พวกเราคงเคยเจอกับรถติดในช่วงเวลาที่ฝนตกตอนเลิกงาน สถานการณ์ที่คล้ายกันนี้ก็เกิดขึ้นในโลกของบล็อกเชนเช่นกัน ที่ซึ่งแทนที่จะใช้รถยนต์ เรากำลังเผชิญกับการจราจรติดขัดในการทำธุรกรรม เหตุการณ์นี้เรียกว่าความแออัดของเครือข่ายบล็อกเชน (Blockchain Network Congestion)
เช่นเดียวกันกับที่รถจำนวนมากเกินไปอาจทำให้การจราจรติดขัด จำนวนธุรกรรมที่มากเกินไปอาจทำให้เครือข่ายบล็อกเชนแออัดได้เหมือนกัน กรณีนี้เกิดขึ้นเมื่อธุรกรรมจำนวนมากถูกส่งเข้ามา มากเกินกว่าที่เครือข่ายจะสามารถจัดการได้
ลองนึกภาพภาพว่า Blockchain เป็นเกมการสร้างบล็อก ซึ่งแต่ละบล็อกประกอบด้วยกลุ่มของธุรกรรม ยิ่งธุรกรรมมาก ยิ่งต้องใช้บล็อกมาก แต่บางครั้ง อาจมีการทำธุรกรรมที่มากเกินไปสำหรับ blockchain จนไม่สามารถจัดการได้ทันท่วงที
แล้ว Blockchain ทำงานอย่างไร?
ลองนึกภาพสายโซ่ยาวๆ ที่แต่ละข้อต่อเป็นตัวแทนของบล็อก บล็อกเหล่านี้ประกอบด้วยข้อมูลธุรกรรมจากผู้ใช้ และเมื่อเพิ่มลงในเชนแล้ว บล็อกเหล่านั้นจะคงอยู่ถาวรและข้อมูลในไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้
ห่วงโซ่ของบล็อกนี้เรียกว่า Blockchain กระจายอยู่ในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าโหนด แต่ละโหนดมีสำเนาของบล็อกเชนทั้งหมด มันเหมือนกับว่าทุกคนในชั้นเรียนมีสำเนาของตำราเรียนเล่มเดียวกัน บล็อกเชนเป็นรากฐานของสกุลเงินดิจิทัล เช่น Bitcoin และ Ethereum
เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไม ความแออัดคับคั่งจึงเกิดขึ้นบนบล็อกเชน เราจำเป็นต้องรู้คำศัพท์สองสามคำ : mempools, candidate blocks, Finality และ Longest Chain Principle
Mempools คืออะไร ?
คิดว่า mempool เป็นห้องนั่งรอสำหรับธุรกรรม เมื่อธุรกรรมถูกส่งออกไปบนเครือข่ายแล้ว ธุรกรรมนั้นจะไม่กลายเป็นส่วนหนึ่งของบล็อกเชนในทันที แต่จะเข้าไปในอยู่ mempool ที่รวบรวมธุรกรรมที่จะถูกบันทึกในบล็อกถัดไปแทน เมื่อการทำธุรกรรมได้รับการยืนยัน มันจะออกจาก mempool
Candidate Blocks คืออะไร ?
Candidate Blocks คือบล็อกที่แย่งชิงตำแหน่งบนบล็อกเชน พวกเขาเป็นเหมือนผู้เข้าแข่งขันในรายการเกมโชว์ แต่ละคนต่างก็หวังที่จะเป็นคนต่อไปที่จะถูกเพิ่มเข้ามายังเครือข่าย บล็อกเหล่านี้ประกอบด้วยธุรกรรมที่ไม่ได้รับการยืนยัน ซึ่งถูกส่งออกไปแต่ยังไม่ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของบล็อกเชน
Candidate Blocks เหล่านี้ต้องได้รับการตรวจสอบก่อนจึงจะสามารถเข้าร่วมบล็อกเชนได้ Bitcoin ใช้กระบวนการรูปแบบการแข่งขันที่นักขุด (The Validators) แข่งขันกันเพื่อไขปริศนาที่ยาก คนแรกที่ถอดรหัสได้ จะมีสิทธิเพิ่มบล็อกของพวกเขาเข้าไปในบล็อกเชนและได้รับรางวัล
ในทางกลับกัน Ethereum จะสุ่มเลือกผู้ตรวจสอบความถูกต้องเพื่อเสนอบล็อก บล็อกที่ถูกเสนอจำเป็นต้องได้รับคะแนนเสียงเพียงพอ (Attestations) จึงจะถูกเพิ่มลงในบล็อกเชนได้
Finality คืออะไรในโลกบล็อกเชน ?
Finality ในบล็อกเชนคือจุดสิ้นสุดของการทำธุรกรรม เมื่อการทำธุรกรรมถึงจุดสิ้นสุด ธุรกรรมนั้นจะถูกฝังอย่างถาวรในบล็อกเชนและไม่สามารถแก้ไขหรือลบออกได้
อย่างไรก็ตาม Finality ไม่ได้เกิดขึ้นทันทีทันใด บนเครือข่าย Bitcoin ธุรกรรมจะถูกเพิ่มไปยัง mempool จากนั้นจึงจะถูกเลือกให้เป็นส่วนหนึ่งของบล็อกใหม่ แต่นักขุดรายอื่นยังคงสามารถสร้างบล็อกเข้ามาแข่งได้ ดังนั้น การทำธุรกรรมจะถือเป็น “Finality” เมื่อมีบล็อกเพิ่มเข้าเพียงพอหลังจากนั้น สำหรับ Bitcoin โดยปกติจะเป็นหลังจากมีบล็อกเพิ่มเข้ามาอีก 6 บล็อก ส่วน Ethereum เนื่องจากเวลาบล็อกที่เร็วกว่า จึงต้องมีบล็อกมายืนยันมากขึ้นเพื่อความมั่นใจใน Finality ที่ใกล้เคียงกัน
หลักการ “Longest Chain” คืออะไร?
บางครั้งอาจมีการสร้างบล็อกที่ถูกต้องหลายบล็อกในเวลาเดียวกัน ซึ่งนำไปสู่ “Temporary Forks” หรือการแยกตัวกันชั่วคราวในบล็อกเชน ราวกับว่ารถไฟสองขบวนออกจากสถานีพร้อมๆ กัน โดยแต่ละขบวนอยู่ในรางของมันเอง หลักการ “Longest Chain” กำหนดว่าบล็อกที่ถูกต้องของบล็อกเชนคือบล็อกที่มีการลงทุนมากที่สุด โดยทั่วไปแล้วจะเป็นสายโซ่ของบล็อกที่ยาวกว่า
แล้วอะไรทำให้เครือข่ายแออัด ?
เช่นเดียวกับที่รถยนต์จำนวนมากขึ้นบนถนนอาจทำให้เกิดการจราจรติดขัด ธุรกรรมที่มากขึ้นอาจทำให้เกิดความแออัดบนเครือข่ายบล็อกเชนเช่นกัน เมื่อจำนวนของธุรกรรมที่ไม่ได้รับการยืนยันใน mempool เพิ่มขึ้น อาจเกินจำนวนที่สามารถรองรับได้ในบล็อกเดียว นี่เป็นปัญหาสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเครือข่ายบล็อกเชนที่มีข้อจำกัดด้านขนาดและเวลาของบล็อก
บล็อกขนาดเล็กจะจำกัดจำนวนธุรกรรมที่บล็อกสามารถดำเนินการได้ เช่นเดียวกับรถบัสที่มีจำนวนที่นั่งจำกัด ตัวอย่างเช่น Bitcoin เดิมมีขนาดบล็อกจำกัดที่ 1 MB แต่การอัปเกรดในปี 2017 ทำให้ขนาดของบล็อกเพิ่มเป็น 4 MB
Block Time ที่ช้าก็อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดความแออัด เหมือนกับว่ารถจะติดยาว หากไฟแดงที่สี่แยกใช้เวลานานเกินไป ตัวอย่างเช่น Bitcoin เพิ่มบล็อกใหม่ได้ทุกๆ 10 นาที ซึ่งหากมีการสร้างธุรกรรมเพิ่มขึ้นเร็วกว่านั้น อาจทำให้เกิด Backlog ได้
จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเครือข่ายแออัด ?
ก็เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อรถติด ทำให้เรามีค่าใช้จ่ายมากขึ้นและใช้เวลานานขึ้นในการไปให้ถึงจุดหมาย
เมื่อเครือข่ายบล็อกเชนแออัด ค่าธรรมเนียมในการทำธุรกรรมมักจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากนักขุดให้ความสำคัญกับธุรกรรมที่มีค่าธรรมเนียมสูงกว่า สิ่งนี้สามารถทำให้การใช้บล็อกเชนมีต้นทุนกว่าปกติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับธุรกรรมขนาดเล็ก ความแออัดยังอาจทำให้ต้องรอนานขึ้นเพื่อให้ธุรกรรมได้รับการยืนยัน ซึ่งอาจทำให้ผู้ใช้รู้สึกหงุดหงิดได้ นอกจากนี้ ความไม่แน่นอนที่เกิดจากความแออัดของเครือข่ายอาจทำให้ตลาดมีความผันผวนมากขึ้น
ในกรณีที่รุนแรง ความแออัดสามารถสร้างความเสี่ยงด้านความปลอดภัยและ Centralized ตัวอย่างเช่น เวลาในการยืนยันธุรกรรมที่นานขึ้นจะเพิ่มความเสี่ยงในการโจมตีซ้ำซ้อน และค่าธรรมเนียมที่สูงอาจทำให้เกิด Centralize Mining Power
ตัวอย่างเช่น Bitcoin ประสบปัญหาความแออัดอย่างมากในช่วงปลายปี 2017 และต้นปี 2018 เมื่อราคาพุ่งสูงขึ้นทำให้การทำธุรกรรมเพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่อเร็ว ๆ นี้ ในปี 2023 กิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับโทเค็น BRC-20 ทำให้เกิดความแออัดในเครือข่าย Bitcoin
Ethereum ประสบปัญหาความแออัดของตัวเองในปี 2017 จากโปรเจกต์ “CryptoKitties” และล่าสุดกับการเติบโตอย่างรวดเร็วของ DeFi
มีหลายวิธีในการแก้ไขปัญหาความแออัดนี้ ได้แก่ การเพิ่มขนาดบล็อก, การลด Block Time, การใช้ Layer-2 และ Sharding ซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อดีและข้อเสียต่างกันไป
เมื่อการใช้บล็อกเชนเติบโตขึ้น การจัดการความแออัดของเครือข่ายจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ นักวิจัยเป็นแนวหน้าในการพัฒนาวิธีการเพื่อทำให้เครือข่ายบล็อกเชนมีประสิทธิภาพ, มีความสามารถ และเป็นมิตรกับผู้ใช้มากขึ้น เป็นงานที่ท้าทายแต่สำคัญอย่างยิ่งในการสร้างความมั่นใจว่าเทคโนโลยีบล็อกเชนจะถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอนาคต
