Giới thiệu

Khả năng mở rộng nói chung là khả năng phát triển của một hệ thống để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Trong điện toán, bạn có thể tăng hiệu suất của máy bằng cách nâng cấp phần cứng của nó để thực hiện các tác vụ nhất định nhanh hơn. Khi chúng tôi nói về khả năng mở rộng trong blockchain, chúng tôi đề cập đến việc tăng khả năng của chúng để xử lý nhiều giao dịch hơn.Các giao thức như Bitcoin có nhiều điểm mạnh, nhưng khả năng mở rộng không phải là một trong số đó. Nếu Bitcoin được chạy trong cơ sở dữ liệu được sở hữu tập trung, việc quản trị viên tăng  tốc độ và thông lượng sẽ tương đối dễ dàng. Nhưng các tuyên bố giá trị của Bitcoin (khả năng chống kiểm duyệt) yêu cầu rằng nhiều người tham gia đồng bộ hóa một bản sao của blockchain.

Vấn đề về khả năng mở rộng của blockchain

Chạy một nút Bitcoin có chi phí tương đối thấp và thậm chí các thiết bị đơn giản cũng có thể làm được. Nhưng vì hàng ngàn nút cần cập nhật với nhau, nên có những hạn chế nhất định về khả năng của chúng. Chuỗi có khả năng xử lý khối lượng giao dịch có giới hạn để không cho phép cơ sở dữ liệu phát triển đến kích thước khó sử dụng. Nếu các giao dịch trở nên quá lớn và quá nhanh, các nút sẽ không thể theo kịp. Hơn nữa, nếu các khối quá lớn, chúng không thể được chuyển tiếp nhanh chóng trên mạng.

Do đó, mạng ở trong tình trạng một nút cổ chai. Một blockchain có thể được xem như một dịch vụ xe lửa khởi hành theo các khoảng thời gian đã đặt. Chỉ có chỗ ngồi hạn chế trong mỗi khoang tàu, và để có được vé, khách du lịch phải trả giá để đảm bảo một chỗ. Nếu tất cả mọi người đang cố gắng lên tàu cùng một lúc, giá sẽ cao. Tương tự, một mạng bị tắc với các giao dịch đang chờ xử lý sẽ yêu cầu người dùng trả phí cao hơn để các giao dịch của họ được đưa vào một cách kịp thời.Một giải pháp đó là mở rộng các toa tàu. Điều này có nghĩa là nhiều chỗ ngồi hơn, thông lượng cao hơn và giá vé rẻ hơn. Nhưng không có gì đảm bảo rằng các ghế sẽ không nhanh chống bị lấp đầy như trước đây. Các toa tàu không thể được mở rộng mãi mãi, giống như các khối hoặc khối khí không thể được mở rộng vô hạn. Điều này khiến việc các nút duy trì trên mạng sẽ trở nên đắt đỏ hơn, vì chúng sẽ cần phần cứng đắt hơn để duy trì đồng bộ hóa.

Nhà sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin đã đưa ra ra Bộ ba Mở rộng để mô tả thách thức mà các blockchain phải đối mặt. Ông đưa ra giả thuyết rằng các giao thức phải thực hiện đánh đổi giữa khả năng mở rộng, tính bảo mật và phân cấp. Những điều này có một số mâu thuẫn với nhau – bằng cách tập trung quá nhiều vào hai trong số các thuộc tính, thuộc tính thứ ba sẽ bị thua kém.Vì lý do này, nhiều người xem khả năng mở rộng là thứ cần đạt được ngoài chuỗi, trong khi tính bảo mật và phân cấp nên được tối đa hóa trên chính blockchain.

Các giải pháp mở rộng quy mô ngoài chuỗi là gì?

Mở rộng ngoài chuỗi mô tả các cách tiếp cận cho phép các giao dịch được thực hiện mà không làm phình to blockchain. Các giao thức cắm vào chuỗi cho phép người dùng gửi và nhận tiền, mà không có giao dịch xuất hiện trên chuỗi chính. Chúng ta sẽ đi sâu vào hai trong số những tiến bộ đáng chú ý nhất trên mặt trận này: sidechain và các kênh thanh toán.

Giới thiệu về sidechain

Sidechain là gì?

Sidechain là một blockchain riêng biệt. Tuy nhiên, nó không phải là một nền tảng độc lập, vì nó được gắn bằng một cách nào đó vào chuỗi chính. Chuỗi chính và sidechain có thể tương tác với nhau, có nghĩa là tài sản có thể chảy tự do từ chuỗi này sang chuỗi khác.Có một số cách để đảm bảo rằng tiền có thể được chuyển qua. Trong một số trường hợp, tài sản được chuyển từ chuỗi chính bằng cách được gửi vào một địa chỉ đặc biệt. Chúng không thực sự được gửi sang – thay vào đó chúng bị khóa vào địa chỉ và một số tiền tương ứng được phát hành trên sidechain. Một cách đơn giản hơn (mặc dù là một tùy chọn tập trung) là gửi tiền cho người giám sát, người này sẽ trao đổi tiền ký quỹ để lấy tiền trên sidechain.

Sidechain hoạt động như thế nào?

Giả sử Alice của chúng ta có 5 bitcoin. Cô ấy muốn trao đổi chúng để lấy 5 đồng tiền tương đương trên một sidechain Bitcoin – hãy gọi chúng là sidecoin. Sidechain trong câu hỏi sử dụng chốt hai chiều, có nghĩa là người dùng có thể chuyển tài sản của họ từ chuỗi chính sang sidechain và ngược lại.Hãy nhớ rằng sidechain là một blockchain riêng biệt. Vì vậy, nó sẽ có các khối, nút và cơ chế xác nhận khác nhau. Để nhận các sidecoin của mình, Alice sẽ gửi 5 bitcoin của mình đến một địa chỉ khác. Người nhận chúng sau đó sẽ cộng 5 sidecoin này vào địa chỉ của họ sau khi họ nhận được bitcoin. Ngoài ra, nó có thể có một số loại thiết lập được giảm thiểu tin cậy trong đó các sidecoin được tự động cộng vào sau khi phần mềm phát hiện thanh toán.

Alice hiện đã chuyển đổi tiền của mình thành sidecoin, nhưng cô luôn có thể đảo ngược quy trình để lấy lại bitcoin của mình. Sau khi cô ấy đã bước vào sidechain, cô ấy có thể tự do giao dịch trên blockchain riêng biệt này. Cô ấy có thể gửi các sidecoin hoặc nhận chúng từ những người khác, giống như cô ấy làm trên chuỗi chính.

Ví dụ, cô ấy có thể trả cho Bob một sidecoin để mua một chiếc áo khoác Binance. Khi cô ấy muốn quay lại Bitcoin, cô ấy có thể gửi bốn sidecoin còn lại của mình đến một địa chỉ đặc biệt. Sau khi giao dịch được xác nhận, bốn bitcoin sẽ được mở khóa và gửi đến địa chỉ mà cô ấy kiểm soát trên chuỗi chính.

Tại sao sidechain được sử dụng?

Bạn có thể tự hỏi ý nghĩa của việc này là gì. Tại sao Alice không sử dụng blockchain Bitcoin?Câu trả lời là sidechain có những chức năng mà Bitcoin không thể có được. Blockchain là hệ thống trao đổi được thiết kế cẩn thận. Mặc dù Bitcoin là loại tiền mã hóa an toàn và phi tập trung nhất, nhưng nó không phải là tốt nhất xét về mặt thông lượng. Mặc dù các giao dịch Bitcoin nhanh hơn các phương thức thông thường, nó vẫn tương đối chậm so với các hệ thống blockchain khác. Các khối được khai thác cứ sau mỗi mười phút và phí có thể tăng đáng kể khi mạng bị nghẽn.

Phải thừa nhận rằng, các khoản thanh toán hàng ngày có lẽ không cần đến mức bảo mật này. Nếu Alice đang trả tiền cho một ly cà phê, cô ấy sẽ không đứng chờ giao dịch được xác nhận. Cô ấy sẽ khiến hàng đợi bị tắc nghẽn, và đến lúc nhận được thì đồ uống của cô ấy đã nguội lạnh.Sidechain không bị ràng buộc bởi các quy tắc tương tự. Trên thực tế, chúng thậm chí không cần sử dụng Bằng chứng công việc để hoạt động. Bạn có thể sử dụng bất kỳ cơ chế đồng thuận nào, tin tưởng một trình xác nhận duy nhất hoặc điều chỉnh bất kỳ số lượng tham số nào. Bạn có thể thêm các nâng cấp không tồn tại trên chuỗi chính, tạo ra các khối lớn hơn và thực hiện các quyết toán nhanh chóng.

Thật thú vị, sidechain thậm chí có thể có lỗi nghiêm trọng mà không ảnh hưởng đến chuỗi chính. Điều này cho phép chúng được sử dụng làm nền tảng để thử nghiệm và đưa ra các tính năng có thể đòi hỏi sự đồng thuận từ phần lớn mạng.

Nếu người dùng chấp nhận sự đánh đổi này, sidechain có thể là một bước quan trọng để tăng khả năng mở rộng một cách hiệu quả. Các nút chuỗi chính không cần lưu trữ mọi giao dịch từ sidechain. Alice có thể tham gia sidechain với một giao dịch Bitcoin duy nhất, thực hiện hàng trăm giao dịch sidecoin và sau đó thoát khỏi sidechain. Trên blockchain Bitcoin, cô ấy chỉ vừa thực hiện hai việc –vào và thoát.Plasma của Ethereum cũng hoạt động tương tự, nhưng có một số khác biệt lớn. Đọc thêm về nó: Ethereum Plasma là gì?

Giới thiệu về các kênh thanh toán

Kênh thanh toán là gì?

Các kênh thanh toán phục vụ có cùng một mục đích như các sidechain xét về khả năng mở rộng, nhưng về cơ bản chúng rất khác nhau. Giống như các sidechain, chúng đẩy các giao dịch ra khỏi chuỗi chính để blockchain không bị quá tải. Tuy nhiên, khác với các sidechain, chúng không yêu cầu một blockchain riêng để hoạt động.Kênh thanh toán sử dụng hợp đồng thông minh để cho phép người dùng giao dịch mà không cần xuất bản giao dịch của họ lên blockchain. Nó làm điều này bằng cách sử dụng một thỏa thuận được thực thi bằng phần mềm giữa hai người tham gia.

Kênh thanh toán hoạt động như thế nào?

Trong các mô hình như Mạng Lightning nổi tiếng, trước tiên hai bên sẽ gửi tiền vào một địa chỉ mà họ cùng sở hữu. Đây là một địa chỉ đa chữ ký, địa chỉ này yêu cầu hai chữ ký để chi tiêu các khoản tiền. Vì vậy, nếu Alice và Bob tạo ra một địa chỉ như vậy, tiền chỉ có thể được chuyển ra ngoài với sự đồng ý của cả hai.

Giả sử mỗi người gửi 10 BTC vào một địa chỉ hiện giữ 20 BTC. Sẽ thật dễ dàng để họ giữ một bảng cân đối trong đó ghi rõ rằng Alice và Bob mỗi người có 10 BTC. Nếu Alice muốn tặng Bob một đồng tiền, họ có thể cập nhật nó để nó ghi nhận rằng Alice có 9 BTC, Bob có 11 BTC. Họ sẽ không phải xuất bản lên blockchain khi họ tiếp tục cập nhật những số dư này. 

Tuy nhiên, tại thời điểm phù hợp, giả sử khi Alice có 5 BTC và Bob có 15 BTC. Khi đó, họ có thể tạo một giao dịch gửi các số dư này đến các địa chỉ thuộc sở hữu của các bên, ký tên và truyền nó lên blockchain.

Alice và Bob có thể đã ghi lại mười, một trăm hoặc một nghìn giao dịch trên bảng cân đối kế toán của họ. Nhưng đối với blockchain, họ chỉ đang thực hiện hai hoạt động trên chuỗi: một là giao dịch cấp vốn ban đầu và một là phân bổ lại số dư khi hoàn thành. Ngoài hai giao dịch này, tất cả các giao dịch khác đều miễn phí và gần như ngay lập tức vì chúng xảy ra ngoài chuỗi. Không cần phải trả phí khai thác và không cần đợi xác nhận khối.Tất nhiên, ví dụ được thảo luận ở trên đòi hỏi cả hai bên phải hợp tác, đây không phải là tình huống lý tưởng nếu họ là những người lạ. Tuy nhiên, các cơ chế đặc biệt có thể được sử dụng để trừng phạt bất kỳ nỗ lực gian lận nào, vì vậy các bên có thể tương tác an toàn với nhau mà không cần tin tưởng. 

Định tuyến thanh toán

Rõ ràng, các kênh thanh toán là công cụ thuận tiện khi hai bên có khối lượng giao dịch cao. Ngoài ra chúng còn các ưu điểm khác nữa. Một mạng lưới các kênh này có thể được bổ sung, có nghĩa là Alice có thể trả tiền cho một bữa tiệc mà cô không có các kết nối trực tiếp. Nếu Bob có một kênh mở với Carol, Alice có thể trả tiền cho cô ấy với điều kiện là có đủ tiền. Cô ấy sẽ đẩy tiền về phía kênh của Bob, và Bob sẽ lần lượt đẩy chúng đến Carol. Nếu Carol được kết nối với người tham gia khác, Dan, điều tương tự có thể được thực hiện. 

Mạng lưới như vậy phát triển thành một cấu trúc liên kết phân tán, nơi mọi người kết nối với nhiều đồng đẳng. Thường sẽ có nhiều tuyến đường đến một đích và người dùng sẽ có thể chọn tuyến đường hiệu quả nhất.

Kết luận

Chúng tôi đã thảo luận về hai cách để cải thiện khả năng mở rộng để cho phép các giao dịch được thực hiện mà không gây quá tải cho blockchain cơ sở. Cả sidechain và công nghệ kênh thanh toán vẫn chưa phát triển, nhưng chúng ngày càng được thúc đẩy bởi những người dùng muốn khắc phục những nhược điểm của các giao dịch ở lớp cơ sở.

Trong tương lai khi nhiều người dùng tham gia mạng, điều quan trọng là duy trì tính phi tập trung. Điều này chỉ có thể đạt được bằng cách thực thi các giới hạn đối với sự tăng trưởng của blockchain để các nút mới có thể dễ dàng tham gia. Những người đề xuất các giải pháp mở rộng ngoài chuỗi tin rằng, theo thời gian, chuỗi chính sẽ chỉ được sử dụng để giải quyết các giao dịch có giá trị cao hoặc để chốt vào/ra khỏi sidechain và mở/đóng kênh.