Mọi blockchain nhằm đạt được tiềm năng tối đa (mà không bị tắc nghẽn, sụp đổ hoặc siêu tốn kém cho các giao dịch và tương tác hợp đồng thông minh) phải mở rộng quy mô. Thành phần thiết yếu của mở rộng quy mô blockchain là sử dụng các Blockchain layer có sẵn và bổ sung phía trên layer cơ sở một cách hiệu quả.
Liệu việc sử dụng thông minh các tùy chọn khả năng mở rộng blockchain (có sẵn trong các layer cụ thể) có thể cung cấp một chìa khóa giải quyết vấn đề nan giải về khả năng mở rộng của blockchain, nguyên nhân khiến blockchain không thể đạt được sự đồng tồn tại hài hòa của ba tính năng thiết yếu – bảo mật, khả năng mở rộng và phân quyền?
Các Blockchain layer – Hãy làm quen với chúng
Những “trình bao bọc” công nghệ này đóng gói các giao thức hoạt động như các khối xây dựng cơ bản trong công nghệ CNTT ngày nay. Và điều tương tự cũng xảy ra đối với blockchain.
Bài viết này cung cấp cho bạn hiểu biết về các khái niệm cơ bản về khả năng mở rộng của blockchain. Sau đó cung cấp tổng quan công nghệ rộng hơn về các khối xây dựng blockchain. Để làm được điều này, chúng ta sẽ dựa trên sự tương tự của một mô hình đơn giản hóa của một thành phố.
Sự tương đồng giữa blockchain và thành phố
Hãy nghĩ về các giao thức blockchain như cơ sở hạ tầng và luật pháp của một thành phố. Các giao thức chuỗi khối giữ cho ‘thành phố’ hoạt động có trật tự, được quy định và sắp xếp hợp lý. Các thành phố trong thế giới thực sử dụng các yếu tố của chúng theo nhiều cách khác nhau:
- Họ cung cấp các đường phố, khu vực và quận cho các chức năng hoặc mục đích cụ thể.
- Họ tối ưu hóa tải trọng cho các bộ phận riêng lẻ bằng cách phân bổ người của họ qua nhiều loại phương tiện giao thông trong thành phố, chẳng hạn như ô tô, xe buýt, tàu hỏa và các loại khác.
Theo cách tương tự, kiến trúc của một dự án blockchain chỉ định một số công nghệ nhất định cho các layer khác nhau.
Mở rộng theo chiều ngang và chiều dọc
Sự tương tự này cũng hoạt động với sự mở rộng. Các thành phố hiện đại mở rộng theo cả chiều ngang và chiều dọc để chứa nhiều công dân nhất có thể và bổ sung thêm sự đa dạng về chức năng. Chúng ngày càng rộng hơn và cao hơn. Sau đó, đỉnh cao của đô thị hóa hiệu quả bao gồm các tòa nhà chọc trời và các khối căn hộ, sử dụng ít không gian nhất để chứa nhiều người và tiện nghi nhất.
Bằng cách mở rộng hơn, thành phố có thể có được chức năng mới và cũng giảm tải áp lực dân số. Điều này có thể được chứng minh.
Ví dụ, bằng cách thêm một phần thành phố mới dành riêng cho các trường đại học và chỗ ở cho sinh viên, mục đích của việc này là tạo ra một khu vực cho những người thông minh hoạt động và sinh sống mà không gây quá tải cho giao thông chính của thành phố và khả năng lưu trú.
Đồng thời, các blockchain cũng có xu hướng đặt thứ gì đó bên cạnh kiến trúc cơ bản của chúng dưới dạng bổ sung cho layer cơ bản hoặc bằng cách thêm vào một layer bổ sung. Điều này để đáp ứng sự phát triển theo cấp số nhân của các giao dịch người dùng hoặc thêm các khả năng mới, chẳng hạn như như khả năng tương thích của EVM với thế giới Bitcoin, cho phép các mạng dựa trên Bitcoin sử dụng các hợp đồng thông minh Solidity.
Và tương tự như thành phố, các blockchain của chúng ta”trở nên rộng hơn”, có nghĩa là việc áp dụng một side-chain (chuỗi phụ) hỗ trợ khả năng của Main-chain (chuỗi chính) và gánh một số gánh nặng về thông lượng dữ liệu, trong khi chia sẻ cùng một lớp bản thể học, Layer 1.
Khả năng mở rộng theo chiều ngang
Main-chain và side-chain được kết nối bởi một cross-chain bridge (cầu nối xuyên chuỗi) trong khi chia sẻ cùng một lớp công nghệ là một cách tiếp cận khả năng mở rộng sẽ nâng cao năng lực của blockchain. Cách tiếp cận này không phải là điều duy nhất có thể được thực hiện để giúp một blockchain hoạt động tốt hơn.
Thêm nhiều node blockchain hơn để nâng cao hiệu quả của blockchain, chẳng hạn như khả năng mở rộng hoặc thông lượng, là một cách khác. Khi chúng ta thêm nhiều đơn vị có cùng ý nghĩa vào một hệ thống với mục đích nâng cao khả năng của nó, chúng ta đang nói về khái niệm chia tỷ lệ theo chiều ngang.
Một ý nghĩa quan trọng của việc “mở rộng hơn” có thể cho thấy một sự sửa đổi các quy tắc của thành phố. Nhiều công dân hơn có nghĩa là nhiều người dùng blockchain ngang hàng hơn; nhiều người dùng hơn tạo ra nhu cầu cao hơn cho lưu lượng truy cập thành phố có thể được tương tự như các khả năng giao dịch blockchain.
Nhu cầu cao hơn đối với dữ liệu được truyền từ điểm A đến điểm B có thể dẫn đến yêu cầu đối với các khối blockchain lớn hơn. Trong khi các khối lớn hơn, có thể được tương tự như đường cao tốc rộng hơn với các làn đường lái xe bổ sung, có thể giúp xử lý tải trọng giao thông nhiều hơn, trong một blockchain, đây sẽ là vấn đề về số lượng khối được khai thác đi đôi với khả năng thông lượng giao dịch tổng thể của blockchain.
Khả năng mở rộng theo chiều dọc
Cao hơn hoặc mở rộng theo chiều dọc, đơn giản có nghĩa là sử dụng tốt hơn các nguồn tài nguyên không gian mà thành phố sở hữu. Một cái gì đó giống như việc sử dụng “nâng cấp cấu trúc” để biến các tòa nhà lớn của thành phố thành kích thước của Empire State, các thuộc tính trong đó nâng cao khả năng chức năng lưu trú của cùng một khu vực thành phố bằng cách sử dụng kích thước dọc.
Sau đó, phần cứng blockchain, các node và vùng chứa (containers) cho phép blockchain chạy có thể được nâng cấp theo cách tương tự. Ở đây, chúng ta không thêm máy tính bổ sung để làm điều tương tự như với tỷ lệ ngang mà nâng cấp layer phần cứng hiện tại để tăng khả năng của hệ thống. Khi chúng ta nâng cấp các yêu cầu phần cứng để tăng khả năng, chúng tôi đang nói về khái niệm mở rộng theo chiều dọc.
Sự đánh đổi cho việc nâng cao khả năng mở rộng
Cả hai khái niệm này, xuất phát từ lĩnh vực phát triển cơ sở dữ liệu, đều có ưu và nhược điểm, nhưng việc áp dụng chúng trong bối cảnh mạng phi tập trung mang lại những đánh đổi bổ sung.
Để minh họa khái niệm nói trên theo cách đơn giản nhất có thể, hãy để tôi trích dẫn lời ông Jonathan R. Brandt , từ một cuộc phỏng vấn của Cointelegraph, bài báo Mở rộng quy mô chuỗi khối dọc và ngang, được giải thích:
“Trong chiến đấu chống tội phạm, Hulk mở rộng theo chiều dọc, và Justice League mở rộng theo chiều ngang. Trong Bitcoin, một máy chủ khai thác có thể được thu nhỏ theo chiều dọc bằng cách tăng bộ nhớ hoặc nâng cấp GPU của nó và nó có thể được mở rộng theo chiều ngang bằng cách kết hợp các máy chủ lại với nhau ”.
Mặc dù sự tương tự của các yếu tố thành phố với các Blockchain layer không phải là hoàn hảo, nhưng nó vẫn có thể áp dụng một cách đáng ngạc nhiên vì blockchain và cấu trúc của một thành phố thực sự có nhiều điểm chung:
- Cả hai đều là hệ thống phát triển và phát triển hữu cơ.
- Các đường phố, quận, huyện và giao thông trong thành phố có thể có các tầng riêng, là một phần của cùng một layer; ô tô, xe buýt và xe lửa là một phần của giao thông thành phố.
- Cả hai đều tuân theo một tập hợp các quy tắc cốt lõi đơn giản xác định cách chúng được dự kiến, xây dựng và cách chúng hoạt động.
- Cả hai đều yêu cầu cơ sở hạ tầng được xây dựng.
Chúng có những điểm tương đồng khác mà từ đó chúng ta có thể xây dựng các phép loại suy:
- Giao thông thành phố như một dự án blockchain
- Chuỗi chính (L1) như mạng lưới mặt đất chính với chuỗi phụ là đường cao tốc thành phố vòng quanh thị trấn (L1)
- Lượng lưu lượng truy cập thành phố với số lượng khối được khai thác, số lượng người được vận chuyển cùng với số lượng giao dịch blockchain.
Qua phần 1, chúng ta đã có khái niệm cơ bản về các Blockchain layer và khả năng mở rộng blockchain. Chúng ta sẽ đi sâu hơn nữa trong phần 2.
Mickey Maler
