Đơn khối hay mô-đun: Ai mới là tương lai của blockchain?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Đơn khối hay mô-đun: Ai mới là tương lai của blockchain?
Có thể các chuỗi mô-đun cuối cùng sẽ giành chiến thắng, hoặc có thể kiến trúc đơn khối được chứng minh là thiết kế tốt hơn.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Kodi, espresso
Biên dịch: TechFlow
Năm 1992, nhà khoa học máy tính Andrew Tanenbaum tuyên bố Linux đã chết. Nếu bạn chưa quen với Linux, tôi xin giới thiệu, đây là một hệ điều hành rất được ưa chuộng trong cộng đồng người dùng máy tính chuyên sâu.
Lý do Tanenbaum cho rằng Linux đã chết nằm ở nhân (kernel) mà nó sử dụng. Nhân giống như động cơ của hệ điều hành, chịu trách nhiệm thực hiện mọi tác vụ giúp máy tính hoạt động.
Linux sử dụng nhân đơn khối (monolithic kernel), có nghĩa là toàn bộ hệ điều hành chạy như một đơn vị tích hợp cao.
Tuy nhiên vào những năm 1990, Tanenbaum và nhiều người khác cho rằng nhân vi mô (microkernel) có thể sẽ thay thế nhân đơn khối cổ điển. Trong kiến trúc vi mô, nhân cốt lõi được giữ tối giản, còn phần lớn các dịch vụ vốn do nhân đơn khối cung cấp thì được triển khai bởi các module nhỏ, độc lập.
Một dự án vi nhân mang tên GNU Hurd nhằm thay thế nhân đơn khối của Linux.
Vậy chuyện gì đã xảy ra sau đó?
Nếu bạn đang đọc bài viết này trên điện thoại Android, thì thực tế bạn đang sử dụng một phiên bản nhân Linux đã được sửa đổi.
Mặc dù không phổ biến trong hệ thống máy tính cá nhân — nơi Microsoft Windows và Mac của Apple chiếm ưu thế — nhưng Linux lại được dùng trong 40% máy tính hệ thống nhúng (máy tính thực hiện nhiệm vụ cụ thể, ví dụ như điều khiển đèn giao thông). Nó cũng xuất hiện trong 70% điện thoại thông minh và 80% máy chủ website.
À, cả 500 siêu máy tính hàng đầu thế giới hiện nay đều chạy trên Linux.
Trong khi đó, GNU Hurd vẫn đang trong quá trình phát triển.
Nếu tất cả điều này nghe có vẻ quen thuộc, thì bạn biết rằng tranh luận tương tự hiện đang diễn ra gay gắt trong lĩnh vực tiền mã hóa. Điều này có ý nghĩa to lớn đối với tương lai của Ethereum và các blockchain lớp 1 khác.
Đơn khối so với mô-đun
Trong thiết kế kiến trúc blockchain, có hai phương pháp chính. Thứ nhất là thiết kế đơn khối. Như tên gọi, nó có nghĩa là một blockchain xử lý mọi chức năng.
Chúng ta có thể chia blockchain đơn khối thành bốn mô-đun chức năng: thực thi, thanh toán, đồng thuận và khả năng truy cập dữ liệu.
Hãy cùng điểm qua các bước của một giao dịch Ethereum để hiểu rõ hơn.
Giả sử bạn mua một NFT. Đầu tiên là giai đoạn thực thi, các nút xử lý giao dịch này, chuyển NFT sang ví của bạn.
Tiếp theo là quá trình thanh toán, ghi lại giao dịch này lên blockchain một cách bất biến. Bằng chứng về giao dịch giờ đã nằm trên blockchain và không thể bị thay đổi.
Sau đó là giai đoạn đồng thuận, các nút trong mạng phi tập trung xác nhận giao dịch là hợp lệ.
Cuối cùng là giai đoạn khả năng truy cập dữ liệu, chi tiết giao dịch được công bố lên mạng ngang hàng (peer-to-peer), đảm bảo mọi nút đều có thể truy cập dữ liệu này khi cần.
Bây giờ, bạn đã sở hữu NFT, mọi người xác nhận bạn sở hữu nó, và bất kỳ ai cũng có thể kiểm chứng điều đó.
Các dự án blockchain đời đầu như Bitcoin, Ethereum và Solana sử dụng cấu trúc đơn khối, một hệ thống xử lý tất cả các bước này.
Tuy nhiên, thiết kế blockchain đời đầu giống như chiếc bánh kếp đầu tiên bạn nướng khi còn nhỏ: lộn xộn, kém hiệu quả, đầy rẫy sự thỏa hiệp và thiết kế dưới mức tối ưu. Cho đến nay, gần như mọi blockchain vẫn chưa thể cung cấp giải pháp phi tập trung, an toàn và mở rộng được với chi phí hợp lý cho người dùng.
Điều này khiến chúng ít phù hợp với việc áp dụng quy mô lớn.
Ví dụ tiêu biểu nhất là Ethereum. Là nền tảng hợp đồng thông minh đa năng đầu tiên, nó mang tính cách mạng, nhưng Ethereum đã thất bại trong việc mở rộng do thông lượng giao dịch thấp và phí cao.
Nhìn thấy khó khăn của Ethereum, nhiều người trong lĩnh vực tiền mã hóa đã chuyển sang blockchain mô-đun như một giải pháp tiềm năng.
Kiến trúc mô-đun phân bổ các trách nhiệm khác nhau cho các chuỗi chuyên biệt.
Đồng thuận, thực thi, khả năng truy cập dữ liệu—tại sao một chuỗi phải gánh vác tất cả? Các chuỗi mô-đun chuyên biệt có thể tập trung làm tốt một việc duy nhất.
Ví dụ, bạn có thể để một chuỗi xử lý đồng thuận và khả năng truy cập dữ liệu, và để một chuỗi khác xử lý thực thi và thanh toán. Đây chính là hình thức của rollup chủ quyền.
Rollup trên Ethereum mà bạn thường thấy (như Arbitrum hoặc Optimism) là một loại chuỗi mô-đun, chuyên xử lý phần thực thi, còn phần thanh toán, đồng thuận và khả năng truy cập dữ liệu thì được gửi lại cho Ethereum.
Mục tiêu cuối cùng của Ethereum, như Vitalik từng dự báo, là trở thành lớp thanh toán nền tảng cho các rollup khác. Thiết kế này được coi là thực tiễn tốt nhất trong thiết kế kiến trúc blockchain.
Những người ủng hộ mô-đun cho rằng việc chia blockchain thành các thành phần kiểu Lego sẽ cho phép tùy chỉnh cao hơn và khả năng mở rộng tốt hơn.
Nhưng tôi cho rằng, việc đề cao thiết kế mô-đun bắt nguồn từ vị trí hiện tại của Ethereum.
Thực tế là, Ethereum không thể xử lý lượng hoạt động lớn. Ngay cả những người hâm mộ trung thành nhất của Ethereum cũng phải thừa nhận điều này.
Nhưng Ethereum cũng tập trung lượng lớn vốn (bao gồm tài chính và nhân lực). Nó xử lý giá trị thanh toán cao nhất, là nơi đổi mới nhiều nhất, và thu hút nhiều nhân tài nhất.
Do đó, không ngạc nhiên khi đổ nhiều nguồn lực vào việc thúc đẩy Ethereum theo hướng mô-đun, thay vì xây dựng một chuỗi đơn khối tốt hơn.
Những người ủng hộ Ethereum sẽ khiến bạn tin rằng cuộc tranh luận đã ngã ngũ, rằng blockchain mô-đun vốn dĩ vượt trội hơn chuỗi đơn khối. Chuỗi đơn khối không phù hợp với việc vận hành một chuỗi hiệu suất cao, phi tập trung và an toàn.
Tuy nhiên, như chúng ta sẽ thấy bên dưới, kiến trúc mô-đun cũng có những chi phí ẩn riêng, và có thể không đạt được mục tiêu đã hứa.
Nhược điểm cốt lõi của chuỗi mô-đun
Trước hết, hiệu suất của blockchain đơn khối cao hơn blockchain mô-đun.
Tôi sẽ nói thẳng ra.
Tôi biết điều này có thể trái ngược với quan điểm phổ biến, nhưng không có bằng chứng nào cho thấy chuỗi mô-đun vượt trội hơn chuỗi đơn khối.
Như tôi đã nói, những máy tính mạnh nhất đều chạy nhân đơn khối. Blockchain về cơ bản cũng không khác biệt. Nếu bạn nhìn vào các chuỗi công khai mạnh nhất hiện nay (Solana, Sui, Aptos), tất cả đều là đơn khối.
Một phần nguyên nhân là mọi giao dịch trên chuỗi đơn khối đều được thực hiện trên một chuỗi tích hợp. Giao dịch có thể chảy liên tục như dây chuyền sản xuất, không cần chờ đợi dữ liệu từ các chuỗi khác. Việc thiếu phân mảnh giúp xử lý giao dịch hiệu quả hơn.
Chuỗi đơn khối cũng đơn giản hơn. Đơn giản là tốt. Đặc biệt là với các hệ thống cực kỳ phức tạp.
Người dùng và nhà phát triển chỉ cần tương tác với một hệ thống, không cần phối hợp giữa nhiều mô-đun phức tạp.
Chuỗi đơn khối về bản chất cũng an toàn hơn. Bằng cách giữ các trình xác thực trong cùng một mạng, diện tấn công của hacker nhỏ hơn so với chuỗi mô-đun. Chưa kể đến cầu nối (bridge) giữa các chuỗi vốn cực kỳ không an toàn.
Cuối cùng, chuỗi đơn khối giảm chi phí truyền thông bằng cách tránh việc truyền tin nhắn quá mức giữa các chuỗi. Hệ thống mô-đun cần rất nhiều tin nhắn liên chuỗi để phối hợp hoạt động, dẫn đến chi phí về băng thông, độ trễ và phí.
Tóm lại, tích hợp đơn khối có thể cải thiện hiệu suất, sự đơn giản, an toàn, tính thanh khoản và chi phí vận hành.
Việc đơn giản chia chức năng thành mô-đun không tự động làm hệ thống tốt hơn.
Hơn nữa, chuỗi mô-đun (ít nhất là tầm nhìn hiện tại của Ethereum và các rollup của nó) tồn tại một khuyết điểm nghiêm trọng mà chuỗi đơn khối đã giải quyết, như Anatoly Yakovenko, đồng sáng lập Solana, giải thích:
Thiết kế của Solana ban đầu nhằm xử lý các chương trình song song với nhu cầu khác nhau, sao cho chúng không ảnh hưởng lẫn nhau.
Tôi cho rằng mô-đun không giải quyết được vấn đề xử lý các trường hợp dùng song song; mỗi L2 là một môi trường chạy đơn luồng, gặp phải đúng vấn đề mà L1 Ethereum đang đối mặt ngày hôm nay.
Anatoly muốn nói rằng Ethereum, đặc biệt là Máy ảo Ethereum (EVM), xử lý giao dịch tuần tự, tức là lần lượt từng cái một. Ngay cả khi xác thực và thanh toán các giao dịch từ L2, nó vẫn thực hiện tuần tự.
Điều này hạn chế nghiêm trọng thông lượng và khả năng mở rộng, ngay cả khi phần cứng tiên tiến hơn.
Do đó, để nâng cao hiệu suất, blockchain cần áp dụng xử lý song song, tức là khả năng xử lý nhiều giao dịch cùng lúc.
Hầu hết máy tính ngày nay đều có khả năng này, đặc biệt là những máy mạnh nhất.
Blockchain cũng không ngoại lệ. Những chuỗi có thể xử lý giao dịch song song (như Solana, Sui, Aptos) có hiệu suất vượt xa Ethereum.
Ngay cả khi một rollup lớp 2 có thể xử lý giao dịch song song, nó cũng có thể hấp thụ phần lớn hoặc toàn bộ hoạt động, khiến các rollup khác và thậm chí cả Ethereum trở nên dư thừa.
EVM đã chết, vạn tuế EVM
Chuỗi mới nổi Monad được xây dựng trên nền tảng cải tiến EVM.
Bằng cách thực hiện xử lý giao dịch song song, Monad giải quyết được có lẽ là khuyết điểm lớn nhất trong thiết kế EVM.
Nhưng chưa dừng lại ở đó.
Monad còn sử dụng một nền tảng lưu trữ hoàn toàn mới có tên MonadDB để tăng tốc truy cập hợp đồng và trạng thái. Mỗi khi thực thi giao dịch, chuỗi cần truy cập dữ liệu trong bộ nhớ để xử lý giao dịch đó. Nhưng cách lưu trữ hiện tại của EVM khiến việc truy cập bộ nhớ trở thành quá trình chậm chạp.
MonadDB đạt được hiệu quả lưu trữ cao hơn. Và vì Monad có thể xử lý thực thi song song, nó còn có thể thực hiện nhập/xuất (I/O) không đồng bộ, tức là chuỗi có thể tiếp tục thực thi giao dịch trong khi đang đọc/ghi dữ liệu vào bộ nhớ.
Ngoài ra, Monad tách riêng tầng đồng thuận và tầng thực thi. Điều này cho phép đồng thuận đi trước thực thi một cách song song, thay vì kìm hãm việc xử lý giao dịch.
Ồ, Monad còn triển khai một thuật toán đồng thuận mới. Giờ đây, các nút có thể đạt được sự đồng thuận nhanh hơn và hiệu quả hơn.
Thông qua những cải tiến này và nhiều yếu tố khác, Monad đã đưa ra những bước cải thiện đáng kể cho EVM.
Tất nhiên, tất cả điều này vẫn chỉ nằm trên giấy. Chúng ta chưa từng thấy Monad hoạt động thực tế.
Ai biết được, có thể Monad sẽ không đạt được mục tiêu đã hứa. Nhưng bằng cách thách thức khuôn mẫu kiến trúc phổ biến, các dự án như Monad có thể thúc đẩy thêm sự tiến bộ tập thể của công nghệ blockchain.
Có thể chuỗi mô-đun cuối cùng sẽ chiến thắng, hoặc có thể kiến trúc đơn khối được chứng minh là thiết kế tốt hơn. Nhưng cả hai đều không độc quyền đổi mới hay trí tuệ. Những đột phá thực sự đòi hỏi sự cởi mở khám phá những ý tưởng mới ngoài tư duy truyền thống hoặc suy nghĩ hẹp hòi. Nếu tiền mã hóa muốn thực hiện lời hứa của mình, việc lựa chọn kiến trúc phải dựa trên cơ sở thực nghiệm chứ không phải giáo điều.
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
JarvisLabs
