[Spam] Giải nghĩa những giải pháp Layer 2 của Ethereum: State Channels. Plasma, và Truebit

Đối với Ethereum thì năm 2018 là một năm của việc xây dựng cấu trúc cơ sở hạ tầng. Trong năm này, việc thực thi ứng dụng sẽ thử thách các giới hạn của mạng lưới, làm mới trọng tâm công nghệ để tăng cường khả năng mở rộng.

Năm 2018 là năm để ethereum có thể bứt phá
Ethereum vẫn đang trong giai đoạn trứng nước. Hiện tại thì nó không an toàn cũng không có khả năng mở rộng. Điều này chỉ những người làm việc gần gũi trực tiếp thực tế mới hiểu rõ được. Nhưng trong năm vừa qua, các dự án ICO đã bắt đầu thổi phồng quá xa so với khả năng hiện tại của mạng lưới này. Những hứa hẹn về ethereum và web3- một mạng Internet phân quyền, an toàn và dễ dàng sử dụng trên một tập hợp các giao thức kinh tế chung, được hàng tỷ người sử dụng, vẫn còn đang dang dở, và sẽ không thể thành hiện thực cho đến khi nào những cơ sở hạ tầng cốt yếu được xây dựng hoàn chỉnh.
Những dự án đang xây dựng cấu trúc hạ tầng và mở rộng khả năng của Ethereum thường được gọi là các giái pháp mở rộng. Những giải pháp này có nhiều hình thức khác nhau, và thường “tương hỗ” với nhau.
Trong bài post dài này, tôi muốn đào sâu vào một loại giải pháp mở rộng đó là: giải pháp offchain hay các giải pháp “layer 2”.
Đầu tiên, chúng ta sẽ thảo luận về các thách thức mở rộng của đồng tiền mã hóa Ethereum cũng như Ethereum Classic là gì hay của các public blockchain nói chung.
Thứ hai, chúng ta sẽ cover những tiếp cận khác nhau trong giải quyết các thách thức mở rộng, phân biệt giải pháp layer 1 và giải pháp layer 2.
Thứ ba, chúng ta sẽ cùng đi sâu vào hệ giải pháp layer 2 và giải thích về cách thức hoạt động của nó, cụ thể là sẽ nói về giải pháp state channels, Plasma và Truebit.
Bài báo này tập trung đưa ra cho độc giả các hiểu biết khái niệm cụ thể về cách thức hoạt động của giải pháp layer 2. Nhưng, chúng ta sẽ không bới sâu vào lập trình hay các thực thi cụ thể. Hơn thế chúng ta sẽ tập trung vào hiểu biết về các cơ chế kinh tế được dùng để xây nên các hệ thống này, và những quan điểm chia sẻ sâu về công nghệ liên quan đến giải pháp layer 2.
Thách thức liên quan đến khả năng mở rộng của các blockchain công khai
Trước tiên, chúng ta phải hiểu rằng thực tế “mở rộng” không chỉ là một vấn đề riêng biệt cụ thể. Mà nó liên quan đến một loạt các thách thức mà nếu mua tiền mã hóa Ethereum muốn ứng dụng trên phạm vi toàn cầu (hàng tỷ người sử dụng) thì nó buộc phải vượt qua các thách thức đó.
Thách thức mở rộng được nhiều người bàn tán nhất đó là thách thức về mở rộng số lượng giao dịch. Hiện tại, Ethereum có thể thực hiện được khoảng 15 giao dịch trên giây, trong khi đó thì hệ thống giao dịch của Visa đang cho phép khoảng 45 ngàn giao dịch trên giây. Năm ngoái, một số các ứng dụng như Cryptokitties, hay một số ICO đã đủ làm mạng lưới của Ethereum ngưng trệ và giá gas bắt đầu tăng lên trông thấy.
Cốt lõi hạn chế là ở điểm các blockchain công khai như Ethereum yêu cầu mỗi giao dịch phải được thực hiện bởi một node khác nhau trong mạng lưới. Mỗi xử lý diễn ra trên blockchain của ethereum, một thanh toán, sự ra đời của một ứng dụng như Cryptokitty, sự triển khai một hợp đồng ERC20 mới phải được thực hiện song song bởi một node trên mạng lưới. Đây là do thiết kế- là một phần khiến các blockchain công khai có được quyền lực như trong hiện tại. Các node không phải phụ thuộc vào ai đó khác để cho biết trạng thái hiện tại của blockchain, các node này tự tính toán ra.
Chính điều này lại tạo ra các hạn chế căn bản về số lượng giao dịch của Ethereum: số lượng này không thể lớn hơn số lượng giao dịch mà chúng ta cần mỗi node phải thực hiện.
Đáng ra chúng ta có thể yêu cầu mỗi node thực hiện nhiều giao dịch hơn. Nếu chúng ta có thể gấp đôi blocksize (ví dụ như gas limit của khối), thì có nghĩa là mỗi node sẽ gần như gấp đối lượng giao dịch được tiến hành trên mỗi khối. Thế nhưng, giải pháp này lại đi kèm với mức độ decentralization (mức độ phi tập trung): yêu cầu các node phải thực hiện khối công việc nhiều hơn nghĩa là những máy tính yếu hơn về năng lượng tính toán sẽ bị loại bỏ khỏi mạng lưới, và việc đào coin trở nên tập trung hơn với các node đào lớn trụ lại. Ngoài ra bạn có thể tìm hiểu thêm về IOTA là gì để có thêm những thông tin hữu ích nhé.
Thay vì đó, chúng ta cần một cách thức để blockchain thực hiện được nhiều việc hữu ích hơn mà không làm tăng lên khối lượng công việc cho mỗi node.
Về khái niệm, có hai cách giải quyết vấn đề này:
Giả sử như nếu mỗi node không phải tiến hành mỗi giao dịch song song với nhau nữa thì sao?
Cách tiếp cận này bác bỏ tiền đề chúng ta đặt ra đó là liệu rằng có cách nào đó để mỗi node không cần phải tiến hành giao dịch song song? Liệu rằng, thay vào đó, mạng lưới được chia thành 2 phần, vận hành bán phụ thuộc, có được không?
Phần A có thể tiến hành một đợt giao dịch trong khi Phần B tiến hành một đợt khác. Điều này có thể nhân đôi một cách hiệu quả số lượng giao dịch được tiến hành trên blockchain, vì bây giờ giới hạn có thể được tiến hành bởi 2 node cùng một lúc. Nếu chúng ta chia blockchain làm nhiều phân khác nhau thì có thể tăng được lưu lượng của một blockchain lên rất nhiều lần.
Đây cũng chính là ý tưởng đằng sau giải pháp “sharding”, một giải pháp mở rộng được đề xuất bởi nhóm nghiên cứu của Ethereum do Vitalik đứng đầu cùng với những nhóm nghiên cứu khác. Một blockchain được chia ra thành nhiều phần khác nhau được gọi là các “shard” (mảnh), mỗi shard có thể tiến hành các giao dịch một cách độc lập. Sharding thường được nhắc đến như là giải pháp mở rộng trên layer 1 vì nó được thực thi trên giao thức cấp độ cơ bản của chính Ethereum blockchain. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về phương thức sharding, tôi gợi ý tìm hiểu tại mục FAQ mở rộng và bài post blog này

Layer 1 là phân lớp đồng thuận cơ sở của giao thức ethereum.
Giải pháp mở rộng layer 1 tăng cường lưu lượng giao dịch của ethereum bằng cách tăng khả năng blockchain cơ sở.
Những thay đổi này đặc trưng là sẽ phải sinh ra một hard fork.
Ethereum (hiện tại 15tps) à biến thành Ethereum mới (x15 số lượng tps hiện tại)
Giả sử chúng ta có thể khai thác được nhiều thao tác hữu dụng hơn từ khả năng hiện tại của Ethereum
Lựa chọn thứ 2 đến từ hướng ngược lại: thay vì phân tách hệ thống thì phải chăng có cách nào đó để tăng cường khả năng hiện có của ethereum? Lưu lượng của blockchain ethereum cơ sở có thể sẽ giữ nguyên nhưng trong thực tiễn chúng ta sẽ tiến hành nhiều thao tác hữu dụng hơn đối với người dùng và ứng dụng- như các giao dịch, update trạng thái trong game hoặc các phép tính đơn giản.
Đây là quan điểm đằng sau ý tưởng về các công nghệ off chain như state channels, Plasma và Truebit. Dù mỗi công nghệ này giải quyết một vấn đề khác nhau nhưng chúng đều cso chung một chức năng thực hiện các giao dịch “off chain” thay vì trực tiếp trên blockchain ethereum mà vẫn đảm bảo mức độ an toàn và tính kết luận tối thiểu.
Những giải pháp này được biết đến như là các giải pháp Layer 2 vì chúng được xây dựng trên top của ethereum main chain. Chúng không yêu cầu phải thay đổi cấu trúc giao thức blockchain ở mức độ cơ sở hơn thế, chúng tồn tại đơn giản như các smart contract trên Ethereum và có thể giao tiếp với phần mềm off chain.
Layer 2 liên quan tới những hệ thống được xây dựng trên top của Layer 1.
Giải pháp mở rộng Layer 2 tăng hiệu quả lương lượng giao dịch bằng cách tiến hành các thao tác “off chain”.
Những giải pháp này không được đặc trưng bởi việc hình thành một hard fork, chúng được thực thi như các smart contract trên hệ thống ethereum.

Những giải pháp layer 2 là các giải pháp kinh tế crypto
Trước khi đi sâu vào chi tiết các giải pháp layer 2, trước tiên chúng ta phải hiểu được ý tưởng nằm sâu bên trong khiến các giải pháp này thực sự khả thi.
Năng lượng cơ bản của một blockchain hay Zcash là gì công khai là nằm ở đồng thuận lợi ích kinh tế crypto. Bằng việc khéo léo lồng ghép các hình thức khích lệ và bảo vệ chúng bằng phần mềm và thuật mã hóa, chúng ta có thể tạo ra các mạng máy tính tin tưởng đi đến đồng nhất về trạng thái nội tại của hệ thống. Đây là một ý tưởng chính nằm trong whitepaper bởi Satoshi, đến nay đã được áp dụng trong thiết kết nhiều blockchain khác nhau bao gồm bitcoin và ethereum.
Những đồng thuận về lợi ích kinh tế crypto cho chúng ta một hệ thống hạch cứng cốt lõi của sự chắc chắn trừ khi một sự cố lớn giống như tấn công 51% xảy ra thì chúng ta luôn biết những thao tác on chain như các thanh toán, hay smart contract sẽ được tiến hành như đã lập trình.
Ý tưởng đằng sau các giải pháp layer 2 là việc chúng ta có thể sử dụng kernel lõi của tính chắc chắn như một móc nối- một điểm pha trộn mà dựa vào đó chúng ta có thể đính kèm thêm những cơ chế kinh tế. Phân lớp thứ 2 của các cơ chế kinh tế này có thể mở rộng ứng dụng của blockchain công khai từ nay trở về sau, cho chúng ta có được những tương tác off chain mà vẫn có thể liên hệ ngược trở lại kernel lõi khi cần thiết.
Những phân lớp được xây dựng trên top của ethereum sẽ không phải luôn luôn có sự đảm bảo như nhau đối với các thao tác on-chain. Nhưng chúng có thể vẫn đủ tính kết luận và an toàn để có thể trở nên hữu ích đặc biệt khi một chút giảm đi về tính kết luận có thể cho chúng ta tiến hành được các thao tác nhanh hơn hoặc với mức phi phí thấp hơn.