Scaling Solution คือ?

เมื่อจำนวนผู้ใช้งาน Bitcoin & Ethereum เติบโตเพิ่มมากขึ้น สิ่งหนึ่งที่เกิดตามมาคือปัญหาเรื่องของการรองรับการทำธุรกรรมที่ไม่สามารถทำได้เพียงพอกับผู้ใช้งาน

เปรียบเสมือนกับรถยนต์ที่มีการเข้าคิวขึ้นทางด่วนแต่แต่ช่องจ่ายเงินนั้นมีแค่ช่องเดียว ผลลัพธ์ที่ตามมาคือความล่าช้าของการทำธุกรรมและค่าใช้จ่าย gas ที่สูงขึ้น – ด้วยปัญหานี้ทำให้เกิดการแก้ปัญหาโดยการใช้เทคโนโลยี  “scaling solution” เพื่อสามารถทำให้รองรับธุรกรรมได้มากขึ้นในค่าใช้จ่าย gas ที่ลดลง

โดยประเภทของ Scaling Solution นั้นสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทคือ On-chain scaling และ  Off-chain scaling

On-Chain Scaling

สำหรับ On-chain scaling นั้นมีวิธีการขยายตัวเพื่อรองรับการทำธุรกรรมโดยเป็นการเปลี่ยนแปลงบน Layer 1 อย่างเช่น Ethereum หรือ Bitcoin Protocol นั่นเอง และ วิธี scaling มีหลายวิธี เช่น Segwit,  Sharding และการ  Hard Fork   ก็เป็นอีกหนึ่งวิธีเช่นกัน

• Segregated Witness (SegWit) : คือ การเปลี่ยนแปลงการทำธุรกรรม Bitcoin ที่แยกธุรกรรมและสคริปต์ (witness data) ออกจากข้อมูลรับเข้าและการส่งออก  เป้าหมายของมันคือการแก้ปัญหาความอ่อนไหวในการทำธุรกรรมโดยไม่ได้ตั้งใจ และปูทางสำหรับการปรับขนาด Layer 2 Bitcoin scaling 

• Sharding : เป็นกระบวนการแบ่งฐานข้อมูลแบบขนานไปกับ mainchain เพื่อกระจายประเมินธุรกรรม การทำแบบนี้นั้นจะทำให้ Ethereum สามารถจะลดความแออัดของเครือข่ายและเพิ่มธุรกรรมต่อวินาทีโดยการสร้างเชนใหม่ที่เรียกว่า “ชาร์ด” สิ่งนี้จะแบ่งเบาภาระสำหรับผู้ตรวจสอบแต่ละรายที่จะไม่ต้องดำเนินการธุรกรรมทั้งหมดทั่วทั้งเครือข่ายอีกต่อไป

• Hard Fork (New Currency) : คือ การสร้างระบบใหม่ที่ไม่สามารถทำงานร่วมกับระบบเก่าได้แต่มูลค่าเงินที่เคยมีจากระบบเดิมก็จะยังอยู่  ประโยชน์ที่ผู้ใช้งานจะได้รับหลังการ Hard Fork คือ จะได้รับ เหรียญสมนาคุณ เช่น กรณีของเหรียญ Ethereum หากมีการทำ ETH Hard Fork เดิมเรามี 1 ETH อยู่ในกระเป๋าเงิน หลังจาก ETH Hard Fork เราก็จะได้รับ 0.1 ETH เป็นของสมนาคุณ เหมือนได้โทเคนที่นำไปเทรดต่อ หรือ จะถือไว้เก็งกำไรได้เลยแบบฟรีๆ

Off-Chain Scaling

คือ การแบ่งแยกต่างหากจาก Layer 1 mainet โดยที่พวกเขาไม่ต้องเปลี่ยนแปลงใดๆ กับ Ethereum Protocol แต่จะใช้ ”Layer 2 solution” ในการแก้ปัญหาการ scaling โดยจะได้รับการรักษาความปลอดภัยโดยตรงจาก mainchain อย่าง Ethereum Layer1 โดยมีตัวอย่าง เช่น rollups หรือ state chanels หรือจะเป็น Other-chain scaling  ที่เกี่ยวข้องกับการสร้างเชนใหม่ในรูปแบบต่าง ๆ เช่น sidechains หรือ plasma chain พวกนี้ยังคงได้รับความปลอดภัยจาก mainchain อยู่แต่จะแตกต่างกันออกไปตามแต่ละรูปแบบ

Off-Chain Scaling – Layer 2 Scaling solution (ยืนยันธุรกรรมบน Mainnet หรือ Layer 1) : ยังคงมีความน่าเชื่อถือระดับเดียวกับ Layer 1 เพราะเป็นการคอนเฟิร์มธุรกรรมผ่าน Main chain อย่าง ETH , BTC โดยที่ได้รับความนิยม คือ state channels, rollups, validium และ  bitcoin lightning network 

• State Channels : วิธีการปรับปรุงเรื่อง Scaling ของ Chanels นั้นคือการเสนอทางออกด้วยการทำหลายๆธุรกรรมแบบ Off-chain และจะส่งเพียง 2 ธุรกรรมที่เกี่ยวข้องกับการชำระค่าการเดินธุรกรรมไปยัง Ethereum ผลลัพธ์ที่ตามมาก็คือ ทำให้สามารถรองรับการธุรกรรมได้มากขึ้นในค่าใช้จ่ายที่น้อยลง 
  • ข้อจำกัด 1: ผู้ใช้งานนั้นต้องรู้ล่วงหน้า และยังต้องฝากเงินเข้าใน multisig contract หมายความว่าเครือข่ายนั้นต้องได้รับการตรวจสอบอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้แน่ใจได้ว่าเงินที่ฝากเขามานั้นยังมีความปลอดภัยอยู่ และ ยังต้องเสียเวลาในการตั้งค่าการใช้งานระหว่างผู้ใช้งานกับเจ้าของผู้ให้บริการ
  • ข้อจำกัด 2 : การใช้งานนั้นยังจำกัดอยู่แค่ในวงแคบๆ เฉพาะคนบางกลุ่มเท่านั้น นั้นก็คือ State chanels และ Payment chanels
  • ตัวอย่างผู้ให้บริการ เช่น Connext และ Raiden

• Rollups : Solution ของ Rollups นั้นจะเรียกว่าใกล้คำว่า Layer 2 ที่สุดก็ว่าได้ เพราะมีการทำธุรกรรมผ่าน Layer 2 ขณะเดียวกันนั้นก็มีการส่งข้อมูลไปยืนยันบน Layer 1 หมายความว่าความปลอดภัยที่ตามมาจากการใช้ mainchain – Rollups มี 2 ประเภท
  • ZK rollups (Zero knowledge rollups) : มีคำนวณการทำธุรกรรมแบบ off-chain และมีการยืนยันธุรกรรมบน Validity proof ใน mainchain
  • Optimistic rollups : มีการยืนยันธุรกรรมว่ามีความถูกต้องตามค่าเริ่มต้น และจะผ่าน Fruad proof ในกรณีที่เกิดความท้าทายขึ้น

• Validium : Solution ของ Validium นั้นไม่ได้มีความต่างจากเทคโนโลยี ของ ZK rollup เนื่องจากใช้หลักการทำงานแบบเดียวกัน แต่ข้อมูลจะถูกเก็บไว้ภายนอก Chain หมายถึงธุรกรรมสูงสุด 10,000 รายการต่อวินาทีโดยไม่มีความล่าช้าในการถอนและลดความเสี่ยงของการโจมตี 
  • ข้อจำกัด : ไม่สามารถใช้กับ Smart contract ได้ในบางประเภท และ การตรวจสอบธุรกรรมของ ZK ต้องใช้กำลังในการคำนวณที่สูง และส่งผลให้ความสามารถในการรองรับธุรกรรมอาจจะน้อยลงตามมาในที่สุด
  • ยกตัวอย่างผู้ให้บริการ เช่น StarkWare และ DeversiFi

• Bitcoin Lightning Network : เป็นหนึ่งใน Layer  2 solution ที่รู้จักกันดีที่สุดสำหรับ Bitcoin เช่นเดียวกับ Layer 2  solution อื่น ๆ ที่ต้องใช้การรวมธุรกรรมจาก mainchain เพื่อจัดการกับ off-chain ก่อนที่จะถ่ายโอนข้อมูลนั้นกลับ  Lightning Network ยังนำ smart contract มาสู่ Bitcoin ซึ่งเป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่ของเครือข่ายโดยรวม  – ผลที่ตามมาคือสามารถทำให้การทำธุรกรรมโอนเปลี่ยนมือได้อย่างรวดเร็วมากยิ่งขึ้น

Off-chain Scaling – Other-chain Scaling (ยืนยันธุรกรรมบน Blockchain ใหม่ )

• Sidechain : Sidechain เป็น blockchain อิสระที่สามารถทำงานได้กับ EVM เป็นการทำงานแบบคู่ขนานกับ mainnet สิ่งเหล่านี้นั้นเข้ากันได้ดีกับ Ethereum ผ่านการ brigdges ข้าม chain ระหว่าง 2 chain โดยแต่ละ sidechain นั้นก็จะมีข้อแตกต่างกันในแต่ละ sidechain 

• Plasma : Plasma chain เป็น blockchain ประเภทนึงซึ่งแยกจาก Ethereum chain (Mainchain) โดยใช้ fraud proofs (การทำงานเหมือนกับ Optimistic rollups) 
  • Solution ของ Plasma ที่เสนอก็คือ การใช้ Markle trees ในการสร้าง chain เพิ่มเติมบน mainchain ผลลัพธ์ที่ตามมาคือ ความสะดวก ความรวดเร็วของการทำธุรกรรมในค่าใช้จ่ายที่ลดลง 
  • ข้อจำกัด : การใช้งาน plasma นั้นถูกกำหนดให้รองรับเฉพาะบางธุรกรรมเท่านั้น DeFi ที่ซับซ้อนไม่สามารถทำได้ แถมยังมีปัญหาเรื่องของการถอนเงินที่ต้องใช้ระยะเวลาที่นาน (ต้องใช้การ Bridge ข้าม chain ซึ่งใช้ระยะเวลา) และยังต้องมีผู้ตรวจสอบธุรกรรมอีก
  • ตัวอย่างผู้ให้บริการ เช่น OMG และ Polygon

*Polygon ใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อให้รองรับธุรกรรมได้มาก  แต่ตัว Polygon มี Mainchain ของตัวเองเพราะฉะนั้นจริงๆแล้ว Polygon ไม่ได้นับว่าเป็น Layer 2 ของ Ethereum แต่เป็น Sidechain