คำนำ

Ethereum เป็นแพลตฟอร์มบล็อกเชนแบบเปิดที่อนุญาตให้ทุกคนสร้างและใช้แอปพลิเคชันแบบกระจายศูนย์ ในปี 2013 Vitalik Buterin ผู้ก่อตั้ง Ethereum ได้เผยแพร่เอกสารไวท์เปเปอร์ของ Ethereum ซึ่งระบุถึงแกนหลักของการออกแบบและด้านเทคนิคของ Ethereum ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับการพัฒนาแอพพลิเคชั่นบล็อกเชนและระบบนิเวศที่แข็งแกร่งในอนาคต

เป้าหมายหลักของ Ethereum คือการปรับปรุงการทำงานของ Bitcoin ไม่ใช่แค่ระบบการชำระเงินดิจิทัล ข้อแตกต่างหลักระหว่างทั้งสองคือ Ethereum สามารถจัดเก็บรหัสที่สามารถดำเนินการได้ นวัตกรรมหลักนี้เรียกอีกอย่างว่าสัญญาอัจฉริยะ ซึ่งหมายความว่านักพัฒนาทุกคนสามารถเขียนแอปพลิเคชั่นกระจายอำนาจ (dApps) ที่ปฏิบัติการได้บน Ethereum blockchain เพื่อใช้ความต้องการทางธุรกิจและสัญญาทางสังคมต่างๆ

เมื่อมีการเกิดขึ้นของสัญญาอัจฉริยะ ผู้ใช้สามารถทำธุรกรรมและการทำงานร่วมกันที่ปลอดภัย โปร่งใส และเป็นไปโดยอัตโนมัติ โดยไม่จำเป็นต้องใช้ความไว้วางใจหรือคนกลาง สิ่งนี้ขยายยูทิลิตี้และฟังก์ชันการทำงานของเครือข่ายบล็อกเชน

อย่างไรก็ตาม การพัฒนาและการใช้งานจริงของ Ethereum ต้องเผชิญกับความท้าทายบางอย่างอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ โดยประเด็นที่สำคัญที่สุดคือปัญหาด้านความสามารถในการปรับขนาด เมื่อตลาด cryptocurrency เติบโตอย่างรวดเร็วและปริมาณธุรกรรมที่เพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพของ Ethereum blockchain จะไม่เพียงพอต่อความต้องการ ดังนั้น Ethereum จึงต้องการนวัตกรรมและวิวัฒนาการอย่างต่อเนื่องเพื่อรองรับฐานผู้ใช้ที่กำลังเติบโต

บทเรียนนี้ให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของวิวัฒนาการทางเทคโนโลยีของ Ethereum สำรวจว่า Ethereum กลายเป็นผู้บุกเบิกในพื้นที่บล็อกเชนได้อย่างไร และแนะนำให้คุณเข้าใจความท้าทายด้านความสามารถในการปรับขนาดที่ Ethereum เผชิญอยู่และโซลูชันที่เกี่ยวข้อง

ภาพรวมของสถาปัตยกรรมเทคโนโลยีของ Ethereum

ข้อจำกัดของเทคโนโลยีก่อนหน้านี้

ก่อนการเกิดขึ้นของ Ethereum จุดเน้นของการพัฒนาบล็อกเชนนั้นจำกัดอยู่ที่สกุลเงินดิจิทัลและระบบการชำระเงินเป็นหลัก โดยใช้บัญชีแยกประเภทบล็อกเชนแบบกระจายศูนย์เพื่อบันทึกธุรกรรม ยกตัวอย่าง Bitcoin เครือข่าย Bitcoin เป็นระบบการเปลี่ยนสถานะที่ใช้โมเดล Unspent Transactions Output (UTXO) UTXO หมายถึงจำนวนโทเค็นที่เหลือจากธุรกรรมที่สามารถใช้ในธุรกรรมอื่นได้ สามารถตีความได้ว่าเป็นยอดคงเหลือที่ยังไม่ได้ใช้หลังจากมีคนให้เงินจำนวนหนึ่งแก่คุณ

ทุกครั้งที่นักขุดสร้างบล็อกใหม่ มันแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงในสถานะของเครือข่าย Bitcoin เนื่องจากบล็อกใหม่ประกอบด้วยธุรกรรมที่ถูกต้องซึ่งใช้ UTXO ที่มีอยู่บางส่วนและสร้าง UTXO ใหม่ UTXO ใหม่เหล่านี้กลายเป็นสถานะล่าสุดของเครือข่าย Bitcoin ซึ่งสะท้อนถึงจำนวนและการกระจายของ Bitcoin ที่ผู้ใช้ทุกคนถือครองอยู่

สถานะก่อนหน้า + ธุรกรรมที่ถูกต้องในบล็อกใหม่ = สถานะปัจจุบัน

การเปลี่ยนสถานะของ UTXO

ในชีวิตประจำวัน ผู้คนคุ้นเคยกับรูปแบบบัญชีที่ใช้ในระบบธนาคารแบบดั้งเดิมมากขึ้น ซึ่งที่อยู่บล็อกเชนจะสอดคล้องกับบัญชี ธุรกรรมแต่ละรายการเกี่ยวข้องกับการโอนเงินหรือข้อมูลจากบัญชีหนึ่งไปยังอีกบัญชีหนึ่ง และยอดเงินในบัญชีเป็นสินทรัพย์ที่คุณเป็นเจ้าของ เมื่อทำธุรกรรมโดยใช้โมเดล UTXO จะไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับที่อยู่ หมายความว่าคุณสามารถใช้ที่อยู่อื่นสำหรับแต่ละธุรกรรมได้ สินทรัพย์ของคุณคือผลรวมของ UTXO ทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับคุณ แทนที่จะเป็นยอดคงเหลือของที่อยู่เฉพาะ ดังนั้น UTXO จึงมีการขนานกันที่ดีกว่า ในขณะที่รูปแบบบัญชีมีแนวโน้มที่จะดำเนินการตามลำดับ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานมีจำกัด แม้ว่าโมเดล UTXO จะให้ความเป็นส่วนตัวและความสามารถในการปรับขนาดที่ดีกว่า แต่ก็ใช้งานง่ายน้อยกว่าและยากต่อการดำเนินการเชิงตรรกะที่ซับซ้อน ตัวอย่างเช่น ภาษาการเขียนโปรแกรมของ Bitcoin มีข้อจำกัดดังต่อไปนี้:

1. ไม่ใช่ทัวริงเสร็จสมบูรณ์
   แม้ว่าภาษาสคริปต์ Bitcoin จะรองรับการทำงานที่หลากหลาย แต่ก็ไม่รองรับการคำนวณทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งขาดการสนับสนุนสำหรับลูป ในทางทฤษฎี การดำเนินการแบบวนซ้ำสามารถทำได้โดยการเรียกใช้โค้ดพื้นฐานซ้ำๆ ผ่านคำสั่ง IF หลายชั้น แต่สิ่งนี้จะนำไปสู่ประสิทธิภาพการทำงานที่ต่ำมาก

2. ยากแก่การกำหนดมูลค่า
   สคริปต์ UTXO ไม่สามารถควบคุมจำนวนเงินที่สามารถถอนได้อย่างละเอียด ตัวอย่างเช่น ผู้ใช้ A จำเป็นต้องป้องกันความเสี่ยงด้านราคา และผู้ใช้ B ทำหน้าที่เป็นคู่สัญญา ทั้งสองฝ่ายฝากสินทรัพย์มูลค่า 1,000 ดอลลาร์ไว้ในสัญญา หลังจากผ่านไป 30 วัน ผู้ใช้ A จะได้รับ Bitcoin มูลค่า 1,000 ดอลลาร์กลับมา และส่วนที่เหลือจะถูกส่งไปยังผู้ใช้ B ซึ่งจะต้องใช้ออราเคิลในการกำหนดมูลค่าดอลลาร์ของ 1 Bitcoin ซึ่งบังคับให้ออราเคิลถือ UTXO จำนวนมากในสกุลเงินที่แตกต่างกัน

3. ขาดความยืดหยุ่นของรัฐ
   UTXO สามารถใช้หรือไม่ใช้ก็ได้ เป็นการยากที่จะสร้างสัญญาออปชัน ระบบอ้างอิงแบบกระจายศูนย์ โปรโตคอลการผูกมัดแบบเข้ารหัส และแอปพลิเคชันอื่นๆ ที่ต้องการสถานะแบบหลายขั้นตอน (เช่น "ใช้งานอยู่") ดังนั้น UTXO จึงสามารถใช้เพื่อสร้างสัญญาแบบใช้ครั้งเดียวอย่างง่ายเท่านั้น แทนที่จะใช้สัญญา "stateful" ที่ซับซ้อนกว่าในโปรโตคอลแบบกระจายอำนาจ

4. ไม่สามารถดูข้อมูล blockchain
   โมเดล UTXO ไม่สามารถมองเห็นข้อมูลบล็อกเชน เช่น ตัวเลขสุ่ม การประทับเวลา และแฮชของบล็อกก่อนหน้า ข้อจำกัดนี้จำกัดการพัฒนาเกมและ dApps ประเภทอื่นๆ

รูปแบบบัญชีของ Ethereum

เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของ Bitcoin ในแอปพลิเคชันสัญญาอัจฉริยะ Ethereum ละทิ้งรูปแบบ UTXO และนำรูปแบบบัญชีมาใช้ คล้ายกับบัญชีธนาคารส่วนบุคคล โดยที่ฐานข้อมูลจะบันทึกยอดคงเหลือของแต่ละบัญชีและอัปเดตโดยอัตโนมัติในแต่ละธุรกรรม

มีบัญชีสองประเภทบน Ethereum: บัญชีภายนอกที่ควบคุมโดยคีย์ส่วนตัวและบัญชีสัญญาที่ควบคุมโดยรหัสสัญญาอัจฉริยะ Ether ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนภายในเครือข่าย Ethereum

• บัญชี
  ทุกบัญชีบน Ethereum มีที่อยู่ 20 ไบต์ที่ไม่ซ้ำกัน ซึ่งคล้ายกับหมายเลขบัญชีของบัญชีธนาคารของคุณ บัญชีสามารถจัดเก็บ Ether หรือข้อมูล และสามารถถ่ายโอน Ether หรือส่งข้อความถึงกันผ่านการทำธุรกรรม

• สัญญา
  สัญญาก็เหมือนเครื่องขายของอัตโนมัติ เมื่อคุณส่ง Ether ไปยังสัญญา มันจะรันโค้ดภายในนั้นและดำเนินการเฉพาะตามตรรกะที่กำหนดโดยโค้ด สัญญาสามารถจัดเก็บข้อมูล รันโค้ด ส่งข้อความ และโต้ตอบกับสัญญาอื่นๆ

• อีเธอร์
  Ether เป็นสกุลเงินดิจิทัลดั้งเดิมของ Ethereum ที่สามารถใช้เพื่อชำระค่าก๊าซในเครือข่าย Ethereum คุณสามารถโอน Ether ผ่านการทำธุรกรรม คล้ายกับการโอนเงินผ่านธนาคาร และใช้เพื่อซื้อบริการหรือผลิตภัณฑ์ภายในสัญญา

สัญญาอัจฉริยะ

ในการพัฒนาบล็อกเชน Ethereum เป็นเครือข่ายบล็อกเชนแรกที่อำนวยความสะดวกในการนำสัญญาอัจฉริยะและ dApps ไปใช้อย่างแพร่หลาย สัญญาอัจฉริยะบน Ethereum มักจะตั้งโปรแกรมโดยใช้ภาษา Solidity เป็นโปรแกรมที่ดำเนินการบนบล็อกเชนพร้อมคุณสมบัติต่างๆ เช่น ระบบอัตโนมัติ การกระจายอำนาจ ความโปร่งใส และการเปลี่ยนแปลงไม่ได้ ทำให้เหมาะสำหรับการนำตรรกะทางธุรกิจและกฎการทำธุรกรรมต่างๆ ไปใช้ ผู้ใช้สามารถทำธุรกรรมได้อย่างปลอดภัยและเชื่อถือได้โดยไม่จำเป็นต้องเชื่อถือบุคคลที่สาม

สัญญาอัจฉริยะสามารถใช้เพื่อพัฒนา dApps ประเภทต่างๆ ทำให้เครือข่าย Ethereum เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ร่วมกันทั่วโลก ทุกคนสามารถเข้าถึงข้อมูลและแก้ไขและใช้งานแอปพลิเคชันประเภทต่างๆ บนคอมพิวเตอร์เครื่องนี้ได้เพื่อตอบสนองความต้องการของพวกเขา

เมื่อมองแวบแรกอาจดูไม่โดดเด่นเป็นพิเศษ เนื่องจากเป็นเพียงการเรียกใช้โปรแกรมซอฟต์แวร์ใช่ไหม การจัดเก็บข้อมูลและเรียกใช้รหัสแอปพลิเคชันบนเว็บบนเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลางหรือการติดตั้งซอฟต์แวร์บนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลดูเหมือนจะได้รับฟังก์ชันการทำงานของแอปพลิเคชันเช่นเดียวกับสัญญาอัจฉริยะ

อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้มาพร้อมกับข้อจำกัดและความเสี่ยงต่างๆ เช่น ข้อมูลสูญหาย การดัดแปลง และการหยุดชะงักของบริการ การเกิดขึ้นของสัญญาอัจฉริยะทำให้การรักษาความปลอดภัย การตรวจสอบ และการต่อต้านการเซ็นเซอร์เป็นประวัติการณ์ต่อแอปพลิเคชันแบบเดิม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum มีความแตกต่างที่สำคัญหลายประการเมื่อเทียบกับเว็บแอปพลิเคชันทั่วไปและซอฟต์แวร์ฝั่งไคลเอ็นต์:

• การจัดเก็บข้อมูล
  ข้อมูลสัญญาอัจฉริยะถูกจัดเก็บไว้ในบล็อกเชน โดยแต่ละโหนดมีสำเนาที่สมบูรณ์ เป็นผลให้ข้อมูลมีความโปร่งใสและไม่เปลี่ยนรูป ในทางตรงกันข้าม ข้อมูลสำหรับเว็บแอปพลิเคชันทั่วไปและซอฟต์แวร์ฝั่งไคลเอนต์จะถูกจัดเก็บไว้ในเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลาง ซึ่งเฉพาะผู้ดูแลระบบเซิร์ฟเวอร์หรือบุคคลที่ได้รับอนุญาตเท่านั้นที่สามารถเข้าถึงและแก้ไขข้อมูลได้ ทำให้ข้อมูลไม่ชัดเจนและไม่แน่นอน

• ตรรกะของโปรแกรม
  ตรรกะของโปรแกรมของสัญญาอัจฉริยะถูกเขียนขึ้นบนบล็อกเชน และยากที่จะแก้ไขหรือลบออกเมื่อใช้งานแล้ว เป็นผลให้ตรรกะของโปรแกรมได้รับการแก้ไขและสามารถคาดเดาได้ ในทางตรงกันข้าม เว็บแอปพลิเคชันทั่วไปและซอฟต์แวร์ฝั่งไคลเอ็นต์เขียนบนเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลาง ทำให้สามารถแก้ไขหรือลบได้ตลอดเวลา สิ่งนี้ทำให้ตรรกะของโปรแกรมมีความยืดหยุ่นและคาดเดาไม่ได้

• สภาพแวดล้อมการดำเนินการ
  สภาพแวดล้อมการดำเนินการสำหรับสัญญาอัจฉริยะมีให้โดยเครือข่ายบล็อกเชน ซึ่งแต่ละโหนดสามารถตรวจสอบและดำเนินการสัญญาอัจฉริยะได้ ดังนั้นสภาพแวดล้อมการดำเนินการจึงมีการกระจายอำนาจและปลอดภัย ในทางตรงกันข้าม เว็บแอปพลิเคชันทั่วไปและซอฟต์แวร์ฝั่งไคลเอ็นต์พึ่งพาเซิร์ฟเวอร์ส่วนกลางเพื่อจัดเตรียมสภาพแวดล้อมการดำเนินการ ซึ่งมีเพียงเซิร์ฟเวอร์เท่านั้นที่สามารถรันโปรแกรมเหล่านั้นได้ ดังนั้นสภาพแวดล้อมการดำเนินการจึงรวมศูนย์และไม่ปลอดภัย

• วิธีการโต้ตอบ
  สัญญาอัจฉริยะโต้ตอบผ่านธุรกรรมบล็อกเชน และการโต้ตอบแต่ละครั้งต้องใช้อีเธอร์จำนวนหนึ่งเป็นค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรม ดังนั้นวิธีการโต้ตอบจึงมีต้นทุนและความล่าช้า ในทางกลับกัน เว็บแอปพลิเคชันทั่วไปโต้ตอบผ่านคำขอ HTTP ในขณะที่ซอฟต์แวร์ฝั่งไคลเอ็นต์บนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลสามารถทำงานได้โดยตรงภายในระบบปฏิบัติการ การโต้ตอบในกรณีเหล่านี้โดยทั่วไปไม่จำเป็นต้องมีการชำระเงินใดๆ ทำให้วิธีการโต้ตอบใกล้เคียงกับการไม่เสียค่าใช้จ่ายและทำได้ทันที

เครื่องเสมือน Ethereum

Ethereum Virtual Machine (EVM) เป็นคอมพิวเตอร์ทัวริงที่ทำงานบน Ethereum blockchain มันรันโค้ดของสัญญาอัจฉริยะและแก้ไขสถานะของบล็อกเชน การเปรียบเทียบเพื่อให้เข้าใจว่าเป็นระบบปฏิบัติการ (OS) ที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหรือสมาร์ทโฟน ซึ่งเฉพาะในสภาพแวดล้อมเฉพาะนี้เท่านั้นที่สามารถดำเนินการสัญญาอัจฉริยะและแอปพลิเคชัน Ethereum ได้

EVM ทำงานในสภาพแวดล้อมแยก ไม่ได้รับผลกระทบจากสัญญาณรบกวนจากภายนอก และไม่ส่งผลกระทบต่อฮาร์ดแวร์พื้นฐาน มันทำงานโดยการรวบรวมรหัสของสัญญาอัจฉริยะ ซึ่งมักจะเขียนด้วยภาษา Solidity ให้เป็นชุดคำสั่ง bytecode ที่เรียกว่า EVM bytecode จากนั้น EVM จะดำเนินการตามคำแนะนำเหล่านี้ทีละขั้นตอน

การดำเนินการ EVM ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสถานะของบล็อกเชน เช่น การถ่ายโอนโทเค็น การจัดเก็บข้อมูล หรือการทริกเกอร์เหตุการณ์ เพื่อป้องกันไม่ให้รหัสสัญญาอัจฉริยะที่เป็นอันตรายทำให้เกิดการวนซ้ำไม่สิ้นสุดหรือการหยุดทำงานของเครือข่าย Ethereum แต่ละคำสั่งจะใช้ปริมาณก๊าซจำนวนหนึ่ง หากมีก๊าซไม่เพียงพอจะไม่สามารถดำเนินการได้

ค่าน้ำมัน

ค่าธรรมเนียมน้ำมันหมายถึงค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมที่จ่ายเป็น Ether (ETH) บนเครือข่าย Ethereum สำหรับการดำเนินการตามสัญญาอัจฉริยะหรือการโอนโทเค็น มันถูกใช้เพื่อตอบแทนนักขุดที่ดูแลเครือข่าย ค่าใช้จ่ายของค่าธรรมเนียมน้ำมันขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของธุรกรรมและระดับความแออัดของเครือข่าย โดยทั่วไปจะวัดเป็น Gwei (1 Gwei = 0.000000001 ETH)

ผู้ค้าสามารถกำหนดราคาก๊าซของตนเอง (ราคาต่อหน่วยของก๊าซ) และขีดจำกัดของก๊าซ (ปริมาณก๊าซสูงสุดที่พวกเขายินดีจ่าย) เพื่อปรับความเร็วและต้นทุนของธุรกรรมของตน

สูตรคำนวณค่าน้ำมันบน Ethereum มีดังนี้
ราคาน้ำมัน * ค่าน้ำมัน = ค่าน้ำมัน

ราคาก๊าซแสดงถึงราคาต่อหน่วยของค่าธรรมเนียม หากราคาก๊าซต่ำเกินไป ลำดับความสำคัญของการทำธุรกรรมอาจลดลงและนักขุดอาจเพิกเฉย
ขีด จำกัด ของก๊าซหมายถึงปริมาณของค่าธรรมเนียม หากขีดจำกัดของก๊าซต่ำเกินไป จะไม่ส่งผลกระทบต่อลำดับความสำคัญของธุรกรรม แต่ธุรกรรมอาจล้มเหลวเนื่องจากการดำเนินการที่ไม่สมบูรณ์ และจะไม่มีการคืนเงินค่าธรรมเนียมก๊าซที่ชำระแล้ว

ภายใต้ EIP-1559 (Ethereum Improvement Proposal) ราคาแก๊สรวมค่าธรรมเนียมพื้นฐานที่ปรับแบบไดนามิกตามความต้องการของเครือข่ายและขนาดบล็อก การทำธุรกรรมด้วยราคาน้ำมันที่ตั้งไว้สูงกว่าค่าธรรมเนียมพื้นฐานนั้นรับประกันว่าจะได้รับการดำเนินการ และ ETH จะถูกเผาเพื่อลดการจัดหาโทเค็นในเครือข่าย Ethereum

เคล็ดลับเป็นค่าธรรมเนียมเพิ่มเติมที่ผู้ใช้ยินดีจ่ายให้กับนักขุดหรือนักตรวจสอบความถูกต้อง ผู้ใช้สามารถตั้งค่าทิปของตนเองได้ ซึ่งสามารถช่วยปรับปรุงลำดับความสำคัญของการทำธุรกรรมหรือเร่งความเร็วการทำธุรกรรมในช่วงที่เครือข่ายมีความคับคั่ง

เนื่องจากกลไกก๊าซของ Ethereum ทรัพยากรการคำนวณและพื้นที่เก็บข้อมูลของเครือข่ายบล็อกเชนจึงสามารถกำหนดราคาได้อย่างเหมาะสม ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้สัญญาอัจฉริยะดำเนินการวนซ้ำที่ไม่ถูกต้องไม่สิ้นสุดหรือถูกโจมตีโดยผู้ประสงค์ร้าย

ขุดเหมือง

ก่อนการรวม Ethereum ในเดือนกันยายน 2022 ทั้ง Ethereum และ Bitcoin อาศัยกลไกฉันทามติ Proof of Work (PoW) เพื่ออำนวยความสะดวกในการทำงานตามปกติของเครือข่ายบล็อกเชน

อุปกรณ์ที่เข้าร่วมในการขุดจำเป็นต้องไขปริศนาการเข้ารหัสที่ซับซ้อนโดยใช้พลังการคำนวณเพื่อคำนวณค่าแฮชที่ตรงตามข้อกำหนดเฉพาะ กระบวนการนี้ใช้ทรัพยากรในการคำนวณและพลังงานไฟฟ้าจำนวนมาก และความยากของปริศนายังคงเปลี่ยนแปลงตามพลังการประมวลผลเครือข่าย ผู้ใช้ที่ให้พลังการคำนวณเรียกว่านักขุด

ด้วยการพยายามคำนวณค่าแฮชอย่างต่อเนื่อง นักขุดมีโอกาสค้นหาค่าแฮชที่ตรงกับข้อกำหนด จากนั้นนักขุดสามารถบรรจุธุรกรรมที่รอดำเนินการลงในบล็อกและเผยแพร่บล็อกไปยังเครือข่ายทั้งหมดเพื่อตรวจสอบและยืนยัน หากบล็อกได้รับการยืนยัน นักขุดจะได้รับรางวัลบล็อกและค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรม

หลังจากการอัปเกรด Ethereum 2.0 Ethereum ได้นำกลไกฉันทามติ Proof of Stake (PoS) มาใช้สำหรับการขุด โหนดที่ตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมจำเป็นต้องเดิมพัน Ether จำนวนหนึ่งเพื่อเป็นหลักประกันเพื่อแข่งขันเพื่อสิทธิ์ในการสร้างบล็อกใหม่

จุดประสงค์ของการปักหลักคือการกำหนดความเสี่ยงทางเศรษฐกิจบนโหนด ดังนั้นโหนดที่โจมตีเครือข่ายจะถูกฟันสินทรัพย์ที่เดิมพันไว้ นำไปสู่การสูญเสีย สิ่งนี้ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งพฤติกรรมที่เป็นอันตราย ยิ่งโหนดอีเธอร์มีการเดิมพันมากเท่าใด ความน่าจะเป็นที่จะได้รับสิทธิ์ในการสร้างบล็อกใหม่ก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

โหนดที่รับผิดชอบในการสร้างบล็อกจำเป็นต้องทำแพ็กเกจธุรกรรมที่รอดำเนินการ สร้างบล็อกใหม่ และเผยแพร่ไปยังเครือข่ายเพื่อตรวจสอบและยืนยัน หากมีการยืนยันการบล็อก โหนดจะได้รับรางวัลการบล็อกและค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรม รวมถึงผลตอบแทนตามจำนวนสินทรัพย์ที่เดิมพัน

กลไกการขุดมีบทบาทสำคัญในเครือข่าย Ethereum โดยส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในประเด็นต่อไปนี้:

1. สร้างความมั่นใจในการทำธุรกรรมและความปลอดภัย
   การขุดนั้นเกี่ยวข้องกับการเพิ่มธุรกรรมใหม่ลงในบล็อกเชน การเพิ่มจำนวนบล็อก และการยืนยันความถูกต้องของธุรกรรมเหล่านี้โดยการได้รับหลักฐานการทำงาน (ปัจจุบันคือหลักฐานการเดิมพัน) การขุดทำให้ผู้โจมตียากที่จะยุ่งเกี่ยวกับธุรกรรมโดยมุ่งร้าย ทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของธุรกรรม

2. การรักษาการกระจายอำนาจของ blockchain
   กลไกการขุดสามารถป้องกันเอนทิตีหรือองค์กรใด ๆ จากการควบคุมเครือข่าย Ethereum ทั้งหมด เนื่องจากการขุดต้องใช้พลังการประมวลผลจำนวนมาก (ปัจจุบันใช้โทเค็นเดิมพันแทน) และผู้โจมตีต้องการทรัพยากรจำนวนมากเพื่อควบคุม สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงการกระจายอำนาจของเครือข่ายและป้องกันการควบคุมแบบผูกขาดโดยบุคคลหรือนิติบุคคลใดๆ

3. สร้างแรงจูงใจในการมีส่วนร่วม
   การขุดช่วยให้ผู้เข้าร่วมได้รับรางวัลโดยการสนับสนุนทรัพยากร สิ่งนี้จะจูงใจให้ผู้ใช้มีส่วนร่วมในการสร้างและดำเนินการเครือข่าย จึงมั่นใจได้ว่าการทำงานจะราบรื่น

เมื่อเทียบกับการขุดแบบ PoW การขุดแบบ PoS ต้องการทรัพยากรการประมวลผลและการใช้พลังงานน้อยกว่ามาก ทำให้เหมาะสมกว่าเพื่อตอบสนองความต้องการด้านการพัฒนาและความสามารถในการปรับขนาดของเครือข่าย Ethereum

การประยุกต์ใช้ Ethereum

สัญญาอัจฉริยะของ Ethereum ได้เปิดใช้งานแอปพลิเคชันที่สำคัญมากมาย รวมถึง:

1. DeFi (การเงินแบบกระจายอำนาจ)
   DeFi เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุด ใช้ประโยชน์จากสัญญาอัจฉริยะเพื่อสร้างโปรโตคอลทางการเงินแบบกระจายอำนาจ เช่น MakerDAO, Compound, Uniswap และอื่นๆ โปรโตคอลเหล่านี้เปิดใช้งานบริการทางการเงิน เช่น การให้ยืม การซื้อขาย การประกันภัย การจัดการสินทรัพย์ ฯลฯ

2. NFTs (โทเค็นที่ไม่สามารถเปลี่ยนได้)
   NFT เป็นสินทรัพย์ดิจิทัลที่อิงตามสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum ซึ่งมอบความเป็นเอกลักษณ์และแบ่งแยกไม่ได้ผ่านฟังก์ชันสัญญาอัจฉริยะ NFT ค้นหาแอปพลิเคชันในด้านต่างๆ เช่น ศิลปะ ดนตรี เกม อสังหาริมทรัพย์เสมือนจริง และอื่นๆ

3. DAO (องค์กรปกครองตนเองแบบกระจายอำนาจ)
   DAO เป็นองค์กรอิสระที่กระจายอำนาจตามสัญญาอัจฉริยะของ Ethereum ช่วยให้สมาชิกสามารถตัดสินใจเรื่องภายในผ่านการลงคะแนนเสียง เช่น การจัดสรรงบประมาณ การบริหารงานบุคคล การตัดสินใจลงทุน และอื่นๆ DAO ดำเนินงานในลักษณะกระจายอำนาจและเป็นประชาธิปไตยอย่างแท้จริง และสามารถนำไปใช้กับชุมชน บริษัท มูลนิธิ และองค์กรอื่นๆ

4. การออกโทเค็น
   มาตรฐาน ERC-20 บน Ethereum ระบุการออกและการซื้อขายโทเค็น ทำให้สามารถสร้างโทเค็นของตัวเองที่สามารถซื้อขายบนเครือข่าย Ethereum ได้

5. การจัดเก็บแบบกระจายอำนาจ
   นอกจากนี้ยังมีโปรโตคอลการจัดเก็บไฟล์แบบกระจายตามสัญญาอัจฉริยะบน Ethereum ตัวอย่างเช่น โปรโตคอล Swarm ช่วยให้ผู้ใช้สามารถจัดเก็บไฟล์ในลักษณะกระจายบนเครือข่าย ทำให้มีความปลอดภัยและเชื่อถือได้มากขึ้น

6. คลาวด์คอมพิวติ้ง
   นอกจากนี้ยังมีแพลตฟอร์มการประมวลผลแบบกระจายศูนย์บางส่วนที่อิงตามสัญญาอัจฉริยะบน Ethereum เช่น Golem และ iExec แพลตฟอร์มเหล่านี้อนุญาตให้ผู้ใช้เช่าทรัพยากรการประมวลผลเพื่อเรียกใช้แอปพลิเคชันต่างๆ ซึ่งจะทำให้การประมวลผลและการประมวลผลข้อมูลมีประสิทธิภาพมากขึ้น

7. ตัวตนดิจิทัล
   EIP-4361 แนะนำเฟรมเวิร์กมาตรฐานสำหรับการเข้าสู่ระบบด้วย Ethereum ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าสู่ระบบ dApps โดยใช้ที่อยู่ Ethereum แทนชื่อผู้ใช้และรหัสผ่านแบบเดิม กลไกการตรวจสอบความถูกต้องนี้ช่วยเพิ่มความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยของผู้ใช้ในขณะที่ลดการมีส่วนร่วมของคนกลาง \
   นอกเหนือจากแอปพลิเคชันดังกล่าวแล้ว Ethereum smart contracts ยังสามารถเปิดใช้งานกรณีการใช้งานอื่นๆ ได้อย่างหลากหลาย เช่น การเล่นเกม เครือข่ายทางสังคม และการจัดการห่วงโซ่อุปทาน เป็นต้น เนื่องจากความสามารถในการตั้งโปรแกรมของสัญญาอัจฉริยะ สถานการณ์การใช้งานบนแพลตฟอร์ม Ethereum ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ซึ่งนำเสนอศักยภาพที่สำคัญสำหรับการพัฒนาในอนาคต

ความท้าทายด้านความสามารถในการปรับขนาดที่ต้องเผชิญกับ Ethereum

Ethereum ได้เสียสละประสิทธิภาพบางอย่างเพื่อแสวงหาการกระจายอำนาจและความปลอดภัย เนื่องจากข้อจำกัดทางเทคนิค Ethereum มีเวลาในการสร้างบล็อกประมาณ 12 ถึง 15 วินาที โดยแต่ละบล็อกมีขนาดจำกัดที่ 15 MB เป็นผลให้ Ethereum สามารถประมวลผลได้ประมาณ 15 รายการต่อวินาทีเท่านั้น

อย่างไรก็ตาม ในฐานะเครือข่ายสัญญาอัจฉริยะที่ใหญ่ที่สุดในแง่ของระบบนิเวศและชุมชนการพัฒนา Ethereum มีประสบการณ์เพิ่มขึ้นอย่างมากในจำนวนที่อยู่กระเป๋าเงินที่ไม่ซ้ำกันโดยมียอดคงเหลือที่ไม่เป็นศูนย์บนบล็อกเชน ซึ่งเติบโตมากกว่าสิบเท่าในช่วงห้าปีที่ผ่านมา การเพิ่มขึ้นของโปรโตคอลและกิจกรรมต่างๆ ของผู้ใช้ได้ท่วมท้นการออกแบบที่มีอยู่ ทำให้ความท้าทายด้านความสามารถในการปรับขนาดของ Ethereum รุนแรงยิ่งขึ้น

เพื่อปรับปรุงความสามารถในการปรับขนาดของ Ethereum ชุมชนนักพัฒนาได้เสนอโซลูชันต่างๆ รวมถึง sidechains, rollups, sharding technology และการโอนทราฟฟิกไปยังเครือข่าย blockchain ที่เข้ากันได้กับ EVM อื่นๆ เพื่อบรรเทาความแออัด

บทสรุป

ในบทเรียนนี้ เราได้เจาะลึกถึงสถาปัตยกรรมทางเทคนิคและหลักการของ Ethereum รวมถึงวิธีการที่นวัตกรรมของสัญญาอัจฉริยะควบคุมศักยภาพของบล็อกเชน เปิดใช้งานแอพพลิเคชั่นและระบบนิเวศแบบกระจายอำนาจที่หลากหลายเพื่ออำนวยความสะดวกในความต้องการทางธุรกิจและสัญญาทางสังคมที่หลากหลาย

อย่างไรก็ตาม การเติบโตอย่างรวดเร็วของ Ethereum ทำให้เห็นถึงปัญหาของความสามารถในการปรับขนาดต่ำ การจัดการกับความท้าทายด้านความสามารถในการปรับขนาดจึงกลายเป็นความสำคัญสูงสุดเพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ที่เพิ่มขึ้น

ในบทเรียนถัดไป เราจะสำรวจโซลูชันความสามารถในการปรับขนาดต่างๆ และแอปพลิเคชันภายในระบบนิเวศ รวมถึงไซด์เชน โรลอัป และคู่แข่งต่างๆ ของ EVM นอกจากนี้ เราจะวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียตามลำดับ เพื่อให้คุณเข้าใจสถานะการพัฒนาในปัจจุบันและแนวโน้มในอนาคตของเทคโนโลยีบล็อกเชนได้ดีขึ้น

ไฮไลท์

• Ethereum เป็นแพลตฟอร์มสัญญาอัจฉริยะแบบกระจายศูนย์ที่ใช้เทคโนโลยีบล็อกเชนที่ใช้รูปแบบบัญชี
• Ether ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนในเครือข่าย Ethereum ซึ่งใช้เพื่อชำระค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมและซื้อบริการหรือผลิตภัณฑ์ภายในสัญญา
• สัญญาอัจฉริยะบน Ethereum ได้รับการตั้งโปรแกรมโดยใช้ภาษา Solidity และสามารถใช้ตรรกะทางธุรกิจและกฎการทำธุรกรรมต่างๆ
• Ethereum Virtual Machine (EVM) ใช้เพื่อรันโค้ดของสัญญาอัจฉริยะและแก้ไขสถานะของบล็อกเชน
• แต่ละคำสั่งบน Ethereum จะใช้ก๊าซในปริมาณหนึ่ง หากไม่มีก๊าซเพียงพอ จะไม่สามารถดำเนินการได้
• สัญญาอัจฉริยะของ Ethereum มีลักษณะเฉพาะ เช่น ความโปร่งใสของข้อมูล การเปลี่ยนแปลงไม่ได้ ตรรกะของโปรแกรมคงที่และคาดการณ์ได้ สภาพแวดล้อมการดำเนินการแบบกระจายศูนย์และปลอดภัย และการโต้ตอบกับค่าใช้จ่ายและความล่าช้า
• ความสามารถในการปรับขนาดเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญที่ Ethereum จำเป็นต้องแก้ไขในปัจจุบัน และชุมชนการพัฒนาได้เสนอวิธีแก้ปัญหาต่างๆ รวมถึง sidechains, Rollups, เทคโนโลยี sharding เป็นต้น
• Ethereum มีสกุลเงินดิจิทัลที่เรียกว่า Ether (ETH) ซึ่งใช้สำหรับชำระค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรมและให้รางวัลแก่นักขุด ขณะนี้ใช้กลไกฉันทามติ Proof of Stake (PoS)
• สัญญาอัจฉริยะของ Ethereum นำมาซึ่งความเป็นไปได้สำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญมากมาย รวมถึง DeFi, NFTs, DAO, การออกโทเค็น, พื้นที่เก็บข้อมูลแบบกระจายอำนาจ และการประมวลผลแบบคลาวด์
• ในการแสวงหาการกระจายอำนาจและการรักษาความปลอดภัย Ethereum ได้เสียสละประสิทธิภาพบางส่วนและกำลังเผชิญกับความท้าทายด้านความสามารถในการปรับขนาด โซลูชันที่มีอยู่ ได้แก่ sidechains, Rollups, sharding technology และการโอนทราฟฟิกไปยังเครือข่าย blockchain ที่เข้ากันได้กับ EVM อื่น ๆ