Tương lai của blockchain là phi tập trung, an toàn và khả năng mở rộng. Nhưng thường thì blockchain chỉ có thể đạt được hai trong số ba điều này, được gọi là vấn đề tam giác không thể. Trong nhiều năm qua, mọi người đã khám phá cách cải thiện thông lượng và tốc độ giao dịch của blockchain trong khi đảm bảo tính phi tập trung và an toàn, tức là giải quyết vấn đề mở rộng.
Hãy để chúng ta định nghĩa phi tập trung, tính bảo mật và khả năng mở rộng của blockchain:
Phi tập trung: bất kỳ ai cũng có thể trở thành nút tham gia vào hệ thống blockchain, số lượng nút càng nhiều, mức độ phi tập trung càng cao.
An toàn: Chi phí để có được quyền kiểm soát hệ thống blockchain càng cao, thì độ sâu càng cao.
Khả năng mở rộng: khả năng của blockchain để xử lý một lượng lớn giao dịch.
Sự phân tách cứng lớn đầu tiên của mạng Bitcoin bắt nguồn từ vấn đề mở rộng. Vào ngày 1 tháng 8 năm 2017, hệ thống khách hàng phát triển 8MB của Bitcoin ABC bắt đầu hoạt động, dẫn đến sự phân tách cứng lớn đầu tiên trong lịch sử Bitcoin, tạo ra đồng tiền mới BCH.
Mạng Ethereum cũng chọn hy sinh một phần khả năng mở rộng để đảm bảo tính bảo mật và phi tập trung của mạng. Từ CryptoKitties năm 2017, đến mùa hè DeFi, rồi đến sự trỗi dậy của các ứng dụng trên chuỗi như GameFi và NFT, nhu cầu về thông lượng của thị trường ngày càng tăng, nhưng Ethereum chỉ xử lý được 15-45 giao dịch mỗi giây. Điều này dẫn đến chi phí giao dịch tăng, thời gian thanh toán kéo dài, hầu hết các Dapps khó có thể chịu đựng được chi phí vận hành, toàn bộ mạng trở nên chậm và đắt đỏ đối với người dùng, vấn đề mở rộng blockchain cần phải được giải quyết khẩn cấp.
2. Các loại kế hoạch mở rộng
Chúng tôi phân loại các phương án mở rộng thành hai loại lớn là mở rộng trên chuỗi và mở rộng ngoài chuỗi dựa trên tiêu chuẩn "có thay đổi một lớp mạng chính hay không".
2.1 Mở rộng trên chuỗi
Khái niệm cốt lõi: Giải pháp đạt được hiệu ứng mở rộng thông qua việc thay đổi một lớp giao thức mạng chính, hiện tại giải pháp chính là phân đoạn.
Mở rộng trên chuỗi có nhiều phương án, bài viết này không trình bày chi tiết, chỉ liệt kê hai loại:
Mở rộng không gian khối, tức là tăng số lượng giao dịch được đóng gói trong mỗi khối, nhưng sẽ giảm mức "phi tập trung".
Phân mảnh, chia sổ cái blockchain thành nhiều phần, các nút khác nhau chịu trách nhiệm ghi chép khác nhau, có thể giảm áp lực tính toán của các nút, nhưng sẽ giảm "độ an toàn" của toàn bộ mạng.
Thay đổi một lớp giao thức mạng chính có thể tạo ra những tác động tiêu cực khó lường, vì bất kỳ lỗ hổng bảo mật tinh vi nào ở tầng dưới đều có thể đe dọa nghiêm trọng đến tính bảo mật của toàn bộ mạng.
2.2 off-chain mở rộng
Khái niệm cốt lõi: Giải pháp mở rộng không thay đổi giao thức mạng chính một lớp hiện tại.
Giải pháp mở rộng off-chain có thể được chia thành Layer2 và các giải pháp khác:
Layer2:
Kênh Nhà Nước
Plasma
Rollups(Rollups lạc quan, Rollups ZK)
Khác:
Sidechains
Validium
3. Giải pháp mở rộng off-chain
3.1 Kênh trạng thái
3.1.1 Tóm tắt
Kênh trạng thái quy định rằng người dùng chỉ cần tương tác với mạng chính khi kênh mở, đóng hoặc giải quyết tranh chấp, để các tương tác giữa người dùng được thực hiện off-chain, nhằm giảm thời gian và chi phí giao dịch, đồng thời đảm bảo số lần giao dịch không bị giới hạn.
Kênh trạng thái là một giao thức P2P đơn giản, phù hợp với "các ứng dụng dựa trên lượt", như trò chơi cờ vua hai người. Mỗi kênh được quản lý bởi một hợp đồng thông minh đa ký hoạt động trên mạng chính, hợp đồng này kiểm soát tài sản được gửi vào kênh, xác thực cập nhật trạng thái và phân xử tranh chấp giữa các bên tham gia.
3.1.2 Thời gian
2015/02: Joseph Poon và Thaddeus Dryja phát hành bản nháp trắng của mạng lưới ánh sáng.
2015/11: Jeff Coleman lần đầu tiên hệ thống hóa khái niệm State Channel.
2016/01: Joseph Poon và Thaddeus Dryja chính thức công bố sách trắng về mạng lưới Bitcoin Lightning.
2017/11: Quy chuẩn thiết kế State Channel đầu tiên dựa trên khung Payment Channel, Sprites, được đề xuất.
2018/06: Counterfactual đề xuất thiết kế Kênh Trạng thái Tổng quát.
2018/10: Đề xuất khái niệm State Channel Networks và Virtual Channels.
2019/02: Kênh trạng thái mở rộng thành Kênh N-Party, Nitro là giao thức đầu tiên được xây dựng dựa trên ý tưởng này.
2019/10: Pisa đã mở rộng khái niệm Watchtowers để giải quyết vấn đề tất cả các bên tham gia cần phải trực tuyến liên tục.
2020/03: Hydra đề xuất Kênh Isomorphic Nhanh.
3.1.3 Nguyên lý kỹ thuật
Quy trình làm việc của Kênh Nhà nước:
Alice và Bob triển khai hợp đồng đa ký trên mạng chính và gửi tiền để khóa.
Alice và Bob thực hiện nhiều giao dịch off-chain, mỗi giao dịch đều được cả hai bên ký xác nhận.
Khi đóng kênh, Alice gửi trạng thái cuối cùng cho hợp đồng. Nếu Bob ký tên chấp thuận, hợp đồng sẽ phân phối tiền theo trạng thái cuối cùng. Nếu Bob không phản hồi, cần chờ đến khi kết thúc thời gian thách thức mới có thể nhận được tiền.
3.1.4 Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
Tính chấm dứt tức thì
Phí giao dịch thấp
Độ sâu riêng tư cao
Nhược điểm:
Chi phí khởi tạo kênh cao
Người tham gia cần phải trực tuyến liên tục
Tính thanh khoản của vốn bị khóa kém
Khó áp dụng cho các tình huống chung
3.1.5 Ứng dụng
Mạng lưới Lightning Bitcoin
Tóm tắt: Kênh thanh toán nhỏ lẻ của mạng Bitcoin, được cấu thành từ kênh thanh toán nhỏ lẻ off-chain và trung gian tạo thành mạng giao dịch.
Dòng thời gian: Được đề xuất vào năm 2015, phát hành phiên bản mainnet vào năm 2018, và nhiều sàn giao dịch hỗ trợ mạng lưới Lightning vào năm 2022.
Hệ sinh thái: Đã có hơn 20 loại và hơn 100 ứng dụng, bao gồm thanh toán, ví, quản lý nút, v.v.
Mạng điện Ethereum
Tóm tắt: Kênh thanh toán nhỏ dựa trên Ethereum, tương tự như mạng Lightning.
Thời gian: Thành lập năm 2017, phát hành Light Client đầu tiên vào năm 2020.
Phát triển bị cản trở: Ngưỡng sử dụng cao, sự xuất hiện của công nghệ mở rộng tiên tiến hơn và các lý do khác dẫn đến việc chưa được áp dụng rộng rãi.
Mạng lưới Celer
Tóm tắt: Tăng cường lớp khuyến khích của mạng lưới ánh sáng, phù hợp cho các ứng dụng tương tác tần suất cao như nền tảng thể thao điện tử.
Thời gian: Thành lập năm 2018, ra mắt mạng chính năm 2019.
Sinh thái: Đã ra mắt giao thức DeFi Layer2.finance, giao thức cross-chain Celer IM và cầu nối tài sản cross-chain cBridge.
3.1.6 So sánh ứng dụng
Mạng lưới Lightning Bitcoin, mạng lưới Lightning Ethereum và Celer Network có những đặc điểm riêng về chức năng, độ an toàn, mức độ phi tập trung, phù hợp với các tình huống khác nhau.
3.2 Sidechains
3.2.1 Tóm tắt
Chuỗi phụ là hình thức blockchain xuất hiện để tăng tốc độ giao dịch của chuỗi chính, có thể sử dụng hợp đồng phức tạp hơn hoặc cải thiện cơ chế đồng thuận. Chuỗi phụ gắn liền với chuỗi chính và hỗ trợ chuỗi chính giải quyết vấn đề.
3.2.2 Thời gian
2012/01: Khái niệm sidechain Bitcoin lần đầu tiên được đề xuất
2014/10:Bài báo về sidechain Bitcoin được công bố
2017-2022: Nhiều dự án sidechain lần lượt ra mắt, như POA Network, Matic Network( sau đó đổi tên thành Polygon), xDai Chain等
3.2.3 Nguyên lý kỹ thuật
Công nghệ cross-chain chủ yếu có hai loại:
Symmetric Pegged(双向锚定):
Các xác thực viên của chuỗi chính và chuỗi phụ ghi lại trạng thái hiện tại của nhau theo thời gian thực.
Sử dụng công nghệ SPV hai chiều để truyền thông tin
Khi tài sản chuỗi chính được chuyển đến chuỗi phụ, sẽ tạo ra SPV-Locked Output, chỉ có các xác thực viên chuỗi phụ mới có thể mở khóa.
Asymmetric Pegged( không phối hợp neo):
Các validator của sidechain theo dõi hoạt động của mainchain, có thể chủ động ghi lại giao dịch từ mainchain đến sidechain.
Giao dịch từ chuỗi bên sang chuỗi chính cần phải đưa vào cơ chế Certifiers, được xác thực và ký bởi Certifiers.
3.2.4 Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
Có thể thực hiện giao dịch nhanh chóng và phí thấp
Có thể đạt được tính hoàn chỉnh Turing
Có thể tùy chỉnh cơ chế đồng thuận
Nhược điểm:
An toàn phụ thuộc vào người xác thực chuỗi phụ
Việc chuyển giao tài sản trên chuỗi phụ chính cần thời gian chờ.
Độ sâu phân quyền thấp hơn
3.2.5 Ứng dụng
xDai( hiện Gnosis Chain)
Tóm tắt: Sidechain dựa trên DAI, phí giao dịch dễ tính toán
Thời gian: Ra mắt năm 2018, sáp nhập với Gnosis năm 2022
Hệ sinh thái: Xếp hạng 20 trên DeFi Llama, TVL khoảng 53 triệu USD
Polygon
Tóm tắt: Bộ tổng hợp giải pháp mở rộng Ethereum
Thời gian: Thành lập năm 2017, ra mắt mạng chính vào năm 2020, đổi tên thành Polygon vào năm 2021
Hệ sinh thái: sở hữu 37k+Dapp, 1.8B tổng số giao dịch và 135M+ người dùng
Ronin
Tóm tắt: Sidechain được phát triển cho trò chơi Axie Infinity
Thời gian: Ra mắt mạng chính vào tháng 3 năm 2021, bị tấn công bởi hacker vào tháng 3 năm 2022
Hệ sinh thái: chủ yếu phục vụ cho các ứng dụng liên quan đến Axie Infinity
3.2.6 So sánh ứng dụng
xDai, Polygon và Ronin có những đặc điểm kỹ thuật, ứng dụng, phát triển hệ sinh thái khác nhau, phù hợp với những nhu cầu sử dụng khác nhau.
3.3 Plasma
3.3.1 Tóm tắt
Plasma là một khung xây dựng Dapp có thể mở rộng, nhằm giảm thiểu niềm tin của người dùng vào các Operator chuỗi bên. Ngay cả khi Operator làm điều xấu, Plasma cũng có thể ngăn chặn việc người dùng bị đánh cắp tài sản.
3.3.2 Thời gian
2017/08: Vitalik và Joseph Poon đề xuất trắng Plasma
2018/01: Đề xuất Plasma MVP
2018/03: Đề xuất Plasma Cash
2018/06: Đề xuất Plasma Debit
2018/11: Đề xuất Plasma Prime
Từ năm 2019: Cộng đồng Ethereum bắt đầu khám phá giải pháp mở rộng lớp hai mới "Rollups"
3.3.3 Nguyên lý kỹ thuật
Ý tưởng cốt lõi của Plasma:
off-chain thực hiện: Phần lớn công việc được xử lý bên ngoài mạng chính
Cam kết trạng thái: Operator định kỳ phát hành Merkle Root trên mạng chính như một cam kết trạng thái
Cơ chế thoát: Người dùng có thể gửi chứng minh Merkle để chứng minh quyền sở hữu tài sản.
Sử dụng quy trình:
Người dùng gửi tiền vào hợp đồng mạng chính
Người dùng giao dịch trên chuỗi Plasma
Operator đóng gói giao dịch và gửi Merkle Root đến mạng chính
Người dùng khởi xướng yêu cầu rút tiền, sau thời gian thách thức có thể rút vốn.
3.3.4 Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
Khả năng thông qua cao
Phí giao dịch thấp
Kế thừa tính an toàn của mạng chính
Nhược điểm:
Thời gian thoát lâu
Người dùng cần liên tục giám sát chuỗi Plasma
Vấn đề rút lui quy mô lớn
Vấn đề khả dụng dữ liệu
3.3.5 Ứng dụng
Plasma Group → Optimism
Chuyển sang nghiên cứu Optimistic Rollup vào năm 2019
OMG Network → Mạng Boba
Mạng chính ra mắt vào năm 2020, sử dụng công nghệ More Viable Plasma
Năm 2021 đổi tên thành Boba Network, chuyển sang Optimistic Rollup
Polygon
Ra mắt Matic Plasma Chain vào năm 2020
Giải pháp L2 toàn diện quay ngược, bao gồm công nghệ Rollups
3.3.6 Tóm tắt
Plasma là một giải pháp công nghệ chuyển tiếp, chủ yếu ứng dụng đã chuyển sang các công nghệ mở rộng khác như Rollups.
3.4 Rollups
3.4.1 Tóm tắt
Ý tưởng cốt lõi của Rollups là đưa quá trình tính toán và lưu trữ trạng thái vào off-chain, trong khi những gì được đóng gói lên chuỗi là cam kết trạng thái và dữ liệu giao dịch đã được nén. Hiện tại, chủ yếu được chia thành hai loại là Optimistic Rollups và ZK Rollups.
3.4.2 Nguyên lý kỹ thuật
Cuộn
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
7 thích
Phần thưởng
7
6
Đăng lại
Chia sẻ
Bình luận
0/400
OldLeekConfession
· 25phút trước
Chạy hơn nửa năm mới hiểu rõ cái tam giác này.
Xem bản gốcTrả lời0
SigmaValidator
· 08-09 07:25
Tam giác tử vong ah, mãi mãi không thể giải quyết.
Xem bản gốcTrả lời0
BridgeTrustFund
· 08-09 07:24
Cố gắng tăng cường TPS nào!
Xem bản gốcTrả lời0
SilentObserver
· 08-09 07:23
Lại là những điều cũ mèm này
Xem bản gốcTrả lời0
DAOdreamer
· 08-09 07:11
Sợ rằng mở rộng không khác gì chơi đùa với mọi người.
Phân tích sâu về giải pháp mở rộng off-chain: Công nghệ then chốt để cải thiện hiệu suất Blockchain
Phân tích độ sâu mở rộng off-chain
1. Sự cần thiết của việc mở rộng
Tương lai của blockchain là phi tập trung, an toàn và khả năng mở rộng. Nhưng thường thì blockchain chỉ có thể đạt được hai trong số ba điều này, được gọi là vấn đề tam giác không thể. Trong nhiều năm qua, mọi người đã khám phá cách cải thiện thông lượng và tốc độ giao dịch của blockchain trong khi đảm bảo tính phi tập trung và an toàn, tức là giải quyết vấn đề mở rộng.
Hãy để chúng ta định nghĩa phi tập trung, tính bảo mật và khả năng mở rộng của blockchain:
Sự phân tách cứng lớn đầu tiên của mạng Bitcoin bắt nguồn từ vấn đề mở rộng. Vào ngày 1 tháng 8 năm 2017, hệ thống khách hàng phát triển 8MB của Bitcoin ABC bắt đầu hoạt động, dẫn đến sự phân tách cứng lớn đầu tiên trong lịch sử Bitcoin, tạo ra đồng tiền mới BCH.
Mạng Ethereum cũng chọn hy sinh một phần khả năng mở rộng để đảm bảo tính bảo mật và phi tập trung của mạng. Từ CryptoKitties năm 2017, đến mùa hè DeFi, rồi đến sự trỗi dậy của các ứng dụng trên chuỗi như GameFi và NFT, nhu cầu về thông lượng của thị trường ngày càng tăng, nhưng Ethereum chỉ xử lý được 15-45 giao dịch mỗi giây. Điều này dẫn đến chi phí giao dịch tăng, thời gian thanh toán kéo dài, hầu hết các Dapps khó có thể chịu đựng được chi phí vận hành, toàn bộ mạng trở nên chậm và đắt đỏ đối với người dùng, vấn đề mở rộng blockchain cần phải được giải quyết khẩn cấp.
2. Các loại kế hoạch mở rộng
Chúng tôi phân loại các phương án mở rộng thành hai loại lớn là mở rộng trên chuỗi và mở rộng ngoài chuỗi dựa trên tiêu chuẩn "có thay đổi một lớp mạng chính hay không".
2.1 Mở rộng trên chuỗi
Khái niệm cốt lõi: Giải pháp đạt được hiệu ứng mở rộng thông qua việc thay đổi một lớp giao thức mạng chính, hiện tại giải pháp chính là phân đoạn.
Mở rộng trên chuỗi có nhiều phương án, bài viết này không trình bày chi tiết, chỉ liệt kê hai loại:
Thay đổi một lớp giao thức mạng chính có thể tạo ra những tác động tiêu cực khó lường, vì bất kỳ lỗ hổng bảo mật tinh vi nào ở tầng dưới đều có thể đe dọa nghiêm trọng đến tính bảo mật của toàn bộ mạng.
2.2 off-chain mở rộng
Khái niệm cốt lõi: Giải pháp mở rộng không thay đổi giao thức mạng chính một lớp hiện tại.
Giải pháp mở rộng off-chain có thể được chia thành Layer2 và các giải pháp khác:
3. Giải pháp mở rộng off-chain
3.1 Kênh trạng thái
3.1.1 Tóm tắt
Kênh trạng thái quy định rằng người dùng chỉ cần tương tác với mạng chính khi kênh mở, đóng hoặc giải quyết tranh chấp, để các tương tác giữa người dùng được thực hiện off-chain, nhằm giảm thời gian và chi phí giao dịch, đồng thời đảm bảo số lần giao dịch không bị giới hạn.
Kênh trạng thái là một giao thức P2P đơn giản, phù hợp với "các ứng dụng dựa trên lượt", như trò chơi cờ vua hai người. Mỗi kênh được quản lý bởi một hợp đồng thông minh đa ký hoạt động trên mạng chính, hợp đồng này kiểm soát tài sản được gửi vào kênh, xác thực cập nhật trạng thái và phân xử tranh chấp giữa các bên tham gia.
3.1.2 Thời gian
3.1.3 Nguyên lý kỹ thuật
Quy trình làm việc của Kênh Nhà nước:
3.1.4 Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
Nhược điểm:
3.1.5 Ứng dụng
Mạng lưới Lightning Bitcoin
Mạng điện Ethereum
Mạng lưới Celer
3.1.6 So sánh ứng dụng
Mạng lưới Lightning Bitcoin, mạng lưới Lightning Ethereum và Celer Network có những đặc điểm riêng về chức năng, độ an toàn, mức độ phi tập trung, phù hợp với các tình huống khác nhau.
3.2 Sidechains
3.2.1 Tóm tắt
Chuỗi phụ là hình thức blockchain xuất hiện để tăng tốc độ giao dịch của chuỗi chính, có thể sử dụng hợp đồng phức tạp hơn hoặc cải thiện cơ chế đồng thuận. Chuỗi phụ gắn liền với chuỗi chính và hỗ trợ chuỗi chính giải quyết vấn đề.
3.2.2 Thời gian
3.2.3 Nguyên lý kỹ thuật
Công nghệ cross-chain chủ yếu có hai loại:
Symmetric Pegged(双向锚定):
Asymmetric Pegged( không phối hợp neo):
3.2.4 Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
Nhược điểm:
3.2.5 Ứng dụng
xDai( hiện Gnosis Chain)
Polygon
Ronin
3.2.6 So sánh ứng dụng
xDai, Polygon và Ronin có những đặc điểm kỹ thuật, ứng dụng, phát triển hệ sinh thái khác nhau, phù hợp với những nhu cầu sử dụng khác nhau.
3.3 Plasma
3.3.1 Tóm tắt
Plasma là một khung xây dựng Dapp có thể mở rộng, nhằm giảm thiểu niềm tin của người dùng vào các Operator chuỗi bên. Ngay cả khi Operator làm điều xấu, Plasma cũng có thể ngăn chặn việc người dùng bị đánh cắp tài sản.
3.3.2 Thời gian
3.3.3 Nguyên lý kỹ thuật
Ý tưởng cốt lõi của Plasma:
Sử dụng quy trình:
3.3.4 Ưu điểm và nhược điểm
Ưu điểm:
Nhược điểm:
3.3.5 Ứng dụng
Plasma Group → Optimism
OMG Network → Mạng Boba
Polygon
3.3.6 Tóm tắt
Plasma là một giải pháp công nghệ chuyển tiếp, chủ yếu ứng dụng đã chuyển sang các công nghệ mở rộng khác như Rollups.
3.4 Rollups
3.4.1 Tóm tắt
Ý tưởng cốt lõi của Rollups là đưa quá trình tính toán và lưu trữ trạng thái vào off-chain, trong khi những gì được đóng gói lên chuỗi là cam kết trạng thái và dữ liệu giao dịch đã được nén. Hiện tại, chủ yếu được chia thành hai loại là Optimistic Rollups và ZK Rollups.
3.4.2 Nguyên lý kỹ thuật
Cuộn