Channel là gì? Cải thiện khả năng mở rộng của các Blockchain

Trong những năm gần đây, công nghệ Blockchain đã trở thành một chủ đề được quan tâm, mặc dù sự chấp nhận trên toàn thế giới đối với công nghệ này vẫn chưa được xác định rõ ràng do khả năng mở rộng, tính ẩn danh và chi phí giao dịch của nó.

Ngay cả khi bỏ qua vấn đề phí giao dịch, các giải pháp Blockchain hiện tại không thể mở rộng cho các ứng dụng phi tập trung Tiếp tục seri về các giải pháp mở rộng cho Blockchain, hôm nay mình sẽ giới thiệu đến các bạn về giải pháp mở rộng Channel cho các blockchain.

Channel là gì?

Channel là giải pháp mở rộng Layer 2 của Blockchain. Giải pháp này sẽ tạo ra một kênh ngang hàng giữa 2 bên giao dịch A và B sau khi hai bên khoá lại một khoản tiền vào multisig contract (hợp đồng đa chữ ký – một loại hợp đồng yêu cầu chữ ký từ nhiều private key để có thể thực hiện), cho phép các bên có thể trao đổi một số lượng giao dịch không giới hạn ngoài chain (ở Layer 2) trong khi chỉ gửi đi hai giao dịch đến chuỗi Layer 1. Hai giao dịch này bao gồm:

Giao dịch đầu tiên mở ra kết nối giữa chuỗi Layer 1 và kênh Layer 2.
Giao dịch thứ hai là giao dịch đóng kết nối giữa chuỗi Layer 1 và kênh Layer 2.

Thông qua việc loại bỏ hầu hết các giao dịch ra khỏi chuỗi Layer 1, các kênh Layer 2 có thể cải thiện tốc độ giao dịch, giảm tắc nghẽn mạng lưới, phí giao dịch và độ trễ của giao dịch.

Phân loại các giải pháp Channel

Có hai loại Channel vào thời điểm hiện tại: State Channel (Kênh Trạng thái) và Payment Channel (Kênh thanh toán).

State Channel

Để tạo thành state channel, một phần dữ liệu (state) của blockchain cần bị khóa lại (không được cập nhật thêm) thông qua phương thức đa chữ ký (multisig), hoặc smart contract khác, từ đó chỉ khi tất cả những người liên quan cùng thống nhất thì dữ liệu mới được cập nhật lên blockchain.
Những người này cập nhật dữ liệu bằng cách thiết lập và thực hiện các giao dịch qua lại với nhau, nhưng thay vì đưa vào blockchain ngay thì những giao dịch này được giữ lại state channel.
Cuối cùng, những người tham gia đưa bản cập nhật dữ liệu cuối cùng trở lại blockchain và đóng state channel lại, mở khóa trạng thái.

Để State Channel hoạt động, những người tham gia phải đảm bảo sẵn sàng đưa dữ liệu của state channel vào blockchain bất cứ lúc nào. Điều này yêu cầu người tham gia luôn phải online để bảo vệ lợi ích của chính mình cho đến khi kênh đóng lại.

Payment Channel

Payment Channel phần nào tương tự như State Channel, tuy nhiên giải pháp này chỉ giải quyết được các khoản thanh toán. Ví dụ như Lightning Network là kênh thanh toán được sử dụng bởi Blockchain Bitcoin. Các kênh này cho phép tạo ra các kênh thanh toán ngang hàng giữa hai bên, cho phép họ có thể chuyển tiền cho nhau mà không cần đến sự tham gia của Layer 1, miễn sao tổng số tiền thực của các lần chuyển tiền của họ không vượt quá số lượng mà họ đã gửi vào từ trước. Sau khi hai bên quyết định kết thúc giao dịch, họ có thể đóng kênh lại và trạng thái cuối cùng của giao dịch sau đó được ghi lại trên Layer 1.

Để mở một kênh thanh toán như Lightning Network, trước tiên người tham gia sẽ phải gửi một số tiền vào ví một đa chữ ký (số tiền này phải lớn hơn tổng số tiền tham gia trong các giao dịch dự kiến). Đây là giao dịch đầu tiên để mở kênh và được ghi lại trên Layer 1 Bitcoin.
Sau khi đã gửi tiền vào ví, cả hai người tham gia có thể thực hiện giao dịch không giới hạn mà không tương tác gì với Layer 1, miễn là có đủ số dư trong ví để giao dịch.
Nếu một trong những người tham gia gian lận, tất cả số tiền trong kênh sẽ được gửi cho người tham gia khác như là hình phạt cho hành vi gian lận.
Khi những người tham gia thực hiện xong các giao dịch, họ ký vào trạng thái cuối cùng của giao dịch bằng private key của họ, sau đó kênh sẽ được đóng. Trạng thái cuối cùng của giao dịch sau đó được ghi lại và số dư sẽ được chuyển cho những người tham gia trên chuỗi chính.

Bởi vì chỉ có hai giao dịch (giao dịch mở và đóng kênh thanh toán) được ghi lại trên Blockchain chính nên gánh nặng giao dịch trên mạng lưới Layer 1 được giảm tải đáng kể.

Ưu và nhược điểm của giải pháp Channels

Ưu điểm

Bằng cách tách các giao dịch khỏi Layer 1 và thực hiện nó trên Layer 2, mạng lưới Layer 1 bớt tắc nghẽn đi và gia tăng tốc độ giao dịch. Ví dụ: Blockchain Bitcoin có thể xử lý khoảng 10 giao dịch mỗi giây, nhưng Lightning Network có thể xử lý hàng nghìn đến hàng triệu giao dịch mỗi giây.
Bởi vì chi phí giao dịch được giảm đáng kể nên sử dụng giải pháp này cho các giao dịch thanh toán vi mô là rất khả thi. Ví dụ, các kênh thanh toán có thể cho phép người dùng thanh toán các hàng hoá và dịch vụ nhỏ lẻ như cốc cà phê mà không ảnh hưởng đến mạng Blockchain chính.

Nhược điểm

Mặc dụ có tiềm năng xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây một cách hiệu quả nhưng giải pháp này có một số nhược điểm:

Đối với các giao dịch, người tham gia phải luôn trực tuyến và sử dụng private key của họ để đăng nhập. Điều này khiến họ dễ bị hack và trộm tài sản trong người hợp bị bẻ khoá private key.
Người tham gia sẽ phải khóa một số tiền nhất định của họ trong một ví đa chữ ký để mở kênh thanh toán. Giữ tiền trong ví nóng trên thiết bị di động, máy chủ hoặc PC mở ra khả năng bị tấn công trực tuyến và bị đánh cắp tiền. Mặt khác, ví lạnh không được kết nối với internet nên an toàn hơn nhưng lại kém đi phần tiện lợi.
Thời gian và chi phí để thiết lập và giải quyết một kênh không phù hợp cho các giao dịch một lần không thường xuyên.
Để State Channel hoạt động, những người tham gia phải đảm bảo sẵn sàng đưa dữ liệu của state channel vào blockchain bất cứ lúc nào. Điều này yêu cầu người tham gia luôn phải online để bảo vệ lợi ích của chính mình cho đến khi kênh đóng lại.