Tóm lược
Tắc nghẽn mạng blockchain xảy ra khi số lượng giao dịch được gửi tới mạng vượt quá khả năng xử lý của mạng.
Các hoạt động giao dịch gia tăng, kích thước khối nhỏ và thời gian khối chậm có thể góp phần gây tắc nghẽn mạng.
Hậu quả của tắc nghẽn mạng bao gồm tăng phí giao dịch, xác nhận giao dịch chậm hơn và trải nghiệm người dùng kém.
Mùa xuân năm 2023, mạng Bitcoin đã trở nên tắc nghẽn khi các hoạt động giao dịch liên quan đến các token BRC-20 gia tăng, điều này khiến các giao dịch bị trì hoãn và phí tăng vọt.
Tắc nghẽn mạng là gì?
Tắc nghẽn mạng xảy ra khi số lượng giao dịch được gửi tới mạng vượt quá khả năng xử lý các giao dịch này. Một số yếu tố góp phần tạo nên hiện tượng này, chẳng hạn như các yếu tố bên ngoài bao gồm biến động thị trường và các đặc điểm nội tại của mạng như kích thước và thời gian khối.
Trước khi chúng ta đi sâu vào chi tiết, trước tiên ta phải hiểu quy trình các khối được thêm vào blockchain.
Công nghệ blockchain hoạt động như thế nào?
Một blockchain bao gồm một chuỗi các khối, mỗi khối chứa dữ liệu giao dịch do người dùng tạo. Mỗi khối mới được thêm vào chuỗi là vĩnh viễn và không thay đổi.
Các khối này được lan truyền trên một mạng lưới các node phi tập trung, mỗi node lưu trữ một bản sao của blockchain. Được bảo mật bằng mật mã và lý thuyết trò chơi, blockchain tạo thành xương sống của các loại tiền mã hóa như Bitcoin và Ethereum.
Để hiểu đầy đủ lý do tại sao các mạng blockchain có thể bị tắc nghẽn, chúng ta sẽ cần khám phá các khái niệm chính xuất hiện trong quy trình xử lý giao dịch của mạng: mempool, khối ứng cử viên, tính hoàn thiện và nguyên tắc chuỗi dài nhất.
"Mempool" là gì?
Một mempool đề cập đến tập hợp các giao dịch chưa được xác nhận đang chờ được đưa vào khối tiếp theo.
Ví dụ: khi một giao dịch được phát trên mạng Bitcoin, nó sẽ không được thêm vào blockchain ngay lập tức. Thay vào đó, trước tiên nó đi vào mempool (viết tắt của memory pool), về cơ bản đây là khu vực chờ cho tất cả các giao dịch đang chờ xử lý. Một giao dịch sẽ bị xóa khỏi mempool sau khi được xác nhận.
"Khối ứng viên" là gì?
Khối ứng viên, còn được gọi là "khối được đề xuất", là những khối mà thợ đào hoặc người xác nhận đề xuất thêm vào blockchain. Các khối này chứa các giao dịch chưa được xác nhận đã được phát lên mạng nhưng chưa được đưa vào blockchain.
Để một khối ứng cử viên trở thành một khối được xác nhận, nó phải được đào hoặc xác thực theo cơ chế đồng thuận của blockchain. Chẳng hạn, cơ chế đồng thuận Proof of Work (PoW) của Bitcoin cho phép những thợ đào cạnh tranh để giải một câu đố toán học phức tạp. Thợ đào đầu tiên giải được câu đố sẽ thêm khối ứng cử viên của họ vào blockchain và kiếm được phần thưởng.
Trong cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS) của Ethereum, những người xác thực được chọn ngẫu nhiên để đề xuất các khối ứng cử viên. Những người xác thực khác chứng thực tính hợp lệ của khối. Khi một khối nhận đủ chứng thực, nó sẽ chuyển từ khối ứng viên sang khối được xác nhận.
“Tính hoàn thiện” trong blockchain là gì?
Tính hoàn thiện (finality) là trạng thái khi một giao dịch hoặc hoạt động không còn có thể thay đổi hoặc đảo ngược. Khi một giao dịch đã đạt được trạng thái hoàn thiện, nó sẽ được ghi lại vĩnh viễn trên blockchain và không thể thay đổi hoặc xóa được.
Trong blockchain Bitcoin, các giao dịch được phát lên mạng và được thêm vào mempool. Những thợ đào chọn và xác minh các giao dịch từ bể này và đưa chúng vào các khối mới để thêm vào blockchain. Các giao dịch có trong khối đó được xem là đã được xác nhận, nhưng về mặt lý thuyết, các công cụ đào khác vẫn có thể đào một khối cạnh tranh.
Giao dịch tiến gần tới trạng thái "hoàn thiện" sau khi có nhiều khối sau đó được xác nhận. Các giao dịch bitcoin thường được coi là "hoàn thiện'' khi có thêm sáu khối được thêm vào sau khối chứa các giao dịch này. Do thời gian tạo khối của Ethereum ngắn hơn, để đạt được tính "hoàn thiện" số lượng xác nhận lớn hơn được khuyến nghị.
Nguyên tắc "chuỗi dài nhất" là gì?
Như minh họa ở trên, nhiều công cụ đào có thể tạo ra các khối hợp lệ mới vào những thời điểm tương tự. Điều này có thể dẫn đến việc fork tạm thời trong blockchain.
Nguyên tắc "chuỗi dài nhất" đề cập đến quy tắc rằng phiên bản hợp lệ của blockchain là phiên bản có nhiều công việc tính toán nhất được đầu tư vào nó, thường là phiên bản có blockchain dài nhất. Do đó, các khối “hợp lệ” trên các chuỗi ngắn hơn – thường được gọi là khối mồ côi hoặc khối cũ – bị loại bỏ và các giao dịch của chúng được trả lại cho mempool.
Ethereum đã sử dụng nguyên tắc chuỗi dài nhất khi mạng sử dụng Proof of Work (PoW). Sau khi Ethereum chuyển đổi sang Proof of Stake (PoS) vào năm 2022, mạng đã áp dụng thuật toán lựa chọn ngã ba được cập nhật để đo “trọng số” của chuỗi, là tổng tích lũy của các phiếu bầu của người xác thực được tính theo số dư ether đã stake của người xác thực.
Điều gì gây ra sự tắc nghẽn mạng blockchain?
Sự tắc nghẽn mạng blockchain xảy ra khi số lượng giao dịch được gửi tới mạng vượt quá khả năng xử lý của mạng.
Có một số lý do khiến mạng blockchain có thể bị tắc nghẽn:
Nhu cầu tăng
Khi nhiều người gửi giao dịch tới blockchain, số lượng giao dịch chưa được xác nhận trong mempool có thể vượt quá số lượng có thể được thêm trong một khối. Điều này đặc biệt phù hợp với các blockchain có giới hạn cố hữu về kích thước khối và thời gian khối.
Sự gia tăng của các giao dịch có thể được thúc đẩy bởi sự biến động giá đột ngột dẫn đến sự gia tăng các hoạt động giao dịch hoặc làn sóng chu kỳ áp dụng hàng loạt.
Kích thước khối nhỏ
Mỗi blockchain có một kích thước khối xác định kích thước tối đa mà một khối có thể đạt được. Kích thước khối này giới hạn số lượng giao dịch mà một khối có thể thêm vào.
Ví dụ: Bitcoin ban đầu được thiết kế để có giới hạn kích thước khối là 1 megabyte. Vào năm 2017, Bitcoin đã triển khai một bản nâng cấp có tên Segregated Witness, hay còn gọi tắt là SegWit, để cải thiện thông lượng giao dịch. Nó tăng giới hạn kích thước khối lý thuyết lên tới khoảng 4 MB.
Nếu số lượng giao dịch vượt quá giới hạn này, việc tắc nghẽn mạng sẽ xảy ra.
Thời gian khối chậm
Thời gian khối đề cập đến tần suất một khối mới được thêm vào blockchain. Bitcoin thêm một khối mới cứ sau 10 phút. Nếu các giao dịch đang được tạo với tốc độ và khối lượng lớn hơn nhiều, sẽ có một danh sách các giao dịch bị tồn đọng.
Hậu quả của tắc nghẽn mạng là gì?
Sự tắc nghẽn mạng blockchain có thể dẫn đến một số hậu quả tiêu cực cản trở khả năng hoạt động trơn tru của mạng.
Tăng phí giao dịch
Những thợ đào được khuyến khích ưu tiên các giao dịch trả phí cao hơn. Vì vậy, khi mạng blockchain bị tắc nghẽn, người dùng thường phải trả phí giao dịch cao hơn để khuyến khích các công ty khai thác ưu tiên giao dịch của họ. Điều này có thể khiến việc sử dụng blockchain trở nên đắt đỏ hơn bình thường, đặc biệt đối với các giao dịch nhỏ hơn.
Thời gian xác nhận giao dịch bị kéo dài
Sự tắc nghẽn mạng có thể dẫn đến việc mất nhiều thời gian hơn để xác nhận và hoàn tất giao dịch. Trong những trường hợp cực đoan, các giao dịch có thể không được xác nhận trong vài giờ, vài ngày hoặc thậm chí lâu hơn. Điều này có thể gây ra sự thất vọng cho người dùng.
Trải nghiệm người dùng kém
Phí cao và thời gian xác nhận chậm có thể dẫn đến trải nghiệm người dùng kém, điều này có thể làm giảm khả năng áp dụng và khả năng sử dụng của blockchain.
Sự biến động của thị trường
Sự tắc nghẽn có thể khuếch đại sự không chắc chắn và góp phần vào biến động của thị trường. Nếu có nhiều người dùng đang cố gắng bán một loại tiền mã hóa, nhưng mạng quá tắc nghẽn để xử lý các giao dịch này, người dùng có thể hoảng sợ và cố gắng nhanh chóng giảm lượng nắm giữ của họ.
Có những hậu quả khác, bao gồm rủi ro bảo mật và rủi ro tập trung mạng. Cụ thể, thời gian xác nhận lâu hơn có thể làm tăng nguy cơ bị tấn công chi tiêu gấp đôi và phí cao có thể dẫn đến việc tập trung hóa sức mạnh đào.
Ví dụ về tắc nghẽn mạng
Cả mạng Bitcoin và Ethereum đều đã gặp phải tình trạng tắc nghẽn mạng.
Tắc nghẽn mạng bitcoin
Sự tăng giá đáng chú ý của Bitcoin từ cuối năm 2017 đến đầu năm 2018 đã dẫn đến một trong những sự kiện tắc nghẽn mạng nổi bật nhất cho đến nay. Sự phổ biến đột ngột của Bitcoin đã dẫn đến sự gia tăng lớn về nhu cầu và giao dịch, dẫn đến sự chậm trễ đáng kể và phí giao dịch tăng chóng mặt. Tại một thời điểm, phí giao dịch trung bình là hơn 50 USD.
Mùa xuân năm 2023, mạng Bitcoin đã trở nên tắc nghẽn một lần nữa. Nguyên nhân là bởi các hoạt động giao dịch liên quan đến việc gia tăng các token BRC-20 khiến các giao dịch rơi vào trạng thái đang chờ xử lý và phí tăng vọt. Tại một thời điểm, gần 400.000 giao dịch chưa được xác nhận đã được ghi lại, gây ra tắc nghẽn trong mempool. Phí giao dịch đã tăng hơn 300% trong vòng vài tuần.
Tắc nghẽn mạng Ethereum
Một ví dụ đáng chú ý về tắc nghẽn mạng Ethereum xảy ra vào năm 2017 khi dự án “CryptoKitties” trở nên viral và làm chậm đáng kể mạng. Mạng này cũng đã xảy ra tình trạng tắc nghẽn do sự bùng nổ của DeFi , dẫn đến giá gas tăng.
Thực tế, các blockchain khác đều có thể bị tắc nghẽn. Nhưng các trường hợp tắc nghẽn mạng trên mạng Bitcoin và Ethereum đã thu hút nhiều sự chú ý hơn so với các blockchain khác vì chúng có tác động rộng hơn, do mức độ phổ biến và tầm quan trọng của chúng.
Giải pháp cho việc nghẽn mạng
Giải quyết hiện tượng tắc nghẽn mạng blockchain là một vấn đề phức tạp. Có một vài cách tiếp cận, và mỗi cách đều có ưu điểm và nhược điểm riêng.
Tăng kích thước khối
Việc tăng kích thước khối cho phép xử lý nhiều giao dịch hơn trên mỗi khối, giúp tăng thông lượng của mạng một cách hiệu quả. Nhưng các khối lớn hơn sẽ mất nhiều thời gian hơn để lan truyền qua mạng, làm tăng nguy cơ phân tách tạm thời. Chúng cũng yêu cầu nhiều không gian lưu trữ hơn, điều này có thể dẫn đến tăng cường tập trung hóa.
Giảm thời gian khối
Giảm thời gian khối có thể cho phép mạng xử lý giao dịch nhanh hơn. Tuy nhiên, thời gian chặn ngắn hơn có thể làm tăng số lượng khối mồ côi và có khả năng ảnh hưởng đến bảo mật.
Các giải pháp lớp 2
Các giải pháp ngoài chuỗi này xử lý các giao dịch ngoài blockchain chính và ghi lại trạng thái cuối cùng trên chuỗi. Lightning Network của Bitcoin và Plasma của Ethereum là những ví dụ về các giải pháp này. Các giải pháp này có thể tăng khả năng mở rộng nhưng rất phức tạp để thực hiện và có thể gây ra các vấn đề bảo mật bổ sung.
Sharding
Sharding là một kỹ thuật trong đó blockchain được chia thành nhiều phân đoạn nhỏ hơn, mỗi phân đoạn có khả năng xử lý các giao dịch và hợp đồng thông minh. Điều này có thể làm tăng đáng kể dung lượng của mạng. Nhưng tương tự như các giải pháp Lớp 2, sharding làm tăng độ phức tạp và cũng có thể gây ra các rủi ro bảo mật bổ sung.
Các giải pháp tiềm năng khác cho tắc nghẽn mạng bao gồm điều chỉnh phí và giải pháp mở rộng quy mô, bao gồm các rollup optimistic và zero-knowledge. Cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS) thường nhanh hơn Proof of Work (PoW).
Tổng kết
Khi công nghệ blockchain được nhiều người dùng chấp nhận hơn trong những năm tới, các vấn đề tắc nghẽn mạng sẽ dần trở thành một vấn đề đáng lưu ý. Khả năng xử lý hiệu quả khối lượng giao dịch lớn của mạng là mấu chốt cho việc áp dụng rộng rãi và khả năng sử dụng của blockchain. Điều này đặc biệt quan trọng với các hệ thống blockchain được dùng cho các giao dịch hàng ngày, theo thời gian thực.
Mặc dù việc tắc nghẽn mạng blockchain đặt ra những thách thức đáng kể, cộng đồng vẫn tiếp tục phát triển các giải pháp để giúp giảm thiểu những vấn đề này. Đây là lý do tại sao việc tăng cường khả năng mở rộng blockchain vẫn luôn là các nghiên cứu được ưu tiên trong ngành.
Đọc thêm
Blockchain Là Gì Và Nó Hoạt Động Như Thế Nào?
Phí Giao Dịch Blockchain Là Gì?
Tỷ lệ phí trên phần thưởng của Bitcoin là gì?
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm và Cảnh báo rủi ro: Nội dung này được trình bày cho bạn trên cơ sở "nguyên trạng" chỉ nhằm mục đích thông tin chung và giáo dục, không có bất kỳ hình thức đại diện hay bảo đảm nào. Tài liệu này không nên được hiểu là tư vấn tài chính, pháp lý hoặc chuyên nghiệp khác, cũng như không nhằm khuyến nghị mua bất kỳ sản phẩm hoặc dịch vụ cụ thể nào. Bạn nên tìm kiếm lời khuyên của riêng bạn từ các cố vấn chuyên nghiệp thích hợp. Trong trường hợp bài viết được đóng góp bởi cộng tác viên bên thứ ba, xin lưu ý rằng những quan điểm thể hiện đó thuộc về cộng tác viên bên thứ ba và không nhất thiết phản ánh quan điểm của Binance Academy. Vui lòng đọc tuyên bố miễn trừ trách nhiệm đầy đủ của chúng tôi tại đây để biết thêm chi tiết. Giá tài sản kỹ thuật số có thể biến động. Giá trị khoản đầu tư của bạn có thể tăng hoặc giảm và bạn có thể không lấy lại được số tiền đã đầu tư. Bạn hoàn toàn chịu trách nhiệm về các quyết định đầu tư của mình và Binance Academy không chịu trách nhiệm pháp lý cho bất kỳ tổn thất nào mà bạn có thể phải gánh chịu. Tài liệu này không nên được hiểu là tư vấn tài chính, pháp lý hoặc chuyên nghiệp khác. Để biết thêm thông tin, hãy xem Điều khoản sử dụng và Cảnh báo rủi ro của chúng tôi.