TPS (Transactions Per Second) là gì? Ý nghĩa và vai trò trong blockchain

TPS là gì?

TPS là viết tắt của Transactions Per Second (giao dịch mỗi giây), thước đo dùng để đánh giá tốc độ xử lý giao dịch của một mạng blockchain. Nói đơn giản, TPS cho chúng ta biết một hệ thống blockchain có thể xử lý bao nhiêu giao dịch trong một giây. Đây là yếu tố then chốt quyết định hiệu suất, khả năng mở rộng và tính thực tiễn của một dự án crypto khi áp dụng vào thực tế.

Mỗi blockchain có cách thiết kế riêng và TPS của nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố về mặt kiến trúc xây dựng và cơ sở hạ tầng của blockchain. Ví dụ:

• Bitcoin: Chỉ đạt khoảng 7 TPS vì thiết kế ưu tiên tính bảo mật và phân quyền hơn tốc độ.
• Ethereum: Trước khi nâng cấp lên Ethereum 2.0, mạng xử lý khoảng 15-30 TPS, nhưng với các giải pháp mở rộng như Layer 2, con số này đã tăng đáng kể.
• Solana: TPS lý thuyết lên đến 65,000 giao dịch mỗi giây, nhờ cơ chế Proof of History (PoH).

TPS không chỉ là con số thể hiện tốc độ, mà còn phản ánh khả năng một blockchain đáp ứng nhu cầu thực tế, chẳng hạn như thanh toán hàng ngày, ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi) hoặc các trò chơi blockchain.

Tuy nhiên, TPS không phải là yếu tố duy nhất quyết định chất lượng của một blockchain. Mặc dù nhiều hệ thống thanh toán truyền thống như Visa hay Mastercard có thể xử lý hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây, nhưng điều đó không có nghĩa rằng một blockchain chỉ cần có TPS cao là đủ. Cách một blockchain đạt được mức TPS cao cũng quan trọng không kém, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến bảo mật, tính phi tập trung và khả năng mở rộng dài hạn.

Những hiểu lầm phổ biến về TPS

Một trong những hiểu nhầm lớn nhất về TPS là giả định rằng một blockchain có TPS cao hơn thì sẽ tốt hơn. Trong thực tế, TPS không thể được xem xét một cách độc lập mà cần được đặt trong bối cảnh của các yếu tố như bảo mật và phi tập trung.

Một blockchain nhanh chưa chắc đã tốt nếu nó đánh đổi tính bảo mật hoặc phân quyền – hai yếu tố cốt lõi của công nghệ này. Đây được gọi là "Blockchain Trilemma" (tam giác bất khả thi): không mạng lưới nào có thể tối ưu hóa cả 3 yếu tố (tốc độ, bảo mật, phân quyền) cùng lúc. Ví dụ:

• Bitcoin và Ethereum chọn bảo mật và phân quyền, hy sinh tốc độ.
• Các blockchain như Solana hay BNB Chain tăng TPS nhưng bị chỉ trích là tập trung hơn.

Ngoài ra, TPS thực tế thường thấp hơn con số lý thuyết do các yếu tố như độ trễ mạng, kích thước khối, hoặc tắc nghẽn trong giờ cao điểm. Một số blockchain quảng cáo có thể xử lý hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây, nhưng điều này thường đạt được bằng cách giảm mức độ phi tập trung hoặc hy sinh tính bảo mật.

Ngoài ra, nhiều blockchain công bố TPS lý thuyết dựa trên điều kiện tối ưu, nhưng không phản ánh chính xác mức TPS thực tế khi mạng lưới hoạt động dưới tải trọng nặng. Ví dụ, một blockchain có thể tuyên bố có thể xử lý 100,000 TPS trong phòng thí nghiệm, nhưng trên thực tế, khi mạng lưới đạt đến một lượng người dùng lớn, TPS có thể giảm đáng kể do các hạn chế về phần cứng, băng thông mạng và cơ chế đồng thuận.

Các yếu tố ảnh hưởng đến TPS của blockchain

Một số yếu tố chính quyết định TPS của blockchain bao gồm cơ chế đồng thuận, kích thước block, thời gian xác nhận giao dịch và cách blockchain xử lý dữ liệu.

Cơ chế đồng thuận là "trái tim" của blockchain, quyết định cách các nút (node) trong mạng lưới đạt được sự thống nhất về trạng thái giao dịch. Các blockchain sử dụng thuật toán đồng thuận Proof of Work (PoW) như Bitcoin thường có TPS thấp hơn so với các blockchain áp dụng Proof of Stake (PoS) hoặc các công nghệ tiên tiến hơn như DAG (Directed Acyclic Graph). Điều này là do PoW yêu cầu các thợ đào giải quyết các bài toán mật mã trước khi có thể xác nhận một khối giao dịch mới, dẫn đến thời gian xác nhận lâu hơn.

• Proof of Work (PoW): Dùng trong Bitcoin và Ethereum (trước khi chuyển sang PoS), yêu cầu các thợ đào giải các bài toán phức tạp. Điều này làm chậm tốc độ xử lý, dẫn đến TPS thấp (Bitcoin ~7 TPS, Ethereum ~15-30 TPS).
• Proof of Stake (PoS): Loại bỏ quá trình đào, thay bằng việc chọn người xác nhận dựa trên số coin họ nắm giữ và "đặt cược". TPS thường cao hơn (ví dụ: Ethereum 2.0 cải thiện đáng kể sau khi chuyển sang PoS).
• Delegated Proof of Stake (DPoS): Một nhóm nhỏ người xác nhận được bầu chọn để xử lý giao dịch, giúp tăng TPS (EOS ~4,000 TPS).
• Proof of History (PoH): Solana kết hợp PoH với PoS, tạo ra một chuỗi thời gian xác minh nhanh chóng, đạt TPS lý thuyết lên đến 65,000.

Cơ chế đồng thuận càng ít tính toán phức tạp và càng ít yêu cầu đồng bộ toàn mạng, TPS càng cao.

Kích thước khối cũng đóng vai trò quan trọng trong TPS. Một blockchain có block lớn hơn có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong mỗi block, nhưng điều này cũng có thể làm tăng thời gian truyền tải dữ liệu và gây áp lực lên các node xác nhận giao dịch. Bên cạnh đó, thời gian tạo block nhanh hơn có thể giúp tăng TPS nhưng có thể ảnh hưởng đến mức độ bảo mật của mạng lưới, đặc biệt là khi có ít thời gian hơn để đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

• Bitcoin: 10 phút mỗi khối, dẫn đến TPS thấp vì giao dịch phải chờ lâu để được xác nhận.
• Ethereum: Khoảng 12-15 giây mỗi khối, nhanh hơn Bitcoin nhưng vẫn hạn chế.
• Solana: Tạo khối chỉ trong 400ms, giúp xử lý giao dịch gần như tức thời.

Mô hình dữ liệu và kiến trúc blockchain cũng là yếu tố quan trọng. Các blockchain sử dụng mô hình UTXO (Unspent Transaction Output) như Bitcoin có thể gặp khó khăn hơn trong việc đạt được TPS cao so với các blockchain sử dụng mô hình account-based như Ethereum. Ngoài ra, cách blockchain xử lý dữ liệu trên mạng lưới, chẳng hạn như sử dụng sharding, rollups hay parallel execution, có thể tác động đáng kể đến hiệu suất tổng thể.

Các phương pháp cải thiện TPS của blockchain

Nhiều công nghệ đã được phát triển để cải thiện TPS của blockchain mà không làm ảnh hưởng đến bảo mật hoặc tính phi tập trung. Các giải pháp này có thể chia thành hai nhóm chính: mở rộng trên Layer 1 và mở rộng trên Layer 2.

Ở cấp độ Layer 1, một số blockchain đã cố gắng cải thiện TPS bằng cách tăng kích thước block hoặc thay đổi cơ chế đồng thuận. Ví dụ, Bitcoin Cash đã tăng kích thước block lên 32MB để xử lý nhiều giao dịch hơn trong mỗi block. Trong khi đó, Solana đã giới thiệu cơ chế Proof-of-History kết hợp với Proof-of-Stake để đạt được tốc độ xử lý cao hơn mà không làm giảm tính bảo mật.

Ở cấp độ Layer 2, các giải pháp như Lightning Network trên Bitcoin và Rollups trên Ethereum đã giúp giảm tải lượng giao dịch trên blockchain chính. Lightning Network cho phép các giao dịch nhỏ được xử lý off-chain và chỉ ghi lại trạng thái cuối cùng trên blockchain chính, giúp cải thiện đáng kể TPS. Tương tự, Rollups như Optimistic Rollup và ZK-Rollup trên Ethereum giúp xử lý nhiều giao dịch cùng lúc và chỉ gửi một số dữ liệu quan trọng lên chain chính.

Bên cạnh đó, các blockchain như Solana đã áp dụng phương pháp xử lý giao dịch song song để tăng hiệu suất. Trong mô hình này, thay vì xử lý các giao dịch theo thứ tự tuần tự, blockchain có thể xử lý nhiều giao dịch cùng lúc, tận dụng tối đa tài nguyên phần cứng.

Đọc thêm: ERC: Tiêu chuẩn hóa token trên Ethereum