Sharding trên Ethereum: Tương Lai Tối Ưu cho Blockchain

Key Takeaways

Ethereum đang triển khai sharding để giải quyết vấn đề khả năng mở rộng và chi phí giao dịch cao.
Sharding chia nhỏ mạng lưới blockchain thành các phần quản lý dễ hơn, cho phép xử lý nhiều giao dịch đồng thời.
Giải pháp danksharding giúp cải thiện tính phân quyền và giảm rủi ro tấn công mạng.

Giới thiệu về Sharding

Blockchain đã trải qua sự phát triển mạnh mẽ từ năm 2009, khi Satoshi Nakamoto giới thiệu Bitcoin như một phương thức để cung cấp một lựa chọn phi tập trung cho các hệ thống tài chính trung ương. Tuy nhiên, khi nhiều người sử dụng và giao dịch hơn được thêm vào mạng lưới, Bitcoin gặp phải vấn đề về tốc độ và khả năng mở rộng.

Ethereum đã tìm cách khắc phục những vấn đề này thông qua một loạt bản cập nhật phát triển, nổi bật là việc chuyển đổi từ cơ chế đồng thuận proof-of-work (PoW) sang proof-of-stake (PoS), được gọi là "The Merge". Sự nâng cấp này đã giúp giảm tiêu thụ năng lượng của Ethereum đến 99,95%, giải quyết một trong những vấn đề lâu dài của các hệ thống dựa trên PoW.

Tuy nhiên, nỗ lực mở rộng của Ethereum không dừng lại ở đây. Hiện tại, mạng lưới đang trong quá trình phát triển để giới thiệu sharding, một phương pháp sẽ tăng cường khả năng xử lý giao dịch và khả năng mở rộng của nó.

Sharding là gì?

Sharding, một khái niệm bắt nguồn từ các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu từ những năm 1980, đóng vai trò quan trọng trong blockchain. Sự phân chia này nhằm chia nhỏ mạng lưới blockchain thành các phần nhỏ hơn gọi là shards, mỗi shard sẽ giữ một bộ dữ liệu giao dịch riêng và xử lý các giao dịch một cách đồng thời.

Việc chia nhỏ này cho phép xử lý các giao dịch song song, nhờ đó cải thiện độ trễ và khả năng mở rộng. Đặc biệt, sharding có thể giúp giảm phí giao dịch cao trên Ethereum, điều này là do việc phân tán tài nguyên trong các shard sẽ làm giảm sự cạnh tranh cho chúng.

Hiện tại, Ethereum có khả năng xử lý khoảng 13 giao dịch mỗi giây. Việc thực hiện sharding dự kiến sẽ tăng con số này lên tới 100,000 giao dịch mỗi giây, mặc dù con số này có thể thay đổi cho đến khi quá trình sharding hoàn tất.

Cách thức hoạt động của Sharding

Để hiểu cách sharding hoạt động, điều cần thiết là phải biết cách hoạt động của các nút (nodes) trong một mạng blockchain. Trong cơ chế PoW hiện tại của Ethereum, tất cả các nút phải xử lý mọi giao dịch. Điều này có thể gây ra vấn đề với khả năng mở rộng khi nhiều giao dịch được thêm vào mạng.

Với sharding, các nút sẽ được chia thành các nhóm, mỗi nhóm hay shard chain sẽ có trách nhiệm xử lý một tập hợp giao dịch trên mạng. Các shard chain này sẽ giao tiếp với nhau để đạt được sự đồng thuận và xác nhận các khối dữ liệu giao dịch.

Tại Ethereum, sẽ có các "blobs" shard thay vì các shard chain truyền thống do việc sử dụng danksharding, một phương pháp mới trong việc sharding. Hệ thống sharded của Ethereum sẽ gồm 64 cơ sở dữ liệu liên kết và các giao dịch sẽ được xử lý song song với nhau. Mỗi shard sẽ có một "ủy ban" gồm 128 validator để đề xuất và xác thực mỗi khối trong vòng 12 giây.

Tầm quan trọng của Sharding trên Blockchain

Sharding không chỉ mang lại lợi ích trong khả năng mở rộng mà còn có ý nghĩa quan trọng đối với sự phân quyền. Sự phân chia này cho phép nhiều nút tham gia vào mạng và xử lý giao dịch, từ đó gia tăng tính phân quyền và sự phân bố quyền lực. Điều này có thể góp phần nâng cao an ninh mạng vì không còn điểm thất bại đơn lẻ trong một mạng lưới phân quyền cao.

Tuy nhiên, việc chia sẻ này cũng kéo theo những thách thức về phân quyền. Với việc các nút được chia thành các nhóm nhỏ, có khả năng xảy ra sự thông đồng và tập trung trong các nhóm đó. Giải pháp của Ethereum thông qua danksharding giúp tạo ra sự ngẫu nhiên và đa dạng trong các thành viên ủy ban, từ đó giảm thiểu mối lo ngại về tập trung.

Sharding trên Ethereum và tương lai

Mặc dù chưa có thời gian cụ thể cho việc triển khai hoàn tất sharding trên Ethereum, những cuộc trò chuyện đầu tiên về vấn đề này đã diễn ra trong cộng đồng Ethereum và được công bố trên trang web của họ. Theo đội ngũ Ethereum, kế hoạch sharding còn đang trong giai đoạn hoàn thiện và tìm kiếm cách làm cho nó hiệu quả nhất có thể.

Trong tương lai, sharding sẽ hoạt động song song với các layer-2 rollups, nơi xử lý và lưu trữ dữ liệu giao dịch ngoài chuỗi. Điều này sẽ tạo ra một hệ thống hiệu quả hơn cho Ethereum, giúp quy mô hóa cả trên chuỗi và ngoài chuỗi.

Kết luận

Sharding không chỉ có tiềm năng tăng tốc độ và khả năng xử lý của Ethereum mà còn đóng góp vào sự phân quyền của mạng lưới. Mặc dù vẫn còn nhiều thách thức cần được giải quyết, nếu được triển khai hiệu quả, sharding có thể dẫn đến một mạng lưới Ethereum mạnh mẽ và an toàn hơn.