ทีม Ethereum ได้รับ พยายาม เพื่อแก้ปัญหาความสามารถในการปรับขนาดของบล็อกเชนตั้งแต่ปี 2014 ในช่วงเวลานั้นโซลูชันเช่น Raiden, Plasma, zk-SNARKs, sharding และ rollups ปรากฏในชุดเครื่องมือของนักพัฒนา อย่างไรก็ตามการดำเนินการบางอย่างล่าช้าอย่างต่อเนื่องในขณะที่บางคนพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ จำกัด.
นี่เป็นปัญหาจนกระทั่ง Ethereum’s Istanbul hard fork ถูกนำมาใช้ในเดือนธันวาคม 2019 ซึ่งทำให้เกิดความหวังว่าในที่สุดเครือข่ายจะเหมาะสำหรับการใช้งานขององค์กร Cointelegraph พยายามค้นหาว่าสถานการณ์ที่มีความสามารถในการขยายขนาดของสกุลเงินดิจิทัลที่ใหญ่เป็นอันดับสองมีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่และเหตุใดโซลูชันทั้งหมดจึงไม่ตัดมัสตาร์ด.
เหตุใด Ethereum จึงควรปรับขนาด?
บล็อกเชน Ethereum (ETH) ได้กลายเป็นซอฟต์แวร์สำหรับโครงการหลายพันโครงการในช่วงสองสามปีที่ผ่านมา รูปแบบสัญญาอัจฉริยะที่ใช้งานง่ายช่วยให้สามารถสร้างแอปพลิเคชันเกือบทุกชนิดและปล่อยสกุลเงินดิจิทัลของโครงการได้ เป็นผลให้จำนวนแอปพลิเคชันกระจายอำนาจที่ใช้งานอยู่หรือ DApps มี ถึงแล้ว 1,895 บนเครือข่าย ณ เดือนเมษายน 2020 โดยมีผู้ใช้ทำธุรกรรม 77,000 รายการต่อวัน ไม่ต้องพูดถึงธุรกรรมรายวันหลายแสนรายการที่ทำโดยผู้ใช้เพื่อซื้อหรือขาย ETH.
ในขณะเดียวกันปริมาณงานของเครือข่าย Ethereum ไม่เกิน 15–20 ธุรกรรมต่อวินาทีในปี 2019 และถือว่าไม่เพียงพอสำหรับการทำให้ blockchain เหมาะสมกับการใช้งานขนาดใหญ่ ประเด็นสำคัญคือการดำเนินการอย่างรวดเร็วของ DApps จะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อตรงตามเงื่อนไขความสามารถในการปรับขนาดเท่านั้น ก่อนหน้านี้ Vitalik Buterin ผู้ร่วมก่อตั้ง Ethereum กล่าวว่าองค์กรขนาดใหญ่หลายแห่งสนใจที่จะเข้าร่วมระบบนิเวศของ Ethereum แต่ไม่ยอมเปลี่ยนไปใช้เครือข่ายเนื่องจากแบนด์วิดท์ไม่เพียงพอ.
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโครงการใหม่บางโครงการได้แซงหน้า Ethereum ในแง่ของแบนด์วิดท์ ตัวอย่างเช่น EOS blockchain สามารถประมวลผลได้ถึง 4,000 TPS NEO สามารถประมวลผล 10,000 TPS และข้อเสนอล่าสุดจาก Solana อ้างว่าสามารถประมวลผลได้ถึง 50,000 TPS เป็นผลให้ชื่อเสียงของแพลตฟอร์ม ETH เริ่มลดลงโดยมีนักวิจารณ์จำนวนมากขึ้นเรื่อย ๆ ดูเหมือนว่านักพัฒนา Ethereum บางคนเองก็สูญเสียความเชื่อมั่นว่าสักวันหนึ่งเครือข่ายจะสามารถแก้ปัญหาเรื่องความสามารถในการปรับขนาดได้จริงๆ บิวเทริน กล่าวว่า เกี่ยวกับแนวคิด:
“ ฉันมองโลกในแง่ร้ายมากขึ้นเรื่อย ๆ เกี่ยวกับ L2 นอกเครือข่ายข้อมูลเมื่อเวลาผ่านไป Vlad Zamfir พูดถูก พวกเขาสร้างได้ยากต้องใช้เหตุผลเกี่ยวกับสิ่งจูงใจในชั้นแอปพลิเคชันมากเกินไปและยากที่จะสรุปให้ชัดเจน”
นั่นคือก่อนการเปิดตัว Hard Fork ของอิสตันบูลเมื่อเดือนธันวาคมที่ผ่านมาซึ่งในที่สุดก็ทำให้เกิดความหวังในการแก้ปัญหาความสามารถในการปรับขนาดของ Ethereum แต่อิสตันบูลจะปัดเป่าความเชื่อทั่วไปที่ว่า Ethereum ช้าเกินไปได้หรือไม่?
Istanbul Hard Fork: เร็วกว่า แต่ยังไม่ใช่คอมพิวเตอร์โลก
บางทีนี่อาจเป็นโซลูชันความสามารถในการปรับขนาดของ Ethereum เพียงวิธีเดียวที่นำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงของเครือข่ายจากโปรโตคอลการพิสูจน์การทำงานไปสู่การพิสูจน์การมีส่วนได้ส่วนเสีย จากข้อมูลของ Vitalik Buterin ความจุบล็อกเชนหลังอิสตันบูลมีศักยภาพที่จะเข้าถึง 3,000 TPS ในขณะที่ StarkWare ผู้พัฒนาโซลูชันการปรับขนาด อ้างสิทธิ์ ขณะนี้ Ethereum สามารถรองรับ 9,000 TPS เมื่อดำเนินการตามสัญญาอัจฉริยะในการแลกเปลี่ยนแบบกระจายอำนาจและ 18,000 TPS เมื่อประมวลผลการชำระเงินออนไลน์.
ในความเป็นจริงมันยังยากที่จะประเมินแบนด์วิดท์ที่แท้จริงของ Ethereum ตัดสินโดย Blockchair ชาร์ต, เครือข่าย cryptocurrency ที่ใหญ่เป็นอันดับสองในปัจจุบันประมวลผลไม่เกิน 9.5 TPS.
Sharding: เพิ่มความสามารถในการปรับขนาดของ Ethereum ขึ้น 100 เท่า?
เมื่อต้นปี 2019 ชุมชน Ethereum เริ่มมุ่งเน้นไปที่การแบ่งส่วนข้อมูลเป็นหลักโดยพิจารณาว่าเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับการแก้ปัญหาความสามารถในการปรับขนาดของบล็อกเชน ความนิยมที่เพิ่มขึ้นของการชาร์ดนั้นขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าการแยกเครือข่ายเดียวออกเป็นเซ็กเมนต์และการประมวลผลธุรกรรมเฉพาะภายในกลุ่มเหล่านี้จะเพิ่มความเร็วในการประมวลผลธุรกรรม.
นอกจากนี้การประมวลผลธุรกรรมโดยเซ็กเมนต์คู่ขนานอาจนำไปสู่การเพิ่มแบนด์วิดท์เครือข่ายเชิงเส้น – ยิ่งมีเซ็กเมนต์มากเท่าไหร่ธุรกรรมก็สามารถกระจายไปได้ ดังนั้นตามที่นักพัฒนากล่าวว่าเครือข่ายจะได้รับการปรับขนาดโดยการเพิ่มกลุ่มใหม่เข้าไป.
ดังนั้นคำถามคือ: ธุรกรรมระหว่างส่วนงานจะดำเนินการอย่างไร? อันที่จริงหากไม่มีการแก้ปัญหาการโต้ตอบระหว่างชิ้นส่วนการประมวลผลแบบขนานของธุรกรรมตามส่วนจะเป็นไปไม่ได้ซึ่งจะเปลี่ยนยาครอบจักรวาลของการชาร์ดให้กลายเป็นการดำเนินการที่ไร้ความหมาย.
เมื่อพิจารณาจากคำแถลงล่าสุดของ Buterin ระยะเวลาในการดำเนินการ Sharding ยังคงเป็นนามธรรม สิ่งที่ทราบกันดีคือ Sharding จะถูกนำมาใช้ใน Ethereum blockchain ในเฟส 1 ในขณะที่เฟส 0 จะดำเนินการภายในสองปี.
Raiden: การเข้าถึงความสามารถในการขยายขนาดโดยการเสียสละความปลอดภัย?
โซลูชันการปรับขนาดเครือข่าย Ethereum แบบสแตนด์อโลนนี้คล้ายกับเครือข่าย Lightning ของ Bitcoin พูดง่ายๆก็คือภารกิจหลักของ Raiden คือการจัดเก็บข้อมูลบางส่วนนอกบล็อกเชนหลักซึ่งจะเพิ่มปริมาณงานอย่างมาก การประมวลผลข้อมูลนอกเครือข่ายช่วยให้สามารถใช้เครือข่าย Ethereum สำหรับธุรกรรมที่มีขนาดใหญ่ขึ้นหรือมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้นในขณะที่การชำระเงินรายวันสามารถจัดการได้ภายในเครือข่าย Raiden.
อย่างไรก็ตามการประมวลผลธุรกรรมภายนอก blockchain มีความเสี่ยงในตัวเองสิ่งสำคัญคือความปลอดภัย ความจริงก็คือในรุ่นนี้โทเค็นจะถูกเก็บไว้ในสัญญาอัจฉริยะที่สามารถแฮ็กได้ในขณะที่โซลูชันนอกเครือจะรวมศูนย์มากกว่า, ตาม สำหรับนักวิจารณ์บางคน.
ในขณะที่คุณสมบัติของ Raiden นั้นเหมาะสมอย่างยิ่งที่จะจัดการกับ micropayments แต่โซลูชันความสามารถในการปรับขนาดนี้อาจไม่น่าเชื่อถือสำหรับธุรกรรมขนาดใหญ่เสมอไปดังนั้นจึงทำให้การใช้ Ethereum ในปริมาณมากเป็นไปได้ นี่อาจเป็นเหตุผลว่าทำไมการทำซ้ำที่สำคัญหลายอย่างที่กำหนดไว้ในแผนการทำงานของ Raiden จึงยังคงอยู่ในไฟล์ งาน, ในขณะที่เวอร์ชันที่พร้อมใช้งานจะถูกใช้โดยแต่ละโครงการเท่านั้น.
ในตอนท้ายของปี 2017 สิ่งที่เรียกว่า“ micro-Raiden” ได้ปรากฏบนเครือข่าย Ethereum ซึ่งอยู่ในตำแหน่งที่เป็นรุ่นดั้งเดิมของ Raiden อย่างไรก็ตามความสำเร็จของ micro-Raiden ในด้าน micropayments ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดเช่นเดียวกับระดับการยอมรับ Raiden เวอร์ชันอัลฟ่าอื่นที่เรียกว่า Red Eyes.
พลาสม่า: เทคโนโลยีที่ถูกทิ้งร้าง
โครงการ Plasma ได้รับการประกาศครั้งแรกโดย Vitalik Buterin ในเดือนสิงหาคม 2017 ในฐานะโปรโตคอลที่ออกแบบมาเพื่อช่วย Ethereum blockchain จากการประมวลผลข้อมูลที่ไม่จำเป็นโดยการสร้างเลเยอร์ที่สองที่ด้านบนของบล็อกเชนหลัก.
ตามที่นักพัฒนากล่าวว่าในการใช้ Plasma Ethereum blockchain จะยังคงสามารถประมวลผลสัญญาอัจฉริยะได้ แต่จะเผยแพร่บนบล็อกเชนหลังจากเสร็จสิ้นสัญญาเท่านั้น สิ่งนี้จะช่วยลดปริมาณการประมวลผลที่ใช้โดย blockchain เพื่อยืนยันธุรกรรมได้อย่างมากช่วยประหยัดหน่วยความจำได้มาก โปรโตคอล Plasma ยังพยายามเร่งเวลาในการประมวลผลธุรกรรมซึ่งจะทำให้เครือข่ายสามารถโฮสต์ DApps ได้โดยไม่ทำให้ระบบช้าลง.
อย่างไรก็ตามการประกาศเชิงบวกในปี 2019 ถูกแทนที่ด้วยข่าวที่ว่าชุมชน Ethereum เริ่มสำรวจโซลูชันเลเยอร์สองประเภทใหม่ที่ชื่อว่า “rollups” ตามด้วยการยุติการทำงานของ Plasma Group เมื่อวันที่ 27 มกราคม Dragonfly Research เปิดเผยการเสียชีวิตของ Plasma โดยอธิบายว่าทีม Ethereum กำลังรวมตัวกันใน Optimistic Rollup.
เทคโนโลยีที่ไม่มีความรู้: การพิสูจน์ความสำเร็จของเทคโนโลยีเป็นศูนย์
การใช้งาน Zk-SNARKs ควรจะแก้ปัญหาความสามารถในการปรับขนาด Ethereum ผ่านการใช้สัญญาอัจฉริยะ โมเดลนี้ได้ถูกนำไปใช้ในโครงการบล็อกเชน Zcash (ZEC) แล้ว อย่างไรก็ตามหลังมีรายงานเกี่ยวกับช่องโหว่ที่สำคัญของ zk-SNARKs ไม่นานหลังจากการใช้งาน ข้อบกพร่องดังกล่าวทำให้ผู้โจมตีสามารถปลอมแปลงเหรียญได้ไม่ จำกัด จำนวน.
ในขณะเดียวกันสิ่งพิมพ์ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับโปรโตคอลที่ไม่มีการพิสูจน์ความรู้และ zk-SNARK ที่อ้างอิงจากมัน (ซึ่งเข้ารหัสธุรกรรมโดยทำให้พวกเขาไม่ระบุตัวตน) ยังคงเป็นเพียงส่วนหนึ่งของการวิจัยเชิงทฤษฎีของทีม Ethereum.
โซลูชันอื่น ๆ
ก่อนการเปลี่ยนแปลงขั้นสุดท้ายของ Ethereum ไปสู่รูปแบบฉันทามติการพิสูจน์การมีส่วนได้ส่วนเสียทรัพยากรของแพลตฟอร์มอื่น ๆ ที่ประสบความสำเร็จในการดำเนินงานในตลาดและเสนอค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่ต่ำสามารถใช้เพื่อปรับขนาดเครือข่ายได้ตาม Buterin.
ตัวอย่างเช่นเครือข่าย Bitcoin Cash (BCH) อาจกลายเป็นพันธมิตรที่มีศักยภาพของ ETH blockchain ตามที่ Buterin แนะนำ ตามที่เขากล่าวโครงการนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการปรับขนาดเครือข่ายเนื่องจากมีค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่ต่ำและความสามารถในการรับส่งข้อมูลที่สูง ในปี 2019 เครือข่าย BCH สามารถประมวลผลข้อมูลได้มากกว่า 53 กิโลไบต์ต่อวินาทีเมื่อเทียบกับ 8 กิโลไบต์ของ Ethereum.
นอกจาก Bitcoin Cash แล้ว Vitalik Buterin ยังแนะนำให้ใช้เครือข่าย Ethereum Classic (ETC) ซึ่งชี้ให้เห็นถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมและความสามารถในการทำงานร่วมกันกับแพลตฟอร์มอื่น ๆ ข้อเสนออื่น ๆ สำหรับการปรับขนาดเครือข่ายรวมถึงการใช้แพลตฟอร์ม Litecoin (LTC) และ STEEM แต่ทีมงานยังไม่ได้ส่งข้อเสนอความร่วมมือใด ๆ ให้กับคู่แข่งในขณะนี้.
การคาดการณ์ในแง่ดีสำหรับการยกเลิก
นวัตกรรมล่าสุดของโซลูชันความสามารถในการปรับขนาดที่เกิดขึ้นจาก zk-SNARK ที่อธิบายไว้ข้างต้นเรียกว่าโรลอัพซึ่งตามข้อมูลของ Buterin กำลังได้รับการพัฒนาในขณะนี้ การรวบรวมเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลธุรกรรมในบล็อกเชนในรูปแบบที่บีบอัดโดยกระบวนการคำนวณจะเกิดขึ้นนอกเครือข่าย แทนที่จะตรวจสอบความถูกต้องของการคำนวณเช่นการตรวจสอบการลงทะเบียนและการดำเนินการของสัญญาโดยตรงในห่วงโซ่แนะนำให้ใช้ zk-SNARK เป็นส่วนหนึ่งของ zk-Rollup และรูปแบบการป้องกันการฉ้อโกงซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของค่าสะสมในแง่ดีของ Ethereum.
โซลูชันแรกชื่อ zk-Rollups ใช้การพิสูจน์ความรู้ที่ไม่มีศูนย์เพื่อตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมทั้งหมดบน sidechain อย่างไรก็ตามโซลูชันดังกล่าวยังพบข้อบกพร่องบางประการที่เกิดจากกระบวนการเข้ารหัสที่ใช้การคำนวณอย่างเข้มข้นและความเป็นไปไม่ได้ที่จะใช้สัญญาอัจฉริยะ.
ตัวแปรที่สอง Optimistic Rollup พยายามขจัดความจำเป็นในการพิสูจน์ความรู้แบบศูนย์โดยเปลี่ยนหลักการฉันทามติ โดยพื้นฐานแล้วแทนที่จะตรวจสอบธุรกรรมแต่ละรายการเครือข่ายจะถือว่าธุรกรรมทั้งหมดถูกต้องทำให้ผู้ใช้สามารถแทรกแซงได้ก็ต่อเมื่อพวกเขาเห็นธุรกรรมที่ไม่ถูกต้องโดยการส่ง “หลักฐานการฉ้อโกง”
ที่เกี่ยวข้อง: Vitalik Buterin เผย Ethereum 2.0 Roadmap สำหรับ Cointelegraph
Buterin เรียกโซลูชันทั้งสองนี้ว่าน่าทึ่งโดยสังเกตว่านี่ไม่ใช่แค่การปรับขนาดการชำระเงิน แต่เป็นการปรับขนาดบางอย่างที่เทียบเท่ากับเครื่องเสมือน Ethereum การมองโลกในแง่ดีและ Arbitrum เป็นทีมอิสระสองทีมที่มีความคืบหน้าเพียงพอในการทำให้ Optimistic Rollups เกิดขึ้น, ตาม ถึง Buterin.
ในขณะเดียวกันโครงการอื่น ๆ ได้รวมแนวคิดไว้ในโซลูชันการทำงานแล้ว ตัวอย่างเช่น Loopring เพิ่งเปิดตัวการแลกเปลี่ยน ZK-Rollup ซึ่งในทางทฤษฎีสามารถเข้าถึงปริมาณงาน 2,500 TPS นอกจากนี้ทีม Ethereum ยังมองโลกในแง่ดีเกี่ยวกับประสิทธิภาพในอนาคตของโปรเจ็กต์การรวมตัวเนื่องจากคาดว่าจะเพิ่มปริมาณงานบล็อกเชนเป็น 2,500-3,000 TPS และถึง 2,000 – 10,000 TPS หากรวมกับการแบ่งส่วน.
ทั้งหมดนี้จะนำไปสู่อะไร?
จนถึงตอนนี้การสนทนาของทีม Ethereum เกี่ยวกับการชาร์ดการโรลอัพและ zk-SNARK นั้นฟังดูเป็นคำที่มาจากเวทมนตร์ ส่วนหนึ่งอาจเป็นเพราะข้อกำหนดเหล่านี้ไม่ชัดเจนสำหรับผู้ใช้ในชีวิตประจำวันหรือไม่มีใครเคยเห็นวิธีแก้ปัญหาในที่ทำงาน.
ส่วนใหญ่จะขึ้นอยู่กับการเปิดตัวในปีนี้ซึ่งอาจแสดงให้เห็นว่าข้อเสนอในการปรับขนาด Ethereum นั้นมีความเป็นจริงเพียงใด โดยเฉพาะอย่างยิ่งคาดว่า Ethereum 2.0 ซึ่งมีกำหนดคร่าวๆในเดือนกรกฎาคมปีนี้จะเร็วขึ้นและปรับขนาดได้มากขึ้น.
สำหรับการเข้าถึงแบนด์วิดท์เต็มรูปแบบ Ethereum ยังสามารถกำหนดให้ใช้งานโซลูชันข้างต้นทั้งหมดพร้อมกันได้ ดูเหมือนว่าคำแถลงจากนักพัฒนาเช่น Kevin Ho จาก Optimism ซึ่งเป็น บริษัท ที่ทำงานเกี่ยวกับ Optimistic Rollup ยืนยัน สมมติฐานนี้.