Các nhà phát triển Ethereum xắn tay áo của họ lên để săn lùng các phương pháp chữa bệnh về khả năng mở rộng

Nhóm Ethereum đã cố gắng để giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của blockchain kể từ năm 2014. Trong thời gian đó, các giải pháp như Raiden, Plasma, zk-SNARKs, sharding và rollups đã xuất hiện trong bộ công cụ của nhà phát triển. Tuy nhiên, việc thực hiện một số trong số đó liên tục bị trì hoãn, trong khi những người khác được chứng minh là có hiệu quả hạn chế.

Đây là vấn đề cho đến khi đợt hard fork ở Istanbul của Ethereum được triển khai vào tháng 12 năm 2019, điều này mang lại hy vọng rằng mạng cuối cùng có thể trở nên phù hợp để sử dụng trong công ty. Cointelegraph đã cố gắng tìm hiểu xem liệu tình hình với khả năng mở rộng của tiền điện tử lớn thứ hai có thay đổi hay không và tại sao không phải tất cả các giải pháp đều giảm được mù tạt.

Tại sao Ethereum nên mở rộng quy mô?

Chuỗi khối Ethereum (ETH) đã trở thành một phần mềm cho hàng nghìn dự án trong vài năm qua. Mô hình hợp đồng thông minh dễ sử dụng của nó cho phép tạo ra hầu hết mọi ứng dụng và phát hành tiền điện tử của chính dự án. Do đó, số lượng các ứng dụng phi tập trung đang hoạt động, hoặc DApps, có đạt tới 1.895 trên mạng tính đến tháng 4 năm 2020, với 77.000 giao dịch hàng ngày được thực hiện bởi người dùng. Chưa kể hàng trăm nghìn giao dịch hàng ngày được thực hiện bởi người dùng để mua hoặc bán ETH.

Đồng thời, thông lượng của mạng Ethereum không vượt quá 15–20 giao dịch mỗi giây vào năm 2019 và được coi là không đủ để làm cho blockchain phù hợp để sử dụng trên quy mô lớn. Điểm mấu chốt của vấn đề là hoạt động nhanh chóng của DApp chỉ có thể thực hiện được nếu điều kiện khả năng mở rộng được đáp ứng. Người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin trước đây đã tuyên bố rằng nhiều tổ chức lớn quan tâm đến việc tham gia hệ sinh thái Ethereum, nhưng đã từ chối chuyển sang mạng do không đủ băng thông.

Trong những năm gần đây, một số dự án mới đã vượt qua Ethereum về băng thông. Ví dụ: blockchain EOS có thể xử lý tới 4.000 TPS, NEO có thể xử lý 10.000 TPS và đề xuất mới nhất từ ​​Solana tuyên bố nó có thể xử lý tới 50.000 TPS. Kết quả là, danh tiếng của nền tảng ETH bắt đầu giảm sút, với một số nhà phê bình ngày càng tăng. Có vẻ như bản thân một số nhà phát triển Ethereum đã đánh mất niềm tin rằng một ngày nào đó mạng sẽ có thể thực sự giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của nó. Buterin nói liên quan đến khái niệm:

“Tôi ngày càng bi quan hơn về các L2 ngoài chuỗi dữ liệu theo thời gian. Vlad Zamfir đã đúng; chúng chỉ khó xây dựng, đòi hỏi quá nhiều lý luận ở lớp ứng dụng về các ưu đãi và khó khái quát hóa. “

Đó là trước khi ra mắt hard fork Istanbul vào tháng 12 năm ngoái, cuối cùng đã mang lại hy vọng về một giải pháp cho vấn đề khả năng mở rộng Ethereum. Nhưng liệu Istanbul có thể xua tan niềm tin chung rằng Ethereum quá chậm?

Istanbul hard fork: Nhanh hơn, nhưng vẫn chưa phải là máy tính thế giới

Đây có lẽ là giải pháp khả năng mở rộng Ethereum duy nhất đã được triển khai thành công như một phần của quá trình chuyển đổi mạng từ giao thức bằng chứng công việc sang bằng chứng cổ phần. Theo Vitalik Buterin, dung lượng blockchain hậu Istanbul hiện có tiềm năng đạt 3.000 TPS, trong khi nhà phát triển giải pháp khả năng mở rộng StarkWare tuyên bố rằng Ethereum hiện có thể xử lý 9.000 TPS khi thực hiện các hợp đồng thông minh trên các sàn giao dịch phi tập trung và 18.000 TPS khi xử lý thanh toán trực tuyến.

Trên thực tế, vẫn khó đánh giá băng thông thực tế của Ethereum. Đánh giá bằng Blockchair biểu đồ, mạng lưới tiền điện tử lớn thứ hai hiện xử lý không quá 9,5 TPS.

Sharding: Tăng khả năng mở rộng của Ethereum lên 100 lần?

Vào đầu năm 2019, cộng đồng Ethereum bắt đầu tập trung chủ yếu vào sharding, coi đây là lựa chọn ưu tiên của họ để giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của blockchain. Sự phổ biến ngày càng tăng của sharding dựa trên thực tế là việc chia một mạng đơn lẻ thành các phân đoạn và chỉ xử lý các giao dịch trong các phân đoạn này sẽ làm tăng tốc độ xử lý giao dịch.

Bên cạnh đó, việc xử lý các giao dịch theo các phân đoạn song song có thể dẫn đến sự gia tăng tuyến tính trong băng thông mạng – càng có nhiều phân đoạn, thì càng có nhiều giao dịch có thể được phân phối giữa chúng. Do đó, theo các nhà phát triển, mạng sẽ được cho là sẽ được mở rộng bằng cách thêm các phân đoạn mới vào nó.

Vì vậy, câu hỏi đặt ra là: Các giao dịch giữa các phân khúc sẽ được thực hiện như thế nào? Thật vậy, nếu không giải quyết được vấn đề tương tác giữa các phân đoạn, việc xử lý song song các giao dịch theo phân đoạn sẽ trở nên bất khả thi, điều này biến việc chữa bách bệnh của sharding thành một công việc vô nghĩa.

Đánh giá theo tuyên bố gần đây của Buterin, thời gian để thực hiện sharding vẫn còn trừu tượng. Tuy nhiên, điều được biết là sharding sẽ được triển khai trong chuỗi khối Ethereum ở Giai đoạn 1, trong khi Giai đoạn 0 sẽ được thực hiện trong vòng hai năm.

Raiden: Đạt được khả năng mở rộng bằng cách hy sinh bảo mật?

Giải pháp mở rộng mạng Ethereum độc lập này tương tự như Mạng Lightning của Bitcoin. Nói một cách đơn giản, nhiệm vụ chính của Raiden là lưu trữ một phần dữ liệu bên ngoài chuỗi khối chính, điều này làm tăng đáng kể thông lượng. Xử lý dữ liệu ngoài chuỗi cho phép mạng Ethereum chỉ được sử dụng cho các giao dịch lớn hơn hoặc quan trọng hơn, trong khi các khoản thanh toán hàng ngày có thể được xử lý bên trong mạng Raiden.

Tuy nhiên, việc xử lý các giao dịch bên ngoài blockchain có những rủi ro riêng, rủi ro chính là bảo mật. Thực tế là trong mô hình này, các mã thông báo được lưu trữ trong các hợp đồng thông minh có thể bị tấn công, trong khi các giải pháp ngoài chuỗi tập trung hơn, theo cho một số nhà phê bình.

Mặc dù các tính năng của Raiden rất phù hợp để xử lý các khoản thanh toán vi mô, nhưng giải pháp khả năng mở rộng này có thể không phải lúc nào cũng đáng tin cậy cho các giao dịch lớn và do đó, đặt ra câu hỏi về việc sử dụng Ethereum trên quy mô lớn. Đây có thể là lý do tại sao nhiều lần lặp lại quan trọng được thiết lập trong lộ trình Raiden vẫn nằm trong làm, trong khi phiên bản sẵn sàng sử dụng của nó chỉ được sử dụng bởi các dự án riêng lẻ.

Vào cuối năm 2017, cái gọi là “micro-Raiden” đã xuất hiện trên mạng Ethereum, được định vị là phiên bản rút gọn của Raiden gốc. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ sự thành công của micro-Raiden trong lĩnh vực thanh toán vi mô, cũng như mức độ áp dụng phiên bản alpha khác của Raiden có tên Red Eyes.

Plasma: Công nghệ bị bỏ rơi

Dự án Plasma được Vitalik Buterin công bố lần đầu tiên vào tháng 8 năm 2017 như một giao thức được thiết kế để cứu chuỗi khối Ethereum khỏi việc xử lý dữ liệu không cần thiết bằng cách tạo một lớp thứ hai trên đầu chuỗi khối chính..

Theo các nhà phát triển, khi sử dụng Plasma, blockchain Ethereum vẫn có thể xử lý các hợp đồng thông minh, nhưng nó sẽ chỉ xuất bản chúng trên blockchain sau khi hoàn thành hợp đồng. Điều này sẽ làm giảm đáng kể sức mạnh tính toán được sử dụng bởi blockchain để xác nhận giao dịch, tiết kiệm rất nhiều bộ nhớ. Giao thức Plasma cũng cố gắng tăng tốc thời gian xử lý giao dịch, điều này sẽ cho phép mạng lưu trữ DApps mà không làm chậm hệ thống.

Tuy nhiên, các thông báo tích cực vào năm 2019 đã được thay thế bằng tin tức rằng cộng đồng Ethereum đã bắt đầu khám phá một loại giải pháp lớp hai mới có tên là “cuộn lên”, sau đó là việc chấm dứt hoạt động của Plasma Group. Vào ngày 27 tháng 1, Dragonfly Research đã tiết lộ cái chết của Plasma, giải thích rằng nhóm Ethereum đang hội tụ vào Bản tổng hợp lạc quan.

Công nghệ không có tri thức: Bằng chứng của sự thành công của công nghệ

Việc triển khai Zk-SNARKs được cho là để giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum thông qua việc sử dụng các hợp đồng thông minh. Mô hình này đã được triển khai trong dự án blockchain Zcash (ZEC). Tuy nhiên, sau đó đã báo cáo về lỗ hổng nghiêm trọng của zk-SNARK ngay sau khi triển khai. Lỗi này được cho là cho phép kẻ tấn công làm giả một số lượng vô hạn tiền xu.

Trong thời gian chờ đợi, tất cả các ấn phẩm liên quan đến giao thức zero-knowledge proof và zk-SNARK dựa trên nó (mã hóa các giao dịch bằng cách làm cho chúng ẩn danh), vẫn chỉ là một phần trong nghiên cứu lý thuyết của nhóm Ethereum.

Các giải pháp khác

Trước khi chuyển đổi cuối cùng của Ethereum sang mô hình đồng thuận bằng chứng cổ phần, các nguồn lực của các nền tảng khác hoạt động thành công trên thị trường và cung cấp phí giao dịch thấp có thể được sử dụng để mở rộng mạng lưới, theo Buterin.

Ví dụ, mạng Bitcoin Cash (BCH) có thể trở thành một đối tác tiềm năng của blockchain ETH, theo đề xuất của Buterin. Theo ông, dự án này rất phù hợp để mở rộng mạng lưới do phí giao dịch thấp và khả năng thông lượng cao. Tính đến năm 2019, mạng BCH đã có thể xử lý hơn 53 kilobyte dữ liệu mỗi giây, so với 8 kilobyte của Ethereum.

Ngoài Bitcoin Cash, Vitalik Buterin đã đề xuất việc sử dụng mạng Ethereum Classic (ETC), cho thấy tiềm năng to lớn và khả năng tương tác của nó với các nền tảng khác. Các đề xuất khác để mở rộng mạng lưới bao gồm sử dụng nền tảng Litecoin (LTC) và STEEM, nhưng nhóm vẫn chưa gửi bất kỳ lời đề nghị hợp tác nào cho các đối thủ cạnh tranh của mình..

Một dự báo lạc quan cho việc tổng hợp

Cải tiến mới nhất trong số các giải pháp khả năng mở rộng đã xuất hiện từ zk-SNARK được mô tả ở trên là cái gọi là cuộn lên, theo Buterin, hiện đang được phát triển. Một bản tổng hợp bao gồm việc lưu trữ dữ liệu giao dịch trong blockchain ở dạng nén, với quá trình tính toán diễn ra bên ngoài chuỗi. Thay vì xác thực các tính toán, chẳng hạn như xác minh đăng ký và thực hiện hợp đồng trực tiếp trong chuỗi, nó đề xuất sử dụng zk-SNARK như một phần của zk-Rollup và một kế hoạch chống gian lận như một phần của Ethereum’s Optimistic Rollup.

Giải pháp đầu tiên, có tên là zk-Rollups, sử dụng các bằng chứng không có kiến ​​thức để xác thực tính đúng đắn của tất cả các giao dịch trên sidechain. Tuy nhiên, các giải pháp vẫn gặp một số hạn chế do quá trình mật mã tính toán chuyên sâu và không thể sử dụng các hợp đồng thông minh.

Biến thể thứ hai, Optimistic Rollup, cố gắng loại bỏ nhu cầu về các bằng chứng không có kiến ​​thức bằng cách thay đổi nguyên tắc đồng thuận. Về bản chất, thay vì xác minh từng giao dịch, mạng sẽ giả định rằng tất cả chúng đều đúng, khiến người dùng chỉ can thiệp nếu họ thấy một giao dịch không chính xác bằng cách gửi “bằng chứng gian lận”.

Liên quan: Vitalik Buterin tiết lộ lộ trình Ethereum 2.0 cho Cointelegraph

Buterin gọi cả hai giải pháp này là tuyệt vời, lưu ý rằng đây không chỉ là mở rộng quy mô thanh toán mà còn mở rộng quy mô tương đương với máy ảo Ethereum. Lạc quan và Arbitrum là hai nhóm tự quản có đủ tiến bộ trong việc thực hiện Bản tổng hợp Lạc quan, theo đến Buterin.

Trong khi đó, các dự án khác đã tích hợp khái niệm này vào các giải pháp làm việc. Ví dụ: Loopring gần đây đã khởi chạy trao đổi ZK-Rollup, về mặt lý thuyết có thể đạt đến thông lượng 2.500 TPS. Ngoài ra, nhóm Ethereum rất lạc quan về hiệu quả trong tương lai của các dự án cuộn lên, vì họ dự kiến ​​sẽ tăng thông lượng blockchain lên 2.500—3.000 TPS và lên 2.000—10.000 TPS nếu kết hợp với sharding.

Tất cả những điều này sẽ dẫn đến điều gì?

Cho đến nay, các cuộc thảo luận của nhóm Ethereum về sharding, rollups và zk-SNARK nghe giống như một chuỗi các từ trong một câu thần chú ma thuật. Điều này có thể một phần là do những điều khoản này không rõ ràng đối với người dùng hàng ngày hoặc chưa ai từng thấy các giải pháp tại nơi làm việc.

Phần lớn sẽ phụ thuộc vào các bản phát hành năm nay có thể cho thấy các đề xuất mở rộng quy mô Ethereum thực tế như thế nào. Đặc biệt, dự kiến ​​rằng Ethereum 2.0 – dự kiến ​​được lên lịch vào tháng 7 năm nay – sẽ nhanh hơn và có khả năng mở rộng hơn nhiều.

Để đạt được băng thông đầy đủ, Ethereum cũng có thể yêu cầu thực hiện đồng thời tất cả các giải pháp trên. Tuyên bố từ các nhà phát triển như Kevin Ho từ Optimism, một công ty làm việc trên Optimistic Rollup, dường như xác nhận giả thuyết này.