Trong phần 1, mình đã giới thiệu qua về BỘ BA BẤT KHẢ THI (TRILEMMA) TRONG CHUỖI KHỐI, cũng như các yếu tố xung quanh vấn đề nay. Câu hỏi mà chắc lẽ nhiều người quan tâm nhất là trong 3 yếu tố Scalability, sercurity, Decentralization thì đâu là yếu tố mà các blockchain hiện nay đang quan tâm hay nói cách khác là đang đánh đổi để đạt được 2 yếu tố còn lại theo lí thuyết TRILEMMA ? Và các blockchain hiện nay đã giải quyết bài toán này như thế nào? Để có câu trả lời cho 2 vấn đề này mời mọi người tiếp tục đọc phần nội dung bên dưới nhé.
VẬY THÌ ĐÂU LÀ YẾU TỐ MÀ ĐA SỐ CÁC BLOCKCHAIN HIỆN NAY ĐANG ĐÁNH ĐỔI?
Trong số ba khái niệm Trilemma , khả năng mở rộng là điều mà hầu hết các chuỗi khối chọn đánh đổi để đạt được hai khái niệm còn lại hay nói cách khác một trong những hạn chế chính của blockchain thời điểm hiện nay là khả năng mở rộng [1]. Điều này là do phân cấp và bảo mật là nền tảng cốt lõi của công nghệ chuỗi khối: Phân cấp phản ánh bản chất cơ bản của chuỗi khối trong khi bảo mật là yêu cầu tuyệt đối.
Công nghệ chuỗi khối được thiết kế theo mô hình phân tán, trong đó nhiều máy tính trên toàn cầu kết nối với nhau để xác nhận và quản lý các giao dịch. Mỗi nhân tố trong mạng được gọi là một nút mạng, và mỗi nút mạng có chức năng quản lý một bản sao của toàn bộ lịch sử giao dịch của blockchain. Tính phân cấp của mạng blockchain phản ánh bản chất của nó, trong đó blockchain được đánh giá cao vì tính bảo mật và tính khả dụng . Tính bảo mật của blockchain là yếu tố chi phối tất cả các khía cạnh của nó. Điều đó có nghĩa là một mạng blockchain phải đảm bảo các giao dịch trên nó được xác thực chính xác và yêu cầu các phương thức bảo mật cao cấp nhất để đảm bảo không có bất kỳ sự tấn công nào từ bên ngoài.
Một hệ thống blockchain có thể được coi là an toàn nếu nó có thể ngăn chặn hoặc giảm thiểu nguy cơ bị kẻ tấn công chỉnh sửa các khối trong chuỗi (The acceptable frequency of modified blocks). Điều này đảm bảo rằng tính toàn vẹn của chuỗi khối được bảo vệ.
Thực tế cho thấy các nền tảng blockchain hiện tại đang triển khai các giải pháp về khả năng mở rộng nhằm tăng tốc độ xử lý giao dịch và giảm chi phí, giúp đưa blockchain đến với nhiều người dùng hơn mà không phải là các giải pháp tăng tính bảo mật hay khả năng phi tập trung của nền tảng ( tất nhiên có một số ngoại lệ do đặc thù và mục đích sử dụng của từng blockchain, ở đây chúng ta đang đánh giá bức tranh tổng quan và xem xét các nền tảng blokchain lớn).
Một số blockchain có khả năng mở rộng cao ấn tượng như: Solana được cho là có khả năng xử lý 50.000 (tx/s), NEAR blockchain có khả năng xử lý 100.000 (tx/s), Algorand có thể xử lý 6.000 (tx/s), Binance Smart Chain (BSC) được cho là có khả năng xử lý 300 (tx/s)…
Tuy nhiên, các con số này là chỉ số tối đa và có thể thay đổi tùy thuộc vào tình trạng hiện tại của mạng, số lượng người dùng và số lượng giao dịch đang được thực hiện trên mạng. Qua đó cho chúng ta thấy được việc nâng cao khả năng mở rộng của blockchain hiện tại vẫn đang là thách thức lớn cả trong các nghiên cứu cũng như là trong việc triển khai thực tế.
CÁC BLOCKCHAIN HIỆN NAY ĐÃ GIẢI QUYẾT BÀI TOÁN NÀY NHƯ THẾ NÀO?
Một số giải pháp cho vấn đề về khả năng mở rộng đã được đề xuất, Một số giải pháp mở rộng quy mô được thực hiện on-chain (trên chuỗi khối), trong khi một số được thực hiện off-chain (bên ngoài chuỗi khối). Trong một số công trinh nghiên cứu, các giải pháp mở rộng chuỗi này được phân thành hai loại [1,2]:
- First layer solutions : sharding , bigger blocks , and DAG …
- Second layer solutions : payment channels, side chains , and Rollup ….
Hình minh họa cho thấy một bản tóm tắt về phân loại và so sánh các giải pháp khả năng mở rộng chuỗi khối mà nhóm tác giả đã trình bày trong nghiên cứu của mình [2] . Ở đây trong giải pháp layer 2 còn thiếu một số giải pháp mà nhóm tác giả chưa trình bày đến ví dụ như giải pháp Rollup ….
Sau khi đã xác định vấn đề cần giải quyết chính của blockchain thời điểm hiện tại là khả năng mở rộng chuỗi (Scalability) thì chúng ta phải trả lời thêm một số câu hỏi quan trọng nữa trước khi có thể đi sâu vào tìm hiểu từng giải pháp Layer 1, layer 2 là gì.
MỤC TIÊU CỦA CÁC GIẢI PHÁP MỞ RỘNG CHUỖI LÀ GÌ ?
Mục tiêu của các giải pháp khả năng mở rộng chuỗi khối hiện tại là xử lý số lượng lớn giao dịch mỗi giây (tức là thông lượng – throughput) mà không làm mất đi tính bảo mật và phân cấp.
CÓ CÁC YẾU TỐ NÀO ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG MỞ RỘNG CHUỖI ?
Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng mở rộng chuỗi khối, những yếu tố này bao gồm: thông lượng , lưu trữ (storage), chi phí (cost), và độ trễ (latency).
Thông lượng (throughput): Thông lượng là số lượng giao dịch mà hệ thống blockchain có thể xử lý trong một đơn vị thời gian. Với việc ngày càng có nhiều giao dịch trên blockchain, việc cải thiện thông lượng là quan trọng để đảm bảo khả năng mở rộng của hệ thống. Các giải pháp như các thuật toán khai thác mới (ví dụ: Proof of Stake) hay tăng số lượng khối tối đa trong mỗi đơn vị thời gian sẽ giúp nâng cao thông lượng của hệ thống.
Lưu trữ (storage): Kích thước của mỗi khối trong chuỗi khối sẽ ngày càng tăng với số lượng giao dịch đang được thêm vào. Liên quan đến đó, khả năng lưu trữ dữ liệu của hệ thống sẽ là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng mở rộng của hệ thống blockchain. Một số giải pháp làm giảm lưu lượng lưu trữ bao gồm việc sử dụng các giao thức nén dữ liệu (ví dụ: SegWit) hoặc tách chuỗi khối (ví dụ: sidechains).
Chi phí (cost): Việc mở rộng hệ thống blockchain đòi hỏi đầu tư nhiều tài nguyên, bao gồm băng thông, phần cứng và năng lượng. Do đó, chi phí là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng mở rộng của hệ thống blockchain. Các giải pháp để giảm chi phí bao gồm việc sử dụng các công nghệ mới như việc sử dụng phần cứng đặc biệt (ví dụ: ASIC) cho các hoạt động khai thác, và phát triển các đối tác đám mây (cloud partners) để giảm chi phí vận hành máy chủ.
Độ trễ (latency): Độ trễ là khoảng thời gian giữa khi giao dịch được gửi và khi nó được xác nhận và đưa vào chuỗi khối. Độ trễ lớn có thể khiến các giao dịch trên mạng blockchain chậm hoặc không được xác nhận, ảnh hưởng đến tính khả dụng và khả năng mở rộng của hệ thống. Các giải pháp như cải thiện thuật toán xác nhận và giải quyết vấn đề tăng cường xác thực nhằm cải thiện độ trễ có thể giúp tăng khả năng mở rộng của hệ thống blockchain.
GIẢI THÍCH MỘT SỐ KHÁI NIỆM
The acceptable frequency of modified blocks in a blockchain network phụ thuộc vào các yếu tố như tính an toàn mong muốn, sự phân tán và kích thước của mạng. Trong thực tế, các mạng blockchain khác nhau có các tiêu chuẩn an toàn khác nhau, tuy nhiên, một trong những tiêu chuẩn tiêu biểu đã được đưa ra bởi Bitcoin là tiêu chuẩn 6 khối. Quy tắc 6 khối đề cập đến số lượng xác nhận được coi là an toàn cho một giao dịch trên mạng Bitcoin. Sau khi một giao dịch được phát lên mạng Bitcoin, nó có thể được đưa vào một khối được xuất bản lên mạng. Khi điều đó xảy ra, người ta nói rằng giao dịch đã được khai thác ở độ sâu 1 khối. Với mỗi khối tiếp theo được tìm thấy, số lượng khối được tăng thêm một. Để đảm bảo chống chi tiêu gấp đôi ( double spending), một giao dịch không nên được coi là đã được xác nhận cho đến khi nó đạt đến một số lượng khối nhất định.
Double spending là một vấn đề trong đó một người dùng cố gắng chi tiêu cùng một đơn vị tiền tệ kỹ thuật số hai lần hoặc nhiều hơn. Điều này có thể dẫn đến việc làm giảm giá trị của tiền tệ kỹ thuật số và làm mất lòng tin của người dùng. Tuy nhiên, Bitcoin đã giải quyết vấn đề double spending ngay từ đầu. Do đó, việc double spending Bitcoin là không thể.
REFERENCES
[1] Thibault, L. T., Sarry, T., & Hafid, A. S. (2022). Blockchain scaling using rollups: A comprehensive survey. IEEE Access.
[2] Hafid, A., Hafid, A. S., & Samih, M. (2020). Scaling blockchains: A comprehensive survey. IEEE Access, 8, 125244-125262.
Sau khi đã nắm rõ các khái niệm cũng như nắm về các yếu tố ảnh hướng đến khả năng mở rộng của blockchain, chúng ta sẽ có cái nhìn tổng quan và dễ hiểu hơn về từng giải pháp mà các nền tảng blockchain đang áp dụng? Trong các bài viết tiếp theo mình sẽ đi sâu vào từng giải pháp và cùng phân tích sâu hơn đặc điểm của những giải pháp này để tìm ra đâu là giải pháp tốt nhất và khả dụng nhé. Hy vọng bài viết không quá dài và mong nhận được sự chia sẻ của mọi người về chủ đề này. Cảm ơn mọi người đã dành thời gian đọc bài viết này.