ความสามารถในการปรับขนาดใน Blockchain คืออะไร? คำอธิบายง่ายๆ

เนื่องจากบุคคลและองค์กรต่างๆ ใช้เทคโนโลยีบล็อกเชนมากขึ้น ความสามารถในการปรับขนาดจึงมีความโดดเด่นมากขึ้น คุณอาจเจอคำนี้อาจเป็นปัญหาที่ใหญ่ที่สุดของอุตสาหกรรม crypto

โดยพื้นฐานแล้ว ความสามารถในการปรับขนาดหมายถึงความสามารถของระบบหรือเทคโนโลยีในการจัดการปริมาณธุรกรรมหรือผู้ใช้ที่เพิ่มขึ้นโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน ในบริบทของเทคโนโลยีบล็อกเชน ความสามารถในการปรับขนาดถือเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากเป็นตัวกำหนดว่าเครือข่ายสามารถขยายได้อย่างราบรื่นตามความต้องการที่เพิ่มขึ้น โดยยังคงรักษาความปลอดภัยและฟังก์ชันการทำงานไว้หรือไม่ ความสำคัญของความสามารถในการขยายขนาดอยู่ที่การรับรองว่าระบบกระจายอำนาจ เช่น บล็อกเชน สามารถรองรับการใช้งานและการใช้งานในวงกว้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้นจึงทำให้เกิดศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงผลกระทบต่ออุตสาหกรรมและแอปพลิเคชันต่างๆ

ความสามารถในการปรับขนาดของ Blockchain คืออะไร?

คำว่า"ความสามารถในการปรับขนาด"หมายถึงความสามารถของระบบหรือการดำเนินการเฉพาะที่จะคงอยู่ในระดับประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุดเมื่อผ่านการปรับเปลี่ยนตามขนาดหรือขอบเขต ในทำนองเดียวกัน แนวคิดเรื่องความสามารถในการปรับขนาดภายในบริบทของเทคโนโลยีบล็อกเชนบ่งบอกถึงความสามารถของโปรโตคอลบล็อกเชนเฉพาะเพื่อรักษาสภาพแวดล้อมการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพและคุ้มค่า แม้ว่าจะต้องเผชิญกับการไหลเข้าของกิจกรรมการทำธุรกรรม ชุดข้อมูลที่กว้างขวาง และจำนวนผู้ใช้ที่เพิ่มมากขึ้น.

Vitalik Buterin แนะนำ [PDF] ว่าโปรโตคอลบล็อกเชนมุ่งมั่นที่จะกระจายอำนาจ ปลอดภัย และปรับขนาดได้ แต่พวกมันบรรลุคุณสมบัติเหล่านี้เพียงสองประการเท่านั้น. และคุณลักษณะที่เสียสละมากที่สุดคือความสามารถในการขยายขนาด

ความสามารถในการขยายขนาดเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบบล็อกเชน บล็อกเชนที่ไม่สามารถปรับขนาดได้อาจส่งผลให้การประมวลผลธุรกรรมช้าลง ส่งผลให้เกิดงานค้างและค่าธรรมเนียมเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน บล็อกเชนที่ปรับขนาดได้มีความสามารถในการประมวลผลธุรกรรมจำนวนมากภายในระยะเวลาอันสั้น ในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัย ประสบการณ์ผู้ใช้ที่ดีที่สุด ค่าธรรมเนียมต่ำ และการตัดสินใจที่มีประสิทธิภาพผ่านการทำงานร่วมกันระหว่างเพื่อนร่วมงานจำนวนมาก

ปัจจัยหลักสามประการที่กำหนดความสามารถในการปรับขนาดของโปรโตคอลบล็อคเชนมีดังนี้:

ระยะเวลาที่จำเป็นสำหรับการเผยแพร่ธุรกรรมข้ามโหนดเครือข่าย ซึ่งรวบรวมความคิดเห็นเพื่อให้ได้รับความเห็นพ้องต้องกัน มีผลกระทบต่อความสามารถในการปรับขนาดของระบบ การลดเวลาแฝงจะช่วยเพิ่มความสามารถในการขยายขนาด

ประสิทธิภาพของโปรโตคอลบล็อกเชนที่เกี่ยวข้องกับความสามารถในการขยายขนาดนั้นยังขึ้นอยู่กับปริมาณธุรกรรมที่สามารถดำเนินการพร้อมกันได้อีกด้วย อัตราการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นแปลเป็นความสามารถในการปรับขนาดที่เพิ่มขึ้นสำหรับเครือข่าย

ความต้องการทรัพยากรของระบบบล็อกเชน เช่น ความสามารถในการคำนวณและแบนด์วิธเครือข่าย ส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการขยายขนาด การเพิ่มทรัพยากรที่มีอยู่สามารถนำไปสู่รางวัลที่เพิ่มขึ้นสำหรับผู้เข้าร่วมเครือข่าย โดยเฉพาะผู้ที่มีส่วนร่วมอย่างมาก ในทางกลับกัน หากรางวัลไม่สมส่วนกับต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการเข้าร่วมเครือข่าย ก็เป็นไปได้ว่าจะไม่มีใครเข้าร่วม ส่งผลให้มีขีดจำกัดหรือไม่มีเลย

แพลตฟอร์มบล็อกเชนรุ่นใหม่ เช่น Solana โดยทั่วไปมีความสามารถในการขยายขนาดที่มากกว่าเมื่อเทียบกับรุ่นก่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Bitcoin อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าประสิทธิภาพที่ได้รับการปรับปรุงนี้มักจะมาพร้อมกับค่าใช้จ่ายในการลดมาตรการรักษาความปลอดภัยหรือการรวมศูนย์ที่เพิ่มขึ้นภายในระบบเหล่านี้

เพื่อให้เทคโนโลยีบล็อกเชนสามารถรองรับแอปพลิเคชันขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพและรองรับฐานผู้ใช้จำนวนมาก จึงจำเป็นที่ระบบเหล่านี้จะต้องแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการขยายขนาดได้ การนำเทคโนโลยีบล็อกเชนมาใช้จะลดลงอย่างมากหากธุรกรรมแออัดหรือค่าธรรมเนียมสูงเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีโซลูชันทางเลือก สะดวก และคุ้มค่า ตามภาพประกอบ การใช้วิธีการชำระเงินแบบเดิมๆ เช่น Visa ในการซื้อพิซซ่าอาจพิสูจน์ได้ว่าใช้งานได้จริงและราคาไม่แพงเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้สกุลเงินดิจิทัล เช่น Bitcoin ดังนั้นความจำเป็นในการขยายขีดความสามารถที่ได้รับการปรับปรุงภายในขอบเขตของเทคโนโลยีบล็อกเชนจึงปรากฏชัดเจน

3 วิธีการสำคัญในการปรับขนาดบล็อคเชน

แม้จะมีความพยายามต่างๆ นานาโดยโปรโตคอลบล็อคเชนหลายตัวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในแง่ของเวลาแฝง ประสิทธิภาพ และค่าใช้จ่าย ในขณะที่ยังคงรักษาความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ แต่ก็ยังมีความท้าทายที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขที่เรียกว่า “บล็อคเชนไตรเล็มม่า” ไตรเล็มม่านี้เกิดขึ้นเมื่อโซลูชันบางอย่างประนีประนอมทั้งการกระจายอำนาจหรือความปลอดภัย เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้น

เครดิตรูปภาพ: Trikona/Shutterstock

โปรโตคอลบล็อกเชนมักจะใช้วิธีการต่างๆ เพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดของบล็อกเชน

แนวทางดังกล่าวอาจจัดวางอย่างเป็นระบบเป็น 3 กลยุทธ์ที่ครอบคลุม

โซลูชั่นเลเยอร์ 1

วัตถุประสงค์คือเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่ายบล็อกเชนหลักเพื่อรองรับปริมาณธุรกรรมที่เพิ่มขึ้น กลยุทธ์ที่เป็นไปได้อาจเกี่ยวข้องกับการเพิ่มขนาดของบล็อก การเร่งเวลาการประมวลผลธุรกรรม หรือการปรับปรุงกระบวนการเพื่อให้บรรลุฉันทามติผ่านการรวมเวลาตอบสนอง

โซลูชันเลเยอร์ 1 เกี่ยวข้องกับการปรับใช้การปรับปรุงโดยตรงบนสถาปัตยกรรมบล็อกเชนหลัก โดยไม่ต้องอาศัยเฟรมเวิร์กหรือโครงสร้างพื้นฐานภายนอก การปรับปรุงดังกล่าวมักจำเป็นต้องแยกโซ่หรือที่เรียกว่า"ทางแยก"

ลองพิจารณาตัวอย่างของ Bitcoin ที่ใช้ Segregated Witness (SegWit) ซึ่งทำได้ผ่าน soft fork การปรับเปลี่ยนนี้ขยายขีดความสามารถของโปรโตคอลโดยเพิ่มข้อจำกัดขนาดบล็อกและเพิ่มประสิทธิภาพในการทำธุรกรรม หลังจากนั้นไม่นาน การฮาร์ดฟอร์คส่งผลให้เกิด Bitcoin Cash (BCH) ซึ่งเป็นบล็อกเชนทางเลือกที่มีขนาดบล็อกที่ใหญ่ขึ้น เร่งเวลาในการประมวลผลธุรกรรม และลดต้นทุนการทำธุรกรรม

Ethereum blockchain ยังเสร็จสิ้นการฮาร์ดฟอร์คใน สิ่งนี้เปลี่ยนอัลกอริธึมฉันทามติของโปรโตคอลจากการพิสูจน์การทำงานเป็นการพิสูจน์การเดิมพัน นี่เป็นระยะแรกของการแนะนำชาร์ดดิ้ง ซึ่ง Buterin เชื่อว่า จะช่วยปรับขนาดเครือข่ายเพิ่มเติม

การแบ่งส่วนบล็อคเชนหมายถึงโซลูชันเลเยอร์หนึ่งที่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนโปรโตคอลหรืออัปเกรดซอฟต์แวร์ แต่ต้องแบ่งพาร์ติชันเครือข่ายออกเป็นเซ็กเมนต์เล็กๆ ที่เรียกว่า"ชาร์ด"เพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดและปรับปรุงประสิทธิภาพในการทำธุรกรรม แม้ว่า Ethereum ตั้งใจที่จะบูรณาการเทคโนโลยีนี้ภายในปี 2566 แต่ปัจจุบันบล็อกเชน Zilliqa ได้นำส่วนดังกล่าวมาใช้สี่ส่วน ส่งผลให้ระยะเวลาในการทำธุรกรรมลดลง ต้นทุนการทำธุรกรรมลดลง และเพิ่มความพึงพอใจของผู้ใช้

โซลูชั่นเลเยอร์ 2

โซลูชันเลเยอร์ 1 ซึ่งบูรณาการโดยตรงกับโปรโตคอลบล็อกเชนหลัก มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงความสามารถในการขยายขนาดผ่านวิธีการต่างๆ เช่น การแบ่งส่วนหรือการพิสูจน์กลไกฉันทามติของการเดิมพัน อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้มีข้อจำกัดในแง่ของความสามารถในการปรับขนาดในแนวนอน เนื่องจากปัญหาต่างๆ เช่น ความแออัดของเครือข่ายหรือความซับซ้อนในการคำนวณ เพื่อจัดการกับความท้าทายนี้ โซลูชันเลเยอร์ 2 จึงเกิดขึ้น ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การย้ายธุรกรรมหรือการดำเนินการบางอย่างไปยังเลเยอร์ที่แยกจากกันนอกห่วงโซ่หลัก เพิ่มขีดความสามารถโดยรวมในการประมวลผลธุรกรรมได้มากขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่กระทบต่อความปลอดภัยหรือการกระจายอำนาจ เลเยอร์เพิ่มเติมเหล่านี้เรียกว่าช่องทางของรัฐและโรลอัป ใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานบล็อกเชนในขณะเดียวกันก็มอบประสิทธิภาพที่ได้รับการปรับปรุงผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพซึ่งอาจรวมถึงเวลาการยืนยันที่ลดลง ฟีเจอร์ความเป็นส่วนตัวที่ได้รับการปรับปรุง และค่าธรรมเนียมที่ลดลง ด้วยการใช้โซลูชั่นเลเยอร์ 2

ช่องทางของรัฐเสนอวิธีการที่มีประสิทธิภาพสำหรับหลายฝ่ายในการทำธุรกรรมแบบเรียลไทม์โดยไม่ต้องพึ่งบล็อคเชนหลักเพียงอย่างเดียว ตัวอย่างหนึ่งคือ Lightning Network ซึ่งใช้ธุรกรรมนอกเครือข่ายที่อำนวยความสะดวกโดยสัญญาอัจฉริยะ และสุดท้ายจะชำระธุรกรรมเหล่านั้นบนบล็อกเชน Bitcoin ในทำนองเดียวกัน เครือข่าย Raiden บน Ethereum ก็ใช้วิธีการนี้เพื่อให้สามารถทำธุรกรรมระหว่างผู้ใช้ได้อย่างรวดเร็วและปลอดภัย

เทคโนโลยี Rollup ครอบคลุมระบบการกระจายอำนาจที่หลากหลายซึ่งอำนวยความสะดวกในการดำเนินการธุรกรรมอย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ลดความแออัดบนเครือข่ายให้เหลือน้อยที่สุด เทคโนโลยีเหล่านี้ทำงานโดยการประมวลผลธุรกรรมผ่านเครือข่ายนอกเครือข่ายก่อนที่จะส่งข้อมูลที่ตรวจสอบแล้วกลับไปยังบล็อกเชนหลักเพื่อตรวจสอบความถูกต้อง ตัวอย่างของแพลตฟอร์มแบบโรลอัพ ได้แก่ โซลูชันที่ใช้ Zero-Knowledge Proof (ZKP) เช่น Loopring และ Aztec ซึ่งใช้เทคนิคการเข้ารหัสเพื่อตรวจสอบธุรกรรมโดยไม่เปิดเผยรายละเอียดที่ละเอียดอ่อน นอกจากนี้ Optimistic Rollups เช่น Arbitrium One และ Optimism ยังอาศัยกลไกที่ไม่น่าเชื่อถือในการตรวจสอบธุรกรรม โดยใช้ประโยชน์จากอัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์และเครือข่ายแบบกระจายเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความแม่นยำ

นอกจากนี้ สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนระหว่างโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมของเครือข่ายบล็อกเชนเลเยอร์ 1 และเลเยอร์ 2

โซ่ใหม่

เครดิตรูปภาพ: Ico Maker/Shutterstock

อาจมีการพัฒนาห่วงโซ่ใหม่ที่หลากหลาย เช่น ไซด์เชน โซ่พลาสมา และโซ่วาลิเดียม เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลธุรกรรม อันที่จริงรูปหลายเหลี่ยมทำหน้าที่เป็นกรณีตัวอย่าง ไซด์เชนที่ใช้ Ethereum นี้มีคุณสมบัติเฉพาะที่ตอบสนองความต้องการเฉพาะในขณะที่ยังคงใช้ประโยชน์จากความแข็งแกร่งพื้นฐานของเครือข่าย Ethereum

โซลูชันที่กล่าวมาข้างต้นได้รับการเรียกขานว่าเป็นทางเลือกในเลเยอร์ 2; อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องรับรู้ว่าสิ่งเหล่านี้เป็นตัวแทนของเอนทิตีที่แตกต่างกัน ตรงกันข้ามกับความเชื่อที่นิยม ตัวเลือกเลเยอร์ 2 เป็นส่วนเพิ่มเติมที่สำคัญของสถาปัตยกรรมเลเยอร์ 1 พื้นฐาน ซึ่งทำงานควบคู่ไปกับเชนหลักอย่างกลมกลืน ในทางกลับกัน sidechains, plasma chain และ Validium chain นั้นประกอบกันเป็น blockchain ที่แยกจากกัน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเป็นอิสระที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเลเยอร์ที่ 1 เครือข่ายทางเลือกเหล่านี้มักจะรับผิดชอบในเรื่องต่างๆ เช่น โปรโตคอลความปลอดภัย กลไกฉันทามติ และการกำหนดค่าบล็อก

ไม่มีความสามารถในการปรับขนาดบล็อคเชน ไม่มีการยอมรับในวงกว้าง

ความสามารถในการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีบล็อคเชนมีศักยภาพที่จะส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อวิถีชีวิตในปัจจุบันของเรา อย่างไรก็ตาม การนำไปใช้อย่างแพร่หลายนั้นขึ้นอยู่กับการเอาชนะความท้าทายในการขยายขนาด เกรงว่าจะล้มเหลวในการตระหนักถึงศักยภาพสูงสุดและยังคงจำกัดอยู่เฉพาะแอปพลิเคชันเฉพาะกลุ่ม

ศักยภาพของเทคโนโลยีบล็อกเชนในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมต่างๆ ผ่านการแปลงสินทรัพย์เป็นดิจิทัลและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ดูมีแนวโน้มที่ดี โดยมีเงื่อนไขว่าสามารถบรรลุความสามารถในการปรับขนาดได้ ในขณะที่ยังคงรักษาหลักการสำคัญของการกระจายอำนาจและความปลอดภัยไว้