Gate.io Blog Phá vỡ "Tam giác bất khả thi": Tổng quan về các giải pháp Layer 1

Phá vỡ "Tam giác bất khả thi": Tổng quan về các giải pháp Layer 1

25 November 16:53

[TL; NS]

1. Khả năng phân quyền, phân quyền và bảo mật không tương thích trên blockchain và thông thường, chỉ hai trong số ba có thể đạt được đồng thời.

2. Mở rộng Block được cho là giải pháp đơn giản nhất để tăng TPS của Bitcoin, nhưng nó không hoạt động tốt như nhiều người có thể nghĩ. Việc mở rộng khối quá mức sẽ làm giảm tính bảo mật và phân cấp của hệ thống blockchain.

3. SegWit tăng số lượng giao dịch có thể được chứa trong một khối bằng cách tách chữ ký _script_ khỏi thông tin giao dịch, do đó tăng TPS.

4. Cơ chế DPoS đạt được hiệu suất cao hơn với chi phí phân quyền, bằng cách chọn một số lượng nhỏ các supernode mạnh mẽ để thực hiện công việc ghi sổ.

5. Một trong những thành công ấn tượng của mạng Solana là cơ chế PoH. Đó là đồng hồ do Solana phát minh cho blockchain và phân tách trạng thái blockchain khỏi thời gian trôi qua trên blockchain.

Trong bài viết trước (“Những điều cần thiết cho người mới tham gia Crypto: Layer 0, Layer 1 và Layer 2 là gì?” - “Essentials for Crypto Newbie: What Is Layer 0, Layer 1 and Layer 2?”), Chúng tôi đã giới thiệu sáu Layer của hệ thống blockchain, tiếp theo là chủ đề mở rộng được thảo luận rộng rãi: Layer 0/1/2. Kể từ năm 2013, chúng ta đã chứng kiến các cuộc thảo luận sôi nổi công khai liên quan đến các vấn đề mở rộng quy mô và các nhà phát triển đã đưa ra nhiều giải pháp mở rộng quy mô blockchain, một số trong số đó đã bị ngành công nghiệp bỏ rơi từ lâu, trong khi những giải pháp khác vẫn đang phát triển mạnh mẽ. Trong bài viết này, chúng ta sẽ bắt đầu với tổng quan ngắn gọn về một số giải pháp Layer 1 quan trọng.

Trước khi đi sâu vào Layer 1, điều quan trọng là phải hiểu ý nghĩa của "Tam giác bất khả thi" trong blockchain. Trong nền tài chính truyền thống, quyền tự chủ tiền tệ, tỷ giá hối đoái cố định và dòng vốn tự do không tương thích ở các quốc gia. Hiện tượng này được gọi là "Bộ ba Mundell-Fleming". Đối với blockchain, khả năng mở rộng, phân quyền và bảo mật là vô cùng quan trọng, tuy nhiên, có nhiều kinh nghiệm thực tế cho thấy chỉ có thể đạt được 2/3. Một khi trọng tâm là giải quyết hai trong số chúng, một vấn đề khác sẽ xảy ra theo sau. Cũng giống như một câu nói rằng giải quyết một vấn đề chỉ để tìm một vấn đề khác. Ví dụ, Bitcoin bao gồm sự phân quyền vô hạn về mặt lý thuyết và bảo mật tuyệt vời, nhưng nó không hoạt động tốt về khả năng mở rộng, với TPS khoảng 10. Khái niệm "Tam giác bất khả thi" sẽ được nhắc lại trong phần còn lại của cuộc thảo luận của chúng ta.

Trong trường hợp của Bitcoin, TPS (giao dịch mỗi giây) = Số lượng giao dịch trên mỗi khối / Thời gian khối

Giao dịch trên mỗi khối = Kích thước khối / Kích thước giao dịch trung bình

Phải mất 10 phút để tạo một khối mới trong blockchain Bitcoin, với kích thước mỗi khối là 1Mb. Giả sử rằng kích thước giao dịch trung bình là 0,25kb và một khối chứa 4000 giao dịch, TPS của Bitcoin là 7 [1024kb / (600 giây * 0,25kb) = 7]. Theo công thức, TPS = kích thước khối / (thời gian khối * kích thước giao dịch trung bình), tăng kích thước khối, giảm thời gian khối và nén kích thước giao dịch có thể cải thiện TPS của Bitcoin. Tuy nhiên, do hạn chế về tốc độ truyền dữ liệu trong thế giới vật lý, việc giảm thời gian khối sẽ làm giảm đáng kể tính bảo mật của hệ thống. Đó là lý do tại sao tăng kích thước khối và nén kích thước giao dịch là hai phương pháp chủ yếu được xem xét.

01 Tăng kích thước khối

Mở rộng khối được cho là giải pháp trực quan nhất để tăng TPS của Bitcoin, nhưng nó đã dẫn đến hai nhánh lớn. Vào tháng 8 năm 2017, một số thợ mỏ ủng hộ kích thước khối lớn hơn đã tổng hợp sức mạnh tính toán của họ và phân tách chuỗi khối Bitcoin, tạo ra BCH (Bitcoin Cash) và tăng kích thước khối lên 8Mb. Vào tháng 11 năm 2018, dưới ảnh hưởng của các thành viên cấp tiến trong cộng đồng BCH, BCHSV đã được phân nhánh để hỗ trợ cái gọi là "mega-block" hoặc thậm chí là "khối không giới hạn".

Tuy nhiên, có nhiều vấn đề với việc đơn giản là tăng kích thước khối. Khi kích thước của một khối mở rộng, gánh nặng phần cứng trên một nút đơn lẻ sẽ tăng lên đáng kể và các nút không đủ khả năng cung cấp phần cứng liên quan sẽ dần dần rời khỏi mạng. Ngoài ra, kích thước khối tăng lên trong khi tốc độ truyền dữ liệu giữa các nút và khả năng xử lý dữ liệu của các nút hầu như không được cải thiện sẽ đe dọa đến tính bảo mật và ổn định của hệ thống Bitcoin. Do đó, giải pháp mở rộng kích thước khối thực sự đi kèm với cái giá phải trả là phân quyền và bảo mật.

02 SegWit

Khi Bitcoin lần đầu tiên được thiết kế, Satoshi Nakamoto đã giới hạn kích thước của khối chứa các giao dịch ở mức 1Mb, nơi dữ liệu giao dịch chứa cả thông tin cơ bản về giao dịch và thông tin chữ ký của các nhà giao dịch. Mặt khác, công nghệ SegWit được ngụy trang làm tăng số lượng giao dịch có thể được chứa trong một khối lên khoảng 40% bằng cách tách các chữ ký __script_ ed khỏi thông tin giao dịch và lưu trữ chúng một cách tập trung trong tiêu đề khối mà không vi phạm các quy tắc kiểm tra khối .

Được phản ánh trong địa chỉ Bitcoin, những địa chỉ bắt đầu bằng các ký tự như 3 hoặc bc là địa chỉ ví hỗ trợ Segwit, trong khi địa chỉ bắt đầu bằng số 1 là địa chỉ cũ hơn. Một cuộc kiểm tra trên Blockchain.com về các khối được đúc gần đây cho thấy rằng hầu hết các khối đều đi kèm với công nghệ Segwit. Nhờ Segwit, kích thước thực tế của các khối này vượt quá 1Mb.

Hơn nữa, Bitcoin gần đây đã thúc đẩy soft fork Taproot dựa trên SegWit, để biết thêm chi tiết, vui lòng đọc tiếp:
Taproot: Nó sẽ có tác động gì đến hệ sinh thái Bitcoin? (Taproot: What Impact Will it Have on the Bitcoin Ecosystem?)

03 Cơ chế Đồng thuận Tiểu thuyết

Layer 1 tương ứng với lớp dữ liệu, lớp mạng, lớp đồng thuận và lớp kích hoạt trong kiến trúc logic blockchain. Trong khi việc mở rộng khối nói trên và SegWit chủ yếu quan tâm đến lớp dữ liệu, thì việc cải thiện lớp đồng thuận cũng được coi là một giải pháp để cải thiện khả năng mở rộng. Lấy cơ chế PoW trong Bitcoin làm ví dụ. Nó khiến kẻ tấn công trên mạng Bitcoin phải trả giá cực kỳ cao khi vừa kiểm soát hơn 51% sức mạnh tính toán và mất một thời gian cực kỳ dài để làm được điều đó. Tuy nhiên, do mọi nút trong hệ thống đều tham gia vào cuộc chiến giành quyền ghi sổ, nên quá trình xác minh giao dịch thường diễn ra chậm.

Tốc độ giao dịch của EOS đã đạt hơn 3000 TPS ngay khi hoạt động vào năm 2017. Tốc độ xử lý giao dịch ấn tượng này được ghi nhận là do cơ chế DPoS (Bằng chứng cổ phần được ủy quyền) sáng tạo của nó dựa trên PoS. Trong cơ chế này, chỉ có 21 supernode mạnh mẽ có đặc quyền tạo khối, do đó hệ thống xác minh cực kỳ nhanh chóng. Các supernodes được bầu chọn trong một nền dân chủ đại diện trong thế giới thực, bỏ phiếu trên dây chuyền với một xu-một-phiếu. Tuy nhiên, DPoS đòi hỏi một mức hiệu suất cao từ các supernode, đồng thời phải phân cấp và bảo mật.

DPoS đã truyền cảm hứng cho nhiều cơ chế đồng thuận mới lạ như NPoS (Bằng chứng cổ phần được đề cử) trên Polkadot và trong số những cơ chế khác, về nguyên tắc cũng tương tự như DPoS.

04 Cải tiến Trực tuyến Khác

Ngoài các giải pháp mở rộng được đề cập ở trên, có những dự án đã tối ưu hóa các khía cạnh khác của giao thức blockchain để đạt được khả năng mở rộng đáng kể. Một ví dụ điển hình là Solana, một thế hệ blockchain công khai mới đang ngày càng phổ biến trong năm nay với khả năng xử lý giao dịch hơn 60.000 TPS. Một trong những kỳ công ấn tượng của mạng Solana là cơ chế PoH (Proof of History), phân tách trạng thái blockchain khỏi thời gian trên blockchain. Nó không phải là một cơ chế đồng thuận, mà là một chiếc đồng hồ do Solana phát minh ra cho blockchain. Hơn nữa, nó "tách rời" thời gian trên blockchain khỏi trạng thái của chính khối và thay đổi thực tế là mỗi nút không thể tạo dấu thời gian cục bộ của riêng mình cho đến khi các cập nhật xảy ra trên các khối. Cũng có một số vấn đề với Solana, chẳng hạn như không hỗ trợ Máy ảo Ethereum và sự phát triển chậm chạp của hệ sinh thái của nó.

Để biết thêm thông tin về Solana PoH, vui lòng đọc tiếp
Những đổi mới nào của hệ sinh thái Solana đã khiến giá của nó tăng vọt? (Which Solana Ecosystem Innovations Have Caused Its Price to Surge?)

Phần kết luận

Cuối cùng, quy mô lớp 1 chỉ tập trung vào chuỗi chính. Đối với các blockchain công khai quy mô lớn như Ethereum, vốn đã phát triển một hệ sinh thái khổng lồ, việc áp dụng giải pháp Lớp 1 thậm chí còn khó khăn hơn.

Tại Hội nghị thượng đỉnh Blockchain toàn cầu lần thứ 7 vào ngày 26 tháng 10, Vitalik Buterin đã có bài phát biểu gọi Lớp 2 là tương lai của việc mở rộng quy mô Ethereum. Vậy các giải pháp Lớp 2 là gì và các thuật ngữ kỹ thuật như “chuỗi bên” và “Bản tổng hợp” đề cập đến điều gì? Chúng tôi sẽ giới thiệu với bạn về chúng trong một bài viết sau.

Tác giả: Ashley. H, Nhà nghiên cứu trực thuộc Gate.io

* Bài viết này chỉ trình bày quan điểm của nhà nghiên cứu và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
* Gate.io bảo lưu mọi quyền đối với bài viết này. Việc đăng lại bài viết sẽ được cho phép với điều kiện tham chiếu Gate.io. Trong tất cả các trường hợp khác, hành động pháp lý sẽ được thực hiện do vi phạm bản quyền.

Mở hộp quà may mắn của bạn và nhận phần thưởng $6666

Đăng ký ngay

Phá vỡ "Tam giác bất khả thi": Tổng quan về các giải pháp Layer 1

Chọn ngôn ngữ và khu vực

Tiền pháp định