LD Research: Bài viết chi tiết giải thích toàn bộ các phương án mở rộng quy mô cho Ethereum
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
LD Research: Bài viết chi tiết giải thích toàn bộ các phương án mở rộng quy mô cho Ethereum
Sự phát triển mở rộng của Ethereum đã trải qua những đổi mới và kết hợp nào? Đã gặp phải những vấn đề gì?
Chuyên sâu báo cáo Web3
Xuất bản bởi: LD Capital Research
Tác giả: 0xRJ_eth (Twitter: @0xRJ_eth)
Bài viết hôm nay chủ yếu tổng hợp các giải pháp mở rộng Ethereum từ góc nhìn trên xuống dưới kết hợp với tiến trình phát triển theo thời gian, bao gồm cả một số phương án cũ mà thị trường hiện tại gần như không còn nhắc đến, có thể nhiều người thậm chí chưa từng nghe qua.
Tôi cho rằng việc làm rõ khung lớn và mối liên hệ logic giữa các phương án là rất quan trọng, điều này giúp chúng ta hiểu được hành trình đổi mới và kết hợp nào đã diễn ra trong quá trình phát triển mở rộng, gặp phải những vấn đề gì, trọng tâm của thị trường ở các giai đoạn khác nhau là gì, và vì sao hiện tại giải pháp Rollup lại chiến thắng. Tất cả những điều này cũng giúp chúng ta nhìn rõ định hướng lớn.
Khi tự nghiên cứu, tôi nhận thấy trên mạng cơ bản không có bài viết nào tổng hợp và so sánh toàn diện từ góc độ này.
Ban đầu, tôi hoàn toàn không hiểu về mở rộng, cảm thấy có quá nhiều giải pháp, mỗi cái đều có ưu nhược điểm riêng, một số còn rất giống nhau, khiến tôi bối rối không hiểu tại sao, nên đã dành rất nhiều thời gian tìm đọc các bài viết từ những giai đoạn khác nhau.
Nhưng sau hai tuần tìm hiểu, tôi nhận ra cách tiếp cận kết hợp yếu tố thời gian mang lại lợi ích to lớn cho tôi.
Tuy nhiên, lượng thông tin hôm nay sẽ rất lớn, vì chắc chắn sẽ liên quan đến nhiều khái niệm và kỹ thuật, nếu kiên nhẫn đọc hết, tôi tin rằng sẽ rất hữu ích để xây dựng khung tổng thể và làm rõ logic của toàn bộ lĩnh vực mở rộng.
Một, Nguyên nhân
Trên blockchain lớp một Ethereum, nhu cầu sử dụng mạng ngày càng tăng dẫn đến tắc nghẽn mạng và đẩy cao chi phí giao dịch.
Nâng cao dung lượng lưu trữ, tốc độ mạng và khả năng xử lý là nền tảng thiết yếu để áp dụng Ethereum quy mô lớn một cách hiệu quả.
Do đó, cần phải thực hiện mở rộng (Scaling).
Hai, Mục đích
Mục tiêu cốt lõi của việc mở rộng là tăng tốc độ giao dịch (xác nhận giao dịch nhanh hơn) và tăng thông lượng giao dịch (tăng số lượng giao dịch mỗi giây TPS), dưới điều kiện giữ nguyên tính phi tập trung và an toàn.
Ba, Các giải pháp mở rộng
Các giải pháp mở rộng: Có thể chia thành hai loại lớn — On-Chain (lớp 1) và Off-Chain (sidechain + layer 2)
On-chain, mở rộng trên chuỗi
Nâng cao hiệu suất của chính blockchain, điều này yêu cầu thay đổi đối với mạng chính lớp một/giao thức Ethereum: Đây chính là "Layer 1". Layer 1 là tên gọi khác của blockchain lớp nền. Ngoài Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC), Solana, Polkadot, Near, Cosmos, Aptos, Sui... cũng thuộc nhóm giao thức layer 1, vì chúng là mạng chính trong hệ sinh thái của mình. Các giao thức Layer 1 có thể xử lý và hoàn tất giao dịch trên blockchain riêng, đồng thời sở hữu token gốc dùng để thanh toán phí giao dịch.
(Việc mở rộng toàn bộ Layer 1 là một phần quan trọng trong nâng cấp Ethereum, nội dung này có thể được trình bày chi tiết trong một bài viết riêng về nâng cấp Ethereum. Hôm nay, phần Layer 1 chỉ được tóm tắt khái niệm một cách đơn giản.)
Các lựa chọn giải pháp mở rộng On-Chain Layer 1 bao gồm:
a. Thay đổi cơ chế đồng thuận. Nâng cấp Ethereum đã áp dụng phương án này. Vài tuần trước, việc sáp nhập thành công giữa Beacon Chain và mạng chính đã hoàn tất chuyển đổi cơ chế đồng thuận từ PoW sang PoS.
b. Triển khai phân mảnh (sharding). Phân mảnh là một giải pháp mở rộng Layer 1 phổ biến, chủ yếu nhằm tăng thông lượng giao dịch. Đây là một kỹ thuật phân chia cơ sở dữ liệu trong khoa học máy tính, mạng lưới cùng các nút của nó được chia thành các mảnh khác nhau để san sẻ khối lượng công việc và tăng tốc độ giao dịch. Mỗi mảnh xử lý một phần hoạt động của toàn mạng, tức là mỗi mảnh có giao dịch riêng, nút riêng và khối riêng.Phân mảnh cũng giúp giảm gánh nặng cho mỗi trình xác thực (vì họ không còn cần xử lý và lưu trữ mọi giao dịch của toàn mạng). Mỗi nút sẽ ghi lại công việc đã hoàn thành vào chuỗi chính, chia sẻ dữ liệu cục bộ theo thời gian thực. Đây là phương án mở rộng nằm trong kế hoạch nâng cấp ban đầu Eth 2.0, hiện đã được thay thế bằng danksharding.
c. Mở rộng kích thước khối. Cho phép mỗi khối xử lý nhiều giao dịch hơn (hiện tại nâng cấp proto-danksharding của Ethereum cũng là phương án tương tự; phần này sẽ được chia sẻ riêng sau khi nâng cấp xong).Việc mở rộng Layer 1 đòi hỏi rất nhiều công sức. Trong nhiều trường hợp, không phải tất cả người dùng mạng đều đồng ý với những thay đổi này, dẫn đến chia rẽ cộng đồng, thậm chí là hard fork. (Hard fork năm 2017 tạo ra Bitcoin Cash là minh chứng điển hình)
Off-chain, mở rộng ngoài chuỗi
Tất cả các giải pháp mở rộng ngoài chuỗi đều được thực hiện độc lập với mạng chính lớp một, không cần thay đổi giao thức Ethereum hiện tại.
Rollup có thể được chia thành hai loại lớn: I. Sidechain; II. Giải pháp lớp hai (layer 2).
I. Sidechain
Sidechain là các blockchain chạy độc lập, độ an toàn hoàn toàn dựa vào cơ chế giao thức riêng. Đây cũng là điểm khác biệt lớn nhất giữa sidechain và giải pháp mở rộng lớp hai (layer 2) - giải pháp mở rộng ngoài chuỗi phổ biến hiện nay.
So với một số công chuỗi layer 1, sidechain dù là một chuỗi độc lập nhưng chuyên xử lý tải thừa của Ethereum thay vì cạnh tranh trực tiếp với toàn bộ Ethereum. Những hệ sinh thái này gắn bó chặt chẽ với cộng đồng Ethereum, hỗ trợ các ứng dụng Ethereum theo cách bổ sung.
Về phân loại này, tôi thấy nhiều bài viết trên mạng khá lộn xộn, thường gộp sidechain vào layer 2. Phần này tôi chủ yếu tham khảo định nghĩa sidechain từ Ethereum Foundation và whitepaper sidechain.
https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/sidechains/
Loại thứ hai của giải pháp mở rộng ngoài chuỗi là giải pháp lớp hai (layer 2) - thứ mà mọi người thường hay nghe nói đến: cơ bản là tính toán/thực thi ngoài chuỗi, kết quả đưa lên chuỗi; xử lý theo lô ngoại tuyến. Được hưởng trực tiếp độ an toàn từ sự đồng thuận của Ethereum lớp một. Các giải pháp layer 2 khác nhau sẽ tìm sự cân bằng giữa độ an toàn, hiệu quả mở rộng, mức độ phi tập trung và tính linh hoạt.
Hãy nói về sidechain trước:
Sidechain là một blockchain độc lập, chạy song song và độc lập với mạng chính Ethereum.
Chúng thường được thiết kế để xử lý giao dịch hiệu quả. Khác biệt lớn nhất so với giải pháp layer 2 là sidechain không đăng trạng thái và dữ liệu giao dịch trở lại mạng chính Ethereum, đây cũng là lý do chúng không kế thừa đặc tính an toàn của Ethereum.
Sidechain thường hy sinh một phần phi tập trung hoặc an toàn để đạt được thông lượng cao.
Sidechain chủ yếu thông qua cầu nối chéo chuỗi hai chiều (two-way pegged cross-chain bridge) để kết nối và tương tác với mạng chính. Cái gọi là neo hai chiều chủ yếu là hỗ trợ tài sản neo hai chiều, tức là tài sản có thể chuyển đổi giữa chuỗi chính và sidechain. Cần lưu ý rằng, tài sản không thực sự được chuyển đi, mà chỉ là “một chuỗi khóa, chuỗi kia đúc tài sản mệnh giá tương đương” để thực hiện “chuyển chuỗi”. Bất kỳ dự án nào xây dựng cầu nối chéo chuỗi neo hai chiều đều có thể coi là sidechain.
Trước tiên hãy tìm hiểu cầu nối chéo chuỗi neo hai chiều (two-way pegged cross-chain bridge):
Khái niệm này được BlockStream đề xuất trong whitepaper sidechain năm 2014. Neo hai chiều có nghĩa là khóa một tài sản nhất định trên chuỗi chính, ví dụ 10 ETH, vào một địa chỉ cụ thể; đồng thời, trên sidechain cung cấp bằng chứng về “giao dịch khóa” này, một lượng tài sản kỹ thuật số tương đương sẽ được đúc dưới dạng token được đóng gói (wrapped token) trên sidechain, ví dụ mint ra 10 wETH, giờ đây 10 wETH này có thể giao dịch trên sidechain. Ngược lại cũng vậy, khi người dùng muốn rút ETH khỏi chuỗi chính, họ chỉ cần đốt lượng wETH tương đương còn lại trên sidechain.
Khóa token trên chuỗi chính, đúc token (wrapped) trên sidechain. Đốt/burn token trên sidechain, rút token trên chuỗi chính.
https://medium.com/techskill-brew/layer-2-blockchain-scaling-solutions-channels-sidechains-rollups-and-plasma-part-16-79819e058ef6
Môi trường làm việc của sidechain giống với chuỗi chính, cũng dựa trên EVM (Máy ảo Ethereum). Nhưng sidechain có hệ thống sổ cái riêng, cơ chế đồng thuận riêng (ví dụ bằng chứng quyền lực, bằng chứng cổ phần ủy quyền, lỗi Byzantine), hợp đồng script... Tuy nhiên, để đạt được các mục tiêu khác nhau, cách thức đảm bảo an toàn cũng khác nhau.
Dưới đây là vài ví dụ:
1. Mô hình tập trung hóa Centralized (bên thứ ba cơ bản): Đây là cách đơn giản nhất hiện nay để chuyển tài sản số giữa các blockchain – gửi tài sản trên chuỗi chính đến một bên thứ ba tập trung (ví dụ sàn giao dịch), sau khi bên này nhận được tài sản, sẽ kích hoạt tài sản tương đương trên sidechain, tài sản này sau đó có thể lưu thông trên sidechain. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là quá tập trung.
2. Mô hình liên minh Federation - multisig federation: Mô hình liên minh sử dụng nhóm công chứng viên thay thế bên quản lý đơn lẻ, dùng chữ ký đa tầng từ nhóm công chứng viên để xác nhận dòng chảy tài sản số trên sidechain. Trong mô hình này, để đánh cắp tài sản bị khóa trên chuỗi chính cần vượt qua nhiều tổ chức hơn, tuy nhiên độ an toàn sidechain vẫn phụ thuộc vào sự trung thực của nhóm công chứng viên. Phương pháp này vẫn mang tính tập trung.
3. Mô hình SPV (simple payment verification): Hai phương án trên đều thông qua bên trung gian để đảm bảo an toàn, đều thuộc dạng tập trung.
SPV (Simplified Payment Verification), hay Xác minh Thanh toán Đơn giản, là cách thức phi tập trung hóa an toàn hơn.
SPV là khái niệm Nakamoto đề cập trong Whitepaper Bitcoin ("Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains", ai quan tâm có thể đọc, tôi để link bên dưới). Đây cũng là một khái niệm quan trọng trong công nghệ nền tảng Bitcoin.
SPV là một phương pháp chứng minh sự tồn tại của giao dịch, đặc điểm là chỉ cần một lượng nhỏ dữ liệu để xác minh giao dịch có tồn tại trong một khối cụ thể hay không.
Trong mô hình SPV:
1. Người dùng gửi tài sản trên chuỗi chính đến một địa chỉ đặc biệt trên chuỗi chính để khóa tài sản đó.
2. Chờ một kỳ xác nhận trên chuỗi chính, là khoảng thời gian tài sản phải bị khóa trước khi chuyển sang sidechain. Mục đích của kỳ xác nhận là tạo ra đủ khối lượng công việc, khiến tấn công từ chối dịch vụ trong kỳ chờ đợi tiếp theo khó khăn hơn. Kỳ xác nhận điển hình thường kéo dài một đến hai ngày.
Sau khi đầu ra đặc biệt được tạo trên chuỗi cha, người dùng chờ kỳ xác nhận kết thúc, rồi tạo một giao dịch tham chiếu đầu ra đó trên sidechain, cung cấp bằng chứng SPV cho thấy nó đã được tạo và được bao phủ bởi đủ khối lượng công việc trên chuỗi cha. Kỳ xác nhận là một tham số an toàn tùy chỉnh theo sidechain, cần cân bằng giữa tốc độ giao dịch chéo chuỗi và độ an toàn.
3. Sau khi kỳ xác nhận kết thúc và tài sản chắc chắn bị khóa, một bằng chứng SPV sẽ được tạo và gửi đến sidechain. Sau đó, một giao dịch tương ứng chứa bằng chứng SPV này sẽ xuất hiện trên sidechain, giao dịch này tạo ra tài sản token tương đương trên sidechain.
4. Tài sản sidechain được tạo ra ban đầu ở trạng thái khóa. Tiếp theo, người dùng phải chờ một kỳ đua. Trong kỳ này, tiền vừa chuyển đến không thể chi tiêu trên sidechain. Mục đích của kỳ đua là ngăn chặn việc double spend khi xảy ra tái tổ chức, tránh việc chuyển tiền đã khóa trước đó trong quá trình tái tổ chức. Trong suốt kỳ trì hoãn này, nếu có bằng chứng công việc mới được công bố, chuỗi có khối lượng công việc tích lũy lớn hơn không bao gồm khối tạo ra đầu ra khóa, thì giao dịch chuyển đổi sẽ bị vô hiệu hóa ngược lại. Chúng ta gọi đây là bằng chứng tái tổ chức, cần chờ kỳ đua để ngăn double spend. Nếu trong kỳ đua, người dùng chuyển tiền bị khóa trên chuỗi chính, người dùng khác có thể dùng bằng chứng SPV mới nhất để chứng minh, khiến giao dịch đúc tiền trên sidechain thất bại, gọi là bằng chứng tái tổ chức.
Miễn là có thể, mọi người dùng trên sidechain đều có động lực phát hành bằng chứng tái tổ chức, vì việc chấp nhận bằng chứng xấu sẽ làm loãng giá trị mọi đồng tiền.
5. Kỳ đua điển hình cũng kéo dài một đến hai ngày. Sau khi kỳ đua kết thúc, token sidechain được tạo ra, có thể tự do chuyển nhượng trong sidechain mà không cần tương tác thêm với chuỗi cha. Tuy nhiên, nó vẫn giữ danh tính của tiền chuỗi cha, chỉ có thể chuyển ngược lại chuỗi mà nó đến.
6. Khi người dùng muốn chuyển tiền từ sidechain về chuỗi cha, quy trình lặp lại các bước trên: gửi tiền trên sidechain đến một đầu ra bị khóa SPV, tạo bằng chứng SPV đầy đủ cho thấy đầu ra đã hoàn thành, dùng bằng chứng này để mở khóa đầu ra bị khóa trước đó trên chuỗi cha.
(Không quan trọng) Mô hình Drivechain: Khái niệm drivechain do Paul Sztorc, người sáng lập Bitcoin Hivemind, đề xuất. Trong drivechain, thợ đào đóng vai trò là "người giám hộ đại lý thuật toán", kiểm tra trạng thái hiện tại của sidechain. Thợ đào giống như bên quản lý tiền, drivechain trao quyền quản lý tài sản bị khóa cho thợ đào và cho phép họ bỏ phiếu khi nào mở khóa và gửi tài sản đã mở khóa đến đâu. Thợ đào quan sát trạng thái sidechain, khi nhận được yêu cầu từ sidechain, họ thực hiện giao thức phối hợp để đảm bảo nhất trí về tính xác thực của yêu cầu. Mức độ tham gia của thợ đào trung thực trong drivechain càng cao, độ an toàn hệ thống tổng thể càng lớn.
(Không quan trọng) Mô hình lai:Drivechain + công chứng viên/Sidechain Mô hình lai kết hợp hiệu quả các phương pháp neo hai chiều nêu trên. Vì cơ chế thực hiện giữa chuỗi chính và sidechain về bản chất khác nhau, mô hình neo hai chiều đối xứng có thể không đầy đủ. Mô hình lai sử dụng phương pháp mở khóa khác nhau trên chuỗi chính và sidechain, ví dụ dùng mô hình SPV trên sidechain và mô hình drivechain trên mạng chuỗi chính.
Khả năng sẵn có dữ liệu (DA):
Về tính hợp lệ dữ liệu, vì sidechain lưu trữ dữ liệu trên sidechain và không neo về, nên chỉ có trình xác thực của sidechain đảm bảo, độ an toàn thấp hơn nhiều.
Dự án sidechain:
Polygon - Phạm vi dự án ban đầu là một giải pháp layer 2 plasma đơn lẻ (trước đây là Matic Network), sau đó mở rộng thành một khung mở rộng hiện nay, có thể dùng để tạo mạng blockchain tương thích Ethereum và các giải pháp mở rộng. (Nó giống một giao thức hơn là một giải pháp đơn lẻ.) Mục tiêu là xây dựng một mạng đa chuỗi giống hình đa giác quanh Ethereum. Polygon đang phát triển 7 giải pháp mở rộng (bao gồm zk-rollup, sidechain, SDK). Trong đó, sidechain Polygon POS là hàng đầu trong lĩnh vực. Đội ngũ Polygon cho rằng trong tương lai, Ethereum vẫn là blockchain chủ đạo cho giao dịch giá trị cao và lưu trữ giá trị, còn giao dịch hàng ngày sẽ chuyển sang các blockchain chi phí thấp của Polygon. Do đó, sidechain Polygon POS mang lại giá trị bằng cách hỗ trợ Ethereum mở rộng, chứ không trực tiếp cạnh tranh với mạng chính Ethereum.
Gnosis Chain - Trước đây là sidechain xDai, sau đó hợp nhất với Gnosis để phát triển Gnosis Chain. Chi phí thấp và tương thích Ethereum là hai điểm bán hàng chính của Gnosis Chain.
Skale - Định vị là "mạng sidechain đàn hồi" của Ethereum, có thể hỗ trợ hàng ngàn blockchain độc lập, sidechain, chuỗi lưu trữ và các loại chuỗi con khác. Những blockchain này đều kết nối với mạng chính Ethereum và hoàn toàn tương thích hệ sinh thái Ethereum.
Palm - Sidechain Ethereum cho phép người dùng tạo NFT, do đồng sáng lập Ethereum Joseph Lubin, người sáng lập ConsenSys, nhà sản xuất phim và chủ Heyday Films David Heyman, người sáng lập nhóm nghệ thuật công nghệ HENI Group Joe Hage.
Ronin - Sidechain chủ yếu dành cho game trên chuỗi, do Sky Mavis - nhà phát triển game Axie Infinity - ra mắt. Vì game cần tương tác nhanh và phí thấp để mở rộng và thúc đẩy hàng ngàn, thậm chí hàng triệu giao dịch mỗi ngày. Trải nghiệm người dùng phải mượt mà. Nên đội ngũ quyết định tự làm.
Chuỗi phân mảnh - Trong kế hoạch nâng cấp ban đầu (eth 2.0), các chuỗi phân mảnh cũng là biến thể sidechain của Ethereum.
Ưu và nhược điểm:
+ve:
1) Tính tương thích của sidechain rất tốt, hỗ trợ tính toán tổng quát, tương thích EVM, hỗ trợ hợp đồng thông minh.
2) Đối với giao dịch quy mô lớn, phức tạp, TPS của sidechain có thể rất cao. Thiết kế sidechain vốn dĩ hy sinh một phần phi tập trung hoặc biện pháp an toàn để đạt được thông lượng cao (có thể tham khảo tam giác bất khả thi blockchain).
3) Mục đích chính của sidechain là giảm tắc nghẽn trên chuỗi chính, hạ thấp chi phí cho mọi người, tăng tính khả dụng và khả năng mở rộng của hệ sinh thái Ethereum.
4) Nhà phát triển còn có thể dùng sidechain để khám phá và thử nghiệm các tính năng và trường hợp sử dụng mới mà chuỗi chính không có. Ví dụ, khái niệm sidechain ban đầu xuất hiện thế nào? Năm 2012, đội ngũ phát triển cốt lõi Bitcoin đang cân nhắc cách nâng cấp an toàn giao thức Bitcoin để thêm chức năng mới, nhưng lo ngại việc thêm chức năng trực tiếp trên blockchain Bitcoin quá nguy hiểm, vì nếu phần mềm mới gặp lỗi trong thực tế, sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến mạng Bitcoin hiện tại. Hơn nữa, do đặc điểm cấu trúc mạng Bitcoin, thay đổi quy mô lớn cần sự ủng hộ của đa số thợ đào. Lúc đó, các nhà phát triển cốt lõi Bitcoin đã đề xuất phương án sidechain.
Vì vậy, sidechain ban đầu cho phép nhà phát triển thử nghiệm thêm chức năng mới vào blockchain khác, rồi gắn các sidechain này vào blockchain Bitcoin hiện tại để bảo vệ mạng cha Bitcoin.
-ve:
1) Điểm khác biệt chính giữa sidechain và rollup/kênh là rollup và kênh kế thừa độ an toàn của mạng chính Ethereum, nhưng sidechain vì dùng cơ chế đồng thuận riêng, thường được thiết kế cho loại giao dịch cụ thể (mục đích để giao dịch nhanh hơn, rẻ hơn), điều này có nghĩa chúng thường không kế thừa đặc tính an toàn của Ethereum. Về mặt kỹ thuật, sidechain không thuộc layer 2.
2) Mức độ phi tập trung thấp.
3) So với kênh, tính riêng tư của sidechain yếu hơn, vì trên sidechain, mỗi giao dịch đều được công bố, bất kể có tương tác với tất cả người tham gia sidechain hay không, giao dịch đều bị nhận bởi mọi người tham gia sidechain.
II. Giải pháp lớp hai (Layer 2)
Cơ bản là tính toán/thực thi ngoài chuỗi, kết quả đưa lên chuỗi; xử lý dữ liệu ngoại tuyến theo lô. Cách này hưởng trực tiếp độ an toàn từ sự đồng thuận Ethereum lớp một, bao gồm các giải pháp:
A. Kênh (Channel)
Đây là một giải pháp mở rộng blockchain rất sớm, tồn tại từ lâu đời, nổi tiếng nhất là Lightning Network của Bitcoin. Nhấn mạnh an toàn hơn là khả năng sử dụng.
Người tham gia phải khóa một phần trạng thái Ethereum, như tiền gửi ETH, vào một hợp đồng đa chữ ký. Việc khóa trạng thái ban đầu là giao dịch đầu tiên, mở kênh. Sau đó, người tham gia có thể giao dịch nhanh chóng và tự do ngoài chuỗi. Khi tương tác kết thúc, nộp trạng thái cuối cùng lên chuỗi, đóng kênh.
Ở đây có thể chia nhỏ thành hai loại: Kênh Thanh toán (Payment Channel) và Kênh Trạng thái (State Channel):
Kênh Thanh toán (Payment Channel): Tạo một địa chỉ hợp đồng đa chữ ký trên chuỗi chính, ví dụ A và B tạo hợp đồng đa chữ ký này, tiền chỉ có thể chuyển khi cả hai đồng ý. Gửi tiền vào, giả sử A và B mỗi người gửi 10 ETH, trạng thái ban đầu này coi như mở kênh thanh toán. Sau đó, họ thực hiện hàng chục, thậm chí hàng ngàn giao dịch ngoài chuỗi, mỗi giao dịch đều cần chữ ký và dấu thời gian. Cuối cùng A có 5 ETH, B có 15 ETH. Họ không cần ghi lại nhiều giao dịch này trên blockchain, chỉ cần ghi hai giao dịch — giao dịch tiền gửi ban đầu và phân bổ dư cuối cùng sau khi tất cả giao dịch kết thúc. Khi họ tải dư cuối cùng lên chuỗi chính, coi như đóng kênh thanh toán.
Đối với A và B, các giao dịch ngoài chuỗi này không mất phí và gần như hoàn tất ngay lập tức. Cả hai không cần trả phí thợ đào, cũng không cần chờ xác nhận khối.
Kênh Trạng thái (State Channel): Về cơ bản là một biến thể của Kênh Thanh toán, từ tên có thể đoán được, phương án này xoay quanh "trạng thái", tức là không chỉ trạng thái giao dịch, mà còn có thể là trạng thái trò chơi, trạng thái hoạt động... Ví dụ, bắt đầu một ván cờ caro, họ cần tạo một chương trình "trọng tài" mới và đặt cược ban đầu, như vậy là mở kênh trạng thái. Quá trình đi nước không được gửi làm giao dịch cho blockchain. Nhưng mỗi nước đi cần chữ ký và dấu thời gian, rồi mới đi nước tiếp theo. Chỉ khi chương trình xác định một bên thắng theo quy tắc, kết thúc trò chơi, a và b ký một cập nhật trạng thái, phân bổ cược theo kết quả trò chơi. Như vậy là kênh trạng thái đã đóng.
Khả năng sẵn có dữ liệu Data Availability (DA):
Tất cả dữ liệu nằm ở Layer 2, được đảm bảo DA bởi hai bên kênh (toàn bộ quá trình chuyển khoản hoặc chơi game cần người tham gia a và b tự duy trì).
Tính hợp lệ trạng thái State Validity (SV):
Sau khi kênh kết thúc, bất kỳ bên nào cũng có thể nộp trạng thái cuối cùng lên Layer 1, nhưng Layer 1 không xác minh, mà sẽ yêu cầu người nộp đặt cọc. Sau đó sẽ có một tuần để nộp Bằng chứng Gian lận (Fraud Proof), bất kỳ ai có thể nghi ngờ giao dịch này và nộp bằng chứng (chứng minh trạng thái sai). Việc nghi ngờ này có thể kiểm chứng. Như đã nói, mỗi giao dịch offline và hành động đều cần chữ ký hai bên và dấu thời gian. Vì vậy, nếu bằng chứng gian lận do người nghi ngờ cung cấp cho thấy đã ký và **thời gian mới hơn** trước đó, thì đây là một bằng chứng gian lận có thể kiểm chứng. Bằng chứng này sẽ trở thành trạng thái mới nhất, đồng thời người nộp trạng thái trước đó sẽ bị trừ tiền đặt cọc.
Dự án Kênh:
Lightning Network của BTC
Ưu và nhược điểm:
+ve:
1) Kênh chủ yếu phục vụ thanh toán tần suất cao, giá trị nhỏ.
2) Tiết kiệm đáng kể thời gian và phí giao dịch. Đặc biệt về phí giao dịch, việc tạo kênh có chi phí ban đầu. Nhưng một khi đã triển khai, mỗi lần cập nhật trạng thái trong kênh rất rẻ. Trên chuỗi thực tế chỉ ghi lại hai giao dịch.
3) Tính hợp lệ trạng thái SV có thể được đảm bảo tốt thông qua bằng chứng gian lận.
4) Kênh có tính riêng tư mạnh - vì mọi việc đều xảy ra trong kênh, không được phát sóng công khai và ghi lại trên chuỗi. Chỉ việc mở và đóng chuyển khoản mới phải công khai. Nhưng trong hệ thống sidechain, mỗi chuyển khoản đều được công bố trên sidechain và mọi người tham gia sidechain đều nhận được.
5) Kênh có tính xác định tức thì - tức là chỉ cần hai bên ký cập nhật trạng thái, có thể coi là trạng thái đã kết thúc.
-ve:
1) Rút tiền chậm, cần thêm một tuần để nộp bằng chứng gian lận mới rút được tiền
2) Với người dùng thỉnh thoảng chuyển tiền cho đối phương, chi phí thời gian và kinh tế để tạo và thanh lý kênh khá cao, không thân thiện. Vì bạn còn cần tạo hợp đồng đa chữ ký, ký, thiết kế chương trình trọng tài...
3) Không hỗ trợ tham gia mở. Kênh không thể dùng để gửi tiền ngoài chuỗi cho người chưa tham gia.
4) TPS trung bình, phù hợp hơn với số ít người tham gia, nếu giao dịch quy mô lớn, phức tạp thì hiệu suất không theo kịp.
5) Không hỗ trợ hợp đồng thông minh, vì畢竟 không phải một chuỗi.
6) Kênh yêu cầu tất cả người tham gia 100% online, nếu người tham gia rời giữa chừng sẽ bị trừ tiền đặt cọc.
7) Kênh không thể biểu thị các đối tượng không có chủ sở hữu logic rõ ràng (ví dụ Uniswap). Vì vậy kênh chỉ phù hợp với các ứng dụng có tập người tham gia xác định, mặc dù có thể thêm và bớt người tham gia, nhưng cần thay đổi hợp đồng mỗi lần.
B. Plasma
Do hạn chế của Kênh "không thể hỗ trợ giao dịch quy mô lớn, vốn lớn và phức tạp", giải pháp Plasma ra đời. Nó kết hợp một số thiết kế sidechain, giải quyết vấn đề gửi tài sản cho người nhận bất kỳ, đồng thời đảm bảo nâng cao TPS. Thực tế, trong một thời gian dài đầu khi các nhà phát triển nghiên cứu giải pháp Layer 2, Plasma từng được coi là "giải pháp đúng đắn".
Nhưng sau đó, do một số điểm yếu cố hữu, nó bị thay thế bởi Layer 2. Dưới đây là giải thích ngắn gọn:
Plasma là một blockchain độc lập, thiết kế ban đầu cũng muốn giữ mục đích chính của sidechain, có thể mở rộng thông qua giao dịch ngoài chuỗi, đồng thời có thể giải quyết phần nào vấn đề an toàn của sidechain (tức là khi chuỗi con bị tấn công, tài sản lưu trữ trên chuỗi con luôn an toàn). Vì vậy, sau khi cân nhắc, nó từ bỏ một số hiệu suất của sidechain (ví dụ thực thi hợp đồng thông minh...), nhưng tăng độ an toàn bằng cách neo trạng thái khối về mạng chính. Khác biệt lớn nhất với sidechain là:
1) Sidechain dùng cầu nối để tương tác tài sản với chuỗi chính, nhưng độ an toàn sidechain dựa vào cơ chế đồng thuận riêng. Hơn nữa, sidechain thường nhỏ hơn nhiều so với mạng chính. Nhưng plasma gửi trạng thái từng khối của nó dưới dạng root khối về mạng chính Ethereum. Do đó, trên mạng chính Ethereum có thể xác nhận thông tin trạng thái của chuỗi plasma (dù dữ liệu giao dịch cụ thể trên chuỗi con cần người dùng tự tải và lưu giữ. Mạng chính Ethereum trong quá trình này chỉ đóng vai trò xác nhận, không phải xác minh, nên mức độ an toàn kém hơn). Vì vậy, chuỗi plasma còn được gọi là chuỗi "con", vì chúng về bản chất là bản sao nhỏ hơn của chuỗi cha Ethereum. Điều này có nghĩa nó kế thừa một phần độ an toàn của chuỗi chính, nên thuộc giải pháp layer 2.
2) Plasma không hỗ trợ hợp đồng thông minh, chỉ hỗ trợ chuyển nhượng token cơ bản, trao đổi và một số loại giao dịch khác.
Tạo vô hạn "chuỗi trong chuỗi":
Mỗi chuỗi Plasma có thể tạo vô hạn chuỗi con để giảm gánh nặng cho chuỗi cha, mỗi chuỗi con đều có một vai trò gọi là "Operator (nhà vận hành)".
Nhà vận hành định kỳ "cam kết trạng thái":
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
Cycle Capital Research
