Giải Thích về Kích thước khối và khả năng mở rộng

Kích-thước-khối-là-gì

Kích thước khối quan trọng như thế nào?

Kích cỡ của các cá thể khối trên một blockchain tiềm ẩn những tác động lớn về tốc độ và sức chứa của mạng, nhưng luôn luôn có sự đánh đổi.

Bản thân các khối là các lô dữ liệu dùng để giao dịch, và phần lớn dữ liệu trong mỗi khối được kết hợp với tốc độ của các thế hệ khối trong chuỗi quyết định đến số lượng các cuộc giao dịch được thực hiện trên một giây, hay TPS do nhà mạng nắm giữ. Rõ ràng rằng, với một tỉ lệ TPS cao thì sẽ thu hút hơn nhiều, do vậy các nhà phát triển luôn luôn tìm cách để cải thiện chỉ số này.  

Tỉ lệ thực tế biến đổi dựa trên điều kiện nhà mạng, nhưng hiện tại Bitcoin đạt ngưỡng đỉnh điểm với khoảng 7 TPS , Ethereum thì cũng không khá hơn là bao với 15 TPS. Đặt lên bàn cân so sánh, Visa có thể triển khai hoạt động ở ngưỡng 1.700 TPS, vì thế nó buộc các sự cải biến phải triển khai nếu những nhà mạng này muốn thách đấu như những giải pháp thanh toán toàn cầu.

Bởi vì tỉ lệ TPS của một blockchain thì được gắn kết chặt chẽ theo kích cỡ của mỗi khối, điều này trở thành một tác nhân chính trong việc tìm kiếm lối đi chính cho việc tiếp nhận. Tuy nhiên, chúng ta sớm nhận thấy rằng việc tăng kích cỡ đơn thuần vô thời hạn chỉ là một cách để tiếp cận vấn đề, và có nhiều triết lý khác nhau như làm thế nào để tiến lên phía trước. 

Có những cách nào để blockchains có thể mở rộng quy mô?

Những giải pháp mở rộng quy mô đến từ hai hình thức: ON-CHAIN (Mở rộng quy mô trên chuỗi) và OFF-CHAIN (Mở rộng quy mô ngoài chuỗi). Cả hai đều tồn tại những lợi ích và bất lợi, nhưng hiện tại không một cách nào đảm bảo một tương lai rộng mở xác đáng hơn cách còn lại cả. 

ON-CHAIN scaling

On-chain scaling có thiên hướng theo triết lý của việc thay đổi bản thân blockchain để khiến nó trở nên nhanh nhạy hơn. Ví dụ, một người tiếp cận đến việc mở rộng bao gồm cả việc thu hẹp lượng dữ liệu được sử dụng trong mỗi cuộc giao dịch vừa vặn trong một khối. Điều này tương tự như những gì Bitcoin đã đạt được từ việc cập nhật Segregated witness của nó. Bằng việc thay thế cách thức các giao dịch được tiến hành ra sao, mở ra cho Bitcoin lối đi mới cho phép cải thiện đáng kể đến dung lượng mạng tổng thể.

Một cách khác đầy tiềm năng trong việc tăng cường lượng TPS của mạng là gia tăng tỉ lệ thế hệ khối. Điều này có ích ở vài yếu tố nhất định, tuy nhiên cũng có những giới hạn về phương pháp này trong mối liên hệ với thời gian mà nó tiêu tốn để tạo ra một khối mới thông qua mạng. Nói một cách đơn giản, bạn không muốn các khối mới được tạo ra trước khi mà các khối cũ được trình diện với tất cả các nút của mạng, vì nó có thể gây ra một vài vấn đề nan giải.

Tạo ra những cuộc giao tiếp liền mạch giữa các khối blockchains rời rạc cũng là một cách hay không kém để cho những hệ thống này có thể mở rộng. Nếu các chuỗi khác nhau có thể giao dịch với nhau toàn bộ thì mỗi cá thể mạng riêng lẻ không cần phải xử lý quá nhiều dữ liệu và thông lượng của mỗi mạng sẽ được cải thiện. Hiển nhiên rằng một hệ thống cần được đảm bảo lượng dữ liệu được gửi giữa các mạng phải chính xác tuyệt đối, và đây là những dự án chẳng hạn như Polkadot đang tiến hành thực hiện hiện nay. Bằng việc phối hợp nhiều chuỗi gốc với các hợp đồng thông minh, nền tảng này tạo nên tính khả thi cho toàn bộ hệ sinh thái phi tập trung cùng nhau mở rộng sau khi chúng được tích hợp đầy đủ. 

Sau đó, có một kỹ thuật gọi là sharding, trong đó các giao dịch được chia thành “các phân đoạn” và các nút khác nhau chỉ xác nhận các phân đoạn nhất định, thực hiện hiệu quả quá trình xử lý song song để tăng tốc hệ thống. Phương pháp này có thể được áp dụng cho các hệ thống proof-of-work or proof-of-stake và sẽ trở thành một thành phần chính của Ethereum 2.0. Điều này mang lại tiềm năng trong việc cải thiện dung lượng và tốc độ của mạng. Hơn hết, các nhà phát triển đang hy vọng rằng việc tăng 100.000 TPS sẽ sớm trở thành hiện thực. 

Mặt khác, có một điều đáng lưu ý ở đây là sẽ mất một vài năm trước khi tiến trình sharding được đồng bộ vào Ethereum, và những người có hơi hướng chống đối đã chỉ ra rằng nó cũng phát sinh những sự phức tạp và dễ ảnh hưởng đến việc bảo mật. Điều này bắt nguồn từ thực tế rằng sharding gia tăng cơ hội của một “double-spend” dẫn đến kết quả của một cuộc tấn công. ( Double-spend: chi tiêu kép là một lỗ hổng tiềm năng trong sơ đồ tiền kỹ thuật số trong đó cùng một mã thông báo kỹ thuật số có thể được chi tiêu nhiều lần. Không giống như tiền mặt thực tế, mã thông báo kỹ thuật số bao gồm một tệp kỹ thuật số có thể được nhân đôi hoặc làm sai lệch). Vấn đề này có nghĩa là nó tiêu tốn lượng tài nguyên ít hơn một cách đáng kể để đảm nhiệm các cá thể shard hơn là tiến hành traditional 51% attack. Nó có thể dẫn đến việc các cuộc giao dịch được xác nhận cái mà ở chiều hướng ngược lại sẽ bị cho là quá thời hạn sử dụng, chẳng hạn như cùng là Ether (ETH) nhưng được gửi đến hai địa chỉ khác nhau. 

Một vài dự án đang nỗ lực để cải thiện tốc độ mạng bằng cách giới hạn các nodes xác thực – một triết lý riêng biệt đến từ Ethereum. Để minh chứng cho điều này ta hãy nhìn vào EOS- giới hạn số người xác thực chỉ dừng lại ở con số 21. Và 21 người xác nhận này sau đó được chủ sở hữu token bình chọn với nỗ lực gìn giữ một hình thức quản trị công bằng, phân tán – với các kết quả khác nhau. Điều này đã mang lại cho mạng 4.000 TPS và các nhà phát triển tự tin rằng họ có thể tiếp tục mở rộng quy mô, điều này đã định vị dự án là một trong những đối thủ cạnh tranh đáng gờm của Ethereum trong không gian này. Tuy nhiên, các trình xác nhận còn hạn chế và thường bị coi thường như một hình thức tập trung, vì vậy không phải tất cả người dùng đều được bán theo mẫu.

Một trong những bàn tán xôn xao nhất để mở rộng quy mô của một blockchain là gia tăng kích cỡ của mỗi khối riêng lẻ. Đây là cách tiếp cận mà Bitcoin Cash đã sử dụng khi mà nó được tách ra từ Bitcoin 2017. Không muốn giới hạn ở mức 1MB, cộng đồng Bitcoin Cash đã thay đổi luật chơi để mà dự án có thể đạt mức 8MB và sau này là 32MB trên các khối. Trong khi điều hiển nhiên này tạo ra nhiều chỗ trống hơn cho các khối chứa đựng dữ liệu giao dịch, thì một vài người lại cho rằng không có sự khả thi trong việc tiếp tục triển khai mở rộng kích cỡ vô hạn của các khối. Nhiều người cân nhắc về giải pháp này như tạo thêm ổ gà trên những cung đường và trường hợp xấu nhất là họ thấy nó một lần nữa được cho là gây hại cho bản chất phi tập trung của blockchain. Trong thực tế số khối trung bình trên một Bitcoin Cash vẫn duy trì dưới 1MB, cuộc tranh luận về điều này vẫn chưa có điểm dừng, và đi sâu vào những vấn đề sẽ lại có thêm nhiều điều mới lạ còn chờ con người đến khám phá.

OFF-CHAIN scaling

Bên cạnh các cách mở rộng quy mô trong chuỗi thì cũng có những cách giúp cải thiện mạng mà không trực tiếp thông qua bất kỳ thay đổi gì về blockchain- ta gọi đó là mở rộng quy mô ngoài chuỗi. Những thay đổi này thường được gọi là “second-layer solutions” (tạm dịch: giải pháp lớp thứ 2) vì nó ở vị trí on top của blockchain. Một trong những dự án nổi bật được biết đến nhiều nhất là the Lightning Network for Bitcoin. Nói một cách dễ hiểu, các nodes trong Lightning Network có thể mở ra các “channels” giữa chúng, giao dịch hoàn trả trực tiếp, và chỉ khi có kênh bị đóng thì sự chuyển đổi trên Lightning Network cuối cùng cũng sẽ được hoàn toàn ghi lại trong chuỗi. Các nút này cũng có thể được kết hợp với nhau, tạo nên một hệ thống thanh toán nhanh hơn, rẻ hơn nhiều mà chỉ tương tác với mạng chính trong một phần thời gian.

Ethereum dĩ nhiên cũng có những giải pháp xuyên suốt vấn đề. Ví dụ điển hình như Raiden Network được thiết kế như một phiên bản the Lightning Network của Ethereum, cùng với một sản phẩm blockchain phổ biến hơn được gọi là Celer Network. Những dự án này không chỉ triển khai thực hiện các giao dịch ngoài ngoài chuỗi nhưng không thay đổi hiện trạng, điều đó cho phép thực hiện cái gọi là hợp đồng thông minh. Hiện nay, hạn chế lớn nhất của những hệ thống này là chúng đang trong quá trình hoàn thiện, và vẫn tồn tại những lỗ hổng và các vấn đề kỹ thuật khác có thể gia tăng nếu các kênh không được tạo ra và đóng lại một cách chính xác.

Một ý tưởng tương tự được gọi là “sidechains”. Chúng là những blockchain được “branched off” (tách ra) từ chuỗi chính với khả năng di chuyển tài sản gốc qua lại trong mối quan hệ lẫn nhau. Điều này có nghĩa rằng các sidechains có thể được tạo ra nhằm mục đích nhất định nào đó, nó sẽ đảm bảo cho các hoạt động giao dịch không diễn ra ngoài mạng chính, giải phóng băng thông tổng thể cho những thứ cần được giải quyết trên chuỗi chính. Tiến trình thực hiện này dành cho Bitcoin thông qua the Liquid sidechain, và phiên bản của Ethereum được biết đến như Plasma. Một nhược điểm ở đây là bản thân mỗi sidechain cần được đảm bảo an toàn bởi các nodes, vì nó có thể dẫn tới vài vấn đề thuộc về niềm tin và bảo mật nếu một người sử dụng không nhận thức được ai mới là người vận hành chúng đằng sau màn hình máy tính.

Những tranh cãi và chống đối nảy sinh từ việc gia tăng kích cỡ của khối là gì?

Luôn tồn tại hai phe đối lập trong một cuộc tranh luận. Ở đây, đối với những người muốn gia tăng kích cỡ của khối, họ cho rằng các khối có kích thước lớn hơn không chỉ cải thiện về dung lượng, tốc độ mà còn giảm thiểu chi phí. Ngược lại, những người chống đối thì quan tâm về những vấn đề tập trung lớn hơn mà các khối có kích cỡ lớn hơn có thể gây ra.

Rất nhiều người nghĩ rằng việc tăng kích cỡ các khối là chìa khóa để mang Bitcoin và các tài sản phi tập trung khác vào trong nguồn thu nhập chính. Hoàn toàn công bằng khi đặt vấn đề này vào việc kích cỡ của các khối được gia tăng, nó không chỉ giúp nhiều cuộc giao dịch được xác nhận hơn trên mỗi khối mà còn phí giao dịch trung bình sẽ không còn quá đắt đỏ như trước kia nữa. Điều này nghe có vẻ hoàn hảo cho cả hai, vì mạng trở nên vừa nhanh lại vừa rẻ. Trường hợp này trở nên khả quan hơn bao giờ hết khi mà những người ủng hộ chỉ ra những giải pháp mở rộng, chẳng hạn như sidechains và sharding nói trên, tuy nhiên chúng vẫn đang trong quá trình thử nghiệm và chưa thực sự sẵn sàng để triển khai trên diện rộng.

Những điểm đã được nêu ra nghe có vẻ tích cực và đáng được mong chờ, tuy nhiên mặt trái của vấn đề ở đây là gì- đó chính là những hậu quả khó lường đến từ việc tăng kích cỡ khối. Một lần nữa, cũng có rất nhiều người thấy rằng đó chỉ đơn thuần là mua bán thời gian chứ thực tế không hề giải quyết bất kỳ vấn đề nào cả, và họ đề cao tính thiết yếu của những giải pháp phức tạp hơn thế nữa. Lý do tại sao mà họ cho rằng những khối lớn hơn thực sự trở thành kỳ đà cản mũi là vì các nhà khai thác nút cần tải xuống từng khối thì nó mới được truyền đi, vì vậy với phần cứng hiện tại thì đây không phải là vấn đề chính nếu một khối có dung lượng 1MB, 4MB hay thậm chí 32MB. Tuy nhiên, nếu một blockchain được phổ biến toàn cầu, rồi thì thậm chí bao nhiêu đây sẽ không thể đáp ứng đủ. Thời gian dài trước đó, các khối cần được mở rộng gigabytes, và điều này có thể trở thành tảng đá chắn đường cho nhiều người. Nếu trung bình số người sử dụng không thể sở hữu phần cứng hay kết nối internet có khả năng điều khiển chúng thì không biết chừng sẽ ngày càng ít người hơn thực hiện điều này, qua đó dẫn tới gia tăng sự tập trung.

Cuối cùng, những người mà quyết định những sự thay đổi đối báo hiệu rằng sẽ hỗ trợ nâng cấp giao thức mạng. Bởi vì nhiều công ty khai thác được nhóm thành các nhóm lớn, cuối cùng tất cả đều cùng nhau báo hiệu. Đây có thể là một hình thức tập trung khác, vì những tập đoàn này có quyền uy nhiều hơn những người khai thác đơn lẻ từng có thể. May mắn thay, có nhiều cách để tiếp cận vấn đề này và không phải tất cả các dự án đều muốn xem open-ended block sizes. Các nhà phát triển khác phủ nhận vấn đề này theo những cách khác, đưa ra những cách thức thông minh với hy vọng đưa việc mở rộng quy mô về với cát bụi.

Các cách tiếp cận vấn đề của những dự án khác nhau ra sao?

Không một giải pháp đơn lẻ nào có thể trở nên nổi bật được được cả, những dự án vẫn hết mực năng động và sáng tạo trong việc khai phá các phiên bản của những triết lý trong sự nỗ lực mở rộng quy mô mạng. Tại thời điểm cách đây tầm hai tháng, Bitcoin không hề có bất kỳ nguồn gốc nâng cấp nào lên tính thuần khiết của các khối kể từ khi triển khai thực hiện Segwit.  Khảo sát về Lightning Network và sidechain vẫn đang diễn ra mạnh mẽ, và nhiều người mong đợi một số hình thức của nó sẽ giúp việc mua bán hàng ngày bằng Bitcoin trở thành chuẩn mực thương mại. Như đã đề cập, các dự án chẳng hạn như Bitcoin Cash chấp nhận việc tạo ra những khối lớn hơn,  và BitcoinSV đã và đang nắm bắt xu hướng này xa hơn với giới hạn trên đối với các khối khổng lồ là 2 GB. Phải thừa nhận rằng điều này đã dẫn đến sự gia tăng phí bảo trì lên một bậc cũng như nhiều vấn đề thường xuyên nảy sinh hơn với các khối không được giám sát.

Mặc dù con số 2GB khá ấn tượng, nhưng vẫn có những nền tảng tham vọng hơn nó nhiều. Một dự án với tên gọi ILCOIN sử dụng giao thức được biết đến như là RIFT, như một sự khẳng định, cho phép tạo ra các khối có kích cỡ lên đến 5GB và thông lượng đạt tới 100.000 TPS. Các nhà phát triển ILCOIN nhận định rằng điều đó hoàn toàn khả thi vì mỗi khối là một sự kết hợp của 25MB “MINI-BLOCKS”, và chúng được sinh sản tự động bởi các blocks mẹ. Nhóm nghiên cứu cho biết họ đang sử dụng loại hệ thống mới này để tạo ra một chuỗi khối đám mây phi tập trung, hay còn gọi là DCB, “nhờ khả năng đồng bộ hóa các khối đồng thời, sẽ hoạt động như một giải pháp lưu trữ dữ liệu toàn cầu không tin cậy và hoàn toàn chống được thao tác. ” Các nhà phát triển ILCOIN cũng tin rằng đây sẽ là dự án đầu tiên có thể lưu trữ các tệp của người dùng trên chuỗi.   

RÌt

Không phải tất cả các dự án đều đang thảo luận trên cơ sở tiếp cận các khối lớn hơn. Trong khi các mạng như Zilliqa đã tham gia với Ethereum để tìm kiếm sharding làm phương tiện chính để tạo ra một nền tảng mới có thể mở rộng, thì bản thân Ethereum đang tìm cách chuyển sang một hệ thống proof-of-stake mới được gắn nhãn Casper. Mặt khác, dự án Cardano đã phát triển một cách tiếp cận mới với tên gọi là Hydra, nó cho thấy mỗi người dùng tạo ra 10 đầu với mỗi đầu hoạt động như một kênh mới cho thông lượng của mạng. Điều này cực kì được mong đợi sẽ cho phép khả năng mở rộng liền mạch, vì đã gia tăng công dụng của mạng nên tạo ra sức chứa lớn hơn.

Cuộc tranh luận vẫn đang còn tiếp diễn

Mặc cho rất nhiều đề xuất giải quyết đã được đưa ra, nhưng vẫn không một ai tường tận về lối đi nào cho việc mở rộng blockchain cả, và rất có khả năng là không bao giờ giải quyết được vấn đề. 

Tất cả các khả năng đã được khai phá ở trên nhằm giúp cho việc di chuyển tài sản kỹ thuật số vào sân chơi toàn cầu, nhưng quyết định cuối cùng vẫn còn là một ẩn số. Như đã bàn luận, dù thế nào thì việc này cũng tồn tại những lợi ích và bất lợi và không có gì khó hiểu khi đơn giản là sẽ không có một người chiến thắng duy nhất. Các dự án khác với những mục tiêu độc đáo có thể cần mở rộng quy mô theo những cách khác nhau. Nghe có vẻ hợp lí rằng nhiều hơn một trong số những ý tưởng này có thể được sử dụng song song để gia tăng lợi ích của nó.

Qua thời gian, lịch sử sẽ được viết thêm những trang mới về cách mở rộng quy mô blockchains, nhưng không biết chính xác là khi nào mà thôi. Bằng việc thử nghiệm và đề xuất những giải pháp, các nhà phát triển sẽ tiến đến gần hơn với hệ thống xử lý dữ liệu toàn cầu để có thể cạnh tranh hoặc vượt qua các dịch vụ hiện tại. Tại thời điểm này đây, việc duy trì lối tư duy mở và sẵn sàng xông pha thử nghiệm  những điều mới là những điều hết sức quan trọng. Vì biết đâu câu trả lời mà những nhà lãnh đạo dự án đang tìm kiếm đã sẵn sàng chờ người đến kiểm nghiệm.

Cảm ơn sự đón đọc của quý độc giả- niềm tin của các bạn dành tặng chính là động lực giúp chúng tôi hoàn thành tốt nhiệm vụ của mình.