Hiệu suất có thể dự đoán được của DApps: từ chuỗi ứng dụng đến không gian khối đàn hồi

Tác giả gốc: web3 Zhu DaDa

Nguồn gốc: Xiaozhu Web3

Sách trắng Artela

Vào ngày 20 tháng 6, dự án EVM Layer1 song song tiên tiến Artela đã phát hành sách trắng “Song song hóa toàn bộ ngăn xếp”, nhằm mục đích giải phóng hoàn toàn khả năng mở rộng của chuỗi khối và cho phép DApps có “hiệu suất có thể dự đoán được”.

Hiệu suất có thể dự đoán đề cập đến việc cung cấp TPS có thể dự đoán được cho DApp, điều này rất quan trọng đối với DApp trong một số tình huống kinh doanh nhất định. Các DApp được triển khai trên chuỗi công khai thường phải cạnh tranh với các DApp khác về sức mạnh tính toán và không gian lưu trữ của blockchain. Do đó, trong trường hợp tắc nghẽn mạng, nó sẽ mang lại chi phí thực hiện giao dịch tương đối cao và chi phí cho hoạt động kinh doanh bị chậm trễ rất nhiều. hạn chế sự phát triển nhanh chóng của DApps. Có thể hình dung rằng nếu người dùng đang sử dụng phần mềm nhắn tin tức thời phi tập trung, do không gian khối của mạng blockchain cơ bản bị chiếm giữ bởi các DApp khác, nên tin nhắn của người dùng khó có thể được gửi và nhận, điều này gây ra thảm họa tàn phá cho trải nghiệm người dùng. .

Để giải quyết vấn đề "hiệu suất có thể dự đoán được", cách tiếp cận phổ biến nhất là sử dụng chuỗi khối dành riêng cho ứng dụng (Blockchain dành riêng cho ứng dụng), còn được gọi là chuỗi ứng dụng (Appchain), là không gian khối dành riêng cho Ứng dụng- chuỗi khối cụ thể.

Artela đề xuất một cách sáng tạo giải pháp Không gian khối đàn hồi (EBS), dựa trên khái niệm điện toán đàn hồi và điều chỉnh linh hoạt tài nguyên khối theo nhu cầu cụ thể của DApp từ cấp độ giao thức để cung cấp khả năng mở rộng độc lập cho DApp có nhu cầu cao.

Bài viết này sẽ giới thiệu chuỗi ứng dụng và không gian khối đàn hồi tương ứng, đồng thời so sánh ưu điểm và nhược điểm của cả hai.

Lộ trình phát triển chuỗi ứng dụng

Chuỗi ứng dụng là các chuỗi khối được tạo để chạy một DApp duy nhất. Thay vì xây dựng trên blockchain hiện có, các nhà phát triển ứng dụng xây dựng một blockchain mới từ đầu bằng một máy ảo tùy chỉnh thực hiện các giao dịch từ người dùng tương tác với ứng dụng. Các nhà phát triển cũng có thể tùy chỉnh các yếu tố khác nhau của ngăn xếp mạng blockchain—sự đồng thuận, mạng và thực thi—để đáp ứng các yêu cầu thiết kế cụ thể, từ đó giải quyết các vấn đề như tắc nghẽn cao, chi phí cao và các tính năng cố định trên mạng dùng chung.

Chuỗi ứng dụng không phải là một khái niệm mới: Bitcoin có thể được coi là chuỗi ứng dụng dành cho “vàng kỹ thuật số”, Arweave có thể được coi là chuỗi ứng dụng để lưu trữ vĩnh viễn và Celestia có thể được coi là chuỗi ứng dụng cung cấp tính khả dụng của dữ liệu.

Bắt đầu từ năm 2016, chuỗi ứng dụng không chỉ bao gồm các chuỗi khối chip đơn mà còn bao gồm các dạng đa chuỗi, tức là một hệ sinh thái được xây dựng bởi nhiều chuỗi khối liên kết với nhau, với đại diện chính là Cosmos và Palkadot. Cosmos là công ty đầu tiên hình dung ra nhiều thế giới blockchain được kết nối với nhau và cam kết giải quyết vấn đề tương tác chuỗi chéo của các blockchain. Nó có thể nhanh chóng phát triển và khởi chạy một chuỗi thông qua Cosmos SDK. Nó đã thiết kế giao thức IBC để tiến hành chuỗi khối mà không gặp trở ngại. , v.v.; Palkadot đặt mục tiêu trở thành một giải pháp mở rộng blockchain hoàn hảo. Các chuỗi trong hệ sinh thái của nó được gọi là parachains, Palkadot ủng hộ bảo mật được chia sẻ ngay từ đầu và các parachain khác nhau có thể giao tiếp thông qua thông tin đồng thuận chéo.

Vào cuối năm 2020, khi nghiên cứu mở rộng Ethereum tập trung vào một số giải pháp như chuỗi bên, mạng con và Cuộn lớp 2, chuỗi ứng dụng cũng đã triển khai các hình thức tương ứng. Các chuỗi bên như Polygon và các mạng con như Avalanche cải thiện khả năng dịch vụ tổng thể bằng cách cải thiện trải nghiệm và hiệu suất của chuỗi bên hoặc mạng con; Layer2 Rollups hỗ trợ chuỗi ứng dụng dưới dạng ngăn xếp mô-đun, trong đó OP Stack và Polygon CDK Phổ biến trong nhiều dự án, giải pháp Layer2 Rollups nhằm mục đích tăng thông lượng và khả năng mở rộng của mạng Ethereum nhằm đáp ứng nhu cầu giao dịch ngày càng tăng và cung cấp khả năng tương tác và tương tác rộng hơn.

Hiện tại, đã có một số lượng lớn ứng dụng được xây dựng thành chuỗi ứng dụng trên nhiều nền tảng khác nhau. Ví dụ: Axie đã ra mắt chuỗi bên Ethereum Ronin vào đầu năm 2021; DeFi Kingdoms đã công bố việc di chuyển từ Harmony sang mạng con Avalanche vào cuối năm 2021; Injective đã ra mắt chuỗi ứng dụng DeFi được xây dựng bằng Cosmos SDK vào tháng 11 năm 2021; Có thông báo rằng phiên bản V4 của sản phẩm sẽ sử dụng công nghệ Cosmos SDK để xây dựng chuỗi ứng dụng độc lập; Uptick Network sẽ ra mắt chuỗi ứng dụng sinh thái Uptick Chain vào năm 2023 như một cơ sở hạ tầng để phát triển các ứng dụng sinh thái Web3. lớp giao thức thương mại phong phú.​

Ưu điểm và nhược điểm của chuỗi ứng dụng

AppChain có toàn bộ sức mạnh để chạy chuỗi khối có chủ quyền của mình thay vì dựa vào Layer1 cơ bản, vốn là con dao hai lưỡi.

Có ba ưu điểm chính:

• Chủ quyền: Chuỗi ứng dụng có thể giải quyết các vấn đề thông qua các giải pháp quản trị của riêng nó, duy trì tính độc lập và tự chủ của các dự án ứng dụng riêng lẻ, đồng thời ngăn chặn các can thiệp và trở ngại khác nhau;

• Hiệu suất: Nó có thể đáp ứng độ trễ thấp và thông lượng cao mà các ứng dụng yêu cầu, cung cấp cho người dùng trải nghiệm tốt và cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động thực tế của DApp;

• Khả năng tùy chỉnh: Các nhà phát triển DApp có thể tùy chỉnh chuỗi theo nhu cầu của họ và thậm chí tạo ra một hệ sinh thái, cung cấp một phương pháp tiến hóa đủ linh hoạt.

Ngoài ra còn có ba nhược điểm:

• Vấn đề bảo mật: Chuỗi ứng dụng cần phải chịu trách nhiệm về bảo mật của chính mình, bao gồm cân nhắc số lượng nút, duy trì cơ chế đồng thuận, tránh rủi ro cam kết, v.v. Mạng tương đối không an toàn;

• Các vấn đề về chuỗi chéo: Là một chuỗi độc lập, chuỗi ứng dụng thiếu khả năng tương tác với các chuỗi (ứng dụng) khác và phải đối mặt với các vấn đề về chuỗi chéo. Việc tích hợp các giao thức chuỗi chéo sẽ làm tăng rủi ro chuỗi chéo;

• Vấn đề chi phí: Chuỗi ứng dụng đòi hỏi nhiều cơ sở hạ tầng bổ sung, đòi hỏi nhiều chi phí và thời gian kỹ thuật. Ngoài ra, còn có chi phí để chạy và duy trì các nút.

Đối với các công ty khởi nghiệp, nhược điểm của chuỗi ứng dụng có tác động lớn đến DApp mà họ tham gia thị trường. Đội ngũ phát triển của hầu hết các công ty khởi nghiệp không những không thể giải quyết tốt các vấn đề bảo mật và xuyên chuỗi mà còn không thể giải quyết tốt. gánh nặng về nhân lực cao, phải tốn thời gian và tiền bạc để thuyết phục họ nghỉ việc. Tuy nhiên, hiệu suất có thể dự đoán được là điều cần thiết đối với các DApp cụ thể. Do đó, thị trường đang rất cần giải pháp Lớp 1 với hiệu suất có thể dự đoán được.

Không gian khối linh hoạt

Trong Web2, điện toán đàn hồi là mô hình điện toán đám mây phổ biến cho phép các hệ thống tự động tăng hoặc giảm quy mô xử lý, bộ nhớ và tài nguyên lưu trữ của máy tính khi cần để đáp ứng nhu cầu thay đổi mà không phải lo lắng về việc lập kế hoạch công suất và kỹ thuật để sử dụng vào lúc cao điểm.

Không gian khối đàn hồi tự động điều chỉnh số lượng giao dịch được cung cấp trong khối tùy theo mức độ tắc nghẽn mạng. Đối với các giao dịch của các ứng dụng cụ thể, mạng blockchain cung cấp không gian khối ổn định và đảm bảo TPS thông qua tính toán đàn hồi, giúp đạt được "hiệu suất có thể dự đoán được".

MegaETH cũng đã đề xuất một khái niệm tương tự về “mở rộng động đàn hồi” và tin rằng đây là con đường phát triển tất yếu để DApp hỗ trợ áp dụng quy mô lớn. Những phát triển công nghệ sau đây được dự đoán trong 1-3 năm tới:

• Giai đoạn 1: Mở rộng theo chiều ngang ở cấp nút xác minh;

• Giai đoạn thứ hai: mở rộng tĩnh ở cấp độ chuỗi;

• Giai đoạn thứ ba: mở rộng theo chiều ngang động ở cấp độ chuỗi.

Artela đã thực sự triển khai khái niệm này và giải quyết được vấn đề cốt lõi trong giai đoạn đầu tiên là "cách phối hợp mở rộng theo chiều ngang của các nút xác minh để hỗ trợ tính toán đàn hồi". Khi một giao thức phát triển trong mạng Artela, nó có thể đăng ký không gian khối đàn hồi để xử lý sự tăng trưởng về số lượng người dùng và thông lượng giao thức. Không gian khối đàn hồi cung cấp không gian khối độc lập cho các DApp có nhu cầu thông lượng giao dịch cao, cho phép chúng mở rộng quy mô khi phát triển. Về cơ bản, không gian khối xác định lượng dữ liệu có thể được lưu trữ trong mỗi khối của chuỗi khối, ảnh hưởng trực tiếp đến thông lượng giao dịch. Khi DApps nhận thấy nhu cầu giao dịch tăng đột biến, việc đăng ký không gian khối đàn hồi trở nên hữu ích để xử lý hiệu quả tải tăng lên mà không ảnh hưởng đến chuỗi khối cơ bản.

Việc triển khai tính toán đàn hồi được chia thành "độ co giãn theo thời gian thực" và "độ co giãn phi thời gian thực". "Độ co giãn theo thời gian thực" thường đề cập đến phản ứng ở cấp độ phút đối với việc mở rộng công suất, trong khi "độ co giãn không theo thời gian thực" chỉ cần đáp ứng việc mở rộng công suất trong một thời gian giới hạn. Artela áp dụng phương pháp "độ co giãn phi thời gian thực", nghĩa là khi mạng phát hiện nhu cầu mở rộng, nó sẽ bắt đầu đề xuất mở rộng và các nút xác minh của toàn bộ mạng sẽ hoàn thành việc mở rộng sau một hoặc nhiều kỷ nguyên ( thay vì theo thời gian thực). Và gửi bằng chứng về việc mở rộng để những người xác thực khác phản đối.

Giải pháp không gian khối đàn hồi của Artela thực sự dựa trên nhiều khái niệm cơ sở dữ liệu phân tán và cũng là sự tiếp nối của công nghệ phân mảnh blockchain. Từ góc độ "phân mảnh điện toán", dung lượng được mở rộng theo nhu cầu lưu lượng ứng dụng, tránh vấn đề "giao dịch chéo phân đoạn", do đó trải nghiệm của nhà phát triển và người dùng không khác nhiều so với trước đây. Đồng thời, việc áp dụng "độ co giãn phi thời gian thực" tương đối khó thực hiện đã nâng cao khả năng ứng dụng đồng thời đáp ứng nhu cầu thực tế của nhiều DApp.

Điều đáng nói là không gian khối đàn hồi, như một giải pháp để mở rộng hiệu suất chuỗi khối theo chiều ngang, dựa trên tiền đề rằng “các giao dịch có thể được song song hóa”. Chỉ khi tính song song của giao dịch được tăng lên, tài nguyên máy của nút mới cần được mở rộng theo chiều ngang. ., để cải thiện thông lượng giao dịch.

Do đó, đối với Lớp 1 như Ethereum, vấn đề tuần tự hóa giao dịch là nút thắt hiệu suất trực tiếp nhất và kích thước khối cũng bị giới hạn bởi giới hạn Gas của khối có kích thước thay đổi (giới hạn trên là 30.000.000 gas), do đó chỉ có thể thực hiện được các giải pháp mở rộng Lớp 2. đã tìm kiếm.

Đối với Lớp 1 hiệu suất cao như Solana, mặc dù nó hỗ trợ thực hiện các giao dịch song song và có thể mở rộng quy mô theo chiều ngang nhưng nó không thể giải quyết được vấn đề về “hiệu suất có thể dự đoán được” của DApps trong thời gian có nhu cầu cao nhất. Bằng cách triển khai giải pháp “thị trường phí địa phương”, Solana nhằm mục đích ngăn chặn bất kỳ giao dịch theo yêu cầu đơn lẻ nào độc quyền hóa không gian khối khan hiếm, hạn chế việc tăng phí theo thời gian và giảm thiểu tác động tiêu cực của các đỉnh nhu cầu đột ngột. Ví dụ: trong quá trình phát hành NFT, nhà phát hành NFT sẽ nhanh chóng sử dụng giới hạn đơn vị tính toán (CU) của mỗi tài khoản và các giao dịch tiếp theo phải tăng phí ưu tiên để được xử lý trong không gian giới hạn của tài khoản.

Có thể nói, giải pháp không gian khối linh hoạt của Artela nhằm đối phó với nhu cầu giao dịch tăng đột biến cũng mở rộng hơn nữa khái niệm “thị trường phí địa phương” ở Solana, không chỉ đảm bảo “hiệu suất có thể dự đoán được” của DApp mà còn ngăn chặn toàn mạng. Chi phí tăng cao và tắc nghẽn đã giết chết hai con chim bằng một hòn đá.

Tóm tắt

Cho dù đó là chuỗi ứng dụng hay không gian khối đàn hồi, về cơ bản chúng là để giải quyết vấn đề rằng các DApp khác nhau có nhu cầu khác nhau về hiệu suất blockchain hoặc vấn đề về "hiệu suất có thể dự đoán được". một và không phù hợp. Hai giải pháp này làm tôi nhớ đến "lý thuyết giao thức chất béo" - một lý thuyết do Joel Monegro đề xuất vào năm 2016, xoay quanh "cách các giao thức mật mã sẽ thu được nhiều hơn (so với giá trị chung được thu thập bởi các ứng dụng được xây dựng trên chúng)" Giá trị" mở rộng.

Chuỗi ứng dụng thực chất là một giao thức mỏng. Đặc biệt khi Layer1 áp dụng kiến ​​trúc mô-đun, lớp giao thức được tùy chỉnh hoàn toàn bởi lớp ứng dụng. Mặc dù nó mang lại cơ chế tích lũy giá trị tốt hơn cho ứng dụng nhưng nó cũng mang lại chi phí cao và độ an toàn hạn chế.

Không gian khối đàn hồi thực chất là một giao thức béo, một phần mở rộng của lớp giao thức Lớp 1 cơ bản, giúp hạ thấp rào cản gia nhập một cách hiệu quả đối với những người tham gia có yêu cầu về "hiệu suất có thể dự đoán được". Đồng thời, giao thức cũng có thể nắm bắt giá trị ứng dụng và tạo ra giá trị tích cực. vòng lặp thông tin phản hồi.