บล็อกเชนเลเยอร์ 1
บทนำ
ปัญหาจะเกิดขึ้นเมื่อมีผู้ใช้ต้องการใช้เครือข่าย บล็อกเชน มากกว่าที่เครือข่ายจะรองรับได้ ความต้องการ พื้นที่บล็อก ที่สูงอาจเกิดขึ้นชั่วคราว หรืออาจต่อเนื่องไปนานตราบใดที่ผู้ใช้ยังต้องการใช้บล็อกเชนนั้นอยู่ ในช่วงที่มีความต้องการสูง ผู้ใช้จะแข่งกันเสนอค่าธรรมเนียมเพื่อให้ธุรกรรมของตนได้รับการประมวลผลเร็วขึ้น ทำให้ค่าธรรมเนียมสูงขึ้นจนผู้ใช้ที่มีเงินทุนน้อยกว่าถูกผลักออกไป
บทเรียนนี้จะอธิบายว่าทำไม Ethereum และบล็อกเชนอื่น ๆ จึงต้องเผชิญกับ ไตรลีมาของบล็อกเชน ไตรลีมานี้เป็นต้นเหตุของปัญหาข้างต้นอย่างไร และส่งผลต่อแผนของ Ethereum ในการตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ทุกคนอย่างไร เราจะดูการแลกเปลี่ยนที่บล็อกเชนหลายแห่งเลือกทำเกี่ยวกับไตรลีมาของบล็อกเชน และความหมายของการแลกเปลี่ยนเหล่านั้นต่อนักสำรวจของ Academy
ไตรลีมาของบล็อกเชน
ตามที่ชื่อ ไตรลีมาสื่อถึง มีคุณสมบัติสามด้านของบล็อกเชนที่แข่งขันกันเอง ทำให้ไม่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพทั้งสามด้านพร้อมกันได้
คุณสมบัติทั้งสามนี้คือ ความปลอดภัย ความสามารถในการขยายขนาด และ การกระจายศูนย์
เพื่อให้บล็อกเชนเป็นรากฐานที่เป็นกลางสำหรับระบบการเงินระดับโลก บล็อกเชนนั้นควรโดดเด่นในทั้งสามด้าน ระบบการเงินต้องปลอดภัยจากการฉ้อโกง ป้องกันการโจมตีจากผู้เซ็นเซอร์ด้วยการกระจายศูนย์ และขยายขนาดได้เพียงพอต่อความต้องการของประชากรกว่า 8 พันล้านคนทั่วโลก
ทดสอบความรู้ 1
ไตรลีมาของบล็อกเชนอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างอะไร?
-
[ ] Ethereum, Bitcoin และอัลต์คอยน์
-
[ ] ความปลอดภัย การเซ็นเซอร์ และการฉ้อโกง
-
[ ] การกระจายศูนย์ ความสามารถในการขยายขนาด และความปลอดภัย
-
[ ] ความปลอดภัย ความเร็ว และค่าธรรมเนียมต่ำ
ความปลอดภัยและฉันทามติ
ความปลอดภัยเป็นข้อกำหนดพื้นฐานที่สุดของบล็อกเชนสาธารณะ คอมพิวเตอร์ในเครือข่าย (เช่น เครือข่ายบล็อกเชน) ต้องเห็นพ้องกันว่าธุรกรรมใดเกิดขึ้นจริงจึงจะทำงานร่วมกันได้ ข้อตกลงนี้เรียกว่า ฉันทามติ บล็อกเชนจะปลอดภัยก็ต่อเมื่อผู้โจมตีไม่สามารถขัดขวางเครือข่ายจากการเห็นพ้องต่อความจริงนั้นได้ อัลกอริทึมฉันทามติถูกออกแบบมาเพื่อต้านทานการโจมตีเหล่านี้
เชนอย่าง Bitcoin ที่ใช้ฉันทามติ Proof-of-Work ปกป้องข้อตกลงนี้ด้วยการทำให้การผลิตบล็อกมีการแข่งขันสูง ผู้ผลิตบล็อกแต่ละรายแข่งกันแก้โจทย์คณิตศาสตร์ ผู้ที่แก้ได้ก่อนจะได้สิทธิ์สร้างบล็อกถัดไปและได้รับ รางวัลบล็อก เป็นค่าตอบแทน การเขียนประวัติล่าสุดของเชนใหม่ต้องใช้เงินลงทุนมหาศาลด้านพลังประมวลผลและพลังงาน ผู้โจมตีจึงมักต้องจ่ายมากกว่าที่จะได้กำไร
ทดสอบความรู้ 2
ฉันทามติบล็อกเชนสำหรับคริปโทเคอร์เรนซีคืออะไร?
-
[ ] กระบวนการที่โหนดเห็นพ้องกันว่าเกิดอะไรขึ้นบนเชน
-
[ ] สำคัญต่อทุกคนในระบบนิเวศของเชนนั้นเพื่อป้องกันการฉ้อโกง
-
[ ] ได้รับการคุ้มครองด้วยแรงจูงใจทางเศรษฐกิจ
-
[ ] ถูกทุกข้อ
ความปลอดภัยและการโจมตี
รูปแบบหนึ่งของการโจมตีฉันทามติบล็อกเชนคือ การโจมตี 51% ผู้โจมตีที่ควบคุมพลังฉันทามติส่วนใหญ่ของเครือข่ายสามารถย้อนธุรกรรมล่าสุดเพื่อใช้เหรียญเดียวกันซ้ำสองครั้ง หรือเซ็นเซอร์ธุรกรรมใหม่ได้ แต่ปลอมลายเซ็นหรือใช้เงินของผู้อื่นไม่ได้ เสียงข้างมากนี้หมายถึง 51% ของพลังประมวลผลใน Proof-of-Work และ 51% ของ Stake ใน Proof-of-Stake ซึ่งเป็นเงินลงทุนมหาศาล และใน Proof-of-Stake การโกงที่พิสูจน์ได้ เช่น การเซ็นบล็อกที่ขัดแย้งกันสองบล็อก จะทำให้ Stake นั้นถูกทำลาย (เรียกว่า Slashing) ผู้โจมตีจึงมักเสียมากกว่าที่จะได้
ใน Proof-of-Stake ผู้ผลิตบล็อกไม่ได้ถูกเลือกด้วยการแข่งขัน แต่ถูกสุ่มมอบหมายแทน เช่นเดียวกับ Proof-of-Work อัลกอริทึมฉันทามตินี้ทำให้ไม่มีฝ่ายใดฝ่ายหนึ่ง "ชนะ" สิทธิ์สร้าง บล็อก ใหม่ได้อย่างสม่ำเสมอ
ทดสอบความรู้ 3
เป้าหมายสุดท้ายของการโจมตี 51% คืออะไร?
-
[ ] ขัดขวางการทำเหมือง
-
[ ] ใช้เหรียญซ้ำสองครั้งหรือเซ็นเซอร์ธุรกรรม
-
[ ] สร้างคริปโทเคอร์เรนซีสกุลใหม่
-
[ ] กำจัดอีก 49% ที่เหลือ
ความสามารถในการขยายขนาด: อัตราการประมวลผลธุรกรรม
ความสามารถในการขยายขนาด หมายถึงความสามารถของบล็อกเชนในการประมวลผลธุรกรรมจำนวนมากได้อย่างรวดเร็ว มีสององค์ประกอบที่กำหนดความสามารถในการขยายขนาดของบล็อกเชน ได้แก่ อัตราการประมวลผลธุรกรรมและ Finality
อัตราการประมวลผลธุรกรรม: จำนวนธุรกรรมที่บล็อกเชนประมวลผลได้ในเวลาเดียวกัน มักวัดเป็นธุรกรรมต่อวินาที (TPS)
ลองนึกภาพคนจำนวนมากรอที่ป้ายรถเมล์ และมีคนมาสมทบเพิ่มทุกนาที ทุกคนต้องการเดินทาง แต่รถเมล์รับคนได้จำกัด การจะทำให้ป้ายรถเมล์ว่างเร็วขึ้น คุณต้องใช้รถที่ใหญ่ขึ้น (รับคนได้มากขึ้น) หรือให้รถวิ่งถี่ขึ้น (ใช้เวลาน้อยลง) หลักการเดียวกันนี้ใช้กับการพยายามบรรจุธุรกรรมจำนวนมากลงใน พื้นที่บล็อก อันจำกัดของแต่ละบล็อก คุณดูภาพจำลองนี้แบบเรียลไทม์ได้ที่ https://txstreet.com/v/eth-btc
ทดสอบความรู้ 4
ข้อใดต่อไปนี้ถูกต้องเกี่ยวกับการเปรียบเทียบป้ายรถเมล์กับธุรกรรมบล็อกเชน?
-
[ ] คน (ธุรกรรม) ถูกจัดกลุ่มรวมกันเป็นรถเมล์ (บล็อก)
-
[ ] รถเมล์แต่ละคัน (บล็อก) รับคนได้จำกัดจำนวน (ธุรกรรม)
-
[ ] การเคลื่อนย้ายคน (ธุรกรรม) มากขึ้นต้องใช้รถที่ใหญ่ขึ้นหรือมากขึ้น (บล็อก)
-
[ ] ถูกทุกข้อ
ความสามารถในการขยายขนาด: Finality
องค์ประกอบที่สองของความสามารถในการขยายขนาดบล็อกเชนคือ
Finality: เราจะมั่นใจได้อย่างไรว่าธุรกรรมจะไม่ถูกเปลี่ยนแปลงหรือย้อนกลับ?
ในเชน Proof-of-Work อย่าง Bitcoin Finality วัดเป็นจำนวนบล็อก ยิ่งมีบล็อกถูกเพิ่มเข้ามาหลังธุรกรรมของคุณมากเท่าไหร่ คุณก็ยิ่งมั่นใจได้มากขึ้นว่าธุรกรรมนั้นจะไม่ถูกย้อนกลับ อย่าลืมว่าอัลกอริทึมฉันทามติที่ปลอดภัยทำให้การเปลี่ยนแปลงบล็อกในอดีตมีต้นทุนสูงมาก และยิ่งย้อนไปไกลเท่าไหร่ ต้นทุนก็ยิ่งสูงขึ้น Bitcoin ผลิต บล็อก ใหม่ทุกประมาณ 10 นาที การรอยืนยันหลายรอบจึงใช้เวลาราวหนึ่งชั่วโมง ส่วน Proof-of-Stake ของ Ethereum ใช้วิธีต่างออกไป Validator โหวตเพื่อยืนยันบล็อกให้เป็นที่สิ้นสุด และหลังจากประมาณ 13 นาที (สอง Epoch ของการโหวต) ธุรกรรมก็จะสิ้นสุดสมบูรณ์
การกระจายศูนย์กระจายอำนาจ
การกระจายศูนย์ คือฐานสุดท้ายของไตรลีมาบล็อกเชน เป็นกระบวนการโอนการควบคุมและการตัดสินใจจากฝ่ายเดียวไปสู่เครือข่ายที่กระจายอยู่ในหลายฝ่าย การกระจายศูนย์เป็นหลักการพื้นฐานที่ทำให้บล็อกเชนเป็น แบบไม่ต้องขออนุญาต และ ทนทานต่อการเซ็นเซอร์ ใครก็ใช้บล็อกเชนแบบกระจายศูนย์ได้ และใครก็สร้างซอฟต์แวร์บนบล็อกเชนเหล่านี้ได้
แพลตฟอร์มรวมศูนย์อย่าง Facebook และ Twitter สามารถปิดบัญชีของใครก็ได้ทุกเมื่อ สตรีมเมอร์ที่มีอิทธิพลจำนวนมากบน Twitch หรือ Tiktok เคยถูกลบออกจากแพลตฟอร์มโดยไม่มีเหตุผล แม้ผู้ใช้โซเชียลมีเดียจะกู้บัญชีคืนได้ กระบวนการนั้นก็อาจยาวนานและเจ็บปวด หากไม่มีการกระจายศูนย์ สมุดบัญชี บล็อกเชนก็เป็นเพียงสเปรดชีตการเงินบนคอมพิวเตอร์ของธนาคาร ที่พนักงานธนาคารเป็นผู้ตัดสินใจว่าใครเปิดบัญชีกับพวกเขาได้ เครือข่าย แบบไม่ต้องขออนุญาต หมายความว่าอำนาจถูกกระจายศูนย์มากพอ จนไม่มีทางที่ใครจะถูกตัดสิทธิ์การเข้าถึงได้
ทดสอบความรู้ 5
ข้อใดต่อไปนี้ไม่ถูกต้องเกี่ยวกับการกระจายศูนย์?
-
[ ] การกระจายศูนย์ทำให้บล็อกเชนทนทานต่อการเซ็นเซอร์
-
[ ] การกระจายศูนย์ทำให้บล็อกเชนเป็นแบบไม่ต้องขออนุญาต
-
[ ] การกระจายศูนย์ช่วยให้อำนาจเผด็จการรักษาการควบคุมไว้ได้
-
[ ] ใครก็ตามในโลกใช้ระบบแบบไม่ต้องขออนุญาตได้
กระจายศูนย์แล้วหรือยัง?
แต่การจะบอกว่าสิ่งใดกระจายศูนย์หรือไม่ ไม่ใช่คำตอบใช่หรือไม่ใช่ง่าย ๆ 10 ฝ่ายที่ควบคุมถือว่ากระจายศูนย์ไหม แล้ว 1,000 ฝ่ายล่ะ หรือหนึ่งล้านฝ่าย ไม่มีเกณฑ์มาตรฐานตายตัวว่าต้องมีกี่ฝ่ายจึงจะถือว่ากระจายศูนย์เพียงพอ จึงควรมองการกระจายศูนย์เป็นสเปกตรัมมากกว่า แทนที่จะมีแค่ขาวกับดำ ยังมีเฉดสีเทาอยู่ระหว่างกลางอีกมาก
เราจึงพูดได้ว่าสิ่งหนึ่ง "กระจายศูนย์มากหรือน้อยกว่าอีกสิ่งหนึ่ง" มากกว่าจะพูดว่า "รวมศูนย์หรือกระจายศูนย์" ระบบการเงินที่เป็นกลางต้องอาศัยระดับการกระจายศูนย์สูงเพื่อต้านทานการเซ็นเซอร์จากรัฐ บล็อกเชนรุ่นใหม่มักแลกการกระจายศูนย์เพื่อความสามารถในการขยายขนาด แต่นั่นทำให้เสี่ยงต่อแรงกดดันแบบเดียวกับที่แพลตฟอร์มรวมศูนย์เต็มรูปแบบต้องเผชิญจากสังคมและรัฐบาล และอาจลงเอยด้วยการเซ็นเซอร์แบบเดียวกับที่เห็นบนโซเชียลมีเดียแบบรวมศูนย์
ทดสอบความรู้ 6
บล็อกเชนแต่ละสายมีระดับการกระจายศูนย์ที่แตกต่างกัน
-
[ ] จริง
-
[ ] เท็จ
ตัวอย่างบางส่วน
บล็อกเชนแต่ละสายมีแนวทางของตัวเองต่อไตรลีมา และแต่ละสายก็เลือกแลกเพื่อโฟกัสเป้าหมายของตน Bitcoin และ Ethereum ให้ความสำคัญกับความปลอดภัยและการกระจายศูนย์มากกว่าความสามารถในการขยายขนาด ส่งผลให้ เวลา Finality ของ Bitcoin ยาวนาน และ พื้นที่บล็อก ของ Ethereum มีจำกัด เมื่อความต้องการใช้ สัญญาอัจฉริยะ พุ่งสูง โดยเฉพาะสำหรับ DeFi ค่าธรรมเนียมของ Ethereum ก็สูงขึ้นตาม ในช่วงความต้องการสูงสุดปี 2021 ธุรกรรมเดียวอาจมีค่าใช้จ่ายหลายสิบดอลลาร์
ค่าธรรมเนียมที่สูงขึ้นเปิดโอกาสให้กับ เลเยอร์ 1 ทางเลือก อย่าง BNB Chain ซึ่งให้ความสำคัญกับความสามารถในการขยายขนาดมากกว่าการกระจายศูนย์ เพื่อให้ได้ อัตราการประมวลผลธุรกรรม ที่สูงขึ้นและค่าธรรมเนียมถูกลง เชนรุ่นที่สามอย่าง Solana ใช้วิธีการใหม่ ๆ เพื่อแก้ไตรลีมา แต่บล็อกเชนทุกสายยังคงอยู่ภายใต้ข้อจำกัดพื้นฐานเหล่านี้ ทางเลือกของแต่ละเชนกำหนดระบบนิเวศของตัวเองผ่านผลกระทบพื้นฐานที่มาจากทางเลือกนั้น
แล้วทำอะไรได้บ้าง?
ถ้า Ethereum ให้ความสำคัญกับความปลอดภัยและการกระจายศูนย์สูง แล้วจะขยายขนาดเพื่อรองรับผู้ใช้ทุกคนตามเป้าหมายการเป็นเครือข่ายการเงินระดับโลกได้อย่างไร แผนงานของ Ethereum สำรวจคำตอบสองแนวทาง ได้แก่ เลเยอร์ 2 และ Sharding ของบล็อกเชน
เลเยอร์ 2 เพิ่มความสามารถในการขยายขนาดของ Ethereum โดยไม่ต้องยอมเสียอีกสองด้านของไตรลีมาบล็อกเชน มันเป็นชั้นเพิ่มเติมที่วางอยู่บนบล็อกเชนหลัก พึ่งพาเชนหลักเพื่อความปลอดภัย แต่ให้ผู้ใช้ได้รับประโยชน์จากค่าธรรมเนียมที่ลดลงและธุรกรรมที่เร็วขึ้น เราจะสำรวจเรื่องนี้ในรายละเอียดในบทเรียนเลเยอร์ 2
Sharding จะแบ่งบล็อกเชนออกเป็นหลายเชนที่ทำงานคู่ขนานกัน เหมือนการเพิ่มเลนบนถนน Ethereum พักแผนนี้ไว้เพื่อทางเลือกที่ง่ายกว่า คือทำให้ข้อมูลบล็อกถูกลงสำหรับเลเยอร์ 2 นำไปใช้ (เพิ่มเข้ามาในปี 2024) และเพิ่มขีดความสามารถทีละขั้น โดยไม่เสียสละความปลอดภัยหรือการกระจายศูนย์
ทดสอบความรู้ 7
เลเยอร์ 2 ทำอะไร?
-
[ ] จัดหาความปลอดภัยของตัวเอง
-
[ ] เพิ่มความสามารถในการขยายขนาดให้บล็อกเชนหลัก
-
[ ] เพิ่มค่าธรรมเนียมให้ผู้ใช้
-
[ ] เพิ่มเวลา Finality ให้ผู้ใช้
อนาคตของ Ethereum
เครือข่าย Ethereum ยังคงพัฒนาความสามารถในการขยายขนาดต่อไปโดยไม่เสียสละด้านอื่นของไตรลีมา การ Merge สู่ฉันทามติ Proof-of-Stake (2022) ลดการใช้พลังงานของเครือข่ายลงกว่า 99% และข้อมูลบล็อกราคาถูกสำหรับเลเยอร์ 2 มาถึงในปี 2024 การขยายขนาดเป็นงานต่อเนื่อง แต่ละการอัปเกรดทำให้ Ethereum เร็วขึ้นและถูกลง ในขณะที่ยังคงความปลอดภัยและการกระจายศูนย์เป็นหลักการหลัก Ethereum Foundation มีเว็บเพจที่ดีเยี่ยมเกี่ยวกับ แผนงานของ Ethereum
ในขณะเดียวกัน โปรโตคอล เลเยอร์ 2 จำนวนมากถูกสร้างขึ้นบน Ethereum เพื่อช่วยตอบสนองความต้องการของผู้ใช้โดยไม่ต้องอัปเดตโปรโตคอล Ethereum เอง โปรโตคอลเลเยอร์ 2 เหล่านี้พึ่งพา Ethereum เลเยอร์ 1 เพื่อความปลอดภัยแบบกระจายศูนย์ ในขณะที่พวกมันมอบความสามารถในการขยายขนาด ความหลากหลายของเลเยอร์ 2 ทำให้เกิดระบบนิเวศที่กระจายศูนย์! Rollup ชั้นนำได้แก่ Arbitrum, OP Mainnet และ Base ส่วน Polygon PoS เป็น ไซด์เชน ยอดนิยมที่มีความปลอดภัยแยกเป็นของตัวเอง
ทดสอบความรู้ 8
การอัปเกรดของ Ethereum มีอะไรบ้าง?
-
[ ] ใช้เลเยอร์ 2 และข้อมูลบล็อกที่ถูกลงเพื่อเพิ่มความสามารถในการขยายขนาด
-
[ ] คงการกระจายศูนย์และความปลอดภัยไว้เป็นหลักการหลัก
-
[ ] ลดการใช้พลังงานด้วยฉันทามติ Proof-of-Stake
-
[ ] ถูกทุกข้อ
หมายความว่าอย่างไรสำหรับนักสำรวจ?
ผู้ใช้ต้องการค่าธรรมเนียมต่ำเพื่อเรียนรู้และสำรวจเทคโนโลยีนี้โดยมีอุปสรรคในการเริ่มต้นต่ำและต้นทุนจากความผิดพลาดต่ำ ยิ่งสำคัญมากในช่วงเริ่มต้นการเดินทาง บล็อกเชน Ethereum ยังไม่สมบูรณ์แบบ แต่คุณค่าของมันทำให้เป็นหนึ่งในตัวเลือกที่ดีที่สุดในการทำให้ความฝันเรื่องระบบคอมพิวเตอร์การเงินระดับโลกเป็นจริง นักสำรวจสามารถเรียนรู้ที่จะโต้ตอบและใช้งาน Ethereum ได้โดยไม่ต้องจ่ายค่าธรรมเนียมมหาศาล การใช้เลเยอร์ 2 ทำให้นักสำรวจได้รับทั้งประโยชน์ด้านความปลอดภัยและการกระจายศูนย์ของ Ethereum ผสมกับความสามารถในการขยายขนาดที่สูงขึ้น
บทเรียนถัดไปจะอธิบายโซลูชัน เลเยอร์ 2 และวิธีเริ่มต้นใช้งาน ลุยกันเลย นักสำรวจ!