng khó kiểm soát và điều tiết trong trường hợp điều tra các vụ phạm tội như rửa tiền. Đây thực chất vừa là ưu điểm mà cũng là nhược điểm của mạng ngang hàng.

Khi diễn ra sự kiện Hardfork (chia tách một chuỗi ra thành hai chuỗi mới song song). Do tính chất của hầu hết các Blockchain là phi tập trung và có mã nguồn mở. Nên nếu không bảo mật tốt thì hai mạng mới có thể bị tấn công phát lại (Replay Attack).

Kết luận

Kiến trúc P2P có thể phù hợp với nhiều trường hợp sử dụng khác nhau, nhưng nó trở nên đặc biệt phổ biến vào những năm 1990 khi các chương trình chia sẻ tệp đầu tiên được tạo. Ngày nay, mạng P2P là yếu tố cốt lõi của hầu hết các loại tiền mã hóa, chiếm một phần lớn trong ngành công nghiệp Blockchain. Ngoài ra, các hệ thống P2P cũng có thể được ứng dụng trong các ứng dụng điện toán phân tán khác, từ các mạng chia sẻ tệp cho đến các nền tảng mua bán năng lượng.

Chúng tôi vừa cung cấp đến bạn đọc thông tin về P2P là gì và những ứng dụng tuyệt vời của nó. Không thể phủ nhận sự xuất hiện của mạng ngang hàng đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong sự phát triển công nghệ của thời đại. Đừng quên chia sẻ kiến thức thú vị này với bạn bè của mình nhé!