Bài viết này sẽ so sánh TON với một số dự án blockchain nổi bật.
Chúng tôi sẽ sử dụng cơ sở phân loại các dự án blockchain được nêu trong các mục 2.8 và 2.9 của tài liệu trắng TON.
Các dự án blockchain được phân loại dựa trên các tiêu chí sau, được mô tả chi tiết trong mục 2.8 của tài liệu trắng TON:
Loại và quy tắc của các blockchain thành viên: đồng nhất, dị biệt, hoặc kết hợp
Sự tồn tại của chuỗi chính
Hỗ trợ bản địa cho việc chia nhỏ (sharding), cả tĩnh và động
Tính tương tác giữa các blockchain: liên kết lỏng lẻo / liên kết chặt chẽ
Ngoài ra, một phân loại đơn giản về các dự án blockchain được trình bày trong mục 2.8.15 của tài liệu trắng TON, với bảng tóm tắt các đặc điểm cơ bản của các dự án blockchain phổ biến nhất trong mục 2.9.
Solana là một dự án khá đặc biệt trong những năm 2020. Đây là một dự án blockchain đơn được tối ưu hóa cho việc thực thi các giao dịch chuyên biệt với tốc độ rất nhanh. Theo nghĩa này, Solana có sự tương đồng với EOS (phát triển từ 2016 đến 2018) và người tiền nhiệm của nó, BitShares (phát triển từ 2013-2014), nhưng Solana sử dụng một biến thể của PBFT gọi là Tower Consensus thay vì dPOS. Solana tuyên bố tạo ra một khối mỗi giây hoặc thậm chí nhanh hơn; tuy nhiên, điều này đi kèm với một cái giá, vì khối tiếp theo được tạo ra trước khi khối trước đó hoàn thành. "Khác với PBFT, Tower Consensus có thể dẫn đến việc tạo ra các phân nhánh tạm thời. Khi các bộ xác nhận được phân bổ trên nhiều vị trí toàn cầu, việc hoàn thành một khối trong thực tế cần phải thực hiện nhiều vòng đi lại (PBFT tối ưu thực chất là một giao thức cam kết ba pha), vì vậy kịch bản tốt nhất vẫn mất vài giây. Tài liệu chính thức cho rằng một khối thường được hoàn tất sau 16 vòng bỏ phiếu, mỗi vòng mất khoảng 400 mili giây, có nghĩa là thời gian hoàn tất là 6,4 giây.
Chúng ta có thể nói rằng, trong khi Tower Consensus chính thức là một biến thể của PBFT, nó hoạt động tốt hơn so với giao thức đồng thuận dPOS, vốn có thời gian tạo khối ngắn hơn nhưng thời gian hoàn tất khối lại dài hơn.
Một tính năng thú vị khác của Solana là sự tối ưu hóa cho việc thực thi các giao dịch đơn giản đã được định sẵn, không thay đổi dữ liệu tài khoản (mặc dù số dư tài khoản có thể thay đổi). Điều này cho phép thực thi song song hàng loạt và xác nhận giao dịch. Ở điểm này, Solana tương tự như BitShares, tiền thân của EOS, vốn sử dụng dPOS (với thời gian tạo khối ngắn và thời gian hoàn tất khối dài) và tối ưu hóa cho việc thực thi các giao dịch đơn giản đã được định sẵn quy mô lớn. Thêm vào đó, thiết kế của Solana cho phép, so với thời gian tạo các giao dịch này, việc xác nhận thứ tự đúng của chúng trên các GPU cao cấp có thể nhanh gấp 1.000 lần.
Cuối cùng, Solana tuyên bố có thể thực hiện lên đến 700.000 giao dịch đơn giản mỗi giây, với giả định rằng các giao dịch này không thay đổi trạng thái tài khoản và không yêu cầu nhiều dữ liệu, và tất cả dữ liệu của tất cả các tài khoản đều có thể lưu trữ trong RAM. Điều này phù hợp với những lời hứa mà BitShares đưa ra vài năm trước. Sự khác biệt chính là, trái ngược với BitShares, Solana cung cấp hỗ trợ cho các loại giao dịch không được định sẵn trong phần mềm blockchain. Để làm điều này, Solana sử dụng một biến thể của máy ảo Berkeley Packet Filter, và các chương trình đã được biên dịch trước có thể được tải lên blockchain Solana và tham chiếu trong các giao dịch. Mặc dù Solana chính thức là Turing-complete, các chỉ số hiệu suất thường được tham chiếu chỉ áp dụng cho các giao dịch rất đơn giản đã được định sẵn, và chỉ trong các trường hợp tất cả dữ liệu tài khoản đều nằm trong RAM, vì vậy sự so sánh với BitShares vẫn còn liên quan.
Tóm lại, Solana là một "dự án blockchain thế hệ thứ ba" theo thuật ngữ của mục 2.8.15 trong tài liệu trắng TON, thực sự giống với BitShares từ tiền thân của EOS, nhưng có thêm các tối ưu hóa. Nó chính thức là Turing-complete nhưng chỉ có thể thực hiện một số lượng lớn các giao dịch rất đơn giản của các loại đã được định sẵn, hoặc ít hơn các giao dịch chung. Solana tuyên bố tạo ra một khối mỗi giây và sau khi nâng cấp phần cứng, có thể thực hiện 700.000 giao dịch đơn giản mỗi giây (mặc dù các con số thực tế dường như gần hơn với 65.000). Solana là một dự án blockchain đơn chuyên biệt không thể mở rộng, và nếu không có thiết kế lại hoàn toàn, nó không thể hỗ trợ hoặc cung cấp chia nhỏ (sharding) hoặc các workchain khác (chúng ta tham khảo mục 2.8.16 trong tài liệu trắng TON để giải thích tại sao việc thiết kế lại như vậy là rất khó khăn). Ở khía cạnh này, nó khác với TON, dự án hỗ trợ triển khai tức thì bất kỳ hợp đồng thông minh phức tạp nào và cung cấp mức độ bảo mật cao hơn nhờ vào cơ chế đồng thuận với thời gian hoàn tất giao dịch và khối ngắn hơn, cùng với sharding động. Khi tải tăng lên, TON tự động mở rộng blockchain thành một số lượng shard chain ngày càng tăng, cung cấp khả năng mở rộng mà bất kỳ kiến trúc blockchain đơn nào, như Solana, không thể đạt được.
Một cách tự nhiên, các tiền nhiệm của Solana—những dự án blockchain đơn hoặc các dự án blockchain đa liên kết lỏng lẻo như EOS—đều thiếu hỗ trợ chia nhỏ. Vào giai đoạn đầu, chúng có vẻ hứa hẹn nhưng đã chứng tỏ chỉ tồn tại ngắn ngủi, vì những khái niệm này không thể tránh khỏi các hạn chế ảnh hưởng đến khả năng mở rộng và tính ổn định của chúng trong giai đoạn sau. Những dấu hiệu đầu tiên về sự sụp đổ của Solana vào tháng 9 năm 2021 cho thấy rằng một đợt tăng đột biến giao dịch "gây tràn bộ nhớ," và blockchain thực sự bị đình trệ trong 17 giờ, khiến nhiều bộ xác nhận bị hỏng, làm chậm mạng lưới và cuối cùng ngừng hoạt động. Điều này dấy lên câu hỏi về hiệu suất tương lai của Solana trong các giao dịch thực tế, trái ngược với các giao dịch đơn giản được thiết kế tùy chỉnh, chỉ liên quan đến một vài tài khoản khác nhau và được thực thi trong các môi trường thử nghiệm rất cụ thể, với hàng trăm máy chủ xác nhận mạnh mẽ được đặt tại một hoặc vài trung tâm dữ liệu. Ở khía cạnh này, TON có vẻ mạnh mẽ hơn.
Solana là một trường hợp thú vị, thể hiện một phương pháp kỹ thuật cổ điển đẩy giới hạn sẵn có đến mức cực đoan. Nó gợi nhớ đến những câu chuyện tương tự trong lịch sử công nghệ, và chúng ta sẽ liên kết những câu chuyện này trong bài viết này.
Một trong những câu chuyện đó là chiếc đầu máy xe lửa hơi nước LNER A4 4468 Mallard của Anh, đã lập kỷ lục tốc độ thế giới 203 km/h vào năm 1938. Trong các dịch vụ hành khách thường xuyên, đoàn tàu này không đạt được tốc độ đó, mà chạy với tốc độ trung bình khoảng 150 km/h. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, nó đã giữ kỷ lục thế giới cho tất cả các loại đầu máy—hơi nước, diesel hay điện. Dù đạt được thành tựu này, nó vẫn đánh dấu một ngõ cụt về công nghệ. Sau đó, tất cả các tàu cao tốc, như Shinkansen của Nhật Bản, TGV của Pháp, và ICE của Đức, đã chuyển sang sử dụng tàu điện nhiều đơn vị. Đổi mới quan trọng ở đây là khái niệm phân phối công suất giữa các đơn vị, mỗi toa tàu đều có một hoặc nhiều động cơ. Điều này cho phép động cơ điện dễ dàng mở rộng hơn, trong khi công nghệ hơi nước không thể đạt được sự linh hoạt này.
Một ví dụ thứ hai là vi xử lý Pentium 4 của Intel vào đầu những năm 2000. Intel hứa hẹn sẽ nâng tốc độ xung nhịp của các bộ vi xử lý này lên 10 GHz, hứa hẹn mang lại hiệu suất chưa từng có. Tuy nhiên, trong thực tế, Pentium 4 thường chạy chậm hơn so với người tiền nhiệm Pentium 3, mặc dù có tốc độ xung nhịp cao hơn. Sau khi đạt đến giới hạn 4 GHz, Intel đã xem xét lại cách tiếp cận và chuyển sang kiến trúc đa nhân với tốc độ xung nhịp thấp hơn nhưng nhiều nhân hơn mỗi bộ xử lý. Phương pháp đa nhân này tỏ ra có khả năng mở rộng và bền vững hơn nhiều, và ngày nay chúng ta có thể mua các bộ vi xử lý với tối đa 64 nhân. Sự chuyển mình này tương tự như sự tiến hóa từ tàu đơn vị sang hệ thống đa đơn vị, nơi mục tiêu làm cho một nhân nhanh hơn đã chứng tỏ không khả thi bằng việc phân chia tải giữa các nhân.
Một sự tương tự thứ ba có thể rút ra từ thế giới siêu máy tính, đặc biệt là các máy Cray phổ biến trong những năm 1970 và 1980. Chúng cuối cùng đã được thay thế bởi các cụm CPU thương mại hàng nghìn cái (thường là các phiên bản máy chủ của chip Intel và AMD). Ngày nay, 100 siêu máy tính hàng đầu đều dựa trên các cụm CPU thương mại này, càng khẳng định sự thắng lợi của hệ thống đa đơn vị so với các đơn vị tối ưu hóa cao đơn lẻ.
Khi so sánh Solana với đoàn tàu hơi nước siêu cường, chúng ta thấy một công nghệ tối ưu hóa một mô hình cổ điển đến giới hạn của nó nhưng cuối cùng vẫn không thể mở rộng và đi vào ngõ cụt. Chúng ta có thể ngưỡng mộ sự sáng tạo đằng sau những kỳ quan công nghệ này, nhưng chúng vẫn chỉ là một ngõ cụt trong quá trình phát triển công nghệ nói chung.
So sánh giữa TON và Ethereum 2.0 là một vấn đề phức tạp, đặc biệt là vì sự phát triển và triển khai của Ethereum 2.0 vẫn chưa hoàn thành tính đến năm 2022. Dưới đây là những gì chúng ta biết cho đến nay.
Quá trình chuyển đổi sang Ethereum 2.0 sẽ diễn ra qua nhiều giai đoạn. Đầu tiên, một chuỗi Beacon mới sẽ được triển khai, hoạt động tương tự như chuỗi chính được mô tả trong bản trắng của TON. Chuỗi Beacon này sẽ sử dụng thuật toán đồng thuận PoS có tên Casper. Mục tiêu chính là ghi nhận trạng thái của tối đa 64 chuỗi shard (chuỗi phụ trợ) bằng cách ghi lại hash của khối cuối cùng. Điều đặc biệt về thuật toán PoS được đề xuất là sự tham gia của một lượng lớn các validator (ít nhất 16.384 người), mỗi người phải đặt cược một lượng ETH nhỏ (32 ETH mỗi người). Những validator này thực tế là các node Ethereum thông thường nhưng yêu cầu phải đặt cược 32 ETH. Dù có các vấn đề phổ biến của mạng Ethereum liên quan đến việc truyền khối và bộ nhớ, những node này không cần phải có sự giao tiếp cụ thể với nhau. Trong vấn đề này, Ethereum 2.0 có vẻ khá "dân chủ" (hầu hết các dự án blockchain PoS khác thường khá "quý tộc", với một số ít validator tạo ra các khối tại bất kỳ thời điểm nào). Tuy nhiên, cách tiếp cận này có cái giá của nó: thời gian xác nhận khối của cả chuỗi Beacon và 64 chuỗi shard có vẻ dao động từ 10 đến 15 phút, nghĩa là người dùng sẽ phải đợi lâu như vậy để đảm bảo giao dịch hoàn tất.
Giai đoạn thứ hai của quá trình chuyển đổi là việc hợp nhất blockchain Ethereum 1.0 (PoW) hiện tại với một trong các chuỗi shard, qua đó chuyển Ethereum thành blockchain PoS.
Giai đoạn cuối cùng sẽ thêm vào 63 chuỗi shard bổ sung, dẫn đến tổng cộng 64 chuỗi shard, bao gồm chuỗi Ethereum 1.0 gốc và chuỗi Beacon.
Tại thời điểm này, mục đích chính xác của 63 chuỗi shard mới vẫn chưa rõ ràng, hoặc cách chúng sẽ tương tác với nhau. Khi thiếu thông tin này, việc so sánh hoàn chỉnh các hệ thống multi-blockchain vẫn chưa thể thực hiện. Tuy nhiên, có vẻ như Ethereum 2.0 tránh các tương tác giữa các chuỗi shard. Nếu có tin nhắn được chuyển giữa các chuỗi shard, sẽ mất từ 10 đến 15 phút để một khối được xác nhận trong chuỗi shard gốc trước khi có thể được xử lý trong một chuỗi khác. Thêm vào đó, những chuỗi shard này sẽ không chạy các hợp đồng thông minh EVM, mặc dù có dấu hiệu cho thấy điều này có thể thay đổi trong tương lai. Thay vào đó, các chuỗi shard này chủ yếu sẽ phục vụ như kho lưu trữ phân tán cho dữ liệu, hoạt động giống như các giải pháp Layer 2, như Lightning Network của Bitcoin.
Vì vậy, Ethereum 2.0 tránh các vấn đề phức tạp của việc tương tác giữa các chuỗi shard vốn có trong thiết kế ban đầu của Ethereum. Nó chọn cách mở rộng blockchain Ethereum 1.0 bằng 63 chuỗi shard bổ sung chủ yếu lưu trữ dữ liệu của các sidechain và payment channel. Mặc dù cách tiếp cận của Ethereum 2.0 khá thực dụng, nhưng cảm giác có phần không thỏa mãn, đặc biệt là đối với một dự án đã tiên phong trong việc giới thiệu các hợp đồng thông minh Turing-complete. Trong dạng hiện tại, mục tiêu của Ethereum 2.0 không phải là đạt được tốc độ và sự linh hoạt mà TON đã thực hiện.
Blockchain TON được hình thành và mô tả vào năm 2017, với bản trắng giải thích tại sao những lựa chọn thiết kế của nó lại rất quan trọng để tạo ra một blockchain thực sự có khả năng mở rộng, có thể xử lý hàng triệu giao dịch mỗi giây mà không thay đổi cơ bản logic và tương tác của hợp đồng thông minh. Đây là lý do tại sao TON được chọn là dự án blockchain "thế hệ thứ năm" duy nhất vào thời điểm đó.
Kể từ đó, nhiều dự án blockchain mới đã ra đời với kỳ vọng sẽ khắc phục được các hạn chế của những dự án blockchain cũ đã được đề cập trong bản trắng của TON và có thể đưa ra những phương pháp phát triển blockchain mới. Tuy nhiên, chúng ta lại chứng kiến sự trở lại của những thiết kế blockchain dựa trên những ý tưởng đã lỗi thời từ năm 2017, như Solana. Ra mắt vào năm 2019, Solana là một "dự án blockchain thế hệ thứ ba", mang đến một sự thay thế cho cách tiếp cận của TON, nhưng gặp phải những vấn đề mở rộng tương tự như các dự án cũ như BitShares và EOS. Nếu nhìn lại lịch sử, Solana có thể sẽ gặp phải tình huống tương tự vào năm 2028, đối mặt với những hạn chế giống như các dự án trước đó. Hơn nữa, việc thêm sharding vào Solana để giải quyết các vấn đề mở rộng vốn có có vẻ khó khả thi.
Một giải pháp blockchain thất vọng khác là Ethereum 2.0, có vẻ như đang làm suy yếu thành tựu ban đầu của Ethereum về hợp đồng thông minh Turing-complete, cho thấy chúng không thực sự hữu ích. Ngược lại, Ethereum 2.0 minh họa một nguyên lý chung liên quan đến Solana: trừ khi các vấn đề liên quan đến tương tác giữa các chuỗi shard được giải quyết, các giải pháp mở rộng như sharding sẽ không thể hoạt động trên những hệ thống blockchain được thiết kế mà không tính đến những yếu tố này.
Tính đến năm 2022, blockchain TON vẫn là một trong những dự án blockchain thực sự có khả năng mở rộng, có thể xử lý hàng triệu giao dịch mỗi giây và có thể đạt hàng chục triệu giao dịch với những thay đổi nội bộ tối thiểu. Kể từ khi ra đời, TON luôn đứng ở vị trí tiên phong trong công nghệ blockchain.
Trong năm năm kể từ khi ra mắt, các mạng thử nghiệm hiệu suất cao và mạng chính dựa trên công nghệ TON đã tiếp tục xác thực hiệu quả của cách tiếp cận kiến trúc được nêu trong bản trắng ban đầu.
