Mục lục
Chúng ta thường không chú ý nhiều đến các thiết kế blockchain trong tiền điện tử – chủ yếu là vì hầu hết chúng ta không trực tiếp tham gia vào quá trình xử lý và phát triển của nó. Nhưng việc học các kỹ thuật của bất kỳ ngành nào mà bạn quan tâm luôn mang lại hiệu quả. Chúng ta hãy thảo luận về những điều cơ bản của các Modular Blockchain và Monolithic Blockchain cũng như các chức năng của chúng!
- Các Monolithic Blockchain (blockchain nguyên khối) đã xuất hiện hơn một thập kỷ nay. Các blockchain này chủ yếu được đặc trưng bởi khả năng xử lý ba tính năng cốt lõi: sự đồng thuận (tùy thuộc vào việc chúng là PoW hay PoS), tính khả dụng của dữ liệu (số lượng không gian khối) và thực hiện các giao dịch.
- Mặt khác, các Modular Blockchain (blockchain mô-đun) được biết là outsource một trong những trách nhiệm này cho một chuỗi bên ngoài. Một ví dụ hoàn hảo về điều này là sharding trên Ethereum PoS.
Cả hai loại blockchain này đều có kiến trúc khác nhau và xử lý phân quyền và bảo mật riêng biệt, đồng thời có khả năng mở rộng.
Các khái niệm cốt lõi của Blockchain
Khả năng mở rộng và thông lượng cao hơn luôn là yếu tố gây tranh cãi với các Monolithic Blockchain. Tất cả chúng ta đều biết Bộ ba bất khả thi blockchain (blockchain trilemma) nổi tiếng và có bao nhiêu blockchain thỏa hiệp về phân quyền để có thông lượng cao hơn. Mặt khác, một số blockchain cuối cùng lại ưu tiên bảo mật và phi tập trung, điều này làm cho chúng có khả năng mở rộng ít hơn và đắt hơn (lấy ví dụ như Ethereum).
Các Modular Blockchain cố gắng mang lại những điều tốt nhất của cả hai thế giới bằng cách có thể mở rộng và phi tập trung.
Để hiểu rõ hơn về cách hoạt động của hai thiết kế blockchain này và chúng khác nhau như thế nào, trước tiên chúng ta hãy cố gắng hiểu các khái niệm cốt lõi của blockchain là gì – đặc biệt là trong bối cảnh này.
- Sự đồng thuận (Consensus): Điều gì xác định trạng thái hiện tại của blockchain. Ví dụ, điều này sẽ bao gồm số khối / chiều cao của blockchain. Sự đồng thuận đảm bảo rằng tất cả các nút (node) xác thực trên blockchain có cùng một “state – trạng thái”.
- Tính khả dụng của dữ liệu (Data availability): Dữ liệu được lưu trữ trong mỗi khối (block) của chuỗi khối (blockchain). Về cơ bản, điều này đề cập đến dữ liệu trong các thiết bị lưu trữ của tất cả các nút xác thực trên blockchain đó.
- Tính Thực thi (Execution): Các nút thực hiện các giao dịch và nâng cao / tiến triển trạng thái của blockchain. Điều này thường được thực hiện bằng cách thực hiện các giao dịch đang chờ xử lý trong mạng (ví dụ: Bob gửi 3 ETH cho Alice).
Monolithic Blockchain là gì?
Một Monolithic Blockchain (blockchain nguyên khối) là một chuỗi khối nhằm mục đích thực hiện tất cả ba thành phần cốt lõi của chuỗi khối (phi tập trung, bảo mật, khả năng mở rộng) trong cùng một không gian: Layer 1. Và để làm được điều này, một Monolithic Blockchain tối ưu hóa sự đồng thuận, không gian khối và khả năng thực thi của nó tùy thuộc vào các mục tiêu mà nó hoàn thành.
- Tính khả dụng của dữ liệu:
Nếu một blockchain nhằm mục đích có thông lượng cao, nó sẽ tăng không gian khối của nó và cố gắng có nhiều giao dịch hơn trong cùng một khối. Điều này sẽ gây căng thẳng cho các nhà cung cấp dịch vụ nút vì họ sẽ phải tăng dung lượng lưu trữ và có thể dẫn đến việc họ bỏ mạng do không có đủ nguồn lực (dù là kỹ thuật hay tài chính). Kịch bản này sẽ làm giảm tính bảo mật và phân quyền.
- Tính Thực thi:
Như bạn có thể tưởng tượng, việc chuyển giao dịch nhanh chóng thông qua ít nút hơn và tất cả chúng đều đạt được sự đồng thuận sẽ dễ dàng hơn nhiều so với chuyển chúng qua một số lượng lớn các nút trải rộng trên toàn thế giới. Số lượng trình xác thực trên mạng càng lớn thì mạng càng mất nhiều thời gian để xác thực các giao dịch.
Nếu bạn muốn tăng thông lượng (tức là số lượng giao dịch đang được xử lý mỗi giây), mạng có thể giảm số lượng nút. Nhưng điều này, một lần nữa, đi kèm với cái giá phải trả là phân quyền và bảo mật.
- Sự đồng thuận:
Tất cả các blockchains không được phép (đọc: phân quyền) đều nhằm mục đích hoàn thành mục tiêu chính này bằng cách giữ cho các yêu cầu đầu vào nút ở mức thấp. Trong những ngày đầu của Bitcoin, bạn có thể sử dụng máy tính của riêng mình để khai thác Bitcoin.
Nhưng trong những năm qua, khó khăn đã tăng lên rất nhiều. Đặc biệt, đối với Bitcoin, các thợ đào cần thực hiện các tác vụ tính toán bằng cách sử dụng phần cứng và năng lượng để khai thác các khối mới.
Tuy nhiên, đối với các blockchains Bằng chứng cổ phần PoS, vốn bị khóa (được gọi là cổ phần) được sử dụng để bảo mật mạng. Một số người đã chỉ ra sự khó khăn của việc trở thành thợ đào Bitcoin vì yêu cầu phần cứng và việc sử dụng năng lượng.
Monolithic Blockchain hoạt động như thế nào?
Một Monolithic Blockchain hoạt động theo giao thức đồng thuận được thiết lập cho chuỗi khối. Để tham gia, bạn cần chạy một nút phù hợp với các yêu cầu do mạng đặt ra. Hãy lấy ví dụ về Ethereum. Bất kỳ người dùng nào muốn chạy nút của riêng họ trước tiên cần xác định loại nút họ muốn chạy. Sau khi thiết lập nó, họ tải xuống dữ liệu blockchain từ mạng.
Sau quá trình này, họ bắt đầu tham gia vào mạng tuân theo các quy tắc giao thức. Trong trường hợp bằng chứng công việc PoW, người xác nhận được yêu cầu đặt phần cứng của họ (phần cứng tính toán) bị đe dọa để được chọn để khai thác các khối trên mạng. Trong trường hợp PoS, cổ phần của họ được sử dụng.
Trong cả hai trường hợp, chính khoản phí bảo hiểm bằng tiền mà mạng phát hành cho các thợ đào / trình xác thực khiến họ tham gia vào giao thức.
Ví dụ về nền tảng Monolithic Blockchain
Bitcoin là một trong những ví dụ lớn nhất về Monolithic Blockchain, mặc dù Lightning Network đã cố gắng trở thành một khía cạnh mô-đun có thể mở rộng của chuỗi. Tuy nhiên, với kiến trúc hiện tại và cơ chế đồng thuận của nó, nó vẫn là một blockchain nguyên khối.
Solana là một blockchain nguyên khối khác. Mặc dù nó đã giải quyết được vấn đề về khả năng mở rộng bằng cách tăng không gian khối (bằng cách tăng yêu cầu về nút), nó vẫn thiếu phân quyền khi yêu cầu đối với trình xác nhận quá cao.
- Lợi ích của thiết kế Monolithic Blockchain
Một trong những lợi ích lớn nhất của Monolithic Blockchain là nếu nó tập trung vào việc giữ cho bản thân nó được phi tập trung và an toàn, nó sẽ trở thành một blockchain không tin cậy. Sự phân quyền này làm giảm rào cản gia nhập đối với tất cả người dùng muốn sử dụng blockchain để thực hiện các giao dịch.
Đó là một trong những lý do lớn nhất tại sao Bitcoin và Ethereum hiện đang chiếm vị trí hàng đầu khi nói đến vốn hóa thị trường tiền điện tử. Tốt nhất họ nên theo dõi câu chuyện về một hệ sinh thái phi tập trung và không được phép thực sự mà tiền điện tử đã hướng tới.
- Các vấn đề với Monolithic Blockchain
Nút được yêu cầu thực hiện tất cả ba hành động cùng một lúc. Tuy nhiên, nếu blockchain thỏa hiệp với bất kỳ khía cạnh nào được đề cập ở trên, thì bộ ba blockchain (trilemma) sẽ xuất hiện. Nó bao gồm khả năng mở rộng, phi tập trung và bảo mật.
Lý do nó là một vấn đề nan giải của một blockchain – theo nghĩa truyền thống – chỉ có thể đạt được hai trong số ba thành phần này.
Chúng ta đã khám phá điều này ở trên vì vậy sẽ chỉ đề cập đến nó một cách ngắn gọn ở đây:
- Nếu một blockchain được phân cấp, nó sẽ an toàn. Nhưng để duy trì tính bảo mật, nó không thể không được mở rộng và do đó cung cấp thông lượng thấp hơn.
- Nếu một blockchain có thể mở rộng và phi tập trung, thì có khả năng nó không an toàn vì sẽ có rào cản đối với các trình xác thực.
- Nếu một blockchain có thể mở rộng và an toàn, thì có lẽ nó không được phân cấp.
Tất cả các Monolithic Blockchain đều bị mắc kẹt ở đâu đó trong tam giác này. Cả Bitcoin và Ethereum đều cố gắng duy trì tính phi tập trung (với chi phí là không thể mở rộng quy mô) và an toàn. Một vấn đề quan trọng khác với các Monolithic Blockchain là chúng không bền vững về mặt kinh tế. Chỉ cần nghĩ về Ethereum ở dạng hiện tại của nó (PoW). Trong một mạng lưới bị tắc nghẽn cao, người dùng trở nên quá khó khăn để thực hiện các giao dịch trên Ethereum vì phí quá cao. Đây là kết quả của không gian khối hạn chế có sẵn trên Ethereum.
Một cách để giải quyết vấn đề này là tăng không gian khối. Nhưng đến lượt nó, sẽ làm căng thẳng các trình xác nhận hiện có trên mạng, do đó ảnh hưởng đến sự phân quyền. Vì điều đó không xảy ra, người dùng sẽ phải trả phí gas Ethereum cắt cổ cho các giao dịch đơn giản. Điều này có một lợi ích và một tác động trở lại.
- Lợi ích: Nó giữ cho blockchain hoàn toàn an toàn.
- Ảnh hưởng: Nó ảnh hưởng đến khả năng kinh tế của blockchain, do đó thúc đẩy người dùng tìm kiếm các giải pháp thay thế.
Cách duy nhất để tối ưu hóa một chuỗi khối để bảo mật, phân quyền và khả năng mở rộng trở nên quá khó khăn. Và đó là lý do tại sao, họ phải nhờ đến sự trợ giúp từ bên ngoài, chẳng hạn như Sharding hoặc Rollup. Đây là nơi các Modular Blockchain xuất hiện và thay đổi toàn bộ trò chơi xung quanh thiết kế blockchain.
Modular Blockchain là gì?
Một trong những điều quan trọng cần lưu ý trong các Modular Blockchain (Blockchain Mô-đun) là chúng chia ba nhiệm vụ nói trên thay vì thực hiện tất cả chúng cùng một lúc trên Layer 1. Ý tưởng là làm cho hệ thống hiệu quả hơn bằng cách làm cho không gian khối lớn hơn, thu hẹp bộ xác nhận để tập trung vào các phân đoạn và do đó tăng cường thông lượng của blockchain theo cấp số nhân.
Tóm lại, có thể nói rằng tất cả những hạn chế của một Monolithic Blockchain đều được chuyển đổi một cách hiệu quả thành các yếu tố mô-đun, do đó tăng hiệu quả của nó bằng các đơn hàng lớn. Làm thế nào mà điều đó xảy ra? Chúng ta hãy có một cái nhìn!
- Tính thực thi:
Đầu tiên chúng ta hãy nói về thực thi, bởi vì đây là cách blockchain nhằm mục đích tăng thông lượng.
Trong trường hợp Modular Blockchain, Layer 1 không phải là nơi duy nhất thực hiện các giao dịch. Trên thực tế, các giao dịch được phân chia giữa Layer 1 và Rollup.
Rollup là một lớp thực thi bổ sung cho Layer 1. Chúng hoạt động với giả định rằng chúng không thể thay đổi cơ sở hạ tầng cơ bản của Layer 1; tức là, họ không tự đảm nhận bất kỳ sự bảo mật nào đối với các giao dịch. Thay vào đó, họ chỉ tập trung vào việc thực hiện các giao dịch. Sau đó, họ có thể quyết định gửi lại các giao dịch này theo lô đến Layer 1. Sau đó, mạng sẽ thêm các giao dịch đó vào các khối.
Như đã biết, Rollup giúp giảm gánh nặng cho Layer 1 một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng đến phân cấp. Như nhà toán học David Hoffman đã nói, bạn có thể coi chúng như những tác nhân “nén” cho blockchain – tương tự như việc nén các tệp trên máy tính. Điều này làm tăng đáng kể hiệu quả của blockchain.
Thành phần quan trọng tiếp theo là tính khả dụng của dữ liệu. Đây là nơi nó thực sự thú vị!
- Tính khả dụng của dữ liệu
Sharding là nguyên tắc cốt lõi ở đây giúp mở rộng quy mô chuỗi khối theo cấp số nhân mà không ảnh hưởng đến phân quyền hoặc bảo mật. Khi chúng ta “chia nhỏ” lớp dữ liệu của Ethereum, các trình xác thực trên mạng sẽ lan rộng trên các mạng nhỏ hơn khác nhau. Các mạng nhỏ hơn này sau đó xác minh các giao dịch khác nhau trên blockchain. Điều này giúp tăng không gian khối trên chuỗi (on-chain) đó một cách hiệu quả, do đó tăng thông lượng tổng thể của mạng.
Khi bạn chia các trình xác thực này thành các nhóm / mạng nhỏ hơn, chúng được gọi là các ủy ban (committee). Vitalik trong blog của ông ấy về sharding đã nói một cách đơn giản: các trình xác thực được “phân chia ngẫu nhiên” để thực hiện các giao dịch đến.
Ở cấp độ cơ bản, người xác nhận trong toàn bộ mạng PoS chỉ cần xác minh chữ ký mà người xác nhận trong các ủy ban khác nhau đã xác minh: họ không cần xác minh toàn bộ giao dịch. Sau đó được thực hiện bởi những người xác nhận trong mỗi ủy ban.
Ví dụ: nếu có 100 nghìn trình xác thực trên mạng và có 100 ủy ban gồm 1 nghìn trình xác thực, sẽ chỉ cần xác minh 100 nghìn chữ ký thay vì xác minh tất cả các khối được ký bởi những trình xác thực đó.
Khi bạn kết hợp sharding với Rollup, tác động của khả năng mở rộng sẽ tăng lên. Hãy tưởng tượng hàng loạt giao dịch đang được xử lý bằng cách Rollup và được xác minh bởi các cộng đồng này. Bạn không chỉ tăng không gian khối một cách ồ ạt mà còn đang xác minh nhiều giao dịch hơn mỗi giây (TPS). Điều này kết hợp thông lượng tổng thể của blockchain – tất cả mà không ảnh hưởng đến bảo mật hay phân quyền.
- Tính đồng thuận
Chuỗi Proof-of-stake (PoS) giúp ích cho mô-đun của blockchain vì một nguyên tắc cơ bản nhưng rất đơn giản.
Trong Proof-of-work (PoW), tính bảo mật của mạng phụ thuộc vào phần cứng tính toán mà các thợ đào sử dụng. Phần cứng càng phức tạp thì càng có nhiều khả năng giải quyết các phép tính mật mã, do đó giúp blockchain tồn tại.
Tuy nhiên, trong Proof-of-stake, bảo mật là một yếu tố của vốn kinh tế mà người dùng quyết định khóa (hoặc liên kết) với mạng.
Bây giờ, trong trường hợp trước đây, bạn cần phần cứng đắt tiền (theo thời gian sẽ lỗi thời và cần được nâng cấp). Tuy nhiên, trong trường hợp thứ hai, bạn chỉ cần tạo một nút (có thể rất dễ thiết lập) và gửi số vốn tối thiểu cần thiết để tham gia vào quá trình đặt cược. Do đó, PoS giúp cho một tập hợp nhiều người xác nhận hơn tham gia vào sự đồng thuận của mạng dễ dàng hơn đáng kể.
Lợi ích của thiết kế Modulator Blockchain
Một trong những lợi ích lớn nhất của Modulator Blockchain là khả năng chia các nhiệm vụ khác nhau thành các phân đoạn. Sự phân mảnh các nhiệm vụ / trách nhiệm này giúp blockchain mở rộng quy mô mà không ảnh hưởng đến bảo mật. Khi không gian khối tăng lên theo các phân đoạn dữ liệu và khi Rollup giới thiệu khả năng mở rộng, thông lượng tổng thể của blockchain tăng lên.
Tất cả những điều này đều có thể thực hiện được với chuỗi PoS nơi rào cản xâm nhập vào chuỗi được hạ thấp so với chuỗi PoW.
- Ví dụ về nền tảng Modulator Blockchain
Như đã thảo luận ở trên, Ethereum PoS có lẽ là một trong những ví dụ lớn nhất về Modulator Blockchain. Một ví dụ khác là Celestia, một blockchain tương đối mới.
Ethereum sẽ hoạt động như thế nào trong bối cảnh mô-đun?
Ethereum có lẽ là một trong những ví dụ hoàn hảo về một Modulator Blockchain hiện đang tồn tại. Mặc dù nó hiện đang tuân theo cơ chế đồng thuận PoW, nhưng khi nó chuyển đổi sang PoS vào cuối năm 2022, nó hướng tới mục tiêu trở thành một trong những blockchain có khả năng mở rộng, phi tập trung và bảo mật cao nhất.
Một tương lai dễ dự đoán hơn cho Ethereum PoS sẽ là khi ngày càng có nhiều trình xác thực tham gia vào mạng, một tập hợp lớn hơn sẽ có thể được trải rộng trên các phân đoạn khác nhau. Và khi nhiều phân đoạn được giới thiệu, nhiều dữ liệu có thể được lưu trữ hơn (tức là không gian khối tăng lên) – và khi nhiều phân đoạn được giới thiệu, các lần Rollup có thể tiêu thụ nhiều dữ liệu hơn.
Do đó, ảnh hưởng của thông lượng đối với Ethereum sẽ được kết hợp bởi tính khả dụng của cả hai phân đoạn (shard) và việc giới thiệu các bản Rollup.
Theo: coinmarketcap
Khuyến cáo: Thông tin trên bài viết này chỉ mang tính tham khảo, không có bất kỳ lời khuyên nào về mua bán, đầu tư. Bạn hãy tự nghiên cứu trước khi thực hiện bất kỳ hình thức đầu tư nào.
