Trạng thái mở rộng quy mô Ethereum

blog 1NewsDevelopersEnterpriseBlockchain ExplainedEvents and Hội nghị báo chíBản tin

Theo dõi bản tin của chúng tôi.

Địa chỉ email

Chúng tôi tôn trọng quyền riêng tư của bạn

HomeBlogBlockchain Giải thích

Trạng thái mở rộng quy mô Ethereum

Tổng quan ngắn gọn về những thách thức và giải pháp để mở rộng mạng lưới Ethereum. Bởi ConsenSysApril 24, 2018Đăng vào ngày 24 tháng 4 năm 2018

Sự ra đời của Enterprise Ethereum vào năm 2017

Các nhà phát triển Ethereum từ lâu đã biết rằng việc mở rộng mạng lưới là một chủ đề đáng để thảo luận và đầu tư. Tuy nhiên, cho đến cuối năm 2017, vấn đề không tràn ra ngoài cộng đồng các nhà phát triển, khi một ứng dụng phi tập trung (dApp) có tên CryptoKitties thu hút quá nhiều lưu lượng truy cập, nó đã bắt đầu làm chậm mạng. Ngoài độ trễ của mạng, giá gas – phí bắt buộc để chạy mỗi hoạt động trong một hợp đồng trên chuỗi khối Ethereum – đã tăng vọt khi người dùng cạnh tranh để các giao dịch của họ được xác thực.

Mặc dù câu chuyện hiện đã được báo cáo quá mức và cạn kiệt, tình hình CryptoKitties tiết lộ rằng Ethereum ở trạng thái hiện tại của nó có thể không được chuẩn bị cho lượng lưu lượng truy cập sẽ đi kèm với việc ra mắt một dApp thành công. Tốc độ chậm và chi phí sử dụng biến động khiến mọi người rời xa các nền tảng và ứng dụng. Các nhà phát triển DApp đang tính phí trước để phát hành ứng dụng đầu tiên được chấp nhận rộng rãi, vì vậy các nhà phát triển Ethereum phải tiếp tục làm việc để mở rộng quy mô blockchain.

“Bộ ba tiến thoái lưỡng nan”

Một lý thuyết về công nghệ blockchain là một mạng chỉ có thể hỗ trợ hai trong số những điều sau: bảo mật, phi tập trung và khả năng mở rộng. “Bộ ba nan giải” này – như đã được biết đến – là thách thức của các nhà phát triển Ethereum khi họ tìm cách duy trì các nguyên lý cốt lõi của blockchain (phân quyền và bảo mật) trong khi mở rộng quy mô để áp dụng và triển khai rộng rãi. Ví dụ: một số bản sửa lỗi tức thời hơn cho khả năng mở rộng, ảnh hưởng nghiêm trọng đến bảo mật hoặc phân quyền:

  1. Việc sử dụng altcoin là một giải pháp lý thuyết cho những lo ngại về khả năng mở rộng. Tùy chọn là từ bỏ ý tưởng về một blockchain mà tất cả các giao dịch xảy ra và thay vào đó áp dụng mô hình nơi nhiều altcoin cùng tồn tại, tất cả đều hoạt động trên các blockchain riêng biệt. Lưu lượng truy cập trên mỗi blockchain giảm sẽ cho phép nhóm blockchain này mở rộng quy mô. Tuy nhiên, với ít nút hơn hoạt động trên mỗi blockchain, mỗi blockchain dễ bị tấn công và người dùng độc hại hơn. Do đó, việc sử dụng altcoin duy trì sự phân quyền và cải thiện khả năng mở rộng, nhưng ảnh hưởng nghiêm trọng đến bảo mật.
  2. Tăng kích thước khối là một giải pháp lý thuyết khác cho những lo ngại về khả năng mở rộng. Nếu cộng đồng Ethereum bỏ phiếu để tăng kích thước của mỗi khối, tất cả các nút vẫn có thể thực hiện tất cả các hoạt động, nhưng nhiều giao dịch hơn có thể được thực hiện trong cùng một khoảng thời gian, do đó tăng tốc mạng. Tuy nhiên, với kích thước khối lớn hơn, mỗi giao dịch đòi hỏi nhiều năng lượng hơn và ngày càng ít nút sẽ có thể sử dụng lượng năng lượng đó. Kết quả sẽ là một tương lai nơi mạng được duy trì bởi một số ít siêu máy tính với sức mạnh xử lý khủng khiếp cần thiết để xác minh từng khối. Do đó, kích thước khối tăng lên duy trì bảo mật và cải thiện khả năng mở rộng, nhưng làm giảm nghiêm trọng mức độ phi tập trung của mạng.

Mối quan tâm hàng đầu đối với sự phát triển của blockchain là bảo mật và phân quyền. Do đó, trở ngại chính đối với khả năng mở rộng là mọi nút hiện phải xử lý mọi giao dịch. Mặc dù không thể phủ nhận sự an toàn và phi tập trung, quy trình này không cho phép nhiều chỗ cho sự phát triển có thể mở rộng. Do đó, câu hỏi trở thành, làm thế nào để chúng tôi thiết kế Ethereum để có thể mở rộng quy mô mà không ảnh hưởng đến bảo mật và phân quyền?

Có bốn giao thức chính đang được phát triển sẽ giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng. Sharding, Plasma và Raiden đã được đề xuất đặc biệt để giúp Ethereum mở rộng quy mô. Giao thức thứ tư, Casper, có phạm vi rộng hơn nhiều, nhưng sẽ có ý nghĩa về khả năng mở rộng so với nhiều giao thức khác.

Mài

Sharding là một phương pháp mở rộng quy mô duy trì tất cả các giao dịch trên blockchain gốc, do đó được gọi là giải pháp “trên chuỗi”. Sharding giải quyết vấn đề rằng tất cả các giao dịch trên Ethereum là tuần tự, vì mọi nút đều phải xử lý mọi giao dịch. Sharding cho phép các hoạt động chạy đồng thời cùng với nhau, do đó tăng số lượng giao dịch mỗi giây mà toàn bộ chuỗi khối có thể xử lý. Với sharding, mạng Ethereum được chia thành nhiều nhóm nút. Mỗi nhóm này là một phân đoạn và mỗi phân đoạn xử lý tất cả các giao dịch xảy ra trong nhóm đó. Điều này cho phép tất cả các phân đoạn xử lý đồng thời các giao dịch khác nhau

Trong mỗi phân đoạn, một số nút nhất định được gọi là “đối chiếu” sẽ thường xuyên tạo ra “đối chiếu” hoặc một tập hợp thông tin về phân đoạn đó. Mỗi đối chiếu chứa các thông tin sau:

  1. Thông tin về phân đoạn mà đối chiếu đến từ.
  2. Thông tin về trạng thái của phân đoạn trước khi các giao dịch được áp dụng.
  3. Thông tin về trạng thái của phân đoạn sau khi giao dịch sẽ được áp dụng.
  4. Chữ ký điện tử từ ⅔ người đối chiếu xác thực thông tin trong đối chiếu

Trên toàn mạng, các đối chiếu từ mỗi phân đoạn được tổng hợp thành một khối duy nhất và được thêm vào chuỗi khối Ethereum. Do đó, Sharding cho phép các nhóm nút này xử lý và xác minh các giao dịch, trong khi thông tin duy nhất được thêm vào blockchain là thông tin pha loãng được tìm thấy trong các đối chiếu. Ví dụ: nếu có mười phân đoạn và mỗi phân đoạn xử lý năm giao dịch, thì khối tiếp theo sẽ bao gồm bản ghi của năm mươi giao dịch trên blockchain, thay vì chỉ một số phân đoạn đã chạy các giao dịch tuần tự.

Hai vấn đề nảy sinh với sharding. Đầu tiên, mỗi phân đoạn phải chứa đủ các nút để đảm bảo an ninh mạng. Nếu một phân đoạn chứa quá ít nút, ⅔ trong số các trình đối chiếu có thể bị xâm phạm và bắt đầu hoạt động độc hại. Thứ hai, không có cách nào dễ dàng để xử lý một giao dịch xảy ra giữa hai phân đoạn thay vì chỉ trong một phân đoạn (một vấn đề không tồn tại với một, toàn bộ chuỗi khối). Phương pháp hiện tại yêu cầu một loạt biên lai và bằng chứng cồng kềnh.

Huyết tương

Plasma là một phương pháp mở rộng quy mô khác xử lý các giao dịch “ngoài chuỗi”, tức là không phải trên chuỗi khối Ethereum chính. Plasma cho phép nhiều blockchain (được gọi là “chuỗi con”) xuất phát từ chuỗi khối gốc (được gọi là “chuỗi gốc”). Do đó, mỗi chuỗi con có thể xử lý và duy trì các bản ghi giao dịch của chính nó trong khi dựa vào tính bảo mật cơ bản của chuỗi gốc. Với Plasma, chuỗi gốc là cơ quan thực thi toàn cầu của quá trình tính toán xảy ra trên tất cả các chuỗi con. Tuy nhiên, chuỗi gốc chỉ cần được tính toán nếu có tranh chấp xảy ra trong một trong các chuỗi con. Phương pháp này cho phép toàn bộ mạng lưới các chuỗi con phân chia tất cả các giao dịch trên blockchain để tối ưu hóa tốc độ và hiệu quả tốt nhất. Nếu các nút trên một chuỗi con mong muốn, họ có thể gửi một giao dịch thoát và xuất bản ghi các giao dịch của họ sang chuỗi gốc.

Phương pháp này có một điểm mạnh đặc biệt. Mỗi chuỗi plasma có thể có chất lượng và bộ tiêu chuẩn riêng. Điều này có nghĩa là các chuỗi con khác nhau có thể hỗ trợ các giao dịch với các yêu cầu khác nhau (tức là quyền riêng tư), trong khi tất cả vẫn diễn ra trong cùng một hệ sinh thái an toàn.

Raiden

Raiden là một giải pháp mở rộng quy mô ngoài chuỗi khác cho phép các nút duy trì bản ghi giữa chúng mà không yêu cầu chuỗi gốc xác minh mọi giao dịch. Hai nút có thể mở ra “kênh trạng thái” giữa chúng, là kênh hai chiều giữa những người dùng. “Thông điệp” – dưới dạng giao dịch – xảy ra giữa hai nút và được ký bởi mỗi bên để đảm bảo tính bất biến. Raiden đặc biệt hữu ích cho các khoản thanh toán thường xuyên và được mong đợi – tức là người dùng biết rằng họ sẽ trả cho công ty 10 đô la một tuần cho một dịch vụ hoặc một người dùng biết rằng họ sẽ thường xuyên tiêu tiền tại cửa hàng tạp hóa địa phương của họ. Với các giao dịch được ghi lại và xác minh giữa hai nút này thay vì trên mỗi khối, chuỗi gốc được giải phóng khỏi một lượng lớn lưu lượng truy cập. Bất kỳ lúc nào, một trong hai người tham gia trong kênh trạng thái có thể chọn đóng giao dịch và kết quả ròng của tất cả các giao dịch được xuất sang blockchain gốc và được đưa vào khối tiếp theo. Điều đó có nghĩa là sau một năm đăng ký dịch vụ $ 10 / tuần, người dùng có thể yêu cầu khối xác minh một giao dịch $ 520 thay vì 52 giao dịch $ 10 riêng lẻ.

Giải pháp Raiden đi kèm với một cảnh báo chính và một lợi ích chính. Lưu ý là các nút chỉ có thể giao tiếp với các “hàng xóm” của chúng – có nghĩa là nếu nút A và nút B có kênh trạng thái đang mở và nút B và nút C mở kênh tuyên bố, thì nút A không thể gửi tiền trực tiếp đến nút C. Tuy nhiên, các giao dịch có thể được chuyển tiếp qua các kênh theo cách mà chúng không thể bị đánh cắp hoặc bị khóa trên đường đi. Nút A có thể gửi một giao dịch đến nút C bằng cách sử dụng nút B làm trung gian theo cách mà nút B không thể ăn cắp tiền. Là lợi ích chính, Raiden giảm mạnh giá xăng cho mỗi giao dịch. Các giao dịch xảy ra ngoài chuỗi giữa các nút yêu cầu ít gas hơn để xử lý so với các giao dịch xảy ra trên chuỗi gốc.

Casper

Casper là một giao thức mà mô hình Proof of Work (PoW) hiện tại của Ethereum sẽ thay đổi thành Proof of Stake (PoS). Với PoW, các thợ đào hiện phải tiêu tốn năng lượng để giải một phương trình mật mã và khai thác một khối. Họ được thưởng nếu họ giải được phương trình, nhưng quá trình này đòi hỏi năng lượng to lớn (và sẽ tiếp tục đòi hỏi nhiều hơn nữa). Điều này gây tốn kém và không hiệu quả về năng lượng, hiện chi phí 1,2 tỷ USD / năm để duy trì mô hình PoW.

Trong PoS, “trình xác thực” thay thế các công cụ khai thác và họ “xác thực” (thay vì của tôi) các khối trên blockchain. Thay vì tiêu tốn năng lượng trên một khối nhất định, người xác nhận đặt tiền của họ vào một khối nhất định. Khối có nhiều tiền đặt cọc nhất được xác minh và thêm vào blockchain. Về cơ bản, các trình xác thực “đặt cược” rằng một khối nhất định sẽ được thêm vào chuỗi bằng cách khóa tiền của họ trong một hợp đồng cho đến khi khối tiếp theo được thêm vào. Họ được thưởng nếu họ đặt cược vào đúng khối. Họ mất tiền nếu họ hành động ác ý bằng cách cố gắng xác thực một khối có thông tin không chính xác hoặc bị hỏng.

Về mặt khái niệm, sự thay đổi này sẽ bảo vệ blockchain chống lại các cuộc tấn công độc hại. Với PoW, một cuộc tấn công thất bại vào blockchain sẽ khiến kẻ tấn công tốn thời gian và sức lực. Với PoS, một cuộc tấn công thất bại vào blockchain trực tiếp khiến người dùng mất tiền, vì anh ta / anh ta ngay lập tức mất tất cả số tiền đặt vào khối sai.

Lần triển khai cuối cùng của Casper sẽ được bắt đầu bằng hai lần lặp lại của giao thức: Casper FFG và Casper CBC. Những lần lặp lại này sẽ được triển khai trên Ethereum để kiểm tra PoS trên mạng và xác định các vấn đề tiềm ẩn trước khi chuyển đổi hoàn toàn.

Casper FFG

Casper FFG (Tiện ích cuối cùng thân thiện) sẽ là phiên bản lặp lại đầu tiên của Casper, có khả năng được phát hành trong đợt hard fork tiếp theo của Ethereum, Constantinople. Trong Casper FFG, các khối vẫn được khai thác bằng PoW. Tuy nhiên, cứ sau năm mươi khối, trình xác thực lại bước vào để kiểm tra cơ chế PoS. “Trạm kiểm soát” này sử dụng giao thức PoS để đánh giá và xác nhận tính cuối cùng. Tính cuối cùng có nghĩa là một hoạt động đã hoàn thành và hoàn toàn bất biến. Trong FFG, người xác nhận đặt quỹ để hoàn tất năm mươi khối trước đó trong chuỗi.

Casper CBC

Casper CBC (Correct-by-Construction) sẽ là phiên bản thứ hai của Casper. Thông thường, một giao thức được chỉ định chính thức và sau đó được chứng minh rằng nó thỏa mãn tất cả các thuộc tính đã cho. Với CBC, giao thức PoS chỉ được chỉ định một phần và sau đó được tinh chỉnh thêm để đáp ứng các thuộc tính mà nó phải tuân theo. Về cơ bản, thay vì được xác định đầy đủ ngay từ đầu, giao thức được bắt nguồn một cách chủ động và liên tục. Điều này đạt được thông qua việc triển khai một bằng chứng được gọi là “kẻ thù lý tưởng”, có thể nêu ra các ngoại lệ, lỗi và các lỗi trong tương lai của giao thức.

Giao thức Casper cuối cùng có thể sẽ được triển khai với sự học hỏi từ cả FFG và CBC. Giao thức có phạm vi rộng hơn nhiều so với chỉ khả năng mở rộng, bao gồm cả các cải tiến về năng lượng và bảo mật. Tuy nhiên, ít năng lượng hơn cho mỗi nút để thêm một khối vào chuỗi, có nghĩa là mạng sẽ cải thiện những khó khăn về khả năng mở rộng hiện tại. Mặc dù Casper không được phát triển đặc biệt để giải quyết các mối quan tâm về quy mô, nhưng nó chắc chắn sẽ có tác động tích cực đến khả năng của mạng để xử lý lưu lượng truy cập cao hơn.

Nhìn xuống đường

Bốn đề xuất trên không loại trừ lẫn nhau – chúng có thể và có khả năng sẽ được thực hiện ở một mức độ nào đó để giúp mạng Ethereum mở rộng theo thời gian. Mở rộng quy mô sẽ là điều quan tâm hàng đầu đối với các nhà phát triển Ethereum vào năm 2018. Khi ngày càng có nhiều dapp phổ biến được phát triển và khởi chạy, chúng ta sẽ thấy việc điều chỉnh liên tục các tùy chọn mở rộng có sẵn để cho phép Ethereum phát huy hết tiềm năng của nó.

Bản tin Đăng ký nhận bản tin của chúng tôi để biết tin tức mới nhất về Ethereum, các giải pháp doanh nghiệp, tài nguyên dành cho nhà phát triển và hơn thế nữa.Báo cáo DeFi Quý 3 năm 2020 của EthereumBáo cáo

Báo cáo DeFi Quý 3 năm 2020 của Ethereum

Báo cáo DeFi Quý 2 năm 2020 của EthereumBáo cáo

Báo cáo DeFi Quý 2 năm 2020 của Ethereum

Hướng dẫn hoàn chỉnh về mạng kinh doanh chuỗi khốiHướng dẫn

Hướng dẫn hoàn chỉnh về mạng kinh doanh chuỗi khối

Cách xây dựng một sản phẩm chuỗi khối thành côngHội thảo trên web

Cách xây dựng một sản phẩm chuỗi khối thành công

Giới thiệu về TokenizationHội thảo trên web

Giới thiệu về Tokenization

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map