Ethereum là blockchain hàng đầu với số lượng giao dịch rất lớn của hàng triệu người dùng tham gia mỗi ngày. Mức TPS của Ethereum đang bị giới hạn ở mức 15/s, phí giao dịch ngày càng đắt đỏ và nhiều lúc xảy ra tình trạng nghẽn mạng.
Tất cả các giao dịch diễn ra trên Ethereum gọi là on-chain, còn những giao dịch khác được xem là off-chain. Một số giải pháp ngoài chuỗi như sidechains và Layer-2 (L2) có thể giúp Ethereum mở rộng quy mô, tăng tốc độ giao dịch và tăng số lượng giao dịch mà mạng có thể xử lý. Trong bài viết này, chúng ta cùng tìm hiểu về sidechains và L2 để xem chúng giúp ích thế nào cho khả năng mở rộng của Ethereum.
Việc cải thiện hiệu suất on-chain thường dẫn đến sự phân quyền hoặc đánh đổi khả năng mở rộng của Ethereum, đó là bộ ba khả năng mở rộng. Các giải pháp Sidechains và L2 được cập nhật liên tục để cải thiện Ethereum và duy trì tính bảo mật, phân quyền.
Sự khác biệt chính giữa các giải pháp Sidechains và Ethereum L2 là L2 kế thừa bảo mật của mạng chính Ethereum, trong khi các Sidechains dựa vào bảo mật của riêng chúng.
Sidechain
Ethereum sidechain là một mạng blockchain độc lập chạy song song với chuỗi chính Ethereum. Sidechains được kết nối với chuỗi chính thông qua hệ thống chốt hai chiều, cho phép trao đổi tài sản qua lại. Hiện nay có 2 loại sidechains cơ bản là hoạt động phụ thuộc lẫn nhau hoặc hoạt động độc lập.
Đối với sidechain phụ thuộc thì nó được xem như chuỗi con của Ethereum, từ đó các dữ liệu và tài sản được chuyển trực tiếp từ Ethereum đến các chuỗi phụ này.
Sidechains có các giao thức đồng thuận riêng phục vụ cho các giao dịch cụ thể để nó hoạt động nhanh và chi phí hợp lý hơn. Điều này cũng có nghĩa là chúng thường không kế thừa các thuộc tính bảo mật của Ethereum và chỉ dựa vào cơ chế đồng thuận của mình.
Sidechains giúp giảm tắc nghẽn, chi phí và tăng khả năng mở rộng của blockchain Ethereum. Các nhà phát triển cũng có thể sử dụng các sidechains để khám phá và thử nghiệm các tính năng mới trước khi đưa lên chuỗi chính. Các sidechains phổ biến bao gồm Polygon PoS, Skale và Rootstock. Ethereum 2.0 có một biến thể sidechains của riêng nó, được gọi là Shardchains liên kết với Beacon Chain, mục đích cuối cùng là trở thành chuỗi chính Ethereum bằng cách sử dụng Proof-of-Stake.
Sidechains được kết nối với chuỗi chính thông qua hệ thống chốt hai chiều hoặc các cầu nối. Sau khi hoàn tất giao dịch và mã giao dịch SPV sẽ được cung cấp đến sidechain thông qua smart contract. Tương tự việc chuyển từ sidechain sang Ethereum thì quá trình cũng diễn ra như vậy.
Sidechains dựa trên Ethereum Machine (EVM), một công cụ tính toán của Ethereum. Các nhà phát triển không cần thực hiện quá nhiều thay đổi vì chúng sẽ được chia sẻ trên cùng một lớp phần mềm và có thể truy cập thông qua một API Web3.
Giao thức Layer 2
Đây là giao thức tồn tại trên Ethereum và có khả năng mở rộng lớn hơn thông qua các khuôn khổ thứ cấp. Layer 2 giúp Ethereum giảm tắc nghẽn khi chia sẻ xử lý dữ liệu. Không giống như các sidechains, L2 thường kế thừa các thuộc tính bảo mật của chuỗi chính.
Ethereum là blockchain layer 1 và các layer 2 có nhiệm vụ nén các giao dịch và gửi chúng đến Ethereum. Các L2 bao gồm các yếu tố: channel, rollup và plasma. Chúng ta cùng phân tích về các giải pháp này:
Channel
Người dùng thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và chỉ đưa lên chuỗi chính những thông tin quan trọng. Một phần của dữ liệu được khóa thông qua hợp đồng thông minh, do đó trước khi cập nhật nó người dùng cần phải xác nhận đồng ý. Người dùng cần tạo và ký các giao dịch để gửi lên blockchain.
Rollup
Bản tổng hợp các giao dịch bên ngoài Ethereum sau khi đủ một số lượng nhất định sẽ gửi trở lại, giúp Ethereum xác minh các giao dịch mà không cần xử lý lại. Hiện nay có hai kiểu Rollup chính bao gồm Zero-knowledge (ZK) rollup và Optimistic rollup.
ZK sử dụng bằng chứng về tính hợp lệ, mỗi giao dịch chứa một mật mã gọi là SNARK, được xác minh bởi contract trên Ethereum. Việc này tiết kiệm thời gian xử lý, chỉ cần lưu trữ bằng chứng về tính hợp lệ trên Ethereum mà không cần quá nhiều dữ liệu giao dịch.
Optimistic rollup sử dụng bằng chứng gian lận, họ giả định rằng các giao dịch đều hợp lệ và cam kết cho tất cả mà không cần bằng chứng ban đầu. Sẽ đến một lục khi mọi người phát hiện và chứng minh có dữ liệu bị sai. Khi đó Optimistic sẽ tính toán bằng cách sử dụng dữ liệu có sẵn trên Ethereum. Những người tìm ra lỗi sai sẽ được thưởng một phần. Hiện nay phí gas của Optimism rẻ hơn Ethereum khoảng 10 lần.
Plasma
Plasma được xem như sidechain của Ethereum, tận dụng sự kết hợp của các smart contract và Merkle để tạo ra các nhánh vô hạn của các subchains. Đây sẽ là các bản sao nhỏ hơn của Ethereum và sử dụng cơ chế đồng thuận riêng. Băng thông cần thiết để tính toán và giao dịch dữ liệu được giảm tải từ chuỗi gốc và được cam kết định kỳ. Sự khác biệt so với các sidechains khac là mỗi khối Plasma được xuất bản cho Ethereum, từ đó kế thừa tính năng bảo mật.
Các blockchain như Polygon cung cấp cho nhà phát triển và người dùng phí gas thấp hơn, đồng thời cải thiện tốc độ giao dịch. Alchemy hỗ trợ Ethereum và Arbitrum L2, đây là chuỗi độc lập xây dựng trên Ethereum, tương tự một smart contract, hỗ trợ tốc độ giao dịch nhanh, thông lượng cao cũng như phí gas thấp hơn. Các hoạt động trên Arbitrum chuyển sang Ethereum thông qua Optimistic rollup.
Ethereum sẽ giảm tải áp lực khi áp dụng các giải pháp mở rộng như sidechains và L2, người dùng cũng được hưởng lợi khi giao dịch thực hiện nhanh hơn và phí rẻ hơn. Đồng thời tính bảo mật vẫn được đề cao hơn cả.
