Khả năng mở rộng chuỗi khối đã là một chủ đề được tranh luận sôi nổi. Hầu hết mọi mạng blockchain đều có giao dịch cao mỗi giây (TPS) như một điểm bán hàng. Tuy nhiên, TPS không phải là thước đo hợp lệ để so sánh các mạng blockchain—khiến việc đánh giá hiệu suất tương đối của chúng trở thành một thách thức. Ngoài ra, số lượng TPS lớn thường phải trả giá — điều này đặt ra câu hỏi: các mạng này có thực sự mở rộng quy mô hay chúng chỉ tăng thông lượng?

tiêu đề phụ

Không phải tất cả các giao dịch đều tiêu thụ cùng một loại gas

Trước tiên, chúng tôi cần xác nhận khẳng định của mình rằng số liệu TPS đơn giản và thuận tiện không phải là thước đo chính xác về khả năng mở rộng.

Để đền bù cho các nút khi thực hiện các giao dịch (và để ngăn người dùng làm lộn xộn mạng với tính toán không cần thiết), chuỗi khối tính phí tỷ lệ thuận với gánh nặng tính toán. Trong Ethereum, độ phức tạp của gánh nặng tính toán được đo bằng gas. Bởi vì gas là một thước đo thuận tiện cho độ phức tạp của giao dịch, nên thuật ngữ này cũng sẽ được sử dụng cho các chuỗi khối không phải Ethereum trong bài viết này.

Các giao dịch rất khác nhau về mức độ phức tạp và do đó, gas mà chúng tiêu thụ cũng rất khác nhau. Bitcoin, đồng tiền tiên phong của các giao dịch ngang hàng không tin cậy, chỉ hỗ trợ tập lệnh Bitcoin cơ bản. Những chuyển đơn giản này từ địa chỉ này sang địa chỉ khác sử dụng rất ít gas. Ngược lại, các chuỗi hợp đồng thông minh như Ethereum hay Solana hỗ trợ máy ảo và ngôn ngữ lập trình Turing-complete cho phép thực hiện các giao dịch phức tạp hơn. Do đó, các dApp như Uniswap cần nhiều gas hơn.

Đó là lý do tại sao việc so sánh TPS của các chuỗi khối khác nhau là vô nghĩa. Những gì chúng ta nên so sánh là sức mạnh tính toán hoặc thông lượng.

tiêu đề phụ

Điều gì giới hạn khả năng mở rộng?

Blockchain cố gắng trở thành mạng phi tập trung, mở và toàn diện nhất có thể. Để đạt được mục tiêu này, hai thuộc tính cơ bản phải được duy trì.

● Yêu cầu phần cứng

Sự phân cấp của mạng chuỗi khối được xác định bởi khả năng của nút yếu nhất trong mạng để xác thực chuỗi khối và duy trì trạng thái của nó. Do đó, chi phí (phần cứng, băng thông và lưu trữ) của việc chạy một nút nên được giữ ở mức thấp nhất có thể để cho phép càng nhiều cá nhân càng tốt trở thành những người tham gia không được phép trong một mạng không tin cậy.

● tăng trưởng nhà nước

tiêu đề phụ

Tác động bất lợi của thông lượng tăng

● nút

Các yêu cầu tối thiểu và số lượng nút để chạy một nút.

Bitcoin¹: Dung lượng ổ cứng 350 GB, kết nối 5 Mbit/s, RAM 1 GB, CPU>1 Ghz. Số nút: ~10.000

Ethereum². Dung lượng ổ cứng SSD hơn 500GB, kết nối 25Mbit/s, bộ nhớ 4-8GB, CPU 2-4 nhân. Số nút: ~6.000

solana³. Dung lượng đĩa SSD 1,5TB trở lên, kết nối 300 Mbit/s, bộ nhớ 128GB, CPU có 12 lõi trở lên. Số nút: ~1.200

Lưu ý rằng các yêu cầu về CPU, băng thông và lưu trữ của các nút đối với thông lượng của chuỗi khối càng lớn thì càng có ít nút trên mạng, điều này sẽ dẫn đến khả năng phân cấp yếu hơn và tính toàn diện của mạng kém hơn.

● Đồng bộ hóa thời gian toàn nút

Khi chạy một nút lần đầu tiên, nút đó phải đồng bộ hóa với tất cả các nút hiện có, tải xuống và xác thực trạng thái của mạng, từ khối gốc đến đầu chuỗi. Quá trình này phải nhanh và hiệu quả nhất có thể để cho phép mọi người tham gia giao thức mà không được phép.

Mô tả hình ảnh

Bảng 1. So sánh thông lượng chuỗi khối và đồng bộ hóa nút

Bảng 1 cho thấy rằng việc tăng thông lượng dẫn đến thời gian đồng bộ hóa lâu hơn do ngày càng nhiều dữ liệu cần được xử lý và lưu trữ.

tiêu đề phụ

Khả năng mở rộng nên được xác định như thế nào?

Khả năng mở rộng là thuật ngữ bị lạm dụng nhiều nhất trong không gian blockchain. Mặc dù việc tăng thông lượng là mong muốn, nhưng đó chỉ là một phần của câu đố.

Khả năng mở rộng có nghĩa là nhiều giao dịch hơn có thể được thực hiện trên cùng một phần cứng.

Vì lý do này, khả năng mở rộng có thể được chia thành hai loại:

● Khả năng mở rộng của trình sắp xếp thứ tự

Sequencer mô tả hành vi sắp xếp và xử lý các giao dịch trong mạng. Như đã đề cập trước đó, bất kỳ chuỗi khối nào cũng có thể tăng thông lượng bằng cách tăng kích thước khối và rút ngắn thời gian khối, cho đến khi cách tiếp cận này có tác động tiêu cực lớn đến mức độ phân cấp của mạng. Tuy nhiên, chỉ điều chỉnh các tham số đơn giản này không mang lại sự cải thiện như mong muốn. Về mặt lý thuyết, EVM của Ethereum có thể xử lý tới khoảng 2.000 TPS, không đủ để đáp ứng các yêu cầu về không gian khối dài hạn. Để phân loại theo quy mô, Solana đã thực hiện một số đổi mới ấn tượng: sử dụng môi trường thực thi song song và cơ chế đồng thuận thông minh, hiệu quả của thông lượng được cải thiện đáng kể. Nhưng những cải tiến này không đủ để đáp ứng nhu cầu về thông lượng, cũng như không có khả năng mở rộng của máy phân loại. Khi Solana tăng thông lượng, chi phí phần cứng để chạy một nút và xử lý giao dịch cũng tăng theo.

● Xác minh khả năng mở rộng

tiêu đề phụ

Rollup hiệu lực là gì?

Tổng số hiệu lực (còn được gọi là"ZK-Rollups"tiêu đề phụ

Theo các yêu cầu phần cứng tương tự, làm thế nào để mở rộng quy mô Hiệu lực Rollup?

Ngay cả khi các chứng minh yêu cầu phần cứng cao cấp, chúng không ảnh hưởng đến sự phân cấp của chuỗi khối; vì tính hợp lệ của các giao dịch được đảm bảo bằng các bằng chứng có thể kiểm chứng về mặt toán học.

Điều quan trọng là yêu cầu xác minh bằng chứng. Do dữ liệu liên quan được nén ở mức độ cao và được trừu tượng hóa mạnh mẽ thông qua tính toán nên tác động của nó đối với các nút chuỗi khối cơ bản là rất nhỏ.

Trình xác thực (các nút Ethereum) không yêu cầu phần cứng cao cấp và kích thước lô không làm tăng yêu cầu phần cứng. Chỉ các chuyển đổi trạng thái và một lượng nhỏ calldata mới cần được xử lý và lưu trữ bởi các nút. Điều này cho phép tất cả các nút Ethereum sử dụng phần cứng hiện có của chúng để xác thực.

Giao dịch càng nhiều giá càng giảm.

Trong một chuỗi khối truyền thống, càng có nhiều giao dịch thì càng tốn kém cho mọi người khi không gian khối được lấp đầy. Người dùng cần trả giá cao hơn nhau trong thị trường phí để các giao dịch của họ được đưa vào các khối.

Tình huống này được đảo ngược trong Cập nhật hiệu lực. Có một chi phí để xác minh một loạt các giao dịch trên Ethereum. Khi số lượng giao dịch trong một đợt tăng lên, chi phí xác thực lô đó sẽ tăng theo logarit. Nhưng việc thêm nhiều giao dịch trong một đợt sẽ dẫn đến phí giao dịch rẻ hơn, ngay cả khi chi phí xác minh của đợt đó tăng lên. Bởi vì các chi phí này được khấu hao trên tất cả các giao dịch trong một đợt, Rollup hiệu lực muốn có càng nhiều giao dịch càng tốt trong một đợt. Khi kích thước lô tăng lên vô cùng, phí khấu hao trên mỗi giao dịch sẽ hội tụ về 0, nghĩa là càng nhiều giao dịch được bao gồm trong Tổng số hiệu lực, phí giao dịch trên mỗi người dùng càng rẻ.

dYdX, một dApp được hỗ trợ bởi Validity Rollup, thường xuyên chứng kiến ​​các lô hơn 12.000 giao dịch. So sánh mức tiêu thụ gas của cùng một giao dịch trên mạng chính và trên Rollup hiệu lực, chúng ta có thể thấy sự cải thiện về khả năng mở rộng.

Giải quyết một giao dịch dYdX trên mạng chính Ethereum: 200.000 gas

Để giải quyết giao dịch dYdX trên StarkEx:<500 gas

tiêu đề phụ

Tại sao Tổng hợp Lạc quan (OP) không mở rộng quy mô như mọi người nghĩ?

Về lý thuyết, OP có các lợi ích về khả năng mở rộng gần như giống như Bản tổng hợp hiệu lực. Nhưng có một sự khác biệt quan trọng. OP tối ưu hóa cho trường hợp trung bình, trong khi Tổng số hiệu lực tối ưu hóa cho trường hợp xấu nhất. Bởi vì các hệ thống chuỗi khối hoạt động trong các điều kiện cực kỳ bất lợi, tối ưu hóa cho các tình huống xấu nhất là cách duy nhất để đạt được bảo mật.

Trường hợp xấu nhất mà OP gặp phải là giao dịch của người dùng sẽ không được kiểm tra bởi trình kiểm tra gian lận. Do đó, để thách thức gian lận, người dùng phải đồng bộ hóa nút đầy đủ Ethereum và nút đầy đủ L2, đồng thời tự tính toán các giao dịch đáng ngờ.

Trong Rollup hợp lệ, ngay cả trong trường hợp xấu nhất, người dùng chỉ cần đồng bộ hóa một nút đầy đủ của Ethereum để xác minh bằng chứng hợp lệ, tiết kiệm gánh nặng tính toán của chính họ.

So với Rollup hiệu lực, chi phí của OP tỷ lệ tuyến tính với số lượng giao dịch thay vì số lượng người dùng, khiến OP đắt hơn.

Quyền truy cập miễn phí vào trạng thái Rollup

Tóm lại là

Tóm lại là

Nhiều cách tiếp cận khả năng mở rộng chuỗi khối nhầm tập trung vào việc tăng thông lượng. Tuy nhiên, điều này bỏ qua tác động thông lượng lên các nút: yêu cầu phần cứng ngày càng tăng để xử lý các khối và lưu trữ lịch sử mạng cũng như cách điều này cản trở sự phân cấp của mạng.

zCloak Network là một nền tảng dịch vụ điện toán riêng dựa trên hệ sinh thái Polkadot, sử dụng máy ảo zk-STARK để tạo và xác minh bằng chứng không kiến ​​thức cho điện toán nói chung. Dựa trên dữ liệu tự trị ban đầu và công nghệ điện toán tự chứng nhận, người dùng có thể phân tích và tính toán dữ liệu mà không cần gửi dữ liệu ra bên ngoài. Thông qua cơ chế nhắn tin chuỗi chéo Polkadot, hỗ trợ bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu có thể được cung cấp cho các chuỗi song song khác và các chuỗi công khai khác trong hệ sinh thái Polkadot. Dự án sẽ áp dụng mô hình kinh doanh "zero-knowledge proof-as-a-service" để tạo ra cơ sở hạ tầng điện toán bảo mật đa chuỗi một cửa.

About zCloak Network

zCloak Network là một nền tảng dịch vụ điện toán riêng dựa trên hệ sinh thái Polkadot, sử dụng máy ảo zk-STARK để tạo và xác minh bằng chứng không kiến ​​thức cho điện toán nói chung. Dựa trên dữ liệu tự trị ban đầu và công nghệ điện toán tự chứng nhận, người dùng có thể phân tích và tính toán dữ liệu mà không cần gửi dữ liệu ra bên ngoài. Thông qua cơ chế nhắn tin chuỗi chéo Polkadot, hỗ trợ bảo vệ quyền riêng tư dữ liệu có thể được cung cấp cho các chuỗi song song khác và các chuỗi công khai khác trong hệ sinh thái Polkadot. Dự án sẽ áp dụng mô hình kinh doanh "zero-knowledge proof-as-a-service" để tạo ra cơ sở hạ tầng điện toán bảo mật đa chuỗi một cửa.