Blockchain
Chìa khóa cho tất cả DeFi là xương sống phi tập trung, một blockchain. Blockchain về cơ bản là các giao thức phần mềm cho phép nhiều bên hoạt động dựa trên các giả định và dữ liệu được chia sẻ mà không cần tin tưởng lẫn nhau. Những dữ liệu này có thể là bất cứ điều gì, chẳng hạn như thông tin về vị trí và điểm đến của các mặt hàng trong chuỗi cung ứng hoặc số dư tài khoản của một token. Các bản cập nhật được đóng gói vào các "khối" (blocks) và được "xâu chuỗi" (chained) với nhau bằng mật mã để cho phép kiểm tra lịch sử trước đó, do đó có tên gọi này.
Lý do blockchain khả thi là nhờ có Giao thức đồng thuận (Consensus Protocol), một tập hợp các quy tắc xác định loại khối nào có thể trở thành một phần của chuỗi và trở thành "sự thật". Các giao thức đồng thuận này được thiết kế để chống lại sự can thiệp độc hại cho đến một giới hạn bảo mật nhất định. Các blockchain mà chúng ta tập trung vào sử dụng giao thức đồng thuận Bằng chứng công việc (Proof of Work - PoW), dựa vào một cuộc thi tốn kém tài nguyên tính toán để xác định khối nào sẽ được thêm vào. Những người tham gia đồng ý rằng chuỗi khối dài nhất là sự thật. Nếu một kẻ tấn công muốn tạo một chuỗi dài hơn chứa các giao dịch độc hại, họ phải vượt qua tất cả công việc tính toán của toàn bộ phần còn lại của mạng lưới. Về lý thuyết, họ sẽ cần phần lớn sức mạnh của mạng lưới để thực hiện điều này, do đó cuộc tấn công 51% (51% attack) nổi tiếng là ranh giới của bảo mật PoW. May mắn thay, việc bất kỳ đối tượng nào, ngay cả một quốc gia, tích lũy được nhiều sức mạnh mạng lưới như vậy trên các blockchain được sử dụng rộng rãi nhất như Bitcoin hoặc Ethereum là cực kỳ khó khăn. Ngay cả khi phần lớn sức mạnh mạng lưới ("hashrate") có thể tạm thời được mua lại, mức độ lịch sử khối có thể bị ghi đè sẽ bị giới hạn bởi thời gian có thể duy trì đa số này.
Mặc dù chúng ta tập trung vào Bằng chứng công việc (Proof of Work), có nhiều cơ chế đồng thuận thay thế khác, trong đó quan trọng nhất là Bằng chứng cổ phần (Proof of Stake - PoS). Trong Bằng chứng cổ phần (Proof of Stake), các trình xác thực (validators) cam kết một số vốn (cổ phần - stake) để chứng thực rằng khối là hợp lệ. Các trình xác thực (validators) tự nguyện tham gia bằng cách staking (đặt cược) tiền điện tử (cryptocurrency) của họ và sau đó họ có thể được chọn để đề xuất một khối. Khối được đề xuất cần phải được chứng thực bởi phần lớn các trình xác thực (validators) khác. Các trình xác thực (validators) thu lợi nhuận bằng cả việc đề xuất một khối và chứng thực tính hợp lệ của các khối được đề xuất khác.
Miễn là không có bên độc hại nào có thể giành được quyền kiểm soát đa số sức mạnh tính toán của mạng lưới, thì các giao dịch sẽ được xử lý bởi những người tham gia có thiện chí và được thêm vào sổ cái khi một khối được "chiến thắng".
Tiền điện tử (Cryptocurrency)
Ứng dụng phổ biến nhất của công nghệ blockchain là tiền điện tử (cryptocurrency). Tiền điện tử (Cryptocurrency) là một token (thường khan hiếm) được bảo mật và chuyển giao bằng mật mã. Sự khan hiếm là thứ đảm bảo khả năng có giá trị, và bản thân nó là một đổi mới của blockchain. Thông thường, các đối tượng kỹ thuật số dễ dàng được sao chép. Như Eric Schmidt, cựu CEO của Google đã nói, "[Bitcoin] là một thành tựu mật mã đáng chú ý và khả năng tạo ra một thứ không thể sao chép trong thế giới kỹ thuật số có giá trị to lớn."
Không ai có thể đăng một giao dịch sai mà không có quyền sở hữu tài khoản tương ứng nhờ mật mã khóa bất đối xứng (asymmetric key cryptography) bảo vệ các tài khoản. Bạn có một khóa "công khai" (public key) đại diện cho một địa chỉ để nhận token, và một khóa "riêng tư" (private key) được sử dụng để mở khóa và chi tiêu các token mà bạn đang nắm giữ. Loại mật mã tương tự này được sử dụng để bảo vệ thông tin thẻ tín dụng (credit card) và dữ liệu của bạn khi sử dụng internet. Một tài khoản duy nhất không thể "chi tiêu gấp đôi" (double-spend) token của họ vì sổ cái (ledger) luôn kiểm tra số dư của họ tại bất kỳ thời điểm nào và giao dịch lỗi sẽ không được xác nhận. Khả năng ngăn chặn "chi tiêu gấp đôi" (double-spend) mà không cần một cơ quan trung ương minh họa lợi thế chính của việc sử dụng blockchain để duy trì sổ cái cơ bản.
Mô hình tiền điện tử ban đầu là blockchain Bitcoin (Bitcoin blockchain), hoạt động gần như độc quyền như một mạng lưới thanh toán, với khả năng lưu trữ và giao dịch bitcoin trên toàn cầu theo thời gian thực mà không có bất kỳ bên trung gian hoặc sự kiểm duyệt nào. Đây là đề xuất giá trị mạnh mẽ mang lại giá trị cho bitcoin. Mặc dù các hiệu ứng mạng lưới của nó rất mạnh, các đối thủ cạnh tranh về công nghệ vẫn cung cấp chức năng nâng cao.
Nền tảng hợp đồng thông minh (Smart Contract Platform)
Một thành phần quan trọng của DeFi là một nền tảng hợp đồng thông minh (smart contract platform). Các blockchain này vượt xa một mạng lưới thanh toán đơn giản như Bitcoin và cho phép tạo ra các hợp đồng thông minh (smart contracts) để nâng cao khả năng của chính chuỗi. Ethereum là ví dụ chính về một nền tảng hợp đồng thông minh (smart contract platform). Một hợp đồng thông minh (smart contract) là một đoạn mã có thể tạo và biến đổi dữ liệu tùy ý hoặc token trên blockchain mà nó là một phần. Khái niệm này rất mạnh mẽ vì nó cho phép người dùng mã hóa các quy tắc cho bất kỳ loại giao dịch nào một cách không cần tin tưởng và thậm chí tạo ra các tài sản khan hiếm với chức năng chuyên biệt. Nhiều điều khoản của các thỏa thuận kinh doanh truyền thống có thể được chuyển sang một hợp đồng thông minh (smart contract), mà không chỉ liệt kê, mà còn thực thi các điều khoản đó bằng thuật toán. Hợp đồng thông minh (smart contracts) vượt ra ngoài lĩnh vực tài chính và có các ứng dụng trong trò chơi, quản lý dữ liệu và chuỗi cung ứng cùng với các mục đích khác.
Một vấn đề thú vị áp dụng cho Ethereum, nhưng không nhất thiết cho tất cả các nền tảng hợp đồng thông minh (smart contract platforms), là sự tồn tại của một khoản phí giao dịch được gọi là phí gas (gas fee). Hãy tưởng tượng Ethereum như một chiếc máy tính khổng lồ với nhiều ứng dụng (hợp đồng thông minh - smart contracts). Nếu ai đó muốn sử dụng máy tính, họ phải trả một khoản phí cho mỗi đơn vị tính toán mà họ sử dụng. Một phép tính đơn giản, chẳng hạn như gửi ETH, yêu cầu công việc tối thiểu để cập nhật một vài số dư tài khoản. Điều này có một khoản phí gas (gas fee) tương đối nhỏ. Một phép tính phức tạp liên quan đến việc đúc token (minting tokens) và kiểm tra các điều kiện khác nhau trên nhiều hợp đồng sẽ tốn nhiều gas hơn tương ứng.
Một phép so sánh hữu ích cho Ethereum là một chiếc xe hơi. Nếu ai đó muốn lái một chiếc xe hơi, một lượng xăng nhất định là cần thiết và có một khoản phí để mua xăng đó. Tuy nhiên, phí gas (gas fee) có thể dẫn đến trải nghiệm người dùng kém. Phí gas (gas fee) buộc người dùng phải duy trì số dư ETH để trả phí và lo lắng không chỉ về việc trả quá nhiều mà còn về việc trả quá ít và khiến giao dịch không diễn ra. Vì lý do này, các sáng kiến đang được thực hiện để loại bỏ phí gas (gas fees) khỏi người dùng cuối và hỗ trợ các chuỗi cạnh tranh loại bỏ hoàn toàn khái niệm về gas. Tuy nhiên, gas rất quan trọng, vì nó là một cơ chế chính để ngăn chặn các cuộc tấn công vào hệ thống tạo ra một vòng lặp vô hạn của mã. Không thể xác định mã độc hại loại này trước khi chạy nó, một vấn đề được biết đến chính thức trong khoa học máy tính là bài toán dừng (halting problem). Gas bảo vệ blockchain Ethereum bằng cách làm cho các cuộc tấn công như vậy trở nên cực kỳ đắt đỏ. Tiếp tục phép so sánh của chúng ta, gas giải quyết bài toán dừng (halting problem) theo cách sau: Giả sử một "chiếc xe hơi" đang ở chế độ tự lái bị kẹt ở chế độ ga tối đa mà không có người lái. Gas hoạt động như một yếu tố giới hạn, bởi vì chiếc xe cuối cùng phải dừng lại khi bình xăng cạn. Điều này khuyến khích mã hợp đồng thông minh (smart contract code) hiệu quả cao, vì các hợp đồng sử dụng ít tài nguyên hơn và giảm khả năng người dùng thất bại có cơ hội được sử dụng và thành công trên thị trường cao hơn nhiều.
Trên một nền tảng hợp đồng thông minh (smart contract platform), các khả năng mở rộng nhanh chóng vượt ra ngoài những gì các nhà phát triển mong muốn tích hợp các ứng dụng khác nhau có thể dễ dàng xử lý. Điều này dẫn đến việc áp dụng các giao diện tiêu chuẩn cho các loại chức năng khác nhau. Trên Ethereum, các tiêu chuẩn này được gọi là Ethereum Request for Comments (ERC). Nổi tiếng nhất trong số này xác định các loại token khác nhau có hành vi tương tự. ERC-20 là tiêu chuẩn cho các token fungible (token có thể hoán đổi), nó xác định một giao diện cho các token có đơn vị giống hệt nhau về tiện ích và chức năng. Nó bao gồm các hành vi như chuyển đơn vị và phê duyệt các nhà điều hành để sử dụng một phần nhất định trong số dư của người dùng. Một tiêu chuẩn khác là ERC-721, tiêu chuẩn token non-fungible (token không thể hoán đổi). Các token ERC-721 là duy nhất, và thường được sử dụng cho các bộ sưu tập hoặc tài sản như các khoản vay ngang hàng (P2P loans). Lợi ích của các tiêu chuẩn này là các nhà phát triển ứng dụng có thể viết mã cho một giao diện và hỗ trợ mọi token có thể triển khai giao diện đó.
Oracles
Một vấn đề thú vị với các giao thức blockchain là chúng bị cô lập với thế giới bên ngoài sổ cái của chúng. Có nghĩa là, blockchain Ethereum chỉ biết một cách có thẩm quyền những gì đang xảy ra trên blockchain Ethereum, chứ không phải, ví dụ, mức độ của S&P 500 hoặc đội nào đã vô địch Super Bowl. Giới hạn này hạn chế các ứng dụng chỉ trên các hợp đồng và token gốc của Ethereum, do đó làm giảm tiện ích của nền tảng hợp đồng thông minh (smart contract platform) và thường được gọi là bài toán oracle (oracle problem). Một oracle, trong bối cảnh của các nền tảng hợp đồng thông minh (smart contract platforms), là bất kỳ nguồn dữ liệu nào để báo cáo thông tin bên ngoài blockchain. Làm thế nào chúng ta có thể tạo một oracle có thể nói một cách có thẩm quyền về thông tin off-chain (ngoài chuỗi) một cách giảm thiểu sự tin tưởng? Nhiều ứng dụng yêu cầu một oracle, và các triển khai thể hiện các mức độ tập trung khác nhau.
Có một số triển khai của oracles trong các ứng dụng DeFi khác nhau. Một cách tiếp cận phổ biến là một ứng dụng tự lưu trữ oracle của riêng nó hoặc kết nối vào một oracle hiện có từ một nền tảng đáng tin cậy. Một nền tảng dựa trên Ethereum được gọi là Chainlink được thiết kế để giải quyết bài toán oracle (oracle problem) bằng cách sử dụng một tập hợp các nguồn dữ liệu. Báo cáo chính thức (whitepaper) của Chainlink bao gồm một hệ thống dựa trên uy tín, nhưng hệ thống này vẫn chưa được triển khai. Chúng ta sẽ thảo luận về bài toán oracle (oracle problem) sau này một cách chi tiết hơn. Oracles chắc chắn là một câu hỏi thiết kế mở và là một thách thức để DeFi đạt được tiện ích ngoài chuỗi cô lập của chính nó.
Stablecoins
Một thiếu sót quan trọng đối với nhiều tiền điện tử (cryptocurrencies) là sự biến động quá mức. Điều này gây thêm khó khăn cho những người dùng muốn tận dụng các ứng dụng DeFi nhưng không có khả năng chịu rủi ro đối với một tài sản dễ bay hơi như ETH. Để giải quyết vấn đề này, một nhóm tiền điện tử (cryptocurrencies) được gọi là stablecoins (tiền ổn định) đã ra đời. Stablecoins được thiết kế để duy trì sự ngang giá với một tài sản mục tiêu, ví dụ như USD hoặc vàng. Stablecoins cung cấp sự ổn định cần thiết mà các nhà đầu tư tìm kiếm để tham gia vào nhiều ứng dụng DeFi và cho phép một giải pháp gốc tiền điện tử (cryptocurrency native solution) để thoát khỏi các vị thế trong các tài sản tiền điện tử dễ bay hơi hơn. Chúng thậm chí có thể được sử dụng để cung cấp tiếp xúc on-chain (trên chuỗi) với lợi nhuận của một tài sản off-chain (ngoài chuỗi) nếu tài sản mục tiêu không phải là tài sản gốc của blockchain cơ bản (ví dụ: vàng, cổ phiếu, quỹ ETF). Cơ chế mà stablecoin duy trì peg (tỷ giá cố định) của nó thay đổi tùy theo triển khai. Ba cơ chế chính là fiat-collateralized (được thế chấp bằng tiền pháp định), crypto-collateralized (được thế chấp bằng tiền điện tử) và non-collateralized (không được thế chấp) stablecoins.
Cho đến nay, nhóm stablecoins lớn nhất là fiat-collateralized (được thế chấp bằng tiền pháp định). Chúng được hỗ trợ bởi một khoản dự trữ off-chain (ngoài chuỗi) của tài sản mục tiêu. Thường thì chúng được lưu giữ bởi một thực thể bên ngoài hoặc một nhóm các thực thể trải qua các cuộc kiểm toán định kỳ để xác minh sự tồn tại của tài sản thế chấp. Stablecoin fiat-collateralized lớn nhất là Tether (USDT) với vốn hóa thị trường là 24 tỷ đô la, khiến nó trở thành tiền điện tử lớn thứ ba sau Bitcoin và Ethereum tại thời điểm viết bài. Tether cũng có khối lượng giao dịch cao nhất trong số tất cả các tiền điện tử (cryptocurrency) nhưng không được kiểm toán. Stablecoin lớn thứ hai là USDC, được hỗ trợ bởi Coinbase và Circle, và được kiểm toán. USDC có thể đổi lại với tỷ lệ 1:1 cho USD và ngược lại mà không mất phí trên sàn giao dịch của Coinbase. USDT và USDC rất phổ biến để tích hợp vào các giao thức DeFi vì nhu cầu về các cơ hội đầu tư stablecoin là rất cao. Tuy nhiên, có một rủi ro cố hữu đối với các token này vì chúng được kiểm soát tập trung và duy trì quyền đưa các tài khoản vào danh sách đen.
Nhóm stablecoins lớn thứ hai là crypto-collateralized (được thế chấp bằng tiền điện tử). Đây là các stablecoins được hỗ trợ bởi một lượng tiền điện tử (cryptocurrency) khác được thế chấp quá mức. Giá trị của chúng có thể được cố định cứng hoặc cố định mềm với tài sản cơ bản tùy thuộc vào cơ chế. Stablecoin crypto-collateralized phổ biến nhất là DAI, được tạo ra bởi MakerDAO và nó được hỗ trợ chủ yếu bởi ETH với sự hỗ trợ thế chấp cho một vài tài sản tiền điện tử (cryptoassets) khác. Nó được cố định mềm với các cơ chế kinh tế khuyến khích cung và cầu để đẩy giá lên 1 đô la. Vốn hóa thị trường của DAI là 1 tỷ đô la tại thời điểm viết bài.Một stablecoin crypto-collateralized phổ biến khác là sUSD. Nó được hỗ trợ bởi token mạng lưới Synthetix (SNX) và được cố định cứng với 1 USD thông qua chức năng trao đổi của họ. Stablecoins crypto-collateralized có lợi thế là phi tập trung và tài sản thế chấp được bảo đảm. Nhược điểm là khả năng mở rộng của chúng bị hạn chế. Để đúc thêm stablecoin, người dùng nhất thiết phải thế chấp quá mức cho việc phát hành bằng một vị thế nợ. Trong một số trường hợp như DAI, thậm chí còn có một trần nợ (debt ceiling) giới hạn thêm sự tăng trưởng nguồn cung.
Nhóm stablecoins cuối cùng và có lẽ thú vị nhất là non-collateralized (không được thế chấp). Chúng không được hỗ trợ bởi bất kỳ tài sản cơ bản nào và sử dụng việc mở rộng và thu hẹp nguồn cung theo thuật toán để thay đổi giá đến mức peg. Chúng thường sử dụng mô hình seigniorage (lãi đúc tiền) nơi những người nắm giữ token trong nền tảng nhận được sự tăng nguồn cung khi nhu cầu tăng. Khi nhu cầu giảm và giá trượt xuống dưới mức peg, các nền tảng này sẽ phát hành một số hình thức trái phiếu, cho phép người nắm giữ có quyền nhận nguồn cung mở rộng trong tương lai trước khi những người nắm giữ token nhận được phần của họ. Cơ chế này hoạt động gần như giống hệt với ngân hàng trung ương liên quan đến tiền tệ fiat, với sự khác biệt là các nền tảng này có mục tiêu rõ ràng là cố định giá thay vì tài trợ cho chi tiêu chính phủ hoặc các mục tiêu kinh tế khác. Một ví dụ ban đầu đáng chú ý về một stablecoin thuật toán là Basis, đã phải đóng cửa do các rào cản pháp lý. Các ví dụ hiện tại về các stablecoins thuật toán bao gồm Ampleforth (AMPL) và Empty Set Dollar (ESD). Nhược điểm của stablecoins non-collateralized (không được thế chấp) là chúng thiếu giá trị cơ bản nội tại hỗ trợ việc trao đổi token của chúng. Trong các cuộc khủng hoảng, điều này có thể dẫn đến "bank runs" (hoảng loạn rút tiền) trong đó phần lớn những người nắm giữ bị bỏ lại với số lượng lớn token không còn đáng giá.
Việc tạo ra một stablecoin phi tập trung vừa có khả năng mở rộng hiệu quả vừa có khả năng chống lại sự sụp đổ trong các cuộc khủng hoảng vẫn là một vấn đề mở. Hơn nữa, có những vấn đề pháp lý mà chúng ta sẽ thảo luận sau này. Stablecoins là một thành phần quan trọng của cơ sở hạ tầng DeFi vì chúng cho phép người dùng hưởng lợi từ chức năng của các ứng dụng mà không phải chịu rủi ro biến động giá không cần thiết.
Ứng dụng phi tập trung (Decentralized Applications)
Như đã đề cập trước đó, dApps (ứng dụng phi tập trung) là một thành phần DeFi quan trọng. dApps tương tự như các ứng dụng phần mềm truyền thống ngoại trừ việc chúng hoạt động trên một nền tảng hợp đồng thông minh (smart contract platform) phi tập trung. Lợi ích chính của các ứng dụng này là chúng không cần cấp phép (permissionlessness) và chống kiểm duyệt (censorship-resistance). Bất kỳ ai cũng có thể sử dụng chúng, và không có một cơ quan duy nhất nào kiểm soát chúng. Một khái niệm riêng biệt nhưng có liên quan là một tổ chức tự trị phi tập trung (decentralized autonomous organization - DAO). Một DAO có các quy tắc hoạt động được mã hóa trong các hợp đồng thông minh (smart contracts) xác định ai có thể thực hiện hành vi hoặc nâng cấp nào. Thông thường, một DAO có một loại token quản trị (governance token), cho phép chủ sở hữu có một tỷ lệ phần trăm quyền biểu quyết đối với các kết quả trong tương lai.