Hiện nay, Web3 đang gặp phải tình hình khó khăn, không chỉ vì bóng tối dài do những diễn viên xấu danh tiếng trên hệ sinh thái blockchain tạo ra. Vượt qua ba thách thức lớn mà không từ bỏ những nguyên tắc ban đầu làm cho blockchain hấp dẫn là một nhiệm vụ khó khăn:

1. So với các sản phẩm Web 2.0 tương tự, chi phí lưu trữ trên chuỗi và các hoạt động ghi là quá cao.

2. Lưu trữ trên chuỗi và các hoạt động ghi trên chuỗi rất chậm (theo thiết kế) để đảm bảo sự an toàn được hứa bởi các hệ thống dựa trên blockchain. Khi các nút được thêm vào mạng và khối lượng yêu cầu ghi tăng lên, hiệu suất giảm đi do cần sự đồng thuận từ hơn 51% số nút về tính hợp lệ của dữ liệu mới.

3. Độ dài (kích thước) của bất kỳ sổ cái blockchain cụ thể nào cũng tăng đáng kể khi sử dụng, vượt qua giới hạn của hầu hết cơ sở dữ liệu trên thị trường hiện nay.

Cơ sở dữ liệu hoạt động, cơ sở dữ liệu phân tích và phân tán đều là các loại hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu hiệu quả nhưng khác biệt. Điều làm nhiều người bối rối về các mạng blockchain ngang hàng mới nổi là chúng không chỉ là “cơ sở dữ liệu”; nhiều còn phục vụ như “máy chủ” cho việc lưu trữ các ứng dụng internet (hoặc “dApps” - ứng dụng phân cấp) được viết bởi bất kỳ nhà phát triển nào có khả năng.

Hầu hết các công nghệ mới đều trải qua giai đoạn bị tổng quát hóa quá mức cho đến khi tìm ra sản phẩm phù hợp hoặc thị trường phù hợp. Nguyên nhân của ba thách thức này đều nằm ở vấn đề 'sử dụng công cụ đúng cho công việc sai'. Ví dụ, hầu hết các chuyên gia công nghệ thông tin sẽ không sử dụng cơ sở dữ liệu vận hành như cơ sở dữ liệu phân tích, và ngược lại. Sử dụng các sổ cái phân tán như cơ sở dữ liệu vận hành hoặc phân tích (ví dụ, trong một ứng dụng phân tán triển khai trên mạng lưới blockchain) là sự kết hợp kém hiệu quả, được giải thích chi tiết hơn ở dưới.

Thật vậy, cộng đồng blockchain đang tìm hiểu cách tiếp cận sáng tạo để giải quyết các vấn đề về hiệu suất mà không ảnh hưởng đến bảo mật, nhưng điều này mất thời gian. Ethereum đã thực hiện một số thay đổi trong lĩnh vực này gần đây. Niềm tin phải được đặt ở đâu đó. Blockchain di chuyển niềm tin này khỏi mô hình Web 2.0 truyền thống, nhưng nó không loại bỏ nhu cầu về niềm tin - ít nhất là chưa đến lúc này.

Dữ liệu ngoại chuỗi thời gian thực cung cấp một con đường trực tiếp cho Web3 để tìm hiểu phù hợp với sản phẩm/thị trường. Tuy nhiên, tiếp cận này tìm thấy sự tin cậy dưới dạng dữ liệu hoạt động/phân tích cho các ứng dụng phi tập trung trong hệ thống Web 2.0. Tuy nhiên, các ứng dụng phi tập trung và dịch vụ dựa trên blockchain thành công nhất đã thực hiện sự đánh đổi này, sử dụng các công cụ phù hợp cho công việc phù hợp bằng cách tận dụng mỗi công nghệ theo điểm mạnh của nó.

Trước khi đi sâu vào cách và tại sao Web3 có thể tiến triển với dữ liệu thời gian thực, hãy xem xét trước tiên triển vọng tương lai của Web3, bất kể thách thức ba mặt mà chúng ta vừa xác định.

Những gì sẽ tiếp tục thúc đẩy Web3 phát triển?

Trong những thời điểm như vậy, quan trọng phải nhớ rằng blockchain ≠ tiền điện tử. Tiền điện tử là một ứng dụng của khái niệm và công nghệ cơ bản của blockchain. Tương tự, điều này cũng áp dụng cho NFT và khái niệm rộng lớn hơn về Web3. Khái niệm cốt lõi của blockchain — giao dịch, vị trí và bản ghi công cộng không thể thay đổi về sở hữu — vẫn tiếp tục mang đến một sự tương phản thú vị so với hệ thống tài chính hiện tại, nơi mà những sổ sách này tồn tại trong cơ sở dữ liệu riêng tư chỉ có thể truy cập thông qua cổng thông tin và pháp lý của các tổ chức. Những trường hợp sử dụng có ý nghĩa và giá trị thực tế như thế nào?

Theo McKinsey, các nền tảng cho vay Web3 lớn nhất đã phát hành $200 tỷ USD trong năm 2021. Việc cho vay, gửi tiền, chuyển tiền, hoán đổi tài sản, tài chính thương mại và bảo hiểm đã trở thành các trường hợp sử dụng khả thi. Các ứng dụng sớm khởi đầu khác như cho vay đồng nghiệp, game, mạng xã hội và truyền thông trực tuyến cũng đã thể hiện hoạt động đáng kể.

Dịch vụ danh tính kỹ thuật số và quản lý chuỗi cung ứng và logistics vẫn là những khả năng rõ ràng. Các trường hợp sử dụng giả định trong thế giới ảo được cho là đang đẩy mạnh đầu tư thực tế, với các công ty như Facebook chuyển đổi, đổi tên thành Meta và đặt cược toàn bộ.

Các hệ thống blockchain riêng tư trên mạng lưới đóng và được bảo vệ (ví dụ, Hyperledger Fabric) có thể không phải là những gì người tạo hình dung nhưng hiện nay có thể cung cấp các trường hợp sử dụng chung hơn cho các ngành công nghiệp cụ thể và các tổ chức (với chi phí là một hệ thống Web3 mở cho công chúng). NFT, hoặc khái niệm về token duy nhất, không thể chia nhỏ và không thể thay đổi, mang lại giá trị thương mại tiềm năng thực sự khi đại diện số hóa cho tài sản thoáng qua thế giới thực và chỉ trực tuyến.

Đây là những suy luận công khai an toàn được thực hiện, nhưng vẫn chưa được giải quyết. Việc xác lập kết nối một cách hợp pháp (và đôi khi là vật lý) giữa thế giới thực và NFT số vẫn đang trải qua quá trình thăm dò mở rộng. Nhà cung cấp Web3 Alchemy đã ghi nhận trong báo cáo hàng quý của mình rằng triển khai hợp đồng thông minh tăng 143% so với cùng kỳ năm 2021.

Mặc dù vẫn còn những thách thức đáng kể cần vượt qua, như bất kỳ ý tưởng mới nào, sức hút của quỹ đầu tư, các nhà phát triển và sự quan tâm từ tổ chức thực sự có tiềm năng để thu hút năng lượng thúc đẩy blockchain phát triển. Khi công nghệ cốt lõi trưởng thành hơn, sẽ tạo ra nhiều giá trị Web3 hơn. Với việc tạo ra nhiều giá trị hơn, sẽ xuất hiện cơ hội mới, kích thích sự quan tâm trong việc giải quyết vấn đề quy định, vấn đề pháp lý, quyền riêng tư dữ liệu và cải thiện trải nghiệm của nhà phát triển và người dùng cuối cùng.

Các Yếu Tố Cần Xem Xét Của Nhà Phát Triển Web3 Đối Với Dữ Liệu Trên Chuỗi

Những thách thức mà các sản phẩm blockchain dựa trên Proof of Work đối mặt mở rộng vào kiến trúc cơ bản của chúng. Cơ sở dữ liệu vận hành rất phù hợp cho việc lưu trữ và truy xuất dữ liệu nhanh chóng, hiệu quả. Các cơ sở dữ liệu phân tích xuất sắc trong việc truy vấn và khám phá nhanh chóng, không giới hạn. Các cơ sở dữ liệu phi quan hệ cung cấp các cấp độ khác nhau về khả năng vận hành hoặc phân tích mà không đánh đổi hiệu suất và sẵn có.

Các hệ thống dựa trên blockchain cung cấp các sổ cái an toàn, không thể thay đổi nhưng với chi phí về hiệu suất. Cố gắng sử dụng các sổ cái an toàn, chỉ thêm mới không thể thay đổi như cơ sở dữ liệu hoạt động, phân tích hoặc phi quan hệ sẽ dẫn đến các vấn đề sau:

Hiệu suất không chấp nhận được

Bộ công nghệ Web 2.0 đã đặt kỳ vọng vào trải nghiệm kỹ thuật số nhanh chóng cho hầu hết mọi người trên toàn thế giới, dù sử dụng máy tính bảng, điện thoại thông minh, hoặc máy tính để bàn/máy tính xách tay, không cần mất từ hai phút đến sáu giờ. Hầu hết các triển khai blockchain phổ biến dựa trên các thuật toán Proof of Work chậm để đảm bảo các hoạt động ghi dữ liệu vào lưu trữ dữ liệu blockchain và sự nhất quán trong việc đọc dữ liệu trên mạng lưới nút chậm chạp.

Số lượng dữ liệu gây ra sự gián đoạn trong sản xuất

Blockchain không chỉ là một vấn đề “dữ liệu lớn”; đó là một vấn đề dữ liệu vô cùng lớn và khổng lồ mà chỉ càng lớn hơn với việc sử dụng tăng lên. Ít hệ thống cơ sở dữ liệu hoạt động hoặc phân tích có thể đạt được mức độ này, và thậm chí còn ít hơn có thể thực sự đạt được mức độ mở rộng tuyến tính này, hẹp hơn đáng kể phạm vi lựa chọn.

Dữ liệu mâu thuẫn và không chính xác

Thiết kế phân quyền phổ biến của Blockchain, tính nhất quán cuối cùng và bản chất của Proof of Work khiến nó an toàn nhưng dẫn đến dữ liệu không nhất quán, làm cho nó không phù hợp làm cơ sở dữ liệu hoạt động hoặc phân tích cho các ứng dụng Web3. Do không có thông báo lỗi hoặc mã lỗi cho những vấn đề này, việc viết mã xử lý lỗi để kiểm tra, diễn giải hoặc giải quyết những lỗi này để cố gắng bồi thường mất thời gian hoặc không thể thực hiện. Tự nhiên, gỡ lỗi trong quá trình sản xuất hoặc các khoảnh khắc quan trọng khác là ác mộng cho tất cả các bên liên quan. Hỗ trợ kỹ thuật ở bên dưới sẽ không thể cung cấp câu trả lời cho người dùng bực tức, và các nhà phát triển sẽ không thể cung cấp câu trả lời cho nhân viên hỗ trợ kỹ thuật. Điều này dẫn đến những đánh giá tiêu cực trên cửa hàng ứng dụng.

Chi phí lưu trữ/sử dụng không chấp nhận được

Các hoạt động trên chuỗi rất đắt đỏ: việc lưu trữ 1GB dữ liệu trên chuỗi Ethereum có thể tốn hàng nghìn đô la.

Xem xét khác

Việc lập chỉ mục hoặc đồng bộ dữ liệu blockchain ngoại chuỗi không phải là điều dễ dàng, vì những dữ liệu này không thể đọc được bởi con người. Dữ liệu blockchain cần được giải mã, làm phong phú, tổ chức lại và mô hình hóa dữ liệu thông qua các dịch vụ dữ liệu của bên thứ ba trước khi có thể dễ dàng sử dụng bởi các nhà phát triển.

Giải pháp: Đồng bộ dữ liệu ngoại tuyến thời gian thực

Việc triển khai các mạng blockchain phổ biến đòi hỏi thời gian để giải quyết các vấn đề về hiệu suất có sẵn trong thiết kế của chúng. Xử lý off-chain là một kỹ thuật chính được sử dụng bởi các chuyên gia IT thành công để tận dụng đầy đủ công nghệ cơ sở dữ liệu hiện có và những lợi ích của blockchain, phân bổ mỗi công nghệ cho mục đích được thiết kế tốt nhất của nó. Đơn giản, các ứng dụng phi tập trung nên đọc dữ liệu từ cơ sở dữ liệu off-chain và ghi dữ liệu trở lại chuỗi (nhưng chỉ ghi lại các chi tiết tối thiểu cần thiết cho kết quả giao dịch cuối cùng).

Bằng cách đồng bộ trạng thái của blockchain với cơ sở dữ liệu hoạt động hoặc phân tích trong thời gian thực, bạn đảm bảo sự chính xác và tính đồng bộ của dữ liệu quan trọng cho việc vận hành nhanh chóng của ứng dụng phi tập trung của bạn. Sau đó, sau khi ứng dụng phi tập trung và cơ sở dữ liệu ngoại chuỗi hoàn tất càng nhiều xử lý trước có thể, gửi kết quả cuối cùng trở lại chuỗi.

Các tài sản tĩnh và nhị phân có thể sử dụng các hệ thống như IPFS, nhưng vì những lý do tương tự, nên cân nhắc lưu trữ đối tượng ngoại tuyến (như S3) mọi nơi có thể. Do đó, trong thực tế, một cơ sở dữ liệu ngoại tuyến với một bản sao luôn đồng bộ của trạng thái chuỗi nên trở thành mục tiêu đọc/viết cho càng nhiều khối lượng công việc vận hành hoặc phân tích càng tốt.

Tuy nhiên, như đã thảo luận trước đó, khối lượng dữ liệu (đặc biệt là theo thời gian) có thể làm cho hệ thống cơ sở dữ liệu phổ thông quá tải. Apache Cassandra là một trong những hệ thống cơ sở dữ liệu vận hành mạnh mẽ nhất ở mức độ dung lượng, quy mô và hiệu suất này.

Với mô hình dữ liệu đúng, các ứng dụng có thể trải nghiệm tốc độ dưới một giây mà dự kiến của bộ nhớ cache như Redis và hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cố định (DBMS). Điều gì sẽ xảy ra nếu các dịch vụ dữ liệu phi quan hệ có thể cung cấp dữ liệu lịch sử và luôn cập nhật (thời gian thực) dữ liệu ngoại chuỗi?

Trong quá trình lập chỉ mục, dữ liệu gốc được giải mã tự động. Đối với các nhà phát triển, điều này thay đổi trải nghiệm làm việc với dữ liệu blockchain dưới dạng hệ thập lục phân gốc, như sau:

Đối với dữ liệu có thể đọc được bởi con người, như sau:

Sau đó, các nhà phát triển Web3 thường cần sắp xếp lại và bổ sung dữ liệu blockchain từ các dịch vụ dữ liệu của bên thứ ba như Etherscan, whatsabi, siêu dữ liệu NFT, v.v., để làm cho nó hữu ích cho các truy vấn đơn giản nhất. Nếu dữ liệu được bổ sung sau đó được mô hình hóa thành các bảng cơ sở dữ liệu có thể truy vấn, các nhà phát triển sẽ có đầy đủ khả năng của ngôn ngữ truy vấn DBMS tiêu chuẩn (thay vì phải học các API phân tích blockchain).

Hãy xem một ví dụ:

Developer intent: Tìm kiếm năm bản ghi từ nhóm khối 134

Mã truy vấn thực tế:

Phản hồi hệ thống:

Vậy, điều này trông như thế nào trong thực tế? Để làm cho nó sống động, hãy xem hai ứng dụng mẫu (thời gian thực) này đang sử dụng chính xác các dịch vụ dữ liệu thời gian thực ngoại chuỗi như thế nào. Các nhà phát triển Web3 nên quen thuộc với mã nguồn ứng dụng; nó được viết bằng thư viện phổ biến Web3.js.

Trình duyệt NFT

Tìm kiếm mọi NFT được tạo trong vài giây

Trích xuất lịch sử chuyển khoản của một NFT trong một cuộc gọi API duy nhất

NFT Explorer được xây dựng với React và Next JS, cung cấp cho người dùng cái nhìn hoàn chỉnh về các NFT đã được đúc hoặc chuyển trong thời gian thực trên chuỗi khối Ethereum.

Trình duyệt Blockchain

Trích dữ liệu giá Gas lịch sử theo số khối

Truy vấn số lượng chuyển đổi ERC20 theo số khối

Giống như NFT Explorer, trình duyệt dữ liệu blockchain này trích xuất tất cả dữ liệu blockchain từ dữ liệu off-chain, cung cấp cho người dùng cái nhìn thời gian thực về các khối mới nhất được đào và các giao dịch Ethereum mới nhất.

Cung cấp tất cả những dịch vụ này trên các dịch vụ đám mây được lưu trữ sẽ giúp vượt qua những sự do dự truyền thống để đạt được tính khả dụng và thời gian đưa sản phẩm ra thị trường theo kiểu DBMS quan hệ. Xây dựng các dịch vụ như vậy trên nền tảng Cassandra có thể duy nhất cung cấp để đặt dữ liệu này cùng với ứng dụng Web3 của bạn tại bất kỳ khu vực hoặc nhiều khu vực mà không cần phải chia nhỏ. Việc sao chép tích hợp sẵn trong Cassandra đã được thử nghiệm trong môi trường sản xuất quy mô internet cực kỳ lớn nhất trong hơn một thập kỷ.

Ưu điểm cho Ứng dụng và Nhà phát triển Web3

Bằng cách giảm thiểu kích thước của dApps, lưu trữ dữ liệu blockchain và xử lý blockchain ngoài chuỗi, chi phí hoạt động cho hầu hết các trường hợp sử dụng sẽ được sắp xếp lại theo cấp độ Web 2.0. Trải nghiệm của người dùng về hiệu suất dApp trên thiết bị mà họ lựa chọn trở lại mức chấp nhận được / mong đợi. Sau đó, các nhà phát triển dApp có thể thiết kế các cuộc đối thoại, màn hình và cảnh báo "thời gian chờ" phù hợp để đặt kỳ vọng khi người dùng cần gửi các hoạt động ghi vào hệ thống dựa trên blockchain.

Các vấn đề về tính nhất quán dữ liệu lớn nhất và khó khăn nhất đã được giải quyết, vì hầu hết dữ liệu hoạt động cho một ứng dụng phi tập trung được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu ngoài chuỗi nhanh, đáng tin cậy. Điều này có thể tiết kiệm hàng giờ thời gian gỡ lỗi đầy cảm xúc (và có thể không có kết quả) và tránh các lỗi sản xuất mà có thể không thể giải quyết được.

Bởi vì các hệ thống ngoài chuỗi như cơ sở dữ liệu phi quan hệ có thể xử lý số lượng lớn dữ liệu, ứng dụng phân cấp của bạn sẽ đáp ứng mong đợi về thời gian hoạt động và phản hồi khi blockchain phát triển, mà không cần thiết kế lại hệ thống đắt tiền hoặc viết lại toàn bộ sau vài tháng đưa vào sử dụng. Làm việc với Cassandra— có thể coi là cơ sở dữ liệu phi quan hệ đáng tin cậy, có khả năng mở rộng và nhanh nhất— cũng là một trong những công việc có mức lương cao nhất, theo khảo sát của nhà phát triển Stack Overflow mới nhất.

Lợi ích cho Doanh nghiệp

Các ứng dụng bị hỏng, chậm chạp hoặc không chính xác có thể dẫn đến mất mát không thể khắc phục của người dùng, doanh thu và niềm tin của nhà đầu tư. Nhưng hãy thảo luận về cuộc trò chuyện mà chúng ta tất cả hy vọng sẽ có - những khả năng hứa hẹn thú vị nào có thể đưa trạng thái blockchain đồng bộ theo thời gian thực đến cơ sở hạ tầng không quan hệ ngoại trực tuyến.

Phân tích dApps: Việc tích hợp dApps với cơ sở dữ liệu phân tích ngoại chuỗi mở ra triển vọng của toàn bộ tùy chọn và trường hợp sử dụng 'Web 2.0'.

Khả năng Phát hiện/Phòng ngừa gian lận: Xây dựng các ứng dụng phi tập trung có thể loại bỏ các tác nhân xấu hoặc đánh dấu/chặn lạm dụng, từ đó bảo vệ cộng đồng người dùng và doanh nghiệp của bạn.

Quyền lực cho các Sàn giao dịch Tài sản Kỹ thuật số: Các sàn giao dịch NFT cần dữ liệu thị trường chính xác/cập nhật để tạo điều kiện cho các giao dịch/bán hàng/trao đổi tốt nhất. Ngăn ngừa hối hận của người mua khi họ thấy mặt hàng họ mua với giá thấp hơn chỉ vài phút sau đó, cũng như quy trình hoàn trả tốn nhiều tài nguyên và đánh giá tiêu cực từ người dùng.

Các tính năng dựa trên vị trí: Biết vị trí hiện tại là nền tảng cho nhiều ứng dụng di động hiện nay. Đưa nó vào ứng dụng phi tập trung của bạn!

Ứng dụng IoT: Tốc độ và khả năng ghi dữ liệu được tạo ra bởi máy từ phần mềm hoặc phần cứng chỉ có thể được xử lý một cách không đ compromising bởi các cơ sở dữ liệu phi quan hệ.

Chủ quyền dữ liệu: Để tuân thủ, quy định hoặc lý do pháp lý, tìm bản sao đồng bộ của trạng thái blockchain với ứng dụng phi tập trung của bạn (ở bất kỳ nơi nào trên thế giới mà nó được triển khai).

Thời gian phân tích giao dịch blockchain được xác định bởi giao thức, và nếu không có phí gas/giao dịch hoặc sử dụng dịch vụ tăng tốc, thì không thể tăng tốc được. Bằng cách tiền xử lý càng nhiều càng tốt ngoại chuỗi, bạn có thể giảm thiểu kích thước và tần suất của giao dịch cho kết quả cuối cùng. Điều này sẽ làm giảm chi phí ghi chuỗi cho bất kỳ trường hợp sử dụng nào và cải thiện tốc độ dApp.

Thử nó một cách Self-Service

Sự tập trung vào dữ liệu thời gian thực không chỉ dừng lại ở blockchain. Đây là một lĩnh vực mà ngành công nghiệp đã đổi mới trong hơn một thập kỷ. Nhưng các công nghệ như blockchain giúp thể hiện tầm quan trọng của việc dữ liệu thời gian thực là một phần của kiến trúc dữ liệu và mô hình kinh doanh.

Khi chúng ta chờ đợi mật mã lượng tử dưới dạng dịch vụ, sự phổ biến của đồng hồ nguyên tử, và những đổi mới mới trong các thuật toán đồng thuận phân tán, dữ liệu thời gian thực hiện có thể được thu thập thông qua cấu trúc chi phí Web 2.0. Dữ liệu thời gian thực vẫn sẽ là một phần cốt lõi, cơ bản của bất kỳ triển khai blockchain nào trong tương lai.

Tuyên bố:

1. Bài viết này được tái bản từ [ AIcoin]. Tất cả bản quyền thuộc về tác giả gốc [Pieter Humphrey, DataStax]. Nếu có ý kiến ​​phản đối về việc tái in này, vui lòng liên hệ Cổng Họcđội và họ sẽ xử lý nhanh chóng.
2. Tuyên bố từ chối trách nhiệm: Các quan điểm và ý kiến được thể hiện trong bài viết này chỉ là của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Các bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi nhóm Gate Learn. Trừ khi được nêu rõ, việc sao chép, phân phối hoặc sao chép trên các bản dịch là không được phép.