Ứng dụng phi tập trung là gì?
Ứng dụng phi tập trung (Decentralized Application – dApp) là ứng dụng chạy trên một mạng ngang hàng (peer-to-peer) thay vì máy chủ trung tâm. Trong đó, dữ liệu và logic được phân tán trên nhiều node, giúp loại bỏ điểm lỗi duy nhất.
Lợi ích của ứng dụng phi tập trung
- Chống kiểm duyệt: Không có một bên trung gian kiểm soát toàn bộ.
- Minh bạch: Dữ liệu được xác thực và chia sẻ bởi nhiều node.
- Khả năng chống lỗi: Nếu một số node ngừng hoạt động, mạng vẫn tiếp tục vận hành.
Ứng dụng thực tế: Bitcoin, Ethereum, IPFS, Filecoin, Polkadot…
Libp2p là gì?
Libp2p là một framework mạng P2P giúp xây dựng hạ tầng phi tập trung. Nó cung cấp các công cụ để node có thể:
- Tìm kiếm các Node trong cùng mạng (peer discovery).
- Kết nối và duy trì liên lạc (peer-to-peer connection).
- Truyền dữ liệu tin cậy qua nhiều cơ chế (pubsub, gossip, stream, mplex).
- Đảm bảo bảo mật và định danh (security & identity).
Libp2p ban đầu được phát triển cho dự án IPFS và hiện nay đã trở thành nền tảng mạng phổ biến trong nhiều blockchain lớn như Ethereum 2.0, Filecoin, Polkadot.
Các thành phần chính trong Libp2p
Bộ định tuyến (Discovery & Routing)
- Vấn đề: Khi một node mới tham gia, nó cần cách tìm ra những node khác trong mạng để kết nối. Trong môi trường phi tập trung, không có server trung tâm làm nơi lưu trữ, vì vậy cần cơ chế discovery và định tuyến phân tán.
- Các thành phần hỗ trợ:
- kademlia (DHT): Distributed Hash Table để lưu thông tin peer/dữ liệu và thực hiện truy vấn phân tán. Được sử dụng khi các node không cùng LAN, ví dụ node ở các quốc gia khác nhau, kết nối qua internet.
- mdns: Khám phá peer trong cùng mạng LAN bằng multicast DNS. Thích hợp cho môi trường nội bộ, test local hoặc mạng nhỏ.
- rendezvous: Peer discovery thông qua điểm hẹn chung (rendezvous point), dùng cho mạng lớn cần mở rộng discovery.
- Use case:
- Blockchain (Ethereum 2.0, Filecoin) dùng DHT để tìm block/peer toàn cầu.
- App chat nội bộ công ty dùng mDNS để tự động kết nối các thiết bị trong cùng LAN.
- Các ứng dụng IoT phân tán có thể dùng Rendezvous để các thiết bị cùng kết nối tại một điểm chung khi trao đổi trực tiếp.
2. NAT Traversal & Relay
- Vấn đề: Phần lớn peer nằm sau NAT hoặc tường lửa, không thể nhận kết nối trực tiếp. Khiến cho các Node không thể kết nối với nhau.
- Các thành phần hỗ trợ:
- autonat: Xác định peer có thể kết nối trực tiếp không.
- relay: Dùng node trung gian chuyển tiếp dữ liệu khi kết nối trực tiếp thất bại.
- dcutr: NAT hole punching, giúp nâng cấp kết nối từ relay sang trực tiếp.
- Use case:
- Gọi video qua WebRTC trong browser khi người dùng sau NAT.
- Blockchain cho phép node cá nhân chạy ở nhà vẫn tham gia mạng nhờ relay.
3. Kết nối (Connectivity & Transport)
- Vấn đề: Các nền tảng (server, browser, mobile) cần nhiều giao thức transport khác nhau.
- Các thành phần hỗ trợ:
- quic: Transport nhanh, bảo mật, giảm độ trễ.
- webrtc: Cho phép kết nối P2P trực tiếp trên trình duyệt.
- WebTransport: Transport trên nền HTTP/3, tương thích web hiện đại.
- mplex / yamux: Multiplexer để chạy nhiều stream trên cùng một kết nối.
- Use case:
- Ứng dụng chạy trên browser dùng WebRTC để kết nối P2P.
- Game phi tập trung dùng QUIC để truyền dữ liệu realtime.
4. Truyền tải dữ liệu giữa các node (Messaging / PubSub / Stream P2P)
- Vấn đề: Node cần truyền tải dữ liệu cho nhau mà không cần server trung tâm, đảm bảo không mất mát.
- Các thành phần hỗ trợ:
- pubsub/gossipsub: Truyền dữ liệu pub/sub theo cơ chế gossip, hiệu quả và chống spam.
- stream: Kênh giao tiếp hai chiều giữa hai peer, hỗ trợ nhiều giao thức khác nhau.
- Use case:
- Ethereum 2.0 dùng GossipSub để phát tán block và transaction.
- IPFS dùng Stream để truyền file lớn giữa các peer.
5. Bảo mật và nhận dạng (Security & Identity)
- Vấn đề: Trong mạng P2P không có server trung tâm, cần handshake bảo mật và cơ chế định danh.
- Các thành phần hỗ trợ:
- noise: Handshake bảo mật mặc định.
- tls: Handshake chuẩn TLS 1.3+.
- identify: Mỗi node trong libp2p có một Peer ID duy nhất, được sinh từ public key của node. Khi kết nối, peer sẽ trao đổi Peer ID, public key, protocol hỗ trợ và địa chỉ multiaddr.
- Use case:
- Blockchain dùng Noise/TLS để đảm bảo dữ liệu không bị giả mạo.
Ưu điểm của Libp2p
- Modular: Dễ chọn module phù hợp, không cần viết lại từ đầu.
- Cross-platform: Hỗ trợ server, desktop, browser, mobile.
- Bảo mật mạnh mẽ: Hỗ trợ Noise, TLS, dữ liệu được mã hóa end-to-end.
- Khả năng mở rộng: GossipSub + DHT cho phép mạng hoạt động tốt với hàng nghìn node.
- Ứng dụng thực tế: Đang được dùng trong IPFS, Filecoin, Polkadot, Ethereum 2.0.
