Shardeum sở hữu phải là Scalability Trilemma Killer?

Scalability - hay còn gọi là khả năng mở rộng, luôn là 1 câu hỏi to đối có các người hoạt động trong ngành blockchain. Điều gì sẽ xảy ra lúc công nghệ này ngày một trở nên phổ thông hơn và những màng lưới nhanh chóng đón hàng triệu quý khách truy hỏi cập?

1 Công trình khoa học ban đầu chỉ bắt nguồn trong khoảng những người đam mê, và liệu nó mang thể mở mang thành một quy mô toàn cầu 1 cách thành công? Đây là một thắc mắc lớn, có lẽ ko còn xa, nhưng điều ấy đang đổi thay nhanh chóng sở hữu sự lớn mạnh của công nghệ.

Vấn đề về Blockchain Scalability

Tiền điện tử đang càng ngày càng phát triển thành nhiều hơn. Trên thực tiễn, chúng ta hãy xem xét mạng blockchain phổ quát nhất và cách mạng này đã lớn mạnh theo thời kì. Đây là biểu đồ bộc lộ số thương lượng hàng ngày trên Ethereum từ 2016 tới 2022.

chừng như điều này với vẻ rất ấn tượng, nhưng ở đây với 1 vấn đề. Ngoại hình ban sơ của tiền điện tử ko được dự định cho việc tiêu dùng phổ quát và rộng rãi. Mặc dù có thể quản lý được lúc số lượng mua bán còn ít, nhưng lúc chúng trở nên phổ biến hơn, đã sở hữu 1 loạt vấn bắt buộc hiện. Để cạnh tranh mang những hệ thống đa dạng hơn như VISA hoặc PayPal, những mạng blockchain cần nâng cao nghiên cứu game theory của họ 1 bí quyết nghiêm trang khi liên quan đến thời gian thương lượng.

Như một thông tin từ Ethereum Foundation, cơ chế đồng thuận của mạng Ethereum sẽ chuyển trong khoảng Proof of Work sang Proof of Stake, trong sự kiện được gọi là "The Merge".

Sự kiện The Merge này sẽ tạo điều kiện tiện lợi cho gần như hệ thống trong việc scaling. Ethereum đã đưa ra phổ thông giải pháp mở mang kiến trúc, một số đã được thực hiện hoặc đang được thực hành, như Proof of stake, off-chain state channels, plasma, block size increase, segwit và sharding.

Vấn đề lớn nhất mà Ethereum đang đối diện là tốc độ verify thương lượng. Mỗi Full node trên mạng phải chuyển vận về và lưu trữ số đông blockchain, thậm chí các node mới vẫn phải đồng bộ và duy trì hồ hết dữ liệu trên mạng lưới. Và đối sở hữu kế hoạch lớn mạnh của Ethereum, "sharding dự kiến sẽ được khai triển vào năm 2023 tùy thuộc vào tốc độ tiến triển công tác sau sự kiện The Merge".

Scalability trilemma cho rằng, ví như 1 blockchain quyết tâm đạt được sự mở rộng, phi tập hợp và bảo mật, thì nó chỉ có thể đạt được hai trong số ba nguyên tố này. Mang đề nghị về bảo mật là một yếu tố cần thiết, sẽ mang sự đánh đổi giữa khả năng mở mang và sự phi tập hợp. Công nghệ Sharding sản xuất một phương thức để đạt được cả khả năng mở rộng và sự phân tán khi mà vẫn duy trì bảo mật.

các network mới phân phối chức năng hiệp đồng sáng tạo xác thực hoặc như vậy như Ethereum đã được phát triển để đáp ứng nhu cầu bị bỏ lại bởi chính Ethereum. Một nền móng hợp đồng sáng tạo tương xứng có sharding, đến nay không còn là một khái niệm xa lạ nữa, chúng ta mang thể thấy những Dự án tiền lệ trước đấy như Ziliqa, Harmony, Near Protocol, Elrond (không phải EVM).

Bitcoin và Ethereum đánh đổi tốc độ (hay thông lượng) và những chain Layer 2 với thể đánh đổi tính phi tụ hội. Nhưng vì bất kỳ ai đều mang thể khởi chạy node, vấn đề về khả năng mở rộng đã được giải quyết, tính bảo mật được mặc định, cả tính phân tán lẫn tính khả năng mở mang đều sẽ không bị đánh đổi. Trong bài viết này, chúng ta sẽ đi qua 1 số định nghĩa căn bản về khái niệm và tính năng của sharding, cũng như mạng blockchain sharding thế hệ tiếp theo - Shardeum.

thông tin về Shardeum

khoa học blockchain này tạo ra sự khó khăn đáng nhắc với đối thủ trong ngành nghề, và Ethereum đã vận dụng Sharding vào. Có thể đề cập rằng Shardeum là blockchain Layer 1 trước tiên trên toàn cầu giải quyết được 1 trong 3 Blockchain Trilemma - Scalability.

điểm nổi bật của Shardeum là Công trình hướng tới việc thực hành sự đồng thuận trên mỗi giao dịch, khi mà các blockchain khác đội ngũ thương lượng vào các block lại và thực hành đồng thuận trên các block đó. Shardeum thực hiện đồng thuận trên từng đàm phán 1 cách thức riêng biệt. Điều này cho phép một giao dịch tác động đến nhiều shard với thể được xử lý đồng thời bởi những shard này thay vì lần lượt như mang sự đồng thuận ở mức block.

Sharding là một khái niệm phổ biến trong công nghệ máy tính, đấy là quá trình chia cơ sở dữ liệu theo chiều ngang để phân tán công việc. Sharding sẽ chia thành nhiều phân đoạn để phân chia gánh nặng xử lý lượng dữ liệu to cần yếu để tiến hành trên đông đảo màng lưới, giảm tắc nghẽn mạng và tăng số giao dịch mỗi giây. Sharding thực hiện việc chia 1 thương lượng thành các phân đoạn và phân tán chúng trên mạng. Các node hoạt động trên những phân đoạn cá nhân cùng lúc.

Dynamic State Sharding

Khác mang Static State Sharding (ví dụ như Near hoặc Elrond) trong đó tất cả các node trong 1 phân đoạn bao phủ cùng 1 phạm vi liên hệ, Dynamic State Sharding bắt buộc mỗi node giữ 1 phạm vi địa chỉ khác nhau, nhưng sở hữu sự chồng chéo đáng kể giữa các địa chỉ được bao phủ bởi các node. Dù rằng Dynamic Sharding phức tạp hơn để khai triển so sở hữu Static Sharding, nó cho phép mở mang tuyến tính đích thực.

Mỗi node được thêm vào mạng Shardeum ngay tức khắc giúp nâng cao TPS, khi mà mang Static Sharding, số lượng node cần tham dự phải ít ra là số lượng node được xác định là kích thước tối thiểu của phân đoạn trước lúc một phân đoạn khác được tạo ra. Chỉ lúc một phân đoạn khác được tạo ra thì TPS của mạng mới tăng lên có Static Sharding.

những thương lượng được cam kết (commit) trước lúc chúng được hàng ngũ lại thành những Block hoặc phân đoạn. Điều này cho phép màng lưới thực hành phân mảnh trạng thái (state shard) và phân phối công việc tính toán, lưu trữ và băng thông đều đặn trên hồ hết những node trong mạng. Bởi thế, mỗi node sẽ có khả năng xử lý một số lượng giao dịch mỗi giây, và 1 thuật ngữ mới được đặt ra, " transactions per second per node" (số đàm phán mỗi giây trên mỗi node).

Cơ chế đồng thuận mới

Shardeum sử dụng sự phối hợp của cơ chế đồng thuận Proof of Quorum (PoQ) và Proof of Stake (PoS). Proof of Quorum được sử dụng để tạo một biên nhận cho thấy số đông những thành viên trong đội ngũ đồng thuận đã bỏ phiếu cho giao dịch. Mỗi node trong hàng ngũ đồng thuận ký vào hash của thương lượng và truyền chuyển vận nó đến các nút khác trong hàng ngũ đồng thuận. Các node thu thập những phiếu bầu này, và khi số lượng phiếu vượt quá 50%, các phiếu này tạo thành một biên nhận có thể chứng minh sự đồng thuận về thương lượng.

Shardeum sẽ sử dụng cả 2 thuật toán đồng thuận PoQ và PoS để duy trì màng lưới an toàn, trong đó những node xác minh có thể được kỳ vọng stake một số lượng tối thiểu của đồng coin màng lưới để đảm bảo rằng họ hoạt động trong giao thức mạng. Trong khi tất cả những nền tảng đội ngũ những thương lượng vào những block và vận dụng đồng thuận ở mức block, Shardeum thực hiện đồng thuận trên từng thương lượng riêng lẻ.

Điều này cho phép một giao dịch ảnh hưởng tới phổ thông shard với thể được xử lý đồng thời bởi những shard này thay vì tuần tự như sở hữu đồng thuận ở mức block. Thực tế, mỗi node sẽ biết rằng đông đảo các node khác trong đội ngũ biết về 1 giao dịch cụ thể trên mạng. Điều này cho phép thu thập phiếu bầu không đòi hỏi sự tin tưởng (hoặc quorum) dưới dạng biên nhận. Và lúc với hơn 50% số biên nhận, những giao dịch được công nhận. Như vậy, sự hoàn thành được đạt tới rất chóng vánh với độ trễ rẻ, giúp hạn chế tắc nghẽn mạng lưới.

Điều này không chỉ giảm thời kì xử lý thương lượng ngay cả khi nó ảnh hưởng tới phổ biến phân đoạn, mà còn đảm bảo atomic processing. Vì thế, PoS và PoQ sẽ làm Shardeum mang khả năng mở mang và bảo mật cao trong khi phí trên mạng vẫn thấp và ổn định.

PoQ suy tôn Dynamic State Sharding

Sự đồng thuận của Shardeum được thiết kế để tăng TPS tuyến tính mỗi khi một node tham gia vào mạng. Trong các mạng blockchain thường ngày, tình trạng của mạng ko đổi thay cho tới lúc phần đông các node đồng thuận về hiện trạng bây giờ của chain.

vì vậy, sức mạnh tính toán của những unsharded network tương đương có node với khả năng xử lý tốt nhất. Tình trạng (State) được coi xét là bản ghi thông tin mới nhất về số dư trương mục và hiệp đồng sáng tạo trên một mạng tại bất kỳ thời điểm nào. Cho nên, điều này rất quan yếu vì Shardeum sẽ là 1 sharded network trạng thái động, cho phép duy trì tính toàn nguyên vẹn tử (atomic) chuẩn y đồng thuận cấp thương lượng (transaction-level). Trên Shardeum, những đàm phán được xử lý cùng lúc trên nhiều shard và node.

Dynamic Sharding: màng lưới sẽ ko mang 1 hàng ngũ một mực những node như là các fixed shard. Các node trong mạng Shardeum có khả năng di chuyển và đựng rộng rãi dữ liệu hơn như là những dynamic shard.
Linear Scaling: Mỗi node được thêm vào mạng sẽ ngay lập tức tăng khả năng xử lý đàm phán. Nó không cần phải chờ đợi để có một số lượng node nhất mực được thêm vào mạng để tạo ra một shard mới.
Autoscaling: Shardeum được bề ngoài để autoscaling. Mạng duy trì sự đồng thuận về số lượng node cần phải có dựa trên lượng traffic. Nó với thể cho phép thêm đa dạng node vào mạng dựa trên băng thông thiết yếu và co lại trong những khoảng thời kì yếu. Điều này gia nâng cao chừng độ phi tập kết cao đã được tích hợp sẵn trong mạng.

Hãy cùng phân tách tỉ dụ này bước từng bước:

ban đầu, Shardeum có 100 node và với khả năng xử lý 100 thương lượng mỗi giây (tps). Điều này với tức thị mạng mang thể xử lý một thương lượng mỗi giây cho mỗi node.
lúc có thêm 9.900 node tham gia vào mạng, tổng số node phát triển thành 10.000. Do bề ngoài nâng cao tỷ lệ tuyến tính, khả năng xử lý của mạng nâng cao lên theo tỷ lệ này. Bởi vậy, khả năng xử lý thương lượng của mạng mở mang lên 10.000 tps.
Sự hài hòa giữa phân đoạn tình trạng động và cơ chế hoàn thành nhanh (fast finality) cho phép tăng tỷ lệ tuyến tính này. Khi có thêm phổ biến node tham dự vào màng lưới, mỗi node đóng góp vào tổng khả năng xử lý đàm phán, dẫn đến khả năng xử lý tps cao hơn.
tỉ dụ này cho thấy rằng, có điều kiện và nhu cầu đúng đắn, Shardeum mang thể tiềm năng vượt qua Báo cáo một triệu tps, chứng tỏ tiềm năng mở mang của mạng.
ngoài ra, lưu ý rằng khi mà Shardeum về mặt lý thuyết cung cấp một giải pháp để mở rộng phê duyệt sharding, khả năng mở rộng thực tế phụ thuộc vào sự thu nhận và nhu cầu thực tại. Khả năng của mạng để đạt được tps cao phụ thuộc vào số lượng node tham dự, nhu cầu thương lượng và hoạt động tổng thể của mạng. Điều này khiến vượt bậc thực tại rằng trong khi khoa học cho phép tính mở rộng, việc dùng hiệu goá phụ thuộc vào hệ sinh thái và sự tham gia của quý khách.

Ba cái Node

Shardeum dự kiến sẽ có 3 mẫu node:

Validator Node: các node này xác minh những thương lượng trong mạng bằng phương pháp tham dự vào thời kỳ đồng thuận. Họ phải stake SHM để tham gia, và Shardeum sẽ thưởng SHM cho họ lúc tham gia. Các validator node không lưu hầu hết lịch sử, do đó chúng rất nhẹ.
Archive Node: những archive node duy trì rất nhiều lịch sử transaction. Mang thể bắt buộc hoặc không buộc phải archive node stake SHM, nhưng họ sẽ kiếm được một phần thưởng mạng để khuyến khích những node này lưu trữ dữ liệu lịch sử.
Standby Node: Đây là các node xác minh đang ngừa trong mạng và hiện không tham gia vào thời kỳ đồng thuận. Các standby node giúp mở rộng mạng Shardeum tốc độ hơn trong thời kỳ tăng cao lưu lượng giao thông. Với thể đề nghị hoặc ko đề xuất standby node stake SHM, nhưng họ sẽ kiếm được 1 phần thưởng màng lưới.

Nhưng làm thế nào mạng Shardeum đảm bảo an toàn khỏi việc người nào đấy kiểm soát hơn 51% của những node? Theo nghiên cứu, một chu kỳ xoay vòng, 1 hệ thống random xác định bỗng dưng hài lòng các node vào mạng, kẻ tấn công sẽ phải kiểm soát hơn 51% của đa số những node trong danh sách chờ để tham gia mạng và hơn 51% những node bình thường trong mạng. Các node đang chờ tham gia mạng không tham gia vào sự đồng thuận.

Để kiểm soát hơn nửa số node trong mạng, kẻ tiến công cũng phải kiểm soát hơn 51% của số node đang chờ tham gia trong một thời gian dài. Giả tỉ bạn có ít hơn 51% node đang chờ tham gia. Trong trường hợp đấy, những Thống kê sẽ phản đối kẻ tiến công. Mạng sẽ ưng ý phần lớn các nút trung thực theo thời gian. Giả dụ sở hữu 10k node trong mạng nhưng sở hữu 100k node đang chờ tham dự, kẻ tấn công sẽ phải duy trì hơn 50k node trong một khoảng thời gian dài cho tới khi >5k trong số chúng được đưa vào mạng. Điều này về cơ bản khắc phục vấn đề an toàn và phi quy tụ của blockchain.

Lời kết

Shardeum đi tiên phong 1 bí quyết mới với sharding. Mang Dynamic State Sharding kết hợp có khả năng tương hợp với EVM, Shardeum sẽ đích thực sở hữu khả năng xử lý phổ thông các áp dụng phi tụ hội (DApps) và giải pháp lớp 2 trên phổ thông ngành nghề và người sử dụng sở hữu hiệu suất tối ưu.

Thật sự, mạng lưới sẽ chuyển di trong các ngành chưa được khám phá trong ko gian blockchain. Giả dụ ko, mạng sẽ ko hướng tới một triệu TPS có tính phi tập kết và bảo mật cao. Ngoài ra, điều này chỉ khiến nâng cao thêm phần phấn khích để rút cuộc chứng kiến 1 blockchain khác bằng hoặc tốt hơn Ethereum và hợp đồng sáng tạo của nó trong khoảng thời gian dài sắp.

Vậy là bạn đã Nhận định qua bài viết Shardeum sở hữu phải là Scalability Trilemma Killer?. CryptoViet Info kỳ vọng bài viết sẽ cung ứng cho bạn các thông tin hữu ích nhất.