Sidechain là gì? Giải pháp quy mô mở rộng blockchain
Các blockchain như Bitcoin hay Ethereum phải xử lý một lượng lớn thông tin để lưu trữ và xác thực các giao dịch một cách an toàn. Quá trình này đòi hỏi nhiều yếu tố khác nhau và rất nặng về dữ liệu, có nghĩa là khi cần quản lý nhiều thông tin hơn, nó sẽ dễ bị tắc nghẽn và chậm hơn.
Để giải quyết vấn đề này, các nhà phát triển đã đưa ra nhiều giải pháp mở rộng quy mô layer-2 như sidechain, rollup, state chanel,... Trong đó, sidechain được xem như biện pháp nổi bật nhất để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của các blockchain layer-1 hiện nay. Cùng MarginATM tìm hiểu về giải pháp quy mô mở rộng blockchain - Sidechain qua các nội dung:
- Sidechain là gì?
- Vấn đề của các blockchain hiện nay và vai trò của sidechain
- Sidechain hoạt động như thế nào?
- Một số dự án Sidechain nổi bật.
Sidechain là gì?
Sidechain là một blockchain riêng biệt, được gắn vào và chạy song song với một blockchain khác - thường được gọi là mainchain, để bổ sung thêm chức năng và tăng hiệu quả cho mainchain.
Mainchain và sidechain tương tác với nhau, cho phép người dùng chuyển giao và sử dụng dữ liệu, tài sản một cách tự do từ blockchain này sang blockchain khác, giúp các dự án mở rộng hệ sinh thái của họ theo hướng phi tập trung.
Là một blockchain độc lập, sidechain có các validator/miner riêng của nó và thậm chí có các thuật toán đồng thuận riêng, chẳng hạn như PoS hoặc PoW. Bằng cách có cơ sở hạ tầng riêng, các sidechain vẫn tách biệt với blockchain chính và do đó có thể đảm bảo tính bảo mật của chuỗi chính.
Một điều cần lưu ý là mặc dù là các blockchain độc lập, sidechain không thể hoạt động mà không có mainchain. Ở chiều ngược lại, mainchain có thể hoạt động mà không cần sidechain.
Vấn đề với các blockchain hiện nay
Mối đe dọa lớn nhất đối với việc áp dụng công nghệ blockchain là gì?
Khả năng mở rộng.
Nếu không có nó, ngay cả các blockchain đơn giản nhất - chỉ có các ứng dụng và các sàn giao dịch phi tập trung (DEX) - cũng sẽ quá chậm để sử dụng.
Như chúng ta có thể thấy, Bitcoin và Ethereum thiếu khả năng xử lý giao dịch cần thiết để được chấp nhận trên toàn thế giới:
- Bitcoin: xử lý được ~5 tps (giao dịch mỗi giây)
- Ethereum: 15 tps
- VISA: 24.000 tps
Vậy nếu như thêm khối lượng giao dịch dự kiến của các dự án hứa hẹn lên không gian blockchain, rất có thể toàn bộ hệ thống sẽ bị tắc nghẽn nghiêm trọng.
Hãy xem những gì đã xảy ra với CryptoKitties vào năm 2017. Vào thời điểm đó, chỉ riêng trò chơi này đã chiếm hơn 10% lưu lượng Ethereum Network. Nếu chỉ một dApp phổ biến có thể làm chậm mạng, thì hàng trăm ứng dụng sẽ gây ra chuyện gì?
Vậy chính xác vấn đề ở đây là gì?
Khả năng mở rộng, phân quyền và bảo mật. Chúng ta có thể có hai nhưng không phải cả ba. Về cơ bản, đó là một lỗ hổng thiết kế blockchain - hay còn được gọi là bộ ba nan giải về khả năng mở rộng.
Là hai blockchain phổ biến nhất, Ethereum và Bitcoin đang làm việc chăm chỉ để giải quyết vấn đề này với một loạt các đề xuất mở rộng khả năng giao dịch của chúng mà không phải hy sinh tính phân quyền hoặc bảo mật.
Trong khi đó, một số người khác lại đang xây dựng các blockchain hoàn toàn mới với khả năng mở rộng được tích hợp sẵn - hay còn gọi là sidechain. Chúng không chỉ giúp mở rộng quy mô blockchain mà còn cho phép đổi mới nhiều hơn mà không gây rủi ro cho tính toàn vẹn của blockchain đã được thiết lập sẵn.
Sidechain hoạt động như thế nào?
So với mainchain, sidechain có xu hướng nhỏ hơn, nhanh hơn và tập trung hơn. Công việc chính của các sidechain là xử lý và xác thực dữ liệu cho mainchain hoặc chạy các ứng dụng phi tập trung (dApps) nhằm giảm tải cho chuỗi chính.
Để làm được như vậy, sidechain phải tương tác với chuỗi chính được liên kết của nó bằng cách sử dụng chốt 2 chiều (two-way peg).
Two-way peg có thể hiểu là cầu nối giao tiếp giữa sidechain và mainchain. Bạn hãy xem nó như một đường hầm với ô tô chạy theo cả 2 chiều: nó cho phép các tài sản kỹ thuật số có thể được chuyển qua lại giữa blockchain gốc với blockchain phụ.
Điểm thú vị ở đây là việc “chuyển giao” tài sản không thực sự xảy ra. Thay vào đó, chúng chỉ bị khóa trên mainchain trong khi số tiền tương đương được mở khóa trong sidechain.
Quá trình đó có thể được tóm tắt như sau:
- Khi có yêu cầu chuyển tài sản, giao dịch sẽ được tạo và smart contract sẽ thông báo cho mainchain rằng một sự kiện đã xảy ra. Lúc này tài sản sẽ được khóa lại trên mainchain.
- Sau đó, quy trình off-chain sẽ chuyển tiếp thông tin giao dịch đến một smart contract trên sidechain và cung cấp bằng chứng mật mã cho giao dịch rằng tài sản đã được khóa chính xác trên blockchain đầu tiên.
- Sau khi sự kiện đã được xác minh, tiền có thể được phát hành trên sidechain, cho phép người dùng sử dụng tài sản kỹ thuật số trên sidechain đó.
- Tương tự, quá trình này cũng diễn ra khi tài sản được chuyển ngược lại từ sidechain về mainchain.
Để dễ hiểu hơn, hãy nhìn vào cách thức tài sản được chuyển giữa blockchain Bitcoin và sidechain của nó - Liquid.
- Peg-in (Bitcoin sang Liquid)
Giao dịch chuyển tài sản từ Bitcoin sang Liquid được gọi là peg-in; người dùng Liquid gửi BTC đến một địa chỉ được tạo bởi phần mềm Liquid client và sau đó tạo một giao dịch chốt (peg-in) để yêu cầu một lượng L-BTC tương đương từ Liquid Network.
Hệ thống sẽ tiến hành một xác minh 102 trên mạng Bitcoin trước khi tiền có thể được xác nhận trên Liquid Network. Người dùng sẽ chỉ có thể mở khoá L-BTC trên Liquid sau khi đã khoá BTC trên Blockchain Bitcoin. Quá trình chuyển đổi hai chiều giữa BTC và L-BTC được mã hoá bởi các thành viên liên kết trên Liquid Network.
- Peg-out (Liquid sang Bitcoin)
Ngược lại với peg-in, quá trình chuyển tài sản từ Liquid trở lại Bitcoin được gọi là peg-out. Điểm khác biệt duy nhất giữa 2 quy trình này là thay vì xác minh 102, giao dịch peg-out sẽ được xác minh bằng 2 Liquid.
Vai trò của Sidechain
Tăng khả năng mở rộng
Việc thực hiện các giao dịch trên sidechain giúp giảm bớt gánh nặng tính toán và tắc nghẽn của mainchain, cho phép người tham gia thực hiện các giao dịch nhanh hơn và hiệu quả hơn, trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của chuỗi chính.
Khả năng thử nghiệm/nâng cấp
Việc nâng cấp một blockchain có thể sẽ rất khó khăn để đạt được sự đồng thuận hoàn toàn từ tất cả các nodes. Là một blockchain nhỏ hơn và được gắn với mainchain, sidechain cho phép các nhà phát triển thử nghiệm và triển khai các ý tưởng mới mà không cần sự đồng thuận như trên mainchain. Ngoài ra, nếu các ý tưởng đó thất bại, mainchain sẽ không bị ảnh hưởng.
Đa dạng hóa
Việc cho phép chuyển tài sản kỹ thuật số dễ dàng giữa sidechain và mainchain sẽ giúp nhiều người dùng hơn có thể được tiếp cận với công nghệ blockchain. Các ứng dụng như cho vay và đi vay trong DeFi cũng có thể truy cập vào tài sản từ các chuỗi khác nhau. Nếu các nhà phát triển không hài lòng với chi phí và tốc độ giao dịch của chuỗi chính, họ có thể triển khai Dapps của mình trên một trong các chuỗi phụ.
Nhược điểm của Sidechain
Bảo mật kém hơn
Sidechain tự chịu trách nhiệm về tính bảo mật của nó và nếu không có đủ sức mạnh khai thác để bảo vệ một sidechain, nó có thể bị tấn công. Đối với các sidechain nhỏ, một cuộc tấn công 51% hoàn toàn có thể xảy ra bằng cách mua đủ thiết bị (với cơ chế PoW) hoặc đủ tài sản (coin/token) để yêu cầu cổ phần lớn (với cơ chế PoS).
Tất nhiên, các sidechain nhỏ có thể từ chối sự tham gia của bất kỳ node nào không đáng tin cậy, nhưng điều này sẽ loại bỏ mục tiêu chung của blockchain là tính mở.
Khó khăn khi sử dụng
Mặc dù sidechain mang lại lợi ích to lớn cho người dùng bằng cách cung cấp các dịch vụ nhanh hơn và hiệu quả hơn, nhưng nó cũng có thể tính phí cao hơn khi chuyển tài sản từ chuỗi chính sang sidechain và ngược lại.
Ngoài ra, một số người dùng có thể cảm thấy không thoải mái và gặp khó khăn khi chuyển tài sản qua lại giữa các blockchain để xử lý giao dịch của mình.
Một số dự án Sidechain nổi bật
Liquid
Liquid là một sidechain của Bitcoin cho phép người dùng Liquid Network di chuyển Bitcoin giữa hai mạng bằng một chốt hai chiều. Bitcoin được sử dụng trong Liquid Network được gọi là L-BTC và mỗi L-BTC được hỗ trợ 1:1 bằng một lượng BTC có thể xác minh trên chuỗi chính Bitcoin.
Sau khi người dùng chuyển Bitcoin sang Liquid, họ có thể tận dụng các tính năng bảo mật và tốc độ của mạng khi thực hiện giao dịch. Người dùng cũng có thể phát hành các tài sản mới trên mạng như stablecoin và token bảo mật.
Loom Network
Được phát triển từ đầu năm 2018, Loom Network là một nền tảng tương tác đa hướng được tối ưu hóa để mở rộng quy mô các dApps hiệu suất cao yêu cầu trải nghiệm người dùng nhanh và mượt mà.
Loom Network bao gồm một blockchain được gọi là Basechain, bảo mật bởi một nhóm gồm 21 trình xác thực và cung cấp hỗ trợ cho các smart contract dựa trên EVM cũng như công cụ smart contract của riêng nó dựa trên ngôn ngữ Go. Mỗi ứng dụng phi tập trung được tạo thông qua Loom Network là một sidechain riêng biệt với Basechain.
Hiện Loom đã được tích hợp với các blockchain Bitcoin, Ethereum, Binance Chain và Tron (sắp tới có EOS và Cosmos). Điều này cho phép các nhà phát triển tích hợp các tài sản từ tất cả các chuỗi chính, cũng như xây dựng một dApp chỉ một lần và cung cấp đồng thời cho người dùng trên tất cả các nền tảng.
POA Network
POA Network là một giải pháp sidechain cho Ethereum, cung cấp thông lượng giao dịch cao hơn, phí giao dịch thấp hơn và tốc độ nhanh hơn. Nó sử dụng cơ chế đồng thuận Proof of Authority (bằng chứng ủy quyền), trong đó mạng được quản lý bởi một tổ chức tự trị phi tập trung bao gồm các cá nhân độc lập đặc biệt có giấy phép công chứng hợp lệ trong phạm vi Hoa Kỳ. Do danh tính công chứng của các công chứng viên nên họ có động cơ để hành động vì lợi ích tốt nhất của toàn mạng lưới.
Plasma
Plasma là giải pháp mở rộng Layer-2, đưa ra một khuôn khổ để tạo sidechain (còn được gọi là child chains hoặc plasma chains) tương tác với blockchain Ethereum. Vì mỗi sidechain hoạt động độc lập và chạy song song với mainchain và các sidechain khác nên tốc độ và hiệu quả giao dịch được tối ưu hóa.
Ngoài ra, mỗi sidechain có thể được sử dụng để xử lý các ứng dụng duy nhất trong cùng một hệ sinh thái an toàn. Plasma sử dụng PoS làm cơ chế đồng thuận thay vì PoW để cung cấp các giao dịch nhanh hơn.
The Rootstock (RSK)
RSK về cơ bản thêm một lớp giống Ethereum vào giao thức Bitcoin. Đầu tiên BTC bị khóa trong giao thức Bitcoin và sau đó được đúc thông qua chốt hai chiều của riêng nó - được gọi là Bitcoin bridge - thành các sidechain coin. Trong trường hợp này là các phiên bản RSK của BTC.
Các phiên bản RSK này của BTC sau đó có thể được sử dụng để xây dựng và thực thi các hợp đồng thông minh. Tất cả quá trình này đều được giám sát bởi liên đoàn RSK, được hình thành từ 25 trong số các sàn giao dịch blockchain lớn nhất trên mạng. Thông qua đó, Bitcoin có thể cải thiện khả năng cung cấp và khả năng mở rộng, đồng thời duy trì tính bảo mật và không làm ảnh hưởng đến blockchain của chính nó.
Tìm hiểu thêm Multi-chain là gì? Tiềm năng và cơ hội đầu tư trong năm 2022.
Kết luận
Mặc dù có vẻ là một giải pháp đầy hứa hẹn, nhưng để xây dựng sidechain đòi hỏi rất nhiều nỗ lực và đầu tư cho quá trình thiết lập ban đầu. Chúng cũng góp phần làm tăng thêm độ phức tạp cho thiết kế blockchain.
Dù vậy, với những lợi ích mà nó mang lại, sidechain vẫn có tiềm năng to lớn để mở rộng phạm vi, quy mô và động lực của công nghệ blockchain, cho phép các mạng blockchain tách biệt trước đây được tích hợp vào một hệ sinh thái chung.