TPS là gì? Tại sao blockchain có chỉ số TPS khác nhau?
TPS là gì?
TPS là chỉ số giúp đo lường số lượng giao dịch mà mạng blockchain có thể xử lý trong một giây. TPS là viết tắt của Transactions Per Second, hay giao dịch mỗi giây. Nói cách khác, nó thể hiện khả năng xử lý giao dịch của blockchain.
TPS là chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất và khả năng mở rộng của một blockchain, đặc biệt là khi so sánh các blockchain khác nhau. Blockchain có TPS cao có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong cùng một khoảng thời gian, làm giảm tình trạng tắc nghẽn và tăng hiệu suất tổng thể của mạng lưới.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng TPS không phải là yếu tố duy nhất quyết định hiệu suất của blockchain.
Tại sao blockchain có chỉ số TPS khác nhau?
Thời kỳ đầu của crypto, khi việc giao dịch trên Bitcoin hay Litecoin chỉ đơn thuần là gửi tài sản từ địa chỉ này đến địa chỉ khác, TPS được xem là chỉ số đo lường quan trọng nhất mà blockchain hướng đến. Nó giúp các nhà phát triển hiểu rằng việc lựa chọn kích thước khối hoặc các thuật toán mã hóa (cryptographic algorithm) sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ xử lý giao dịch.
Sau đó, khi Ethereum xuất hiện với tốc độ xử lý 13 TPS và giới thiệu khái niệm smart contract mở ra nhiều khả năng mới, TPS lúc này càng được chú trọng hơn. Những cuộc tranh luận về khả năng mở rộng blockchain hay “Blockchain scaling" thường xoay quanh chủ đề “Một blockchain có thể xử lý bao nhiêu TPS?"
Để trả lời câu hỏi này, cần xem xét các yếu tố tạo nên sự khác biệt giữa chỉ số TPS của các blockchain:
- Kích thước khối (Block Size): Kích thước của mỗi khối trên blockchain ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng giao dịch mà mỗi khối có thể chứa. Khối lớn hơn có thể chứa nhiều giao dịch hơn, nhưng cũng đòi hỏi nhiều tài nguyên hơn để xác thực và phát tán dữ liệu.
- Thời gian tạo khối (Block Time): Thời gian cần để tạo ra một khối mới cũng ảnh hưởng đến TPS. Thời gian khối ngắn hơn có thể tăng TPS, nhưng cũng có thể dẫn đến nhiều vấn đề khác ảnh hưởng đến bảo mật của mạng.
- Cơ chế đồng thuận (Consensus Mechanism): Các phương pháp đồng thuận như Proof of Work (PoW), Proof of Stake (PoS) hay các biến thể khác cũng ảnh hưởng đến TPS. Một số cơ chế đồng thuận nhanh hơn và hiệu quả hơn trong việc xác nhận giao dịch.
Công thức tính TPS của mạng lưới blockchain:
(Block size/Transaction size) / Block time = Transactions Per Second
Ngoài ra, cần lưu ý rằng TPS được đo lường trên các mạng thử nghiệm có thể khác với TPS thực tế trên mạng chính.
Chỉ số TPS cao có tốt không?
Blockchain có chỉ số TPS cao không có nghĩa nó là tốt nhất. TPS cao thường được coi là có nhiều ưu điểm, có thể mang lại lợi ích về tốc độ giao dịch, khả năng mở rộng và trải nghiệm người dùng. Tuy nhiên, TPS cao cũng có thể đi kèm với rủi ro về bảo mật, tính phi tập trung và chi phí vận hành.
Co-founder của Offchain Labs, ông Steven Goldfeder nhấn mạnh rằng, nếu chỉ tập trung xem xét vào chỉ số TPS thì nó giống như việc đếm xem có bao nhiêu hóa đơn cần phải trả mà không quan tâm đến việc giá trị mỗi hóa đơn là không đồng nhất.
Austin Federa - Head of Strategy tại Solana Labs, cũng nêu quan điểm rằng Solana đã gia tăng tốc độ xử lý gấp 5 lần so với thời kỳ đầu (2021), nhưng chúng ta không thấy điều này vì độ phức tạp khi tính toán một giao dịch cũng tăng tỷ lệ thuận. Một giao dịch gửi tài sản đơn thuần sẽ có khối lượng tính toán nhỏ hơn nhiều so với một giao dịch mint NFT hay thực hiện arbitrage, độ phức tạp có thể gấp 100 lần.
“So, Solana today is powering many more complex transactions than it was back in 2021 — even though the number of transactions per second has not astronomically gone up.”
Mỗi giao dịch mang giá trị khác nhau sẽ dẫn đến khối lượng tính toán và thời gian xử lý khác nhau. Vì vậy không được phiến diện nói rằng TPS cao nghĩa là blockchain này tốt, cần nhìn nhận về tầm quan trọng của TPS một cách khách quan hơn.
Đó cũng là lí do ở thời điểm hiện tại bắt đầu ra mắt nhiều khái niệm để giải quyết những tồn tại với chỉ số TPS hơn. Các khái niệm này sẽ được đề cập ở phần dưới.
Ưu điểm của chỉ số TPS cao
Khả năng mở rộng (Scalability):
- Giảm tắc nghẽn: TPS cao giúp giảm tắc nghẽn mạng, đảm bảo nhiều giao dịch có thể được xử lý đồng thời mà không bị chậm trễ.
- Tăng cường trải nghiệm người dùng: Với TPS cao, giao dịch được xử lý nhanh chóng mà không có thời gian chờ lâu (pending) hoặc phải nâng mức phí gas phải trả, cải thiện trải nghiệm tổng thể.
Bên cạnh đó, TPS cao có khả năng đáp ứng nhu cầu cao, chúng hỗ trợ các lớp ứng dụng của blockchain được thực thi nhanh hơn. Các blockchain xử lý khối lượng giao dịch lớn từ các ứng dụng phổ biến như DeFi, NFT và các dịch vụ tài chính truyền thống.
Nhược điểm của chỉ số TPS cao
Bên cạnh các ưu điểm, TPS cao cũng phải đối mặt với những thách thức mà chúng mang lại. Điều này tương tự như trong lý thuyết của blockchain trilemma, khi yếu tố “scaling" được gia tăng thì một/hai yếu tố còn lại sẽ phải đánh đổi.
- Sự phân tán: Đạt được TPS cao đôi khi yêu cầu giảm mức độ phân tán của mạng, làm giảm khả năng chịu lỗi và bảo mật tổng thể.
- Tập trung hóa, giảm tính phân quyền (Decentralization): Để đạt được TPS cao, một số blockchain có thể phải hy sinh mức độ phân quyền, dẫn đến việc kiểm soát tập trung hơn và giảm tính minh bạch.
- Tăng chi phí dành cho tài nguyên máy tính: Xử lý nhiều giao dịch đòi hỏi nhiều tài nguyên máy tính hơn, có thể làm tăng chi phí vận hành và tiêu thụ năng lượng.
- Spam và tấn công DDoS: Khi phí giao dịch thấp cùng khả năng xử lý cao, mạng lưới dễ bị tấn công bằng các giao dịch rác (spam) hoặc các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DDoS). Kẻ tấn công có thể gửi hàng loạt giao dịch nhỏ để làm tắc nghẽn mạng và làm giảm hiệu suất.
Đọc thêm: Tấn công DDoS là gì? Ảnh hưởng của tấn công DDoS trong Crypto
Ví dụ về TPS của một số Blockchain
Bitcoin: Bitcoin có TPS trung bình khoảng 4-7 giao dịch mỗi giây, thường là 4 TPS. Điều này là do kích thước khối 1 MB và thời gian tạo khối khoảng 10 phút. Chúng được thiết kế để nâng cao bảo mật nhưng đổi lại là tốc độ và độ mở rộng của mạng.
Ethereum: Ethereum hiện tại có TPS trung bình khoảng 12-30 giao dịch mỗi giây. TPS tối đa theo lý thuyết là 119, còn tối đa xử lý trong thực tế là 62.34 TPS.
Solana: Solana được thiết kế để xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây, với TPS thực tế thường vượt qua 50,000 giao dịch mỗi giây trong một số thử nghiệm.
Tăng TPS với các giải pháp Layer 2
Các giải pháp layer 2 như Rollup, State Channel và Sidechain được phát triển để tăng TPS của mạng blockchain chính (layer 1) bằng cách xử lý các giao dịch ngoài chuỗi (off-chain) và chỉ ghi lại kết quả lên chain chính. Điều này giúp giảm tải khối lượng xử lý cho layer 1.
- Rollup: Sử dụng Zero-Knowledge Proof hoặc Optimistic Rollup để xử lý giao dịch off-chain và tổng hợp dữ liệu (state root) trả về layer 1.
- State Channel: Cho phép các bên thực hiện nhiều giao dịch off-chain và chỉ ghi lại kết quả cuối cùng lên blockchain.
- Sidechain: Các chain phụ độc lập kết nối với chain chính, có khả năng xử lý giao dịch cao hơn và đồng bộ hóa định kỳ với chain chính.
Đồng thời, các nhà phát triển từ các dự án lớn cũng giới thiệu những khái niệm đo lường mới với kỳ vọng chính xác hơn cho các bộ máy thực thi khác nhau.
Anthony Rose, senior vice president of technology tại Matter Labs thuộc zkSync, tin rằng User Operation (UserOps) Per Second - UOPS sẽ là chỉ số đo lường mang nhiều ý nghĩa hơn cho các Layer 2. Nó được giới thiệu trong chuẩn account abstraction của Ethereum - ERC4337 dưới tên gọi các đối tượng “pseudo-transaction” hay UserOperations.
Avihu Levy, chief product officer tại StarkWare, cũng bày tỏ quan điểm về việc sẽ phải thay đổi thành đơn vị đo lường mới - Gas Per Second - GPS. Ông cho rằng người dùng trả phí gas để thực thi smart contract trên Ethereum, vì vậy nó gần như là phù hợp nhất để trở thành đơn vị đo lường trên các EVM chain.
“So, if you talk about EVM using gas per second, it’s a very good metric because they all measure the complexity of the computation in exactly the same way.”
GPS được tính dựa trên kích thước và loại giao dịch cụ thể, cũng giống như cách sử dụng block time và block size để đo lường thông lượng giao dịch (throughput).
Hiện tại, đối với các blockchain non-EVM, họ có cách đo lường khác nhau, Starknet đo lường tính toán dựa trên UOPS, Solana sử dụng “Compute Units", Aptos sử dụng “Gas Units". Thách thức chung cho các blockchain này chính là tìm ra một tiêu chuẩn chung “canonical benchmark" để đo lường các tính toán một cách chuẩn xác hơn.