On-chain scaling và Off-chain scaling là gì?

Mạng lưới Bitcoin bị quá tải khiến rất nhiều giao dịch không được xác thực hoặc phải tăng phí lên rất cao. Mới đây Ethereum cũng bị hiện tượng nghẽn mạng và có những giải pháp nào để tránh sự nghẽn mạng? On-chain và Off-chain scaling là hai cách thức khác nhau.

Tiền kỹ thuật số thực chất là một hệ thống phần mềm hoạt động trên mạng lưới các máy tính ngang hàng của những người sử dụng. Bởi vậy cho nên nó cũng giống như những phần mềm thông thường nếu hạ tầng máy tính không đủ mạnh nó sẽ bị quá tải, chạy chậm hoặc không chạy được nữa.

Không giống như các phần mềm chạy trên máy tính và máy chủ trên mạng thông thường, các loại tiền kỹ thuật số chạy trên các máy tính cá nhân đơn lẻ nhưng lại kết nối vào mạng lưới các máy tính cá nhân khác theo kiểu ngang hàng. Điều đó có nghĩa khi kết nối vào một nút mạng nào đó thì rất có thể nút mạng đó bị ngắt kết nối (do tốc độ mạng yếu, người chủ của nó tắt máy, hoặc mất mạng...). Do đặc điểm đó để một mạng ngang hàng hoạt động tốt nó cần có rất nhiều nút mạng, điều đó có nghĩa nếu một nút mạng bị đứt nó có thể ngay lập tức tìm được nút mạng khác để kết nối lại. Thế nhưng đôi khi mất kết nối với nút mạng này kết nối vào nút mạng khác thì ở đó lại không có đầy đủ thông tin, nó lại phải kết nối vào nút mạng khác, và do tính chất mạng ngang hàng khi kết nối tốc độ không cao nên việc này khá mất thời gian.

Các loại coin đã hoạt động lâu hoặc có rất nhiều giao dịch như Bitcoin hay Ethereum thì cơ sở dữ liệu về các giao dịch của nó (còn gọi là blockchain) trở nên rất to lớn, do đó việc đồng bộ nó sang các máy trạm khác trên mạng ngang hàng trở nên rất mất thời gian. Đôi khi tốc độ đồng bộ dữ liệu còn không kịp so với các giao dịch. Hiện tại các mạng như Bitcoin mới chỉ xử lý được khoảng 7 giao dịch cho mỗi giây, nếu có nhiều giao dịch hơn nhiều lần thì rất có thể mạng lưới không kịp đồng bộ dữ liệu sang dẫn đến các nút mạng thiếu thông tin, và do đó nó dễ nhầm với việc người đã tiêu mất hết tiền rồi mà cứ tưởng rằng vẫn còn tiền (vì các giao dịch tiêu tiền chưa được cập nhật). 

Bitcoin có thời gian xử lý một block là khá lâu chừng 10 phút nên vấn đề đó xảy ra ít hơn. Nhưng với những coin có thời gian cho một block nhanh hơn rất nhiều như Ethereum mà lượng thông tin trở nên to lớn vì có nhiều giao dịch thì khả năng gây lỗi là sẽ rất nhiều.

Để giải quyết vấn đề về nâng cao khả năng xử lý được nhiều giao dịch, người ta nghĩ đến các giải pháp mở rộng trực tiếp trên blockchain (hay còn gọi là on-chain scaling) và giải pháp mở rộng không trực tiếp trên blockchain (hay còn gọi là off-chain scaling). Mỗi hướng giải pháp này đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng của nó.

On-chain scaling là giải pháp tăng cường năng lực của hệ thống để làm sao mạng lưới tự nó có thể xử lý được nhanh và nhiều giao dịch hơn. 

Còn off-chain scaling là giải pháp cho phép có những máy chủ giúp xử lý giúp bớt các giao dịch để thay vì tất cả các giao dịch đều được ghi vào blockchain thì hệ thống máy chủ giúp xử lý bớt giao dịch sẽ cắt gọn đi những giao dịch nhỏ và chỉ lưu vào blockchain những giao dịch đạt một chuẩn nào đó hoặc bỏ bớt đi những giao dịch trung gian.

Với giải pháp on-chain thì mọi giao dịch lớn nhỏ đều được lưu vào blockchain nên blockchain trở nên to lớn và kềnh càng, nhất là càng về sau thì dữ liệu càng lớn, càng có nhiều giao dịch thì dữ liệu càng trở nên cồng kềnh hơn và việc đồng bộ càng trở nên khó khăn và đòi hỏi nhiều chi phí hơn.

Còn off-chain là sử dụng các máy chủ giúp chịu tải bớt cho các giao dịch nên có thể xử lý được nhiều giao dịch với tốc độ cao hơn. Nhưng với việc sử dụng các máy chủ, thì blockchain không thực sự còn là blockchain nữa, nó mất đi tính chất quan trọng sống còn đó là sự phi tập trung (decentralization). 

Các hệ thống xử lý tập trung bởi các công ty lớn thì khả năng xử lý giao dịch của nó rất khổng lồ, ví dụ mạng lưới của Visa có thể xử lý được vài ngàn giao dịch mỗi giây, trong khi Bitcoin chỉ xử lý được 7 giao dịch mỗi giây đã là quá sức rồi. Cho nên lai giữa tập trung với phi tập trung sẽ giảm tải và xử lý được nhanh, nhưng chúng ta sẽ trở nên phụ thuộc vào các công ty cung cấp. Tiền kỹ thuật số không phụ thuộc vào các chính phủ, nếu dùng giải pháp off-chain thì cũng không thoát được sự kiểm soát của các chính phủ vì các chính phủ dễ dàng kiểm soát các công ty.

Thế nhưng làm thế nào để giải quyết vấn đề mở rộng on-chain chỉ dựa vào các máy tính cá nhân vốn không đủ mạnh. Nếu chỉ giải quyết bằng kỹ thuật thì có thể nói là hầu như không thể giải quyết được. Nhưng may mắn thay Evan Duffield, người sáng lập ra Dash phát hiện ra một cơ chế tạo động lực cho một số người dùng nhất định đầu tư vào hạ tầng để giúp cho giải quyết được vấn đề mở rộng mà vẫn đảm bảo tính phi tập trung. Đó là giải pháp về mạng lưới bậc hai các masternode.

Mạng lưới các masternode đã được giới thiệu từ năm 2015 và nó đã giúp mạng lưới của Dash có được hạ tầng mạnh mẽ cho việc xử lý giao dịch với tốc độ siêu nhanh (dưới 1 giây để có được 5 xác thực). 

Hiện nay mạng lưới các masternode của Dash mới chỉ là các máy chủ ảo thông thường đặt tại các trung tâm dữ liệu, nó chỉ nhanh hơn và ổn định hơn cho trường hợp số lượng giao dịch tăng không lớn lắm. Nhưng để xử lý on-chain scaling trong trường hợp cho mạng xử lý hàng trăm, hàng ngàn giao dịch mỗi giây thì đòi hỏi các masternode phải có năng lực rất mạnh mẽ, thậm chí nó có thể không chỉ là một vài máy tính mà là một tập hợp các máy tính đủ mạnh hoặc các phần cứng thiết kế chuyên nghiệp.

Liệu điều đó có làm mất đi tính chất phi tập trung của Dash không? Không hề, mạng lưới của Dash gồm hàng ngàn các masternode, nếu mỗi masternode lớn mạnh như cỡ một trung tâm dữ liệu thì điều đó vẫn đảm bảo tính chất phi tập trung vì có thể có những masternode ở Mỹ, cái ở Pháp, cái ở Úc, cái ở Việt Nam... cho nên mạng lưới vẫn sẽ đảm bảo tính phi tập trung trong khi vẫn có thể xử lý rất nhiều giao dịch đồng thời.

THAM KHẢO THÊM

• Sự quá tải của mạng lưới tiền kỹ thuật số như Bitcoin, Ethereum và vấn đề mở rộng hạ tầng của Dash
• Tầm nhìn dài hạn của nhóm phát triển Dash và bài toán scaling
• Kế hoạch phát triển của Dash
• Masternode của Dash mang lại những giá trị gì