Khả năng mở rộng trong Blockchain là gì? Một lời giải thích đơn giản

Khi nhiều cá nhân và tổ chức sử dụng công nghệ chuỗi khối, khả năng mở rộng đã trở nên nổi bật hơn. Bạn có thể đã bắt gặp thuật ngữ này, có thể là vấn đề lớn nhất của ngành công nghiệp tiền điện tử.

Nhưng chính xác thì “khả năng mở rộng” nghĩa là gì, đặc biệt là liên quan đến công nghệ blockchain và tại sao nó lại quan trọng đến vậy?

Khả năng mở rộng chuỗi khối là gì?

“Khả năng mở rộng” đề cập đến khả năng một hệ thống hoặc quy trình tiếp tục hoạt động bất chấp những thay đổi về khối lượng hoặc quy mô. Tương tự như vậy, khả năng mở rộng chuỗi khối đề cập đến khả năng của một giao thức chuỗi khối tiếp tục hoạt động tối ưu mà không làm tăng chi phí khi có nhiều giao dịch, dữ liệu và người dùng hơn.

Vitalik Buterin gợi ý [PDF] các giao thức blockchain cố gắng phi tập trung, an toàn và có thể mở rộng, nhưng chúng chỉ đạt được hai trong số các đặc tính này. Và tính năng thường bị hy sinh nhất là khả năng mở rộng.

Khi một blockchain không thể mở rộng, nó sẽ xử lý các giao dịch chậm, điều này có thể dẫn đến tắc nghẽn mạng (các khoản thanh toán tồn đọng) và phí cao hơn. Trong khi đó, một blockchain có thể mở rộng có thể xử lý khối lượng giao dịch lớn mỗi giây (TPS) mà không làm giảm tính bảo mật, trải nghiệm người dùng và phí hoặc ra quyết định (đạt được sự đồng thuận với một mạng lưới rộng lớn các tác nhân ngang hàng).

Ba số liệu chính xác định khả năng mở rộng của giao thức blockchain:

Độ trễ: Thời gian cần thiết để phát các giao dịch đến các nút mạng và đối chiếu phản hồi của chúng để đạt được sự đồng thuận ảnh hưởng đến khả năng mở rộng. Độ trễ thấp hơn dẫn đến mạng có khả năng mở rộng cao hơn.

Thông lượng: Khả năng mở rộng của giao thức blockchain cũng phụ thuộc vào số lượng giao dịch mà nó có thể xử lý mỗi giây. Thông lượng cao hơn dẫn đến mạng có khả năng mở rộng cao hơn.

Chi phí: Các tài nguyên (sức mạnh tính toán, băng thông, v.v.) cần thiết để chạy một blockchain sẽ xác định khả năng mở rộng của nó. Nhiều tài nguyên hơn có nghĩa là khuyến khích mạng lưới cao hơn, đặc biệt đối với nhiều người tham gia mạng hơn. Nếu các ưu đãi không tương xứng với chi phí tham gia thì có thể không có người tham gia mạng lưới.

Hầu hết các giao thức blockchain mới hơn như Solana đều có khả năng mở rộng cao hơn các giao thức cũ hơn như Bitcoin; tuy nhiên, họ thường đạt được điều này với cái giá phải trả là hệ thống bảo mật yếu hơn hoặc tập trung hơn.

Để các blockchain hỗ trợ nền kinh tế và cơ sở người dùng khổng lồ, chúng phải có khả năng mở rộng. Mọi người sẽ không áp dụng các giao thức blockchain nếu chúng chậm và đắt tiền, đặc biệt khi có các tùy chọn truyền thống nhanh và rẻ. Ví dụ: sử dụng VISA để thanh toán cho chiếc bánh pizza của bạn sẽ nhanh hơn và rẻ hơn so với sử dụng Bitcoin. Do đó, tầm quan trọng của khả năng mở rộng chuỗi khối.

3 phương pháp chính để mở rộng quy mô chuỗi khối

Một số giao thức blockchain đã triển khai nhiều kỹ thuật để cải thiện độ trễ, thông lượng và chi phí mà không làm mất đi tính bảo mật và phân cấp. Tuy nhiên, không có giải pháp nào có thể giải quyết được bộ ba bất khả thi của blockchain, đặc biệt là khi một số trong số chúng hy sinh tính phân quyền hoặc bảo mật.

Tín dụng hình ảnh: Trikona/màn trập

Do đó, các giao thức chuỗi khối thường sử dụng nhiều giải pháp để cải thiện khả năng mở rộng chuỗi khối.

Những kỹ thuật này có thể được phân loại thành ba giải pháp lớn.

1. Giải pháp lớp 1

Ở đây, mục tiêu là cải thiện mạng chuỗi khối chính để xử lý các giao dịch bị mòn. Điều này có thể bao gồm các giải pháp như làm cho các khối lớn hơn, giảm thời gian giao dịch hoặc đối chiếu các phản hồi để đạt được sự đồng thuận nhanh hơn.

Các giải pháp lớp 1 được triển khai trên chuỗi, tập trung vào việc cải thiện giao thức chuỗi khối cốt lõi mà không liên quan đến bất kỳ khung thứ cấp nào. Thông thường, những cải tiến này được thực hiện bằng cách sử dụng một blockchain fork.

Chẳng hạn, Bitcoin đã kích hoạt Segregated Witness (SegWit) thông qua một soft fork vào năm 2017. Thay đổi này đã tăng giới hạn kích thước khối của giao thức và hiệu quả giao dịch. Cuối năm đó, một đợt hard fork đã dẫn đến việc tạo ra Bitcoin Cash (BCH), một blockchain thay thế với kích thước khối lớn hơn, thời gian giao dịch ngắn hơn và phí giao dịch thấp hơn.

Chuỗi khối Ethereum cũng đã hoàn thành một đợt hard fork vào năm 2022. Điều này đã chuyển đổi thuật toán đồng thuận của giao thức từ bằng chứng công việc sang bằng chứng cổ phần. Đây là giai đoạn đầu tiên trong việc giới thiệu sharding, Buterin tin tưởng sẽ mở rộng mạng lưới hơn nữa.

Phân mảnh chuỗi khối là giải pháp Lớp 1, mặc dù nó không yêu cầu phân nhánh. Thay vào đó, nó liên quan đến việc chia mạng thành các phân vùng nhỏ hơn—các phân đoạn—để trải rộng và cải thiện việc xử lý giao dịch. Trong khi Ethereum có vẻ sẽ triển khai shending vào năm 2023 thì chuỗi khối Zilliqa đã có bốn phân đoạn, giảm thời gian giao dịch, giảm phí giao dịch và cải thiện sự hài lòng của người dùng.

2. Giải pháp lớp 2

Không giống như các giải pháp Lớp 1 được triển khai trên giao thức chuỗi khối cốt lõi, các giải pháp Lớp 2 tăng khả năng mở rộng chuỗi khối bằng cách di chuyển một số giao dịch hoặc quy trình ra khỏi chuỗi. Chúng là các khung thứ cấp—kênh trạng thái và tổng số—được xây dựng dựa trên giao thức chuỗi khối cốt lõi để xử lý khối lượng giao dịch gia tăng.

• Kênh trạng thái: Với kênh trạng thái, hai hoặc nhiều bên có thể giao dịch nhanh chóng, ngoài chuỗi, trong khi vẫn cho phép giải quyết cuối cùng của giao dịch trên chuỗi. Chẳng hạn, Lightning Network hoạt động dựa trên chuỗi khối Bitcoin và cho phép các giao dịch Bitcoin bên ngoài chuỗi khối cốt lõi. Với sự trợ giúp của hợp đồng thông minh, các giao dịch được niêm phong. Sau đó, giao dịch và tính hữu hạn của nó được thêm vào chuỗi khối chính, cho phép giải quyết tranh chấp và đóng kênh. Một ví dụ khác về kênh trạng thái là mạng Raiden được xây dựng trên Ethereum.
• Bản tổng hợp: Trong khi đó, bản tổng hợp—Ví dụ: Lạc quan hoặc không có kiến ​​thức—thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và sau đó gửi dữ liệu giao dịch hoặc bằng chứng về tính hợp lệ đến giao thức chuỗi khối cốt lõi, nơi sẽ đạt được sự đồng thuận. Loopring và Aztec là những ví dụ điển hình về tổng hợp không có kiến ​​thức, trong khi Arbitrium One và Optimism là những ví dụ về tổng hợp lạc quan.

Hơn nữa, có những khác biệt khác giữa chuỗi khối Lớp 1 và Lớp 2.

3. Chuỗi mới

Tín dụng hình ảnh: Ico Maker/màn trập

Các dạng chuỗi mới khác nhau—chuỗi bên, chuỗi plasma và chuỗi Validium—có thể được tạo ra để thúc đẩy quá trình xử lý giao dịch hiệu quả. Ví dụ: Polygon là một sidechain Ethereum với các thông số kỹ thuật được tùy chỉnh để đáp ứng các nhu cầu cụ thể, nhưng nó vẫn được hưởng lợi và dựa vào nền tảng vững chắc của Ethereum.

Mặc dù các giải pháp này đôi khi được gọi là giải pháp Lớp 2 nhưng chúng khá khác biệt. Các giải pháp Lớp 2 là các phần mở rộng của đối tác Lớp 1 và thường hoạt động phù hợp với chuỗi khối lõi. Tuy nhiên, chuỗi bên, chuỗi plasma và chuỗi Validium là các chuỗi khối độc lập hơn với các kết nối với đối tác Lớp 1 của chúng. Họ thường chịu trách nhiệm về tính bảo mật, thuật toán đồng thuận hoặc tham số khối của mình.

Không có khả năng mở rộng chuỗi khối, không được áp dụng hàng loạt

Công nghệ chuỗi khối có tiềm năng thay đổi thế giới như chúng ta biết. Tuy nhiên, nó sẽ không thay đổi thế giới nếu khả năng mở rộng vẫn là một hạn chế vì sẽ không có sự áp dụng đại trà.

Từ số hóa tài sản đến các công ty sử dụng công nghệ chuỗi khối để tối ưu hóa các quy trình, tương lai tươi sáng cho công nghệ chuỗi khối nếu nó có thể mở rộng quy mô bền vững mà không phải hy sinh tính phi tập trung và bảo mật.