Khi các Mạng Blockchain Đạt Đỉnh: Hiểu về Tắc Nghẽn và Tác Động Thực Sự của Nó

Vấn Đề Cốt Lõi — Khi có nhiều giao dịch tràn vào một mạng blockchain hơn mức nó có thể xử lý, hệ thống sẽ vào chế độ tắc nghẽn. Điều này xảy ra vì mỗi blockchain đều có giới hạn xử lý được xác định bởi kích thước khối và khối thời gian. Hậu quả? Phí giao dịch tăng vọt, thời gian xác nhận chậm chạp, và người dùng thất vọng bỏ rơi mạng.

Tại Sao Các Mạng Blockchain Bị Quá Tải

Tắc nghẽn mạng xảy ra khi khối lượng giao dịch va chạm vào trần cứng của mạng. Khác với các cơ sở dữ liệu truyền thống có thể linh hoạt mở rộng dung lượng, các blockchain hoạt động trong các ràng buộc cấu trúc cứng nhắc.

Sự bùng nổ nhu cầu là yếu tố kích thích chính. Khi giá Bitcoin tăng vọt hoặc một tiêu chuẩn token mới như BRC-20 thu hút sự chú ý của thị trường, số lượng giao dịch được gửi đi tăng vọt gần như qua đêm. Vào mùa xuân năm 2023, các token BRC-20 đã tạo ra chính kịch bản này—các giao dịch đang chờ xử lý đã tích lũy lên tới gần 400,000, và phí giao dịch đã tăng hơn 300% chỉ trong vài tuần. Trong đợt tăng giá Bitcoin từ 2017-2018, phí trung bình đã vượt quá $50 cho mỗi giao dịch.

Các giới hạn kích thước khối làm trầm trọng thêm vấn đề. Bitcoin ban đầu giới hạn các khối ở mức 1 MB, làm giảm đáng kể khả năng thông lượng. Cải tiến SegreGated Witness (SegWit) năm 2017 đã đẩy giới hạn lý thuyết lên khoảng 4 MB, nhưng ngay cả điều này cũng không phải là vô hạn. Mỗi blockchain phải cân bằng kích thước khối với tốc độ lan truyền mạng—các khối lớn hơn mất nhiều thời gian hơn để lan truyền qua mạng, làm tăng rủi ro phân nhánh và gánh nặng lưu trữ.

Khối thời gian tạo ra một nút thắt khác. Bitcoin thêm một khối mới mỗi ~10 phút trung bình. Nếu các giao dịch đến nhanh hơn khối có thể được khai thác, một sự chậm trễ không thể tránh khỏi sẽ hình thành. Ethereum đã đối mặt với những hạn chế tương tự trong cơn sốt CryptoKitties năm 2017 và sự bùng nổ DeFi sau đó, cả hai đều gây ra sự gia tăng giá gas đáng kể.

Cách mà Mempool Trở Thành Một Bãi Đậu Xe

Khi xảy ra tình trạng tắc nghẽn mạng, bạn cần hiểu những gì xảy ra ở phía sau.

Mỗi giao dịch mới sẽ vào mempool (bể nhớ)—về cơ bản là một phòng chờ cho các giao dịch chưa được xác nhận. Đây không phải là nơi lưu trữ vĩnh viễn; nó là một khu vực tạm thời. Các thợ mỏ hoặc người xác thực sau đó chọn các giao dịch từ mempool để gộp vào các khối ứng cử. Khi một khối được xác nhận và thêm vào chuỗi khối, các giao dịch của nó sẽ thoát khỏi mempool một cách vĩnh viễn.

Trong các sự kiện tắc nghẽn, phòng chờ này trở nên đông đúc. Mempool trở thành khu vực phân loại nơi chỉ những giao dịch có phí cao mới được ưu tiên. Các thợ đào không có nghĩa vụ phải bao gồm các giao dịch có phí thấp, vì vậy người dùng phải trả phí cao để vượt qua hàng đợi. Điều này tạo ra một trải nghiệm người dùng tồi tệ—các giao dịch nhỏ trở nên không khả thi về mặt kinh tế.

Những Hậu Quả Xoắn Ốc

Tắc nghẽn mạng không chỉ là một sự bất tiện. Nó tạo ra một chuỗi các vấn đề:

Phí giao dịch tăng vọt. Vì các thợ mỏ ưu tiên các giao dịch có phí, người dùng phải đấu giá nhau để được xác nhận. Trong đợt tăng trưởng BRC-20 năm 2023, phí đã tăng hơn 300% trong vài tuần. Cơ chế định giá này, mặc dù hợp lý về mặt kinh tế, đã loại bỏ hoàn toàn người dùng bán lẻ.

Thời gian xác nhận kéo dài đáng kể. Trong tình trạng tắc nghẽn nghiêm trọng, các giao dịch có thể mất hàng giờ, hàng ngày, hoặc lý thuyết là không bao giờ xác nhận được. Điều này phá hủy tính hữu dụng của blockchain cho các giao dịch và thương mại thời gian thực.

Tâm lý thị trường mất ổn định. Khi người dùng không thể di chuyển tài sản nhanh chóng trong các đợt sụt giá, việc bán tháo trở nên gay gắt hơn. Nếu người bán không thể thoát khỏi vị trí do tắc nghẽn mạng, họ trở nên tuyệt vọng hơn, có khả năng làm tăng thêm tổn thất.

Rủi ro bảo mật xuất hiện. Thời gian xác nhận chậm làm tăng khả năng chi tiêu gấp đôi. Thêm vào đó, phí cao tập trung sức mạnh khai thác vào những người có khả năng chịu chi phí, dẫn đến sự tập trung - điều trái ngược với mục đích ban đầu của blockchain.

Tại sao sự tắc nghẽn của Bitcoin và Ethereum lại thu hút sự chú ý

Cả hai mạng lưới đã trải qua tình trạng tắc nghẽn nghiêm trọng, nhưng các sự cố của chúng đã thu hút sự chú ý lớn vì chúng chứng minh tác động thực tế của hiện tượng này đối với các hệ sinh thái lớn.

Sự bùng nổ của Bitcoin từ 2017-2018 đã chứng minh rằng sự phổ biến về giá không tự động mở rộng. Nhu cầu đột ngột từ các nhà đầu tư bán lẻ đã tạo ra những nút thắt thực sự. Sau đó, vào năm 2023, một động lực hoàn toàn mới đã xuất hiện: các token BRC-20 đã làm tắc nghẽn mạng lưới với các giao dịch liên quan đến việc khắc, cho thấy rằng các đổi mới ở cấp giao thức có thể gây ra tắc nghẽn độc lập với hành động giá.

Những thách thức ban đầu của Ethereum—đặc biệt là trong thời kỳ hiện tượng CryptoKitties và sau đó là sự bùng nổ DeFi—cho thấy rằng ngay cả những mạng lưới tinh vi hơn cũng không miễn nhiễm. Giá gas đã đạt mức vô lý, hạn chế quyền truy cập chỉ cho những người tham gia ở cấp độ cá voi.

Các biện pháp đề xuất (Và lý do tại sao tất cả chúng đều không hoàn hảo)

Các kỹ sư đã đề xuất nhiều giải pháp, mỗi giải pháp đều có những đánh đổi:

Khối lớn hơn xử lý nhiều giao dịch hơn nhưng truyền chậm hơn qua mạng, làm tăng rủi ro phân nhánh và yêu cầu nhiều bộ nhớ hơn. Điều này đẩy về phía tập trung hóa khi chỉ những nút có nguồn lực tốt mới có thể duy trì bản sao.

Thời gian khối nhanh hơn giảm độ trễ xác nhận nhưng tăng số khối mồ côi, có thể làm tổn hại đến tính bảo mật. Bitcoin đã thử nghiệm với khái niệm này; kết quả là không đồng nhất.

Giải pháp Layer 2 như Lightning Network (Bitcoin) và Plasma (Ethereum) di chuyển giao dịch ra khỏi chuỗi, chỉ ghi lại các trạng thái cuối cùng trên chuỗi. Điều này tăng cường đáng kể dung lượng nhưng cũng tạo ra sự phức tạp và giả định bảo mật mới. Người dùng phải tin tưởng rằng các giao thức ngoài chuỗi này hoạt động chính xác.

Sharding phân mảnh blockchain thành các luồng xử lý song song. Về lý thuyết, nó rất tinh tế nhưng lại tạo ra sự phức tạp lớn. Ethereum đã nghiên cứu sharding một cách sâu rộng; việc triển khai nó một cách an toàn đòi hỏi kỹ thuật cẩn thận.

Rollups ( các biến thể lạc quan và không kiến thức ) giao dịch theo lô và gửi chứng cứ nén lên mainnet. Chúng thực tế hơn so với các phương pháp Layer 2 cũ hơn nhưng vẫn đang phát triển.

Lựa chọn cơ chế đồng thuận cũng quan trọng. Proof of Stake thường xử lý các khối nhanh hơn Proof of Work vì nó không yêu cầu giải các câu đố tốn kém về tính toán. Việc chuyển đổi của Ethereum sang PoS vào năm 2022 một phần được thúc đẩy bởi lợi thế mở rộng này.

Thách thức đang diễn ra

Sự tắc nghẽn mạng blockchain xảy ra như một cơn đau lớn không thể tránh khỏi - sự phổ biến của công nghệ vượt xa cơ sở hạ tầng của nó. Khi việc áp dụng tiếp tục tăng, căng thẳng này sẽ gia tăng trừ khi các giải pháp được mở rộng tương ứng.

Hy vọng tốt nhất của ngành nằm ở các giải pháp theo tầng: cải thiện thông lượng lớp nền thông qua việc tinh chỉnh công nghệ ( tăng kích thước khối một cách thận trọng, tối ưu hóa sự đồng thuận ), trong khi đồng thời phát triển các hệ sinh thái Lớp 2 mạnh mẽ xử lý phần lớn các giao dịch.

Điều rõ ràng: một blockchain không thể xử lý khối lượng giao dịch một cách hiệu quả sẽ không đạt được sự chấp nhận rộng rãi. Các mạng lưới giải quyết phương trình này trước sẽ thống trị giai đoạn tiếp theo của sự phát triển tiền điện tử.