Những điểm chính
Khả năng mở rộng của blockchain là khả năng của một mạng trong việc xử lý nhiều giao dịch hơn khi nhu cầu tăng. Với các mạng blockchain, điều này rất khó để đạt được nếu không có đánh đổi về bảo mật hoặc phi tập trung.
Bài toán bộ ba bất khả (blockchain trilemma) mô tả thách thức khi đồng thời đạt được khả năng mở rộng, bảo mật và phi tập trung.
Sidechain là các blockchain riêng được liên kết với một chuỗi chính, cho phép giao dịch diễn ra theo các quy tắc khác nhau và tốc độ nhanh hơn so với lớp nền.
Kênh thanh toán cho phép hai bên giao dịch ngoài chuỗi. Chỉ có các giao dịch mở và đóng kênh xuất hiện trên blockchain, từ đó giảm tắc nghẽn và phí.
Giới thiệu
Khả năng mở rộng (scalability) nhìn chung đề cập đến khả năng của một hệ thống trong việc phát triển và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng. Trong tin học, bạn có thể nâng hiệu năng của máy bằng cách nâng cấp phần cứng. Trong mạng blockchain, thách thức lại khác. Mở rộng một blockchain nghĩa là tăng dung lượng để xử lý nhiều giao dịch hơn, đồng thời vẫn đảm bảo nó an toàn và có thể được nhiều người tham gia truy cập.
Bitcoin là một ví dụ phù hợp. Bản chất phi tập trung của nó có nghĩa là hàng nghìn node phải duy trì đồng bộ với nhau. Điều này tạo ra các ràng buộc đối với việc có thể xử lý bao nhiêu giao dịch cùng lúc. Khi nhu cầu vượt quá dung lượng, phí giao dịch có thể tăng và thời gian xác nhận có thể chậm lại.
Thay vì cố gắng giải quyết tất cả vấn đề này ngay trên lớp nền, nhiều nhà phát triển đã tập trung vào các giải pháp off-chain. Hai trong số những cách tiếp cận quan trọng nhất là sidechain và kênh thanh toán. Bài viết này giải thích chúng hoạt động như thế nào và cách chúng phù hợp với bức tranh tổng thể về Lớp 2.
Vấn đề mở rộng blockchain
Chạy một node Bitcoin tương đối không tốn kém, và thậm chí phần cứng ở mức vừa phải cũng có thể làm được. Nhưng vì hàng nghìn node cần được đồng bộ với nhau, mạng sẽ bị giới hạn về số lượng giao dịch có thể xử lý. Các giới hạn về kích thước khối (block size) và thời gian tạo khối (block time) giúp giữ cho cơ sở dữ liệu ở mức có thể quản lý đối với tất cả người tham gia.
Cổ chai (bottleneck) này trở nên rõ ràng trong giai đoạn nhu cầu cao. Bạn có thể hình dung như một chuyến tàu có số ghế cố định khởi hành theo lịch định sẵn. Khi nhiều người muốn lên tàu hơn số ghế có sẵn, giá sẽ tăng. Mạng bị tắc nghẽn sẽ làm tăng chi phí cho giao dịch trên giây (TPS) và làm chậm quá trình xác nhận đối với những người không sẵn sàng trả thêm phí ưu tiên.
Người sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, đã mô tả thách thức này như blockchain trilemma. Ông đề xuất rằng các hệ thống blockchain phải đánh đổi giữa ba thuộc tính: khả năng mở rộng (scalability), bảo mật (security) và phi tập trung (decentralization). Việc cải thiện bất kỳ hai thuộc tính nào trong số đó có thể làm thuộc tính thứ ba tệ đi. Vì lý do này, nhiều người tin rằng khả năng mở rộng tốt nhất nên được giải quyết ở một lớp phụ (lớp thứ cấp) thay vì ngay trên chính chuỗi chính.
Giải pháp mở rộng ngoài chuỗi là gì?
Mở rộng ngoài chuỗi (off-chain) cho phép giao dịch diễn ra mà không làm “gánh nặng” lên blockchain chính. Các giao thức được xây dựng trên một chuỗi cho phép người dùng gửi và nhận quỹ, nhưng các giao dịch riêng lẻ không được ghi lại trên chuỗi chính. Điều này giúp lớp nền luôn “gọn nhẹ” trong khi vẫn cho phép khối lượng giao dịch cao.
Hai trong số những cách tiếp cận sớm nhất và được triển khai rộng rãi nhất là sidechain và kênh thanh toán. Cả hai đều giảm tải cho chuỗi chính, nhưng chúng vận hành theo những cách rất khác nhau.
Giới thiệu về sidechain
Sidechain là gì?
Sidechain là một blockchain riêng chạy song song với một chuỗi chính và được kết nối với chuỗi đó thông qua cơ chế peg hai chiều (two-way peg). Tài sản có thể di chuyển giữa chuỗi chính và sidechain, rồi quay lại. Sidechain vận hành độc lập, với các quy tắc đồng thuận, thời gian tạo khối và trình xác thực riêng.
Sidechain hoạt động như thế nào?
Khi một người dùng chuyển tài sản sang sidechain, số tiền của họ trên chuỗi chính sẽ bị khóa, và một lượng tương đương được phát hành trên sidechain. Khi họ quay lại, token của sidechain sẽ bị đốt (burn) và số tiền ban đầu sẽ được mở khóa. Cơ chế này được gọi là peg hai chiều.
Giả sử Alice có năm bitcoin và muốn sử dụng một sidechain nhanh hơn. Cô ấy gửi bitcoin của mình tới một địa chỉ cầu nối (bridge address), địa chỉ này sẽ khóa chúng. Sau đó, cô ấy nhận năm token tương ứng trên sidechain.
Bây giờ Alice có thể giao dịch tự do trên sidechain. Khi cô ấy sẵn sàng quay lại, cô ấy gửi các token của sidechain đến một địa chỉ đặc biệt, và bitcoin của cô ấy sẽ được phát hành trên chuỗi chính. Đối với Bitcoin, cô ấy chỉ thực hiện hai giao dịch: một để vào sidechain và một để thoát ra.
Vì sao sidechain được sử dụng?
Sidechain không bị ràng buộc bởi các quy tắc của chuỗi chính. Chúng có thể sử dụng các cơ chế đồng thuận khác nhau, tạo khối thường xuyên hơn và xử lý giao dịch nhanh hơn. Sidechain cũng có thể đóng vai trò như môi trường thử nghiệm cho các tính năng mới, vì một lỗi xảy ra trên sidechain sẽ không ảnh hưởng đến mạng nền tảng.
Đánh đổi là vấn đề bảo mật. Thông thường, sidechain kém an toàn hơn chuỗi chính vì có ít trình xác thực (validator) hơn và sử dụng mô hình đồng thuận riêng. Người dùng giao dịch trên sidechain sẽ tin vào các quy tắc của sidechain đó thay vì tin vào Bitcoin.
Plasma của Ethereum là một khung sớm, có một số điểm tương đồng với sidechain. Nó sử dụng hệ thống phân cấp các chuỗi con để chuyển bớt giao dịch khỏi mạng chính Ethereum. Dù vẫn có một số hạn chế, Plasma đã giúp đặt nền tảng cho các thiết kế Lớp 2 tiên tiến hơn.
Giới thiệu về kênh thanh toán
Kênh thanh toán là gì?
Kênh thanh toán cho phép hai bên giao dịch ngoài chuỗi (off-chain) mà không phải công bố từng giao dịch lên blockchain. Cách triển khai nổi tiếng nhất là Lightning Network dành cho Bitcoin. Kênh thanh toán sử dụng hợp đồng thông minh để thực thi một số dư (balance) được chia sẻ giữa các bên tham gia, cho phép họ cập nhật số dư đó một cách tự do mà không phải trả phí giao dịch trên chuỗi mỗi lần.
Kênh thanh toán hoạt động như thế nào?
Để mở kênh, hai người tham gia nạp tiền vào một địa chỉ đa chữ ký (multisignature) dùng chung. Địa chỉ này yêu cầu cả hai bên phải ký để thực hiện bất kỳ giao dịch nào. Cùng với nhau, họ duy trì một bảng số dư (balance sheet) riêng tư, theo dõi mỗi người đang nắm bao nhiêu.
Nếu Alice và Bob mỗi người nạp 10 BTC vào một địa chỉ dùng chung, họ sẽ bắt đầu với 10 BTC mỗi người. Nếu Alice muốn trả Bob 1 BTC, họ cập nhật bảng số dư như sau: Alice còn 9 BTC, Bob có 11 BTC. Cập nhật này không đụng tới blockchain. Họ có thể tiếp tục giao dịch qua lại, cập nhật bảng số dư nhiều lần tùy ý.
Khi đã xong, họ ký một giao dịch cuối cùng để gửi cho mỗi người số dư hiện tại của họ. Chỉ cần hai giao dịch trên chuỗi bất kể đã có bao nhiêu lần cập nhật off-chain: một giao dịch để mở kênh và một giao dịch để đóng kênh. Các giao dịch ở giữa đều miễn phí và gần như tức thời.
Định tuyến thanh toán
Kênh thanh toán trở nên đặc biệt mạnh mẽ khi được kết nối thành một mạng. Nếu Bob đang mở một kênh với Carol, Alice có thể trả Carol mà không cần mở kênh trực tiếp với Carol. Cô ấy sẽ định tuyến giao dịch thông qua Bob, và Bob chuyển cho Carol. Việc định tuyến này có thể mở rộng qua nhiều chặng (nhiều hop).
Trong một mạng được kết nối tốt, thường sẽ có nhiều tuyến đường giữa bất kỳ hai người tham gia nào. Giao dịch sẽ tìm tuyến đường có đủ dung lượng và chuyển tiếp số tiền. Đây là cách Lightning Network cho phép thanh toán Bitcoin giữa những người dùng chưa từng tương tác trực tiếp với nhau.
Việc mở rộng Lớp 2 đã phát triển như thế nào?
Kể từ khi sidechain và kênh thanh toán được giới thiệu, hệ sinh thái Lớp 2 đã phát triển đáng kể. Một nhóm giải pháp mở rộng mới gọi là rollups đã trở thành cách tiếp cận chủ đạo cho Ethereum. Rollups thực thi giao dịch ngoài chuỗi và đăng dữ liệu giao dịch đã nén trở lại chuỗi chính, qua đó kế thừa bảo mật của Ethereum thay vì dựa vào một tập hợp trình xác thực tách biệt.
Cùng với rollups, kênh trạng thái (state channels) cũng xuất hiện như một sự mở rộng khái quát của kênh thanh toán. Chúng cho phép mọi loại thay đổi trạng thái, không chỉ chuyển token, diễn ra ngoài chuỗi giữa các bên tham gia. Điều này mở ra khả năng cho các ứng dụng vượt ra khỏi những khoản thanh toán đơn giản.
Trên Bitcoin, Lightning Network tiếp tục được phát triển như giải pháp kênh thanh toán chính. Đồng thời, các mạng Lớp 2 dành riêng cho Bitcoin cũng đã tăng trưởng, bổ sung khả năng hợp đồng thông minh và kết nối (bridging) thanh khoản Bitcoin sang các hệ sinh thái khác. Mỗi cách tiếp cận đều liên quan đến các giả định tin cậy khác nhau, vì vậy việc hiểu các đánh đổi là quan trọng khi chọn giải pháp nào để sử dụng.
Câu hỏi thường gặp
Khả năng mở rộng của blockchain là gì?
Khả năng mở rộng của blockchain là khả năng của mạng blockchain xử lý nhiều giao dịch hơn khi nhu cầu tăng lên. Hầu hết blockchain đều có giới hạn về số giao dịch có thể xử lý mỗi giây, dẫn đến tắc nghẽn và phí cao hơn khi nhu cầu lớn.
Bài toán bộ ba bất khả (blockchain trilemma) là gì?
Blockchain trilemma là ý tưởng rằng một blockchain không thể hoàn toàn đạt được khả năng mở rộng, bảo mật và phi tập trung cùng lúc. Việc cải thiện một trong các thuộc tính này thường đòi hỏi phải đánh đổi thuộc tính khác.
Sự khác nhau giữa sidechain và kênh thanh toán là gì?
Sidechain là một blockchain riêng chạy song song với chuỗi chính. Nó có các trình xác thực và quy tắc đồng thuận riêng. Kênh thanh toán là một thỏa thuận off-chain giữa hai bên sử dụng hợp đồng thông minh để theo dõi số dư mà không cần một blockchain riêng.
Lightning Network có an toàn để sử dụng không?
Lightning Network sử dụng các hợp đồng mã hóa (cryptographic contracts) để giảm rủi ro gian lận. Những người tham gia cố gắng phát broadcast trạng thái kênh cũ có thể bị bên còn lại phạt. Tuy nhiên, người dùng nên giữ node của mình luôn trực tuyến hoặc sử dụng dịch vụ watchtower để theo dõi các kênh. Như với bất kỳ công nghệ nào, bạn nên hiểu rủi ro trước khi sử dụng.
Rollups là gì và khác gì so với sidechain?
Rollups thực thi giao dịch ngoài chuỗi nhưng đăng dữ liệu giao dịch đã nén trở lại chuỗi chính, qua đó kế thừa bảo mật của lớp nền. Ngược lại, sidechain vận hành với mô hình bảo mật độc lập riêng. Điều này có nghĩa là sidechain có thể nhanh hơn và linh hoạt hơn, nhưng chúng dựa vào các trình xác thực của riêng mình thay vì các cam kết bảo mật của chuỗi chính.
Kết lại
Sidechain và kênh thanh toán là một trong những hướng tiếp cận sớm nhất nhằm giải quyết bài toán mở rộng blockchain. Cả hai đều hướng đến việc chuyển giao dịch ra khỏi chuỗi chính, giảm tắc nghẽn và phí trong khi vẫn duy trì khả năng truy cập lớp nền để thực hiện thanh toán/quyết toán (settlement).
Đọc thêm
Mạng Lớp 2 của Bitcoin là gì?
Rollups Optimistic vs. Zero-Knowledge: Điểm khác nhau là gì?
Rollups ZK là gì? Kỹ thuật mở rộng Lớp 2
Ethereum là gì và hoạt động như thế nào?
Giải thích Proof of Work
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Nội dung này chỉ được cung cấp cho bạn theo hình thức "như hiện có" (as is) nhằm cung cấp thông tin chung và mục đích giáo dục, không có bất kỳ tuyên bố đảm bảo hay bảo hành nào dưới mọi hình thức. Nội dung không nên được hiểu là lời khuyên về tài chính, pháp lý hoặc tư vấn chuyên môn khác, và cũng không nhằm mục đích khuyến nghị mua bất kỳ sản phẩm hoặc dịch vụ cụ thể nào. Bạn nên tự tìm lời khuyên từ các cố vấn chuyên môn phù hợp. Nếu nội dung do bên thứ ba đóng góp, xin lưu ý rằng các quan điểm được thể hiện thuộc về bên đóng góp thứ ba đó và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Binance Academy. Giá tài sản kỹ thuật số có thể biến động. Giá trị khoản đầu tư của bạn có thể tăng hoặc giảm và bạn có thể không nhận lại đúng số tiền đã đầu tư. Bạn hoàn toàn chịu trách nhiệm cho các quyết định đầu tư của mình và Binance Academy không chịu trách nhiệm đối với bất kỳ khoản lỗ nào bạn có thể gặp phải. Để biết thêm thông tin, vui lòng xem Điều khoản sử dụng, Cảnh báo rủi ro và Điều khoản của Binance Academy.