Blockchain là một sổ cái kỹ thuật số phân tán, mở, có thể ghi lại các giao dịch giữa các bên một cách hiệu quả và có thể xác minh được. Nó là một tổ chức của các chuỗi băm bên trong một chuỗi băm khác tạo thành một danh sách ngày càng tăng các bản ghi được liên kết bằng mật mã.
Nền tảng blokchain được sử dụng để trao đổi tiền điện tử, hợp đồng thông minh, quản lý tài chính, trò chơi, quản lý chuỗi cung ứng và các nền tảng khác vì chúng có khả năng chống sửa đổi dữ liệu và mang lại cho người dùng sự cởi mở, tin cậy và bảo mật. Để một nền tảng blockchain hoạt động hiệu quả, cần phải giải quyết vấn đề ba vấn đề nan giải của blockchain. Bộ ba này liên quan đến ý tưởng được chấp nhận rộng rãi rằng, không thể chạy một chuỗi khối một cách hiệu quả mà không ảnh hưởng đến sự phân tán, khả năng mở rộng và bảo mật. Giải quyết đồng thờiba vấn đề này của blockchain giúp đảm bảo tính nhất quán, tính khả dụng và khả năng chịu đựng phân vùng của blockchain.
Khả năng mở rộng của blockchain là gì?
Khả năng mở rộng của blockchain là tiềm năng của một mạng lưới blockchain trong việc vận hành một lượng lớn giao dịch đồng thời một cách hiệu quả. Nó liên quan đến khả năng của một mạng để xử lý khối lượng công việc tăng lên.
Các yếu tố quyết định khả năng mở rộng của blockchain bao gồm tốc độ giao dịch (TPS), chiều cao khối (số lượng giao dịch trên mỗi khối) và kích thước giao dịch. Những yếu tố quyết định này rất quan trọng vì TPS càng cao và/hoặc các khối càng lớn thì khả năng đáp ứng khối lượng công việc của giao thức blockchain càng cao càng hiệu quả.
Mặc dù các blockchain như Ethereum đã chỉ ra cách bảo mật sổ cái hoàn toàn phi tập trung, nhưng chúng không thể mở rộng. Kích thước ngày càng tăng của các blockchain này đã dẫn đến các vấn đề về khả năng mở rộng. Bitcoin, tiền điện tử phi tập trung và an toàn nhất tại thời điểm hiện tại có một vấn đề với khả năng mở rộng vì nó chỉ có khả năng xử lý trung bình chỉ 7 TPS. Các blockchain này đã cố gắng giải quyết thách thức về khả năng mở rộng bằng cách tăng kích thước của các khối. Tuy nhiên, điều này lại dẫn đến giảm sự phân tán.
Ngoài ra, có lập luận cho rằng. việc tăng kích thước khối sẽ khiến các thợ đào hoặc người xác thực mất động lực vì phí giao dịch sẽ giảm. Việc giảm số lượng thợ đào hoặc trình xác nhận sẽ làm giảm tỷ lệ băm tổng thể của blockchain.
Các vấn đề liên quan đến khả năng mở rộng của Blockchain là gì?
Những thách thức với khả năng mở rộng là thời gian để thêm một khối và thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận. Những vấn đề này bao gồm các hạn chế, kích thước khối nhỏ, thời gian phản hồi lâu và phí giao dịch cao. Tôi giải thích ngắn gọn từng vấn đề này bên dưới:
- Vấn đề khả năng mở rộng blockchain đầu tiên liên quan đến các hạn chế. Trong blockchain trung bình, việc xử lý một giao dịch mới liên quan đến việc thêm thông tin vào sổ cái. Điều này dẫn đến sự chênh lệch của toàn bộ hệ thống khi lịch sử thanh toán tăng lên dẫn đến giảm mức độ tin cậy.
- Một vấn đề lớn khác về khả năng mở rộng là kích thước khối thấp. Đối với hầu hết các blockchain, dung lượng khối ban đầu là 1megabyte. Dung lượng khối này chỉ có thể đáp ứng khoảng 2000 giao dịch cùng một lúc. Khi blockchain trở nên phổ biến hơn, việc đáp ứng sự gia tăng số lượng giao dịch được thực hiện trở thành một thách thức.
iii. Thời gian phản hồi chậm là một vấn đề khác về khả năng mở rộng. Trong một mạng lưới blockchain, mọi giao dịch phải được xác thực. Để xác thực xảy ra, các giao dịch thường phải xếp hàng chờ trình xác thực xử lý chúng. Số lượng giao dịch trong hàng đợi càng cao thì thời gian xử lý giao dịch càng lâu. Điều này tăng lên trong thời gian cao điểm và hiệu quả thì bị giảm đáng kể.
- Phí giao dịch cao liên quan đến các blockchain bị tắc nghẽn cũng là một vấn đề khác về khả năng mở rộng. Khi một blockchain trở nên phổ biến và thu hút nhiều người dùng hơn, quá trình xác nhận trở nên phức tạp hơn. Người dùng muốn giao dịch của họ được xác thực nhanh chóng thường phải trả phí giao dịch cao hơn. Điều này làm giảm hiệu quả của blockchain.
Nhu cầu về khả năng mở rộng
Một blockchain lý tưởng cần phải nhanh và có thể mở rộng. Nó phải có khả năng xử lý hàng nghìn giao dịch; trong khi chống lại các cuộc tấn công như tấn công Sybil, tấn công 51% và tấn công từ chối dịch vụ (DOS). Trong một nỗ lực để trở nên có thể mở rộng, một số blockchain như Ripple ưu tiên khả năng mở rộng và bảo mật hơn phân tán, khiến chúng trở thành Blockchains In Name Only (BINO).
Kích thước ngày càng tăng của các blockchain như Bitcoin và Ethereum đã dẫn đến các vấn đề về khả năng mở rộng. Nếu không có khả năng mở rộng, mạng blockchain sẽ trở nên rất chậm và dễ bị tắc nghẽn.
Giải pháp cho khả năng Mở rộng: Phương pháp tiếp cận của Algorand
Blockchain của Algorand giải quyết thách thức về khả năng mở rộng bằng hai cách tiếp cận;
- Giao thức Pure Proof-of-Stake (PPoS):
Blockchin của Algorand sử dụng giao thức Pure Proof-of-Stake để chọn ngẫu nhiên một nhóm nhỏ những người đề xuất khối và trình xác nhận. Điều này giúp đảm bảo rằng người dùng dễ dàng đạt được sự đồng thuận trong khối tiếp theo vì họ chỉ cần một số lượng tin nhắn cố định. Điều này trái ngược với các giao thức thỏa thuận Byzantine trước đây, trong đó tất cả người dùng phải nhận được tin nhắn từ tất cả những người dùng khác hoặc dựa vào chuỗi tin cậy đặc biệt.
Không giống như các blockchain sử dụng giao thức Proof-of-Work như Bitcoin, giao thức đồng thuận của Algorand không yêu cầu người tham gia giải các câu đố phức tạp để xác nhận các khối. Chi phí tính toán duy nhất mà một người dùng phải trả liên quan đến việc tạo và xác minh chữ ký. Nếu việc tính toán trở thành gánh nặng cho người dùng, thì việc tăng sức mạnh tính toán sẽ trực tiếp cải thiện hiệu suất. Do cách thức hiệu quả này, giao thức đồng thuận của Algorand có thể mở rộng quy mô đến hàng triệu người dùng và xử lý nhiều giao dịch cùng một lúc mà không phải chịu phí giao dịch cao.
- Hệ thống PointProofs:
Hệ thống PointProofs cũng giúp cải thiện khả năng mở rộng của blockchain Algorand. Hệ thống PointProofs là một lược đồ vectơ mới hỗ trợ tổng hợp các bằng chứng không tương tác qua nhiều cam kết. Cả bằng chứng và cam kết đều chỉ 48byte.
PointProofs rất hiệu quả. Trên một chuỗi đơn, mất 0.08 giây để tạo bằng chứng cho 8 giá trị cho một cam kết. Điều này giúp đảm bảo khả năng mở rộng vì giảm thiểu yêu cầu lưu trữ trên chuỗi và băng thông mạng.
Tóm lại, khả năng mở rộng của chuỗi khối Algorand được đảm bảo bởi kiến trúc hiệu quả do Silvio Micali và nhóm của ông đưa ra bằng cách sử dụng giao thức Pure Proof-of-Stake trong khi kết hợp hệ thống PointProofs.
Tham khảo:
