Sharding Là Gì? Sự Khác Biệt Giữa Sharding & Danksharding

Sharding là gì? Sharding là một giải pháp mở rộng cuối cùng cho Ethereum và cũng là bước để đưa Ethereum tới Mass Adoption tuy nhiên thời gian gần đây Vitalik Buterin đã giới thiệu tới cộng đồng Danksharding là một giải pháp thay thế của Sharding. Vậy Sharding là gì mà lại bị xóa bỏ như vậy thì mọi người cùng mình tìm hiểu trong bài viết lần này nhé.

Để hiểu về Sharding, thì mọi người có thể tham khảo một số các bài viết dưới đây:

• Layer 2 Là Gì? Toàn Tập Về Các Giải Pháp Layer 2
• DankSharding Là Gì? Tất Tần Tật Về DankSharding & EIP 4844 Của Ethereum
• Sự khác biệt giữa Sharding trên Near Protocol và Ethereum 2.0

Sharding là gì?

Bối cảnh ra đời của Sharding

Sharding trên Ethereum được đề xuất lần đầu tiên bởi Vitalik Buterin trong một bài viết vào tháng 9 năm 2014 với tên gọi là "Ethereum Scalability Research and Development Subsidy Programs".

Tuy nhiên, đến năm 2018, khi Ethereum đang gặp phải các vấn đề về khả năng mở rộng và quy mô của blockchain, họ đã chính thức giới thiệu kế hoạch chi tiết về sharding trong bài viết "Sharding FAQ". Kế hoạch này giải thích cách Ethereum sẽ triển khai sharding và các lợi ích của việc phân chia mạng lưới thành các shard nhỏ hơn. 

Một số những giải pháp song hành của Sharding

Tổng quan về các Layer 2

Giải pháp mở rộng cho Ethereum bên cạnh quá trình phát triển tới Sharding đó chính là các giải pháp Layer 2 như Plasma, Validium, Rollup (bao gồm Optimismtic Rollup và zkRollup) và State Channel. Trong tất cả những giải pháp đó, trong một quá trình dài xây dựng thì các giải pháp Rollup đã vượt lên tất cả và trở thành giải pháp mở rộng tốt nhất trên Ethereum.

Cơ chế của các Rollup tương đối đơn giản như:  

• Bước 1: Các Squencer sẽ sắp xếp các giao dịch trên Layer 2 thành một block sau đó đi kèm với bằng chứng giao dịch do Prover tạo ra.
• Bước 2: Các block sẽ được gửi xuống Layer 1 theo dạng Call Data.
• Bước 3: Các Validator trên Ethereum sẽ xác thực bằng chứng giao dịch và nếu thành công dữ liệu dưới dạng Call Data sẽ được đưa vào blockchain của Ethereum và không thể thay đổi.

Một số các Layer 2 nổi bật

Tính đến thời điểm hiện tại đã có một số các Layer 2 thuộc mảnh ghép Optimistic Rollup đang hoạt động rất hiệu quả sau hơn 1 năm kể từ thời điểm mainet là Optimism & Arbitrum. Một số những đánh giá và nhận xét khách quan về 2 tảng này như sau:

• Số lượng transactions trên Arbitrum & Optimism đã có những thời điểm vượt lên cả Ethereum.
• Số lượng Active Users cũng có sự tăng trưởng theo thời gian mặc dù retroactive đã xảy ra.
• Số lượng các Hợp Đồng Thông Minh được triển khai cũng có sự tăng trưởng.
• Hệ sinh thái của Arbitrum hay Optimism cũng đang không ngừng giãn nở với đầy đủ các mảnh ghép của một hệ sinh thái như DeFi, NFT, Gaming, NFTFi,...

Tất cả các chỉ số cho thấy các Layer 2 đang thu hút người dùng và đi đúng theo tầm nhìn, mục tiêu của các dự án ngay từ ban đầu. Tuy nhiên, bên cạnh Arbitrum hay Optimism cũng có nhiều nền tảng Optimistic Rollup chưa thành công như Boba Network hay Metis DAO.

Bên cạnh các Optimistic Rollup đang chiếm spotlight của thị trường thì có một giải pháp được đánh giá cao hơn về dài hạn là zkRollup đang bắt đầu triển khai mainnet hay beta mainnet tương tự với thời điểm các Optimistic Rollup thời điểm Q3 - Q4/2021. Chúng ta có rất nhiều các nền tảng zkRollup khác nhau như zkSyn, StarkNet, Linea, Scroll, Taiko,... nhưng các dự án này cần thêm nhiều thời gian.

Tại sao có Layer 2 mà vẫn cần Sharding

Về bản chất trong quá trình vận động và phát triển, con người hay các dự án không thể ngồi chờ những giải pháp đến từ bên ngoài. Tương tự như vậy, Ethereum không thể nào đặt hết niềm tin vào Layer 2. Họ vừa cần một kế hoạch của riêng và có thêm kế hoạch để phòng ngừa kế hoạch kia thất bại.

Bên cạnh đó, việc Ethereum tự cải tiến, nâng cấp, phát triển và thay đổi cũng có rất nhiều tác động cho các Layer 2. Đơn giản như việc nếu bản thân mạng lưới Ethereum có tốc độ nhanh hơn và phí giao dịch rẻ hơn thì tự động tốc độ giao dịch và phí giao dịch trên Layer 2 cũng sẽ được cải thiện hơn rất nhiều.

Một điểm nữa đó chính là những giải pháp Layer 2 vẫn có khả năng thất bại nếu nhìn lại từ thời kì đầu khi Layer 2 bắt đầu được xây dựng các giải pháp như Plasma hay State Channel được kì vọng rất nhiều nhưng tới thời điểm hiện tại thì các mảnh này không còn phù hợp để trở thành Layer 2 cho Ethereum.

Tổng quan về Sharding

Sharding ở trên Ethereum có thể hiểu theo cách sau chúng ta sẽ có nhiều Shard Chain khác nhau (tối đa là 64 Shard Chain). Các shard chain này chỉ định ngẫu nhiên 1 Validator sẽ sản xuất 1 block từ các giao dịch đã được thực hiện trên shard chain đó. Validator đó sẽ đề xuất shard block (thêm block ở trên vào main chain – Beacon Chain) dựa trên một nhóm được chọn ngẫu nhiên.

Ethereum 2.0 sẽ phát triển là một Modular Blockchain thật sự khi mà các giao dịch hoặc được thực thi trên Shard Chain hoặc trên Layer 2 sau đó sẽ được đồng thuận, lưu trữ giao dịch trên Beacon Chain.

Cơ chế hoạt động của Sharding

Cơ chế hoạt động của Sharding ở trên Ethereum và ở trên các Shard Chain được diễn ra như sau:

• Bước 1: Các giao dịch sẽ được tổng hợp và sắp xếp bởi các Propoer ( Propoer sẽ tương tự với các Miner hay Validator trên các Blockchain).
• Bước 2: Notaries có trách nhiệm xác thực các Block rồi đưa Block này vào Shard Chain.
• Bước 3: Nhiều Block hợp thành nhiều Block khác nhau thành một chuỗi (Shard Chain).
• Bước 4: Committee sẽ xác thực Shard Chain và gom thành một Shard Block duy nhất gửi lên Beacon Chain cùng với bằng chứng giao dịch Crosslink.
• Bước 5: Shard Block đó chính thức được thêm vào Beacon Chain và không thể bị đảo ngược. Thời gian hoàn thành 1 block có thể mất 10s.

Với việc các giao dịch được xử lý đồng thời ở 64 Shard Chain khác nhau khiến khả năng mở rộng ở trên Ethereum được giải quyết dứt điểm. Ethereum có thể đạt tới 100.000 TPS khi hoàn thành tầm nhìn Ethereum 2.0, không những vậy khả năng mở rộng trên Ethereum sẽ còn lớn mạnh hơn nữa khi có thể đạt hàng triệu TPS.

Nhược điểm của Sharding trên Ethereum

Tất cả những công nghệ đều có những ưu & nhược điểm. Sharding trên Ethereum có một số những nhược điểm như sau:

• Cơ chế hoạt động khá rườm rà, tốn thời gian và năng lượng cho những công đoạn không quá cần thiết dẫn tới việc giao dịch sẽ cần nhiều thời gian để xác thực.
• Giai đoạn chia làm nhiều công đoạn cũng khiến việc mạng lưới dễ trở nên tổn thương hơn vì sự phi tập trung bị đánh đổi nhiều hơn.

Rõ ràng, với những nhược điểm lớn như vậy thì Sharding cần phải có sự thay đổi để phù hợp với tình hình thực tế của thị trường. Danksharding ra đời!

Danksharding Là Gì?

Tổng quan về Danksharding

Những ảnh hưởng của Danksharding với Layer 2

Danksharding giới thiệu tới thị trường một loại data mới là Blob Data thay thế  cho Call Data đến từ Layer 2 hứa hẹn sẽ tiếp tục giảm phí giao dịch cho các nền tảng Layer 2 Rollup, có thể nói sau Danksharding thì các Layer 2 Rollup sẽ là phiên bản hoàn thiện và mạnh mẽ nhất. Dankshading được đặt tên theo nhà nghiên cứu Dankrad Feist.

Khác với Call Data được lưu trữ vĩnh viễn trên Ethereum dẫn đến một lượng phí giao dịch lớn thì Blob Data được ví như một đốm sáng được gắn vào các Block trên Ethereum và sẽ tự động biến mất sau 1 - 2 tháng. Bởi vì theo đội ngũ phát triển thì Call Data chỉ cần chứng minh được tính đúng đắn tại thời điểm gửi về blockchain mà không cần phải lưu trữ vĩnh viễn. Đó cũng là lí do vì sao Blob Data tiết kiệm như vây.

Những ảnh hưởng của Danksharding với Ethereum

Bước đầu tiên trong sự thay đổi của Danksharding đối với Ethereum là sự đồng bộ giữa Shard Chain và Beacon Chain thành một Chain duy nhất. Quay trở lại bài toán ban đầu sẽ chỉ có một Committee duy nhất trong việc giải quyết các vấn đề xung quanh các giao dịch. Nhưng với việc chỉ có một Committee cũng gây ra nguy hiểm cho mạng lưới nên có sự ra đời của 2 vai trò mới là Builder và Proposer.

Bên cạnh đó, Danksharding cũng thay đổi cách hoạt động giữa các Shard Chain và Beacon Chain như sau:

• Bước 1: Builder có trách nhiệm tổng hợp các giao dịch sau đó sẽ gửi tới cho Proposer.
• Bước 2: Trong thông tin về giao dịch mà Builder gửi tới cho Proposer sẽ chỉ có thông tin bao gồm Block Hash và Phí Giao Dịch sẽ không có thông tin chi tiết giao dịch.
• Bước 3: Proposer sẽ lựa chọn các giao dịch có phí cao nhất để đưa vào Beacon Block.
• Bước 4: Beacon Block được đưa tới cho Committee để xác thực.
• Bước 5: Sau khi Beacon Block được xác thực thì Builder sẽ tiết lộ toàn bộ thông tin về Block để Committee xác thực lần cuối bởi vì tại bước 4 Committee chỉ xác thực các txs có thông tin bao gồm Block Hash & Gas.
• Bước 6: Committee sẽ đăng Beacon Block lên trên Beacon Chain.

Nhược điểm của Danksharding

Với việc biết toàn bộ thông tin của Block khiến cho Builder lại là người nắm nhiều quyền lực nhất vì họ có quyền lựa chọn giao dịch nào để gửi cho Proposer. Chính vì vậy, một giải pháp được đưa ra là Proposer sẽ là những người bầu ra Builder. Tuy nhiên, liệu có những ràng buộc ngầm bên dưới giữa Proposer và Builder không thì theo mình là có nhưng sẽ rất khó để loại trừ.

Lộ trình phát triển của Danksharding

Tính từ thời điểm tháng 2/2023 thì theo Ethereum Foundation sẽ phải mất vài năm để chúng ta có thể thật sự nhìn thấy Danksharding. Tuy nhiên, những thay đổi bên trong hoàn toàn có thể diễn ra khi thực tế thay đổi.

Tổng Kết

Sharding đã bị bỏ đi và chúng ta tiếp tục nhìn thấy Danksharding tuy nhiên chúng ta sẽ còn phải chờ đợi rất lâu nữa có thể là phải đến chu kì tiếp theo.