Phân mảnh kỹ thuật khám phá: Những bước đột phá mới của Shardeum
Ngày 15 tháng 9 năm 2022, Ethereum đã hoàn thành sự hợp nhất nổi bật (Merge). Điều này đánh dấu sự chuyển đổi của Ethereum từ cơ chế chứng minh công việc (PoW) sang cơ chế chứng minh cổ phần (PoS). Tuy nhiên, sự hợp nhất sẽ không mang lại khả năng mở rộng, an ninh và tính bền vững cao hơn ngay lập tức. Những mục tiêu này thực sự có thể đạt được bằng một bộ giải pháp toàn diện: mạng chính có khả năng phân mảnh kết hợp với các giải pháp Layer2 tăng cường khả năng mở rộng.
Phân mảnh là một giải pháp mở rộng trong ba khó khăn của khả năng mở rộng. Nó thông qua việc chia các nút trong mạng thành những nhóm nhỏ hơn, xử lý các tập giao dịch khác nhau và thực hiện xử lý song song. Phương pháp này giống như việc siêu thị mở nhiều kênh thanh toán, có thể trực quan giảm thời gian chờ đợi và nâng cao hiệu quả.
Tuy nhiên, trong quá trình triển khai công nghệ phân mảnh vẫn gặp nhiều thách thức. Bài viết này sẽ tổng hợp quá trình phát triển của công nghệ phân mảnh, so sánh các giải pháp phân mảnh hiện có, và thảo luận về một hướng đi khả thi mới: Shardeum và phân mảnh động.
Một, về "Phân mảnh"
Từ Ethereum làm gốc tọa độ, phương pháp mở rộng của blockchain có thể được chia thành hai loại lớn:
Mở rộng theo chiều dọc (Vertical Scaling): Được thực hiện bằng cách nâng cao hiệu suất phần cứng hiện có của hệ thống. Cách này đơn giản và hiệu quả, nhưng sẽ hạn chế mức độ phi tập trung của mạng.
Mở rộng ngang (Horizontal Scaling): Chủ yếu có ba hướng suy nghĩ:
Phân mảnh khối lượng giao dịch đến nhiều blockchain độc lập.
Blockchain mô-đun, phân chia hạ tầng thành lớp thực thi, lớp khả dụng dữ liệu và lớp đồng thuận
Chia một chuỗi khối thành nhiều phân mảnh và thực hiện song song
Mỗi loại giải pháp mở rộng đều tìm kiếm sự cân bằng trong tam giác không thể, kết hợp với thiết kế cơ chế khuyến khích kinh tế của hệ thống, đạt được sự cân bằng ở cả cấp độ vĩ mô và vi mô.
Phân mảnh kỹ thuật面临的关键问题包括:
Mạng phân mảnh: Làm thế nào để xác định các nút/xác thực viên trong toàn mạng thuộc về phân mảnh nào?
Giao dịch Phân mảnh: Làm thế nào để xác định mỗi giao dịch được phân bổ cho phân mảnh nào?
Trạng thái phân mảnh: Dữ liệu blockchain được lưu trữ như thế nào trong các phân mảnh khác nhau?
Làm thế nào để tránh sự phân mảnh của tính bảo mật toàn hệ thống?
Phân mảnh mạng (Network Sharding )
Mạng phân mảnh là việc chia nhỏ mạng blockchain, mỗi phân mảnh xử lý giao dịch trên chuỗi và tranh giành quyền ghi sổ. Thách thức chính là khi các nút được phân chia, độ khó và chi phí của kẻ tấn công sẽ giảm theo chiều thẳng.
Giải pháp thường là xây dựng một mức độ ngẫu nhiên không thiên lệch, giảm thiểu xác suất thành công của kẻ tấn công. Ví dụ, Ethereum chọn ngẫu nhiên một người xác thực cho một phân mảnh từ tất cả các người xác thực và thay đổi mỗi 6,4 phút.
Giao dịch Phân mảnh(Transaction Sharding)
Giao dịch phân mảnh đề cập đến việc thiết lập "các quy tắc phân bổ giao dịch vào các phân mảnh nào". Các mô hình sổ cái khác nhau có ảnh hưởng đến việc thực hiện giao dịch phân mảnh:
Mô hình UTXO: cần giao tiếp giữa các phân mảnh. Một cách có thể là băm dựa trên giá trị đầu vào của giao dịch, xác định phân mảnh.
Mô hình tài khoản/số dư: Chỉ cần phân mảnh giao dịch theo địa chỉ người gửi, có thể đảm bảo nhiều giao dịch của cùng một tài khoản được xử lý trong cùng một phân mảnh, hiệu quả ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi.
Trạng thái Phân mảnh (State Sharding )
Trạng thái phân mảnh chỉ cách dữ liệu blockchain được phân bổ và lưu trữ trong các phân mảnh khác nhau. Thách thức chính là xử lý giao dịch xuyên phân mảnh.
Có hai cách suy nghĩ:
Đồng bộ đa phân mảnh ( Synchronous ): Mỗi khi thực hiện giao dịch đa phân mảnh, các khối liên quan xảy ra đồng thời. Thực hiện phức tạp nhưng trải nghiệm người dùng tốt.
Asynchronous phân mảnh (: được áp dụng rộng rãi hơn, nhưng phải đối mặt với thách thức về tính nguyên tử của giao dịch.
![Giải thích chi tiết về blockchain mới Shardeum: Phân mảnh một khả năng khác])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6e8d3331d7d68cb512eb2eb47bd9064d.webp(
Hai, Phân mảnh của việc khám phá và thử nghiệm
) Tính phân mảnh
Zilliqa là một trong những nền tảng hợp đồng thông minh đầu tiên thử nghiệm phân mảnh. Nó sử dụng phân mảnh tính toán, tức là chỉ thực hiện phân mảnh tính toán, không thực hiện phân mảnh mạng và lưu trữ. Phương pháp này đơn giản và hiệu quả, nhưng băng thông mạng và lưu trữ vẫn là những điểm nghẽn.
Trạng thái tĩnh phân mảnh
Phương pháp phân mảnh phổ biến hơn là chia không gian địa chỉ tài khoản thành các phân mảnh có kích thước cố định và phân bổ các nút cho các phân mảnh khác nhau. Near, Elrond và Harmony là những cái tên áp dụng phương pháp này.
Ý tưởng phân mảnh dữ liệu của Ethereum
Ý tưởng về phân mảnh tương lai của Ethereum bao gồm:
Dựa trên "tính khả dụng của dữ liệu" để phân mảnh
Thêm chức năng bổ sung cho mỗi phân mảnh, khiến nó giống như mạng chính Ethereum ngày nay.
Harmony
Harmony áp dụng phương pháp phân mảnh tiêu chuẩn, sở hữu nhiều chuỗi khối nhỏ được gọi là phân mảnh và một chuỗi tín hiệu điều phối chúng.
Mạng phân mảnh: Chia mạng xác thực thành các phân mảnh khác nhau.
Giao dịch phân mảnh: Giao dịch được xử lý bởi một phân mảnh.
Trạng thái Phân mảnh: Mỗi phân mảnh của người xác thực lưu trữ 1/N trạng thái toàn cầu.
Harmony hỗ trợ truyền tải tin nhắn giữa các phân mảnh, nhưng chi tiết cụ thể vẫn cần được hoàn thiện.
Elrond
Elrond áp dụng phân mảnh trạng thái thích ứng và cơ chế đồng thuận bằng chứng cổ phần an toàn.
Nó sử dụng chuỗi meta ###Meta Chain( được thiết kế, có thể nhanh chóng xác định giao dịch xuyên phân mảnh trong vài giây. Chiến lược giao dịch xuyên phân mảnh sử dụng mô hình bất đồng bộ, trước tiên xử lý ở phân mảnh người gửi, sau đó xử lý ở phân mảnh người nhận.
)# Gần
Near đã đề xuất giao thức Nightshade ###, mô hình hóa hệ thống như một blockchain duy nhất, thực hiện phân mảnh ở cấp độ khối.
Giao dịch xuyên phân mảnh của Near cần được thực hiện liên tục trong mỗi phân mảnh liên quan. Giao dịch hoàn chỉnh được gửi đến phân mảnh đầu tiên bị ảnh hưởng, sau đó tạo biên nhận giao dịch để chuyển đến phân mảnh tiếp theo, và cứ như vậy.
Ba, Shardeum và phân mảnh trạng thái động
Shardeum đã đề xuất hai giải pháp mới mẻ:
( 3.1 Đồng thuận cấp giao dịch
Sự đồng thuận trên mạng Shardeum được hoàn thành ở cấp giao dịch thay vì cấp khối, cho phép xử lý giao dịch đồng thời qua các phân mảnh. Sự đồng thuận cấp giao dịch này loại bỏ sự phức tạp cần thiết để đảm bảo xử lý nguyên tử, cho phép hoàn tất trong vòng giây và độ trễ thấp.
![Giải thích chi tiết về chuỗi công cộng mới Shardeum: Một khả năng khác của phân mảnh])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp###
( 3.2 Mở rộng tuyến tính
Shardeum sử dụng phân mảnh trạng thái động, mỗi nút có thể giữ các phạm vi địa chỉ khác nhau, và giữa các địa chỉ được phủ sóng có sự chồng chéo. Phương pháp này có độ phức tạp cao hơn, nhưng cho phép mở rộng thực sự theo tuyến tính.
Thông qua sự biến động động của mối quan hệ giữa không gian địa chỉ và nút, cũng như chứng minh khả năng dữ liệu mới, Shardeum có thể đạt được "mở rộng gần như tuyến tính".
![Giải thích chi tiết về chuỗi công cộng mới Shardeum: Phân mảnh một khả năng khác])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp###
Shardeum hiện có 10 phân mảnh, mỗi phân mảnh 128 nút, tổng cộng 1280 nút. Vào quý 4 năm 2022, mạng chính dự kiến sẽ ra mắt. Mặc dù vẫn đang trong quá trình phát triển, nhưng công nghệ Shardus cơ sở đã được chứng minh có thể đạt được khả năng mở rộng tuyến tính.
Tháng 8 năm 2022, Shardeum đã trình diễn khả năng 100TPS trên mạng thử nghiệm Liberty 2.0. Hiện tại, đang sử dụng 50 nút để thử nghiệm, mỗi nút lưu trữ khoảng 1/5 tổng dữ liệu, thực hiện 1/5 tổng giao dịch.
Bốn, Kết luận
Một blockchain phân mảnh thực sự có khả năng mở rộng cần phải được xây dựng từ đầu. Tương tự, việc xây dựng một cộng đồng vững mạnh cũng cần nỗ lực lâu dài. Sau khi mạng thử nghiệm Shardeum ra mắt, số lượng người dùng thử nghiệm và giao dịch hoạt động rất khích lệ, nhưng cũng phải đối mặt với một số ý kiến nghi ngờ.
Chúng tôi tin rằng chỉ khi Web3 được áp dụng rộng rãi, các chuỗi công khai phi tập trung hiệu suất cao mới có thể nổi bật. Những cộng đồng trải qua sự hoài nghi, thảo luận công khai và tranh luận liên tục mới có thể đi xa hơn trên con đường phi tập trung.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
7 thích
Phần thưởng
7
4
Đăng lại
Chia sẻ
Bình luận
0/400
WeAreRich
· 20giờ trước
Chính là không thể chịu nổi khi giá coin liên tục giảm 📉, khối lượng thấy đáy thanh khoản cạn kiệt.
Xem bản gốcTrả lời0
SelfCustodyIssues
· 08-16 16:21
Có phải chỉ là làm một cái kỹ thuật mà luôn nói cho bí hiểm lên?
Xem bản gốcTrả lời0
MidnightSeller
· 08-16 16:12
Một nền tảng khác được cho là đã vượt qua giới hạn mở rộng.
Phân tích công nghệ phân mảnh động tiên tiến của Shardeum: Nhận thức chung cấp độ giao dịch và mở rộng tuyến tính
Phân mảnh kỹ thuật khám phá: Những bước đột phá mới của Shardeum
Ngày 15 tháng 9 năm 2022, Ethereum đã hoàn thành sự hợp nhất nổi bật (Merge). Điều này đánh dấu sự chuyển đổi của Ethereum từ cơ chế chứng minh công việc (PoW) sang cơ chế chứng minh cổ phần (PoS). Tuy nhiên, sự hợp nhất sẽ không mang lại khả năng mở rộng, an ninh và tính bền vững cao hơn ngay lập tức. Những mục tiêu này thực sự có thể đạt được bằng một bộ giải pháp toàn diện: mạng chính có khả năng phân mảnh kết hợp với các giải pháp Layer2 tăng cường khả năng mở rộng.
Phân mảnh là một giải pháp mở rộng trong ba khó khăn của khả năng mở rộng. Nó thông qua việc chia các nút trong mạng thành những nhóm nhỏ hơn, xử lý các tập giao dịch khác nhau và thực hiện xử lý song song. Phương pháp này giống như việc siêu thị mở nhiều kênh thanh toán, có thể trực quan giảm thời gian chờ đợi và nâng cao hiệu quả.
Tuy nhiên, trong quá trình triển khai công nghệ phân mảnh vẫn gặp nhiều thách thức. Bài viết này sẽ tổng hợp quá trình phát triển của công nghệ phân mảnh, so sánh các giải pháp phân mảnh hiện có, và thảo luận về một hướng đi khả thi mới: Shardeum và phân mảnh động.
Một, về "Phân mảnh"
Từ Ethereum làm gốc tọa độ, phương pháp mở rộng của blockchain có thể được chia thành hai loại lớn:
Mở rộng theo chiều dọc (Vertical Scaling): Được thực hiện bằng cách nâng cao hiệu suất phần cứng hiện có của hệ thống. Cách này đơn giản và hiệu quả, nhưng sẽ hạn chế mức độ phi tập trung của mạng.
Mở rộng ngang (Horizontal Scaling): Chủ yếu có ba hướng suy nghĩ:
Mỗi loại giải pháp mở rộng đều tìm kiếm sự cân bằng trong tam giác không thể, kết hợp với thiết kế cơ chế khuyến khích kinh tế của hệ thống, đạt được sự cân bằng ở cả cấp độ vĩ mô và vi mô.
Phân mảnh kỹ thuật面临的关键问题包括:
Phân mảnh mạng (Network Sharding )
Mạng phân mảnh là việc chia nhỏ mạng blockchain, mỗi phân mảnh xử lý giao dịch trên chuỗi và tranh giành quyền ghi sổ. Thách thức chính là khi các nút được phân chia, độ khó và chi phí của kẻ tấn công sẽ giảm theo chiều thẳng.
Giải pháp thường là xây dựng một mức độ ngẫu nhiên không thiên lệch, giảm thiểu xác suất thành công của kẻ tấn công. Ví dụ, Ethereum chọn ngẫu nhiên một người xác thực cho một phân mảnh từ tất cả các người xác thực và thay đổi mỗi 6,4 phút.
Giao dịch Phân mảnh(Transaction Sharding)
Giao dịch phân mảnh đề cập đến việc thiết lập "các quy tắc phân bổ giao dịch vào các phân mảnh nào". Các mô hình sổ cái khác nhau có ảnh hưởng đến việc thực hiện giao dịch phân mảnh:
Mô hình UTXO: cần giao tiếp giữa các phân mảnh. Một cách có thể là băm dựa trên giá trị đầu vào của giao dịch, xác định phân mảnh.
Mô hình tài khoản/số dư: Chỉ cần phân mảnh giao dịch theo địa chỉ người gửi, có thể đảm bảo nhiều giao dịch của cùng một tài khoản được xử lý trong cùng một phân mảnh, hiệu quả ngăn chặn việc chi tiêu gấp đôi.
Trạng thái Phân mảnh (State Sharding )
Trạng thái phân mảnh chỉ cách dữ liệu blockchain được phân bổ và lưu trữ trong các phân mảnh khác nhau. Thách thức chính là xử lý giao dịch xuyên phân mảnh.
Có hai cách suy nghĩ:
![Giải thích chi tiết về blockchain mới Shardeum: Phân mảnh một khả năng khác])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-6e8d3331d7d68cb512eb2eb47bd9064d.webp(
Hai, Phân mảnh của việc khám phá và thử nghiệm
) Tính phân mảnh
Zilliqa là một trong những nền tảng hợp đồng thông minh đầu tiên thử nghiệm phân mảnh. Nó sử dụng phân mảnh tính toán, tức là chỉ thực hiện phân mảnh tính toán, không thực hiện phân mảnh mạng và lưu trữ. Phương pháp này đơn giản và hiệu quả, nhưng băng thông mạng và lưu trữ vẫn là những điểm nghẽn.
Trạng thái tĩnh phân mảnh
Phương pháp phân mảnh phổ biến hơn là chia không gian địa chỉ tài khoản thành các phân mảnh có kích thước cố định và phân bổ các nút cho các phân mảnh khác nhau. Near, Elrond và Harmony là những cái tên áp dụng phương pháp này.
Ý tưởng phân mảnh dữ liệu của Ethereum
Ý tưởng về phân mảnh tương lai của Ethereum bao gồm:
Harmony
Harmony áp dụng phương pháp phân mảnh tiêu chuẩn, sở hữu nhiều chuỗi khối nhỏ được gọi là phân mảnh và một chuỗi tín hiệu điều phối chúng.
Mạng phân mảnh: Chia mạng xác thực thành các phân mảnh khác nhau. Giao dịch phân mảnh: Giao dịch được xử lý bởi một phân mảnh. Trạng thái Phân mảnh: Mỗi phân mảnh của người xác thực lưu trữ 1/N trạng thái toàn cầu.
Harmony hỗ trợ truyền tải tin nhắn giữa các phân mảnh, nhưng chi tiết cụ thể vẫn cần được hoàn thiện.
Elrond
Elrond áp dụng phân mảnh trạng thái thích ứng và cơ chế đồng thuận bằng chứng cổ phần an toàn.
Nó sử dụng chuỗi meta ###Meta Chain( được thiết kế, có thể nhanh chóng xác định giao dịch xuyên phân mảnh trong vài giây. Chiến lược giao dịch xuyên phân mảnh sử dụng mô hình bất đồng bộ, trước tiên xử lý ở phân mảnh người gửi, sau đó xử lý ở phân mảnh người nhận.
)# Gần
Near đã đề xuất giao thức Nightshade ###, mô hình hóa hệ thống như một blockchain duy nhất, thực hiện phân mảnh ở cấp độ khối.
Giao dịch xuyên phân mảnh của Near cần được thực hiện liên tục trong mỗi phân mảnh liên quan. Giao dịch hoàn chỉnh được gửi đến phân mảnh đầu tiên bị ảnh hưởng, sau đó tạo biên nhận giao dịch để chuyển đến phân mảnh tiếp theo, và cứ như vậy.
Ba, Shardeum và phân mảnh trạng thái động
Shardeum đã đề xuất hai giải pháp mới mẻ:
( 3.1 Đồng thuận cấp giao dịch
Sự đồng thuận trên mạng Shardeum được hoàn thành ở cấp giao dịch thay vì cấp khối, cho phép xử lý giao dịch đồng thời qua các phân mảnh. Sự đồng thuận cấp giao dịch này loại bỏ sự phức tạp cần thiết để đảm bảo xử lý nguyên tử, cho phép hoàn tất trong vòng giây và độ trễ thấp.
![Giải thích chi tiết về chuỗi công cộng mới Shardeum: Một khả năng khác của phân mảnh])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-21183f66edba6389ed99a8c668bb88d6.webp###
( 3.2 Mở rộng tuyến tính
Shardeum sử dụng phân mảnh trạng thái động, mỗi nút có thể giữ các phạm vi địa chỉ khác nhau, và giữa các địa chỉ được phủ sóng có sự chồng chéo. Phương pháp này có độ phức tạp cao hơn, nhưng cho phép mở rộng thực sự theo tuyến tính.
Thông qua sự biến động động của mối quan hệ giữa không gian địa chỉ và nút, cũng như chứng minh khả năng dữ liệu mới, Shardeum có thể đạt được "mở rộng gần như tuyến tính".
![Giải thích chi tiết về chuỗi công cộng mới Shardeum: Phân mảnh một khả năng khác])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-678011ec0d792ac05e80a6b209c82d43.webp###
Shardeum hiện có 10 phân mảnh, mỗi phân mảnh 128 nút, tổng cộng 1280 nút. Vào quý 4 năm 2022, mạng chính dự kiến sẽ ra mắt. Mặc dù vẫn đang trong quá trình phát triển, nhưng công nghệ Shardus cơ sở đã được chứng minh có thể đạt được khả năng mở rộng tuyến tính.
Tháng 8 năm 2022, Shardeum đã trình diễn khả năng 100TPS trên mạng thử nghiệm Liberty 2.0. Hiện tại, đang sử dụng 50 nút để thử nghiệm, mỗi nút lưu trữ khoảng 1/5 tổng dữ liệu, thực hiện 1/5 tổng giao dịch.
Bốn, Kết luận
Một blockchain phân mảnh thực sự có khả năng mở rộng cần phải được xây dựng từ đầu. Tương tự, việc xây dựng một cộng đồng vững mạnh cũng cần nỗ lực lâu dài. Sau khi mạng thử nghiệm Shardeum ra mắt, số lượng người dùng thử nghiệm và giao dịch hoạt động rất khích lệ, nhưng cũng phải đối mặt với một số ý kiến nghi ngờ.
Chúng tôi tin rằng chỉ khi Web3 được áp dụng rộng rãi, các chuỗi công khai phi tập trung hiệu suất cao mới có thể nổi bật. Những cộng đồng trải qua sự hoài nghi, thảo luận công khai và tranh luận liên tục mới có thể đi xa hơn trên con đường phi tập trung.