คำนำ

ในฐานะที่เป็นเครือข่ายบล็อกเชนแบบกระจายอำนาจที่ใหญ่ที่สุดที่รองรับสัญญาอัจฉริยะ Ethereum สามารถให้บริการแอพพลิเคชั่นและบริการแบบกระจายอำนาจที่หลากหลาย อย่างไรก็ตาม เมื่อจำนวนผู้ใช้เพิ่มขึ้น Ethereum ต้องเผชิญกับความท้าทาย เช่น ความเร็วในการทำธุรกรรมที่ช้า ค่าธรรมเนียมที่สูง และความสามารถในการปรับขนาดที่จำกัด เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ นักพัฒนาซอฟต์แวร์และทีมงานโครงการจำนวนมากได้นำ sidechains มาใช้ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้าง blockchain แบบคู่ขนานอย่างน้อยหนึ่งรายการนอก Ethereum Mainnet และโต้ตอบกับ Mainnet ผ่านกลไกบางอย่าง

ไซด์เชนสามารถออกแบบอัลกอริทึมที่เป็นเอกฉันท์ กฎการทำธุรกรรม กลไกการรักษาความปลอดภัย และอื่นๆ ตามความต้องการและสถานการณ์ที่แตกต่างกัน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพ ลดต้นทุน และเพิ่มความยืดหยุ่น ด้วยการรวมเข้ากับ Ethereum Virtual Machine (EVM) ไซด์เชนสามารถรักษาความเข้ากันได้และการทำงานร่วมกันกับ Ethereum Mainnet

ปัจจุบัน ปริมาณธุรกรรมเฉลี่ยของ Ethereum Mainnet อยู่ที่ 15 ธุรกรรมต่อวินาที ในขณะที่บริษัทการชำระเงินแบบดั้งเดิมอย่าง Visa สามารถจัดการธุรกรรมได้เป็นพันหรือหลายหมื่นรายการต่อวินาที ด้วยการใช้ sidechains คาดว่า Ethereum จะเพิ่มปริมาณงานได้อย่างมาก ในบทเรียนนี้ เราจะแนะนำแนวคิดพื้นฐาน หลักการ และประเภทของไซด์เชน และวิเคราะห์บทบาทและความท้าทายของไซด์เชนในระบบนิเวศ Ethereum

ไซด์เชนทำงานอย่างไร

• อัลกอริทึมที่สอดคล้องกัน
  sidechain คือ blockchain ที่ทำงานนอก Ethereum Mainnet และอนุญาตให้มีการแลกเปลี่ยนสินทรัพย์และข้อมูลกับ Mainnet ขึ้นอยู่กับความต้องการและวัตถุประสงค์ที่เฉพาะเจาะจง sidechain สามารถสร้างกลไกและกฎเกณฑ์ที่เป็นเอกฉันท์เฉพาะของตนเองเพื่อเพิ่มความสามารถในการปรับขนาดและประสิทธิภาพ ลดภาระใน Mainnet และลดต้นทุนการทำธุรกรรม ทั้งหมดนี้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อ Mainnet

ปัจจุบัน Ethereum ใช้กลไกฉันทามติ Proof of Stake (PoS) อย่างไรก็ตาม ไซด์เชนมีความยืดหยุ่นในการเลือกอัลกอริทึมที่สอดคล้องกันทางเลือกที่เหมาะกับความต้องการของพวกเขามากที่สุด อัลกอริทึมที่สอดคล้องกันที่ใช้กันทั่วไปสำหรับ sidechains ได้แก่ Proof of Authority (PoA), Delegated Proof of Stake (DPoS), Proof of Stake (PoS), Proof of Work (PoW) หรือโมเดลไฮบริด

มักจะใช้กลไกฉันทามติที่แตกต่างกันเพื่อปรับปรุงความเร็วการสร้างบล็อกและปริมาณงานของไซด์เชน พารามิเตอร์บล็อกของ sidechains เช่น ขนาดบล็อก เวลาบล็อก รางวัลบล็อก และการปรับความยาก มักจะตั้งค่าแตกต่างจาก Ethereum Mainnet พารามิเตอร์เหล่านี้มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพและแบบจำลองทางเศรษฐกิจของบล็อกเชน และยังสามารถส่งผลต่อความเข้ากันได้และความสมดุลระหว่างเครือข่ายบล็อกเชนต่างๆ

• บล็อกพารามิเตอร์
  โดยทั่วไปแล้ว Ethereum Mainnet จะมีการตั้งค่าพารามิเตอร์บล็อกแบบอนุรักษ์นิยม เช่น เวลาบล็อกที่ช้าลงและขนาดบล็อกที่เล็กลง เพื่อให้แน่ใจว่าการกระจายอำนาจและความปลอดภัยของบล็อกเชน ในทางตรงกันข้าม sidechains มักจะใช้เวลาบล็อกที่เร็วขึ้นและขนาดบล็อกที่ใหญ่ขึ้นเพื่อให้ได้ปริมาณงานที่สูงขึ้น ความเร็วในการทำธุรกรรมที่เร็วขึ้น และต้นทุนการทำธุรกรรมที่ต่ำลง

อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้อาจเป็นอันตรายต่อการกระจายอำนาจและความปลอดภัยของไซด์เชน เวลาในการบล็อกที่รวดเร็วและขนาดบล็อกที่ใหญ่สามารถเพิ่มความยากลำบากในการรันโหนดทั้งหมด นำไปสู่ "ซูเปอร์โหนด" จำนวนเล็กน้อยที่รับผิดชอบในการรักษาความปลอดภัยของห่วงโซ่ ในกรณีดังกล่าว มีความเป็นไปได้มากขึ้นที่จะเกิดการสมรู้ร่วมคิดระหว่างโหนดที่ตรวจสอบความถูกต้องหรือการโจมตีที่เป็นอันตรายต่อห่วงโซ่

• ความเข้ากันได้ของ EVM
  ไซด์เชนบางตัวได้รับการออกแบบให้รองรับ EVM และสามารถดำเนินการสัญญาอัจฉริยะที่ปรับใช้บนเครือข่าย Ethereum พวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จากระบบนิเวศ Ethereum และเครื่องมือการพัฒนาได้โดยตรง และสนับสนุนสัญญาอัจฉริยะที่เขียนด้วย Solidity เช่นเดียวกับภาษาสัญญาอัจฉริยะ EVM อื่นๆ

สำหรับนักพัฒนาที่ต้องการขยายขอบเขตนอกเหนือจากระบบนิเวศ Ethereum ไซด์เชนทำหน้าที่เป็นโซลูชันความสามารถในการปรับขนาดที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถลดต้นทุนการทำธุรกรรมและเปิดใช้งานแอปพลิเคชันแบบกระจายศูนย์ได้เร็วขึ้น

อย่างไรก็ตาม การใช้ไซด์เชนก็มีความเสี่ยงเช่นกัน ไซด์เชนแต่ละตัวมีหน้าที่รับผิดชอบด้านความปลอดภัยและไม่ได้รับคุณสมบัติการรักษาความปลอดภัยของ Ethereum ดังนั้น sidechains จึงไวต่อพฤติกรรมที่เป็นอันตรายหรือการโจมตีอื่นๆ

• การโอนสินทรัพย์
  ในการเป็น sidechain ของ Ethereum Mainnet นั้น blockchain ควรจะสามารถอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนสินทรัพย์จากและไปยัง Ethereum Mainnet สิ่งนี้ทำได้โดยใช้สะพานบล็อกเชน Bridges ใช้สัญญาอัจฉริยะที่ปรับใช้บน Ethereum Mainnet และ sidechain เพื่อควบคุมการเชื่อมโยงของกองทุนระหว่างกัน ทำให้สามารถสื่อสารและแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกันได้

เมื่อใช้บริดจ์ สินทรัพย์จะไม่ถูกถ่ายโอนทางกายภาพจากบล็อกเชนหนึ่งไปยังอีกบล็อกหนึ่ง แต่จะใช้กลไกของการสร้างเหรียญกษาปณ์และการเผาโทเค็นแทน สินทรัพย์ที่ส่งไปยังบริดจ์สมาร์ทคอนแทรคจะถูกล็อคและรับโดยรีเลย์ที่รับผิดชอบในการตรวจสอบการทำธุรกรรมของผู้ใช้ หลังจากผ่านการตรวจสอบความปลอดภัยแล้ว จะมีการสร้างใบเสร็จที่เรียกว่า “การยืนยันการชำระเงินอย่างง่าย” (SPV) และธุรกรรมข้ามสายจะถูกส่งต่อไปยังห่วงโซ่ปลายทาง ที่ปลายอีกด้านของสะพาน มีการสร้างโทเค็นที่เทียบเท่ากัน

วิธีการทำธุรกรรมนี้เรียกอีกอย่างว่า "หมุดสองทาง" ซึ่งสามารถโอนสินทรัพย์ได้อย่างง่ายดายโดยการปักหลักและปลดล็อคสินทรัพย์ที่เทียบเท่ากันในเครือข่ายต่างๆ ผ่านสัญญาอัจฉริยะ

ที่มาของภาพ: Web3 University

ข้อดีของไซด์เชน

• ลดความแออัดบน Ethereum
  ไซด์เชนสามารถแบ่งเบาภาระบน Mainnet ปรับปรุงทรูพุตโดยรวมและประสิทธิภาพของระบบบล็อกเชน

• สนับสนุนกลไกฉันทามติที่แตกต่างกัน
  ไซด์เชนสามารถใช้กลไกที่เป็นเอกฉันท์ที่แตกต่างกันเพื่อจัดเตรียมแอปพลิเคชันบริการที่กำหนดเองได้

• มอบความเป็นส่วนตัวที่เพิ่มขึ้น
  ไซด์เชนสามารถใช้เทคโนโลยีการเข้ารหัสขั้นสูงเพื่อปกป้องความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยของการทำธุรกรรม

• เปิดใช้งานความสามารถในการทำงานร่วมกันและองค์ประกอบที่มากขึ้น
  ไซด์เชนสามารถปรับขนาดได้ทั้งแนวนอนและแนวตั้ง สร้างระบบนิเวศแบบหลายเชนที่อำนวยความสะดวกในการทำงานร่วมกันระหว่างบล็อกเชนต่างๆ ได้ดีขึ้น

• เปิดโอกาสในการขยายแอปพลิเคชันได้มากขึ้น
  ไซด์เชนที่เข้ากันได้กับ EVM ช่วยให้ dApps ขยายไปยังเครือข่ายบล็อกเชนอื่นๆ ส่งเสริมชุมชนผู้ใช้ที่ใหญ่ขึ้น

ข้อเสียของ Sidechains

• ความปลอดภัยต่ำ
  ความปลอดภัยของ sidechains ขึ้นอยู่กับกลไกที่เป็นเอกฉันท์ รวมถึงจำนวนและคุณภาพของตัวตรวจสอบความถูกต้อง หากกลไกฉันทามติอ่อนแอหรือผู้ตรวจสอบไม่น่าเชื่อถือ ไซด์เชนอาจเสี่ยงต่อการถูกโจมตีหรือล้มเหลว ซึ่งนำไปสู่การสูญหายของข้อมูลหรือการดัดแปลง

• ปัญหาความเข้ากันได้
  Sidechains และ Mainnet อาจใช้โครงสร้างบล็อก ภาษาสัญญาอัจฉริยะ กฎการเปลี่ยนสถานะ ฯลฯ ที่แตกต่างกัน ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดข้อผิดพลาดหรือความล้มเหลวในการโอนสินทรัพย์หรือการดำเนินการตามสัญญา

• ข้อจำกัดความพร้อมใช้งาน
  ไซด์เชนอาจได้รับผลกระทบจากความล่าช้าของเครือข่าย ปัญหาการออฟไลน์ของโหนด หรือความแออัดในสะพานข้ามเชน ทำให้ผู้ใช้ไม่สามารถส่งหรือรับข้อมูลธุรกรรมได้ทันท่วงที

• ความเสี่ยงจากการรวมศูนย์
  โดยทั่วไปแล้ว Sidechains จะทำงานโดยอิสระจาก Mainnet และมีกลไกที่เป็นเอกฉันท์และตัวตรวจสอบความถูกต้องของตนเอง หากผู้ตรวจสอบความถูกต้องส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในสถาบันหรือบุคคลไม่กี่แห่ง ความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของ sidechain อาจถูกทำลาย

• ความซับซ้อนในการพัฒนาสูง
  เครือข่าย Sidechain มีพารามิเตอร์มากมายที่แตกต่างจาก Mainnet โดยต้องคำนึงถึงความเข้ากันได้ โหลดบาลานซ์ คอขวดของประสิทธิภาพ และปัญหาที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการใช้งาน ซึ่งจำเป็นต้องมีความเชี่ยวชาญทางเทคนิคที่สูงขึ้น

โครงการไซด์เชนชั้นนำ

• รูปหลายเหลี่ยม
  Polygon blockchain เป็นหนึ่งในโซลูชันการปรับขนาด Ethereum ที่ได้รับความนิยม โดยใช้กลไกฉันทามติ PoS เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับขนาดของเครือข่ายบล็อกเชน บรรลุเป้าหมายนี้โดยการสร้างเครือข่ายคู่ขนานหลายรายการ หรือที่เรียกว่าเครือข่ายลูก ซึ่งเชื่อมต่อกับ Ethereum Mainnet และสามารถปรับแต่งกลไกการรักษาความปลอดภัย การกำกับดูแล และความสอดคล้องกันได้

ข้อได้เปรียบหลักของ Polygon ได้แก่ การลดต้นทุนการทำธุรกรรม ปรับปรุงความเร็วการทำธุรกรรม และรองรับกรณีการใช้งานที่หลากหลาย ในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้และการทำงานร่วมกันกับ Ethereum นอกจากนี้ Polygon ยังเป็นแพลตฟอร์มแบบเปิดที่นักพัฒนาสามารถสร้างและใช้งานเชนลูกหรือเชนขนานของตนเองได้

ในฐานะที่เป็น Ethereum sidechain นั้น Polygon มอบธุรกรรมบนเชนที่รวดเร็ว คุ้มราคา และปลอดภัย และโมเดลที่สอดคล้องกันในการปรับขนาดหลายเชนช่วยให้สามารถทำงานร่วมกันและผสานรวม dApps ข้ามเชนต่างๆ ได้

Polygon มีความก้าวหน้าอย่างมากเมื่อเร็วๆ นี้ รวมถึงการเปิดตัว Polygon zkEVM ซึ่งเป็นโซลูชันที่ปรับขนาดได้สำหรับ Ethereum Virtual Machine (EVM) โดยใช้การพิสูจน์แบบ zero-knowledge (ZK) โดยมีคุณสมบัติเทียบเท่า EVM ความปลอดภัย และต้นทุนที่ต่ำกว่าผ่านการประมวลผลธุรกรรมเป็นชุด นอกจากนี้ ยังใช้เทคโนโลยี Polygon Zero ซึ่งปัจจุบันเป็นเครื่องพิสูจน์ ZK ที่เร็วที่สุดในโลก ให้ผลสุดท้ายที่ดีกว่าโซลูชัน Layer 2 อื่นๆ เช่น การย้อนกลับในแง่ดี

Polygon zkEVM เป็นโอเพ่นซอร์สและได้เปิดตัว testnet สาธารณะแล้ว บริษัทร่วมทุน Seven Seven Six ได้เปิดตัวโครงการริเริ่มมูลค่า 200 ล้านดอลลาร์เพื่อสนับสนุนการพัฒนาโครงการใหม่ด้วย Polygon ปัจจุบัน Polygon กลายเป็น GameFi blockchain ที่ใหญ่เป็นอันดับสอง โดยมีผู้เล่นเกมมากกว่า 130,000 รายต่อวัน

• สเกล
  Skale blockchain เป็นโครงการที่เน้นการพัฒนา Ethereum sidechain มันใช้กลไกฉันทามติ PoS และใช้วิธีเฉพาะที่เรียกว่า Elastic Sidechains เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงในขณะที่ยังคงความเข้ากันได้กับ Ethereum blockchain Skale มอบโครงสร้างพื้นฐานที่มีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และคุ้มค่าสำหรับ dApps และสัญญาอัจฉริยะ

นับตั้งแต่เปิดตัว mainnet ในเดือนมิถุนายน 2020 Skale ได้รับความนิยมในหมู่นักพัฒนาและผู้ใช้ที่กำลังมองหาโซลูชันที่ปรับขนาดได้และมีประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจ คุณลักษณะสำคัญของเครือข่าย Skale คือการใช้ Elastic Sidechains ซึ่งเป็นเครือข่ายบล็อกเชนอิสระที่เชื่อมต่อกับ Ethereum Mainnet นักพัฒนาสามารถสร้างและปรับแต่งไซด์เชนเหล่านี้ได้ตามความต้องการเพื่อรองรับ dApps และสัญญาอัจฉริยะต่างๆ

เครือข่าย Skale มีฟังก์ชันและประโยชน์เพิ่มเติมสำหรับนักพัฒนาและผู้ใช้ ตัวอย่างเช่น รองรับภาษาโปรแกรมและเฟรมเวิร์กหลายภาษา ทำให้สะดวกสำหรับนักพัฒนาในการสร้างและปรับใช้ dApps และสัญญาอัจฉริยะ นอกจากนี้ยังมีค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมต่ำและเวลาในการทำธุรกรรมที่รวดเร็ว นำเสนอโซลูชั่นที่คุ้มค่าและมีประสิทธิภาพสำหรับผู้ใช้

ในแง่ของโทเค็น เครือข่าย Skale ใช้ SKL เป็นสกุลเงินดิจิทัลดั้งเดิม โดยมีการจัดหาโทเค็นทั้งหมด 4 พันล้านโทเค็น ส่วนสำคัญของการจัดหาโทเค็นจะถูกจัดสรรเพื่อพัฒนาระบบนิเวศและให้รางวัลแก่ชุมชน

• โซ่กโนซิส
  Gnosis Chain หรือเดิมชื่อ xDai Chain เป็นโปรเจ็กต์ Ethereum sidechain ที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อมอบโซลูชันบล็อกเชนที่ปรับขนาดได้สูง ปลอดภัย และทำงานร่วมกันได้สำหรับ dApps Gnosis Chain รองรับความเร็วการทำธุรกรรมสูงสุด 1,000 TPS (ธุรกรรมต่อวินาที) และใช้กลไกฉันทามติ PoS และการตรวจสอบสัญญาอัจฉริยะเพื่อความปลอดภัยของเครือข่าย นอกจากนี้ Gnosis Chain ยังเข้ากันได้กับเครือข่าย Ethereum ทำให้สามารถทำงานร่วมกันกับระบบนิเวศ Ethereum ได้

เมื่อเร็ว ๆ นี้ Gnosis Chain ได้สร้างความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญ ประการแรก ได้เปิดตัวเวอร์ชันใหม่พร้อมคุณสมบัติที่ได้รับการปรับปรุง เช่น ความเร็วในการทำธุรกรรมที่เร็วขึ้นและการรักษาความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุง นอกจากนี้ Gnosis Chain ยังร่วมมือกับ Polygon ซึ่งรวม Gnosis Safe wallet เข้ากับเครือข่าย Polygon เพื่อให้ได้ความเร็วในการทำธุรกรรมที่เร็วขึ้นและค่าธรรมเนียมที่ลดลง สุดท้าย Gnosis Chain ได้ร่วมมือกับบริษัทประกัน DeFi Nexus Mutual เพื่อให้บริการประกันสำหรับ Gnosis Safe wallet

เทคโนโลยี xOmniBridge ช่วยให้สามารถโอนสินทรัพย์ข้ามสายระหว่าง Gnosis Chain และเครือข่ายอื่นๆ เช่น Ethereum และ Binance Smart Chain สิ่งนี้ทำให้ผู้ใช้สามารถถ่ายโอนทรัพย์สินระหว่างเครือข่ายต่างๆ โดยไม่ต้องพึ่งพาการแลกเปลี่ยนแบบรวมศูนย์ ปัจจุบัน แอปพลิเคชัน Ethereum จำนวนมาก เช่น Chainlink และ Aave ได้ย้ายไปยัง Gnosis Chain ซึ่งมีระบบนิเวศที่มั่นคงซึ่งรวมโปรโตคอล DeFi เกม และตลาด NFT

บทสรุป

ในบทเรียนนี้ เราได้สำรวจการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไซด์เชนในการปรับขนาด Ethereum blockchain Sidechains เป็นบล็อกเชนอิสระที่ทำงานคู่ขนานกับ Mainnet และโต้ตอบกับมันผ่านกลไกเฉพาะสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการถ่ายโอนสินทรัพย์ ทำให้สามารถปรับขนาดได้และรองรับแอปพลิเคชันสำหรับ Mainnet Sidechains มีศักยภาพในการปรับปรุงความเร็วของธุรกรรม ลดต้นทุน และสนับสนุนสถานการณ์แอปพลิเคชันที่หลากหลาย นำความเป็นไปได้ด้านนวัตกรรมมาสู่แอปพลิเคชันแบบกระจายอำนาจ อย่างไรก็ตาม พวกเขายังคงเผชิญกับข้อจำกัดและความท้าทายบางประการในแง่ของความปลอดภัยและการกระจายอำนาจ

นอกจาก Polygon, Skale และ Gnosis Chain แล้ว ยังมีโครงการอื่นๆ เช่น Loom Network, Metis Andromeda และ CrossBell ที่กำลังพัฒนา sidechains อย่างจริงจัง จากบทเรียนนี้ คุณอาจได้รับความเข้าใจอย่างมากเกี่ยวกับไซด์เชน ในบทเรียนถัดไป เราจะสำรวจเทคโนโลยี Rollups ที่ได้รับการคาดหวังสูง และเจาะลึกลงไปในโซลูชันความสามารถในการปรับขนาด Ethereum ที่หลากหลาย

ไฮไลท์

• Ethereum เผชิญกับปัญหาด้านความสามารถในการปรับขนาดและจำเป็นต้องแก้ไขปัญหาด้านความเร็วและต้นทุนในการทำธุรกรรม เทคโนโลยี Sidechain เป็นทางออกหนึ่ง
• Sidechains เป็นบล็อกเชนอิสระที่ทำงานคู่ขนานกับ Mainnet และเปิดใช้งานการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการถ่ายโอนสินทรัพย์ผ่านกลไกเฉพาะ ทำให้บรรลุความสามารถในการปรับขนาดและการสนับสนุนแอปพลิเคชันสำหรับ Mainnet
• ข้อดีของ sidechains ได้แก่ การบรรเทาความแออัดบน Ethereum blockchain, รองรับกลไกที่เป็นเอกฉันท์และพารามิเตอร์บล็อกที่แตกต่างกัน, ให้ความเป็นส่วนตัวสูงขึ้น, รองรับการทำงานร่วมกันและความสามารถในการทำงานร่วมกันมากขึ้น และเปิดโอกาสใหม่ ๆ สำหรับแอปพลิเคชัน
• ข้อเสียของ sidechains ได้แก่ ความปลอดภัยที่ต่ำกว่า ปัญหาความเข้ากันได้ ข้อจำกัดในความพร้อมใช้งาน ความเสี่ยงในการรวมศูนย์ และความซับซ้อนในการพัฒนาที่สูงขึ้น
• Polygon, Skale และ Gnosis Chain เป็นโปรเจ็กต์ sidechain ที่รู้จักกันดี