ความแออัดของเครือข่าย Blockchain คืออะไร?

ความแออัดของเครือข่าย Blockchain คืออะไร?

ความแออัดของเครือข่ายบล็อคเชนเกิดขึ้นเมื่อจำนวนธุรกรรมที่ส่งไปยังเครือข่ายบล็อคเชนเกินความสามารถในการประมวลผล ความแออัดนี้นำไปสู่การยืนยันการทำธุรกรรมล่าช้าและค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่สูงขึ้น มันส่งผลกระทบต่อประสบการณ์ผู้ใช้และอาจขัดขวางการใช้งานและการนำเครือข่ายบล็อคเชนมาใช้ สกุลเงินดิจิทัลยอดนิยม เช่น Bitcoin และ Ethereum เคยประสบปัญหาความแออัดในอดีต ส่งผลให้เกิดความล่าช้าอย่างมากและค่าธรรมเนียมที่เพิ่มขึ้น

ความแออัดของเครือข่าย Blockchain เกิดขึ้นได้อย่างไร?

ความแออัดของเครือข่ายบล็อคเชนเกิดขึ้นเมื่อจำนวนธุรกรรมเกินความจุของเครือข่าย การทำธุรกรรมเข้าสู่ mempool ซึ่งเป็นพื้นที่รอก่อนที่จะมีการยืนยัน ปัจจัยต่างๆ เช่น ความต้องการที่เพิ่มขึ้น ขนาดบล็อกเล็ก และเวลาบล็อกที่ช้า ส่งผลให้เกิดความแออัด สิ่งนี้นำไปสู่การยืนยันที่ล่าช้า ค่าธรรมเนียมที่สูงขึ้น และความสามารถในการปรับขนาดที่ลดลง โซลูชันประกอบด้วยการเพิ่มขนาดบล็อก ลดเวลาบล็อก การใช้โซลูชันเลเยอร์ 2 และการสำรวจชาร์ดดิ้ง มีความพยายามอย่างต่อเนื่องในการจัดการกับความแออัดและปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่ายบล็อกเชน

เมมพูล

mempool ย่อมาจาก “memory pool” เป็นองค์ประกอบสำคัญของเครือข่ายบล็อกเชนที่ธุรกรรมที่รอดำเนินการจะถูกจัดเก็บชั่วคราวก่อนที่จะได้รับการยืนยันและเพิ่มลงในบล็อก ทำหน้าที่เป็นพื้นที่รอที่ธุรกรรมรอที่จะรวมไว้ในบล็อกถัดไปที่มีอยู่สำหรับการประมวลผลและรวมไว้ในบล็อกเชนในที่สุด

เมื่อผู้ใช้เริ่มต้นการทำธุรกรรมบนบล็อคเชน ธุรกรรมนั้นจะถูกถ่ายทอดไปยังเครือข่ายก่อนและเข้าสู่ mempool นักขุด (ในบล็อกเชนที่พิสูจน์การทำงาน) หรือเครื่องมือตรวจสอบความถูกต้อง (ในบล็อกเชนที่พิสูจน์การเดิมพัน) เลือกธุรกรรมจาก mempool เพื่อรวมไว้ในบล็อกถัดไปที่พวกเขาพยายามเพิ่มลงในบล็อกเชน กระบวนการคัดเลือกมักเกี่ยวข้องกับการจัดลำดับความสำคัญของธุรกรรมที่มีค่าธรรมเนียมสูงกว่าเพื่อจูงใจนักขุดหรือผู้ตรวจสอบความถูกต้อง ธุรกรรมจะยังคงอยู่ใน mempool จนกว่าจะถูกรวมไว้ในบล็อกหรือถูกลบออกหากหมดอายุหรือถือว่าไม่ถูกต้อง

ขนาดและระดับความแออัดของ mempool อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปริมาณธุรกรรม ความจุของเครือข่าย และความพร้อมใช้งานของพื้นที่บล็อก ในช่วงที่มีความต้องการสูงหรือทรัพยากรเครือข่ายที่จำกัด mempool อาจหนาแน่น ส่งผลให้เวลาการยืนยันนานขึ้นและอาจมีค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมสูงขึ้น นักขุดและผู้ตรวจสอบจัดลำดับความสำคัญของธุรกรรมตามปัจจัยต่าง ๆ รวมถึงค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรม เพื่อเพิ่มรายได้และเพิ่มประสิทธิภาพเครือข่ายให้สูงสุด

บล็อกผู้สมัคร

บล็อกผู้สมัครหรือที่เรียกว่าบล็อกที่นำเสนอ คือบล็อกที่นักขุด (ในบล็อกเชนที่พิสูจน์การทำงาน) หรือผู้ตรวจสอบความถูกต้อง (ในบล็อกเชนที่พิสูจน์การเดิมพัน) เสนอให้เพิ่มลงในบล็อกเชน บล็อกเหล่านี้ประกอบด้วยชุดของธุรกรรมที่ไม่ได้รับการยืนยันซึ่งได้เผยแพร่ไปยังเครือข่ายแล้ว แต่ยังไม่ได้รวมไว้ในบล็อกเชน

เมื่อมีการเสนอบล็อกผู้สมัคร บล็อกนั้นจะผ่านกระบวนการตรวจสอบตามกลไกฉันทามติของบล็อกเชน ในระบบพิสูจน์การทำงานเช่น Bitcoin นักขุดจะแข่งขันกันเพื่อไขปริศนาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน และผู้ขุดคนแรกที่ไขปริศนาได้สำเร็จจะต้องเพิ่มบล็อกผู้สมัครของตนลงในบล็อกเชน ในระบบพิสูจน์การเดิมพัน เช่น Ethereum 2.0 เครื่องมือตรวจสอบความถูกต้องจะถูกสุ่มเลือกเพื่อเสนอบล็อกผู้สมัคร ซึ่งต่อมาจะได้รับการยืนยันจากเครื่องมือตรวจสอบอื่นๆ

บล็อกผู้สมัครเก็บธุรกรรมที่ไม่ได้รับการยืนยันและทำหน้าที่เป็นสถานะชั่วคราวก่อนที่จะกลายเป็นบล็อกที่ได้รับการยืนยัน เมื่อบล็อกผู้สมัครได้รับการตรวจสอบความถูกต้องเพียงพอและเพิ่มลงในบล็อกเชนแล้ว ธุรกรรมที่รวมอยู่ในบล็อกนั้นจะถือว่าได้รับการยืนยัน อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือในเครือข่ายบล็อกเชนที่มีเวลาการยืนยันนานกว่า บล็อกที่แข่งขันกันยังสามารถขุดได้ในช่วงเวลานี้ ซึ่งอาจนำไปสู่การแยกชั่วคราวหรือบล็อกที่ถูกละเลย

ตอนจบ

สุดท้ายใน blockchain หมายถึงสถานะที่ธุรกรรมหรือการดำเนินการไม่สามารถเพิกถอนได้และไม่สามารถเปลี่ยนแปลงหรือย้อนกลับได้ เมื่อการทำธุรกรรมบรรลุผลขั้นสุดท้าย มันจะถูกบันทึกอย่างถาวรบนบล็อคเชน และกลายเป็นส่วนหนึ่งของประวัติการทำธุรกรรมที่ไม่เปลี่ยนรูป

แนวคิดเรื่องขั้นสุดท้ายจะแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างเครือข่ายบล็อกเชนที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในบล็อคเชน Bitcoin ธุรกรรมจะถูกถ่ายทอดไปยังเครือข่ายและเพิ่มลงใน mempool นักขุดเลือกธุรกรรมจาก mempool และรวมไว้ในบล็อกที่เพิ่มใน blockchain แม้ว่าธุรกรรมเหล่านี้จะได้รับการยืนยันแล้ว แต่บล็อกที่แข่งขันกันสามารถถูกขุดได้ ทำให้เกิดการแยกชั่วคราว เพื่อให้บรรลุระดับความเชื่อมั่นที่สูงขึ้นในขั้นสุดท้าย ขอแนะนำให้รอบล็อกเพิ่มเติมที่จะเพิ่มที่ด้านบนของบล็อกที่มีธุรกรรม โดยทั่วไปแล้ว หกบล็อกเพิ่มเติมก็เพียงพอที่จะพิจารณาว่าธุรกรรม Bitcoin เป็น "ขั้นสุดท้าย"

ใน Ethereum และบล็อกเชนอื่น ๆ ที่มีเวลาบล็อกสั้นกว่า อาจแนะนำให้มีการยืนยันจำนวนมากขึ้นเพื่อให้ได้ความมั่นใจในระดับที่ใกล้เคียงกันในขั้นสุดท้าย Ethereum ได้เปลี่ยนไปใช้กลไกฉันทามติ Proof-of-Stake ซึ่งผู้ตรวจสอบยืนยันความถูกต้องของบล็อก เมื่อบล็อกได้รับการรับรองเพียงพอ บล็อกจะเปลี่ยนจากบล็อกที่เป็นตัวเลือกไปเป็นบล็อกที่ได้รับการยืนยัน ซึ่งจะทำให้มีระดับขั้นสุดท้ายที่สูงกว่า

ความสมบูรณ์เป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีบล็อกเชน ซึ่งรับประกันความสมบูรณ์และไม่เปลี่ยนแปลงของธุรกรรมและข้อมูลที่บันทึกไว้ในบล็อกเชน ช่วยให้ผู้ใช้สามารถมั่นใจได้ว่าเมื่อธุรกรรมได้รับการยืนยันและบรรลุผลเป็นที่สิ้นสุดแล้ว จะไม่สามารถย้อนกลับหรือแก้ไขได้

หลักการลูกโซ่ที่ยาวที่สุด

หลักการลูกโซ่ที่ยาวที่สุดคือแนวคิดพื้นฐานในเทคโนโลยีบล็อกเชน มันอ้างถึงกฎที่ว่าเวอร์ชันที่ถูกต้องของบล็อกเชนคืออันที่มีสายโซ่บล็อกที่ยาวที่สุด ซึ่งแสดงถึงงานการคำนวณที่สะสมมากที่สุด

ในเครือข่ายบล็อกเชนแบบกระจายอำนาจ นักขุดหรือผู้ตรวจสอบความถูกต้องหลายคนอาจสร้างบล็อกใหม่ที่ถูกต้องพร้อมกัน สิ่งนี้สามารถนำไปสู่การแยกชั่วคราวซึ่งมีสาขาที่แตกต่างกันของบล็อคเชนอยู่ อย่างไรก็ตาม ในที่สุดเครือข่ายก็จะมาบรรจบกันบนบล็อกเชนที่ถูกต้องเพียงบล็อกเดียวตามหลักการลูกโซ่ที่ยาวที่สุด

ตามหลักการนี้ โหนดในเครือข่ายจะเลือกลูกโซ่ที่มีงานคำนวณสะสมมากที่สุดเป็นลูกโซ่ที่ถูกต้องเสมอ นักขุดหรือผู้ตรวจสอบความถูกต้องทุ่มเทพลังในการคำนวณเพื่อขยายห่วงโซ่ให้ยาวขึ้น เป็นผลให้สาขาที่สั้นกว่าซึ่งมักเรียกว่าบล็อกเด็กกำพร้าหรือบล็อกเก่าจะถูกละทิ้ง และธุรกรรมของพวกเขาจะถูกส่งกลับไปยัง mempool เพื่อรวมไว้ในห่วงโซ่ที่ถูกต้อง

หลักการลูกโซ่ที่ยาวที่สุดช่วยให้มั่นใจได้ถึงฉันทามติและความปลอดภัยในเครือข่ายบล็อคเชน ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของบล็อคเชนโดยการเลือกเวอร์ชันที่ได้รับการตรวจสอบด้วยคอมพิวเตอร์มากที่สุดเป็นเชนที่เชื่อถือได้ ให้ประวัติการทำธุรกรรมที่ชัดเจนและตกลงร่วมกัน และป้องกันการโจมตีหรือการยักย้ายที่อาจเกิดขึ้น

อะไรทำให้เกิดความแออัดของเครือข่าย Blockchain?

ความแออัดของเครือข่ายบล็อคเชนเกิดขึ้นเมื่อจำนวนธุรกรรมที่ส่งไปยังเครือข่ายเกินความสามารถในการประมวลผล มีหลายปัจจัยที่ทำให้เกิดความแออัด ซึ่งบางส่วนมีดังต่อไปนี้ ปัจจัยเหล่านี้รวมทำให้เครือข่ายบล็อกเชนตึงเครียด ส่งผลให้การยืนยันล่าช้าและมีประสิทธิภาพลดลง การจัดการกับความแออัดต้องใช้โซลูชันที่ช่วยเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดเครือข่าย ปรับขนาดบล็อกให้เหมาะสม และปรับปรุงปริมาณธุรกรรม

ความต้องการที่เพิ่มขึ้น

การส่งธุรกรรมที่เพิ่มขึ้นล้นเครือข่าย ทำให้เกิดรายการค้างของธุรกรรมที่ไม่ได้รับการยืนยันใน mempool ความผันผวนของราคาและวงจรการยอมรับในวงกว้างสามารถกระตุ้นให้เกิดกิจกรรมการทำธุรกรรมพุ่งสูงขึ้น

ขนาดบล็อกเล็ก

แต่ละบล็อกเชนมีขนาดบล็อกสูงสุด ซึ่งจำกัดจำนวนธุรกรรมที่สามารถรวมได้ ตัวอย่างเช่น ขนาดบล็อกดั้งเดิมของ Bitcoin คือ 1 เมกะไบต์ แต่การอัพเกรดเช่น Segregated Witness (SegWit) เพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 4 MB หากธุรกรรมเกินขีดจำกัดนี้ ความแออัดก็จะตามมา

เวลาบล็อกช้า

เวลาบล็อกหมายถึงช่วงเวลาระหว่างการเพิ่มบล็อกใหม่ให้กับบล็อกเชน ตัวอย่างเช่น Bitcoin จะเพิ่มบล็อกทุกๆ 10 นาที เมื่อการสร้างธุรกรรมแซงหน้าการเพิ่มบล็อก ธุรกรรมที่ค้างอยู่จะก่อตัวขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดความแออัด

ประวัติความเป็นมาของความแออัดของเครือข่าย Blockchain: ตัวอย่างบางส่วน

ความแออัดของเครือข่าย Bitcoin (2017)

ในช่วงที่ Bitcoin ได้รับความนิยมสูงสุดในช่วงปลายปี 2560 และต้นปี 2561 เครือข่ายประสบปัญหาความแออัดอย่างมาก กิจกรรมการทำธุรกรรมที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้มีธุรกรรมที่ไม่ได้รับการยืนยันจำนวนมากและค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมพุ่งสูงขึ้น ณ จุดหนึ่ง ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมโดยเฉลี่ยสูงถึงกว่า 50 ดอลลาร์ ซึ่งเน้นถึงความท้าทายด้านความสามารถในการขยายขนาดและความจุของเครือข่าย

ความแออัดของเครือข่าย Ethereum (2017)

ในปี 2560 เครือข่าย Ethereum เผชิญกับความแออัดเนื่องจากความสำเร็จของโครงการ “CryptoKitties” ความนิยมในการเพาะพันธุ์และการซื้อขายแมวดิจิทัลบนบล็อกเชน Ethereum ทำให้ธุรกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้เวลาการยืนยันช้าลงและค่าธรรมเนียมสูงขึ้น

ความแออัดของโทเค็น BRC-20 บน Bitcoin (2023)

ในฤดูใบไม้ผลิปี 2023 เครือข่าย Bitcoin ประสบปัญหาความแออัดเนื่องจากกิจกรรมธุรกรรมที่เกี่ยวข้องกับโทเค็น BRC-20 เพิ่มขึ้น ธุรกรรมที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทำให้เกิดปัญหาคอขวดใน mempool ส่งผลให้ธุรกรรมที่รอดำเนินการและค่าธรรมเนียมพุ่งสูงขึ้น จนถึงจุดหนึ่ง มีการบันทึกธุรกรรมที่ไม่ได้รับการยืนยันเกือบ 400,000 รายการ นำไปสู่ความล่าช้าอย่างมากและค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมาก

โซลูชั่นสำหรับความแออัดของเครือข่าย Blockchain

เพื่อบรรเทาความแออัดของเครือข่ายบล็อกเชน เราจึงสามารถพิจารณาวิธีแก้ปัญหาต่างๆ ได้ โดยแต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสีย:

การเพิ่มขนาดบล็อก

การขยายขนาดบล็อกทำให้สามารถรวมธุรกรรมได้มากขึ้น ช่วยเพิ่มปริมาณงานของเครือข่าย อย่างไรก็ตาม บล็อกขนาดใหญ่จะใช้เวลาในการเผยแพร่นานกว่าและต้องการพื้นที่จัดเก็บข้อมูลเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสี่ยงจากการรวมศูนย์

เวลาบล็อกลดลง

การลดช่วงเวลาระหว่างการเพิ่มบล็อกจะทำให้การประมวลผลธุรกรรมเร็วขึ้น แต่เวลาบล็อกที่สั้นลงอาจเพิ่มการบล็อกที่ถูกละเลยและทำให้ความปลอดภัยลดลง

โซลูชั่นชั้นที่ 2

โปรโตคอลนอกเครือข่าย เช่น Lightning Network ของ Bitcoin และ Plasma ของ Ethereum ช่วยให้การทำธุรกรรมเร็วขึ้นโดยการประมวลผลนอกบล็อกเชนหลัก โซลูชันเหล่านี้ช่วยเพิ่มความสามารถในการขยายขนาดแต่นำมาซึ่งความซับซ้อนและข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

Sharding

การแบ่งบล็อคเชนออกเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ ที่สามารถประมวลผลธุรกรรมได้อย่างอิสระจะช่วยเพิ่มความจุของเครือข่ายได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม การแบ่งส่วนเพิ่มความท้าทายด้านความปลอดภัยและความซับซ้อน

บทสรุป

ความแออัดของเครือข่ายบล็อคเชนเป็นปัญหาสำคัญที่เกิดขึ้นเมื่อจำนวนธุรกรรมเกินความสามารถในการประมวลผลของเครือข่ายบล็อคเชน ความแออัดนี้อาจนำไปสู่การยืนยันธุรกรรมล่าช้า ค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่สูงขึ้น และประสบการณ์ผู้ใช้ที่เสื่อมโทรม ซึ่งอาจขัดขวางการยอมรับและการใช้งานเครือข่ายบล็อกเชน

มีการสำรวจและดำเนินการแก้ไขปัญหาต่างๆ เพื่อบรรเทาความแออัดนี้ ซึ่งรวมถึงการเพิ่มขนาดบล็อก ลดเวลาบล็อก การใช้โซลูชันเลเยอร์ 2 และการสำรวจชาร์ดดิ้ง แต่ละโซลูชันเหล่านี้มีข้อดีและความท้าทายของตัวเอง และทางเลือกของโซลูชันขึ้นอยู่กับข้อกำหนดและข้อจำกัดเฉพาะของเครือข่ายบล็อกเชน

แม้ว่าความแออัดของเครือข่ายบล็อกเชนจะก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญ แต่ก็ยังขับเคลื่อนนวัตกรรมในพื้นที่บล็อกเชนด้วย เมื่อเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่และมีการพัฒนาโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เราคาดหวังว่าเครือข่ายบล็อคเชนจะสามารถปรับขนาดได้และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มศักยภาพในการปฏิวัติภาคส่วนต่างๆ ของเศรษฐกิจของเรา