บล็อกกำพร้ากับบล็อกลุง: ความแตกต่างที่สำคัญ

นิยามของบล็อกกำพร้าและบล็อกลุง

ในแวดวงเทคโนโลยีบล็อกเชนที่ซับซ้อน บล็อก “กำพร้า” และ “บล็อกลุง” มีบทบาทสำคัญในการจัดการการแพร่กระจายข้อมูลและความเห็นพ้องของเครือข่ายแบบกระจายศูนย์ แม้ว่าบางครั้งคำเหล่านี้จะใช้แทนกันได้ แต่ทั้งสองคำนี้หมายถึงแนวคิดที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาถึงโปรโตคอลบล็อกเชนที่แตกต่างกัน เช่น Bitcoin และ Ethereum

บล็อกกำพร้าคืออะไร

บล็อกกำพร้า คือบล็อกที่ถูกต้องซึ่งถูกขุดเกือบจะพร้อมกันกับบล็อกอื่น แต่ท้ายที่สุดแล้วไม่ได้รวมอยู่ในเชนที่ยาวที่สุดที่เรียกว่า “เชนหลัก” ของเครือข่ายบล็อกเชน ซึ่งอาจเป็นผลมาจากการที่นักขุดสองคนแก้ไขบล็อกในเวลาเดียวกัน ทำให้เกิดการ fork ชั่วคราว ในที่สุดเครือข่ายจะแก้ไขการ fork นี้โดยการยอมรับบล็อกหนึ่งเข้าสู่เชนหลัก ซึ่งโดยปกติจะเป็นบล็อกที่จะกลายเป็นฐานสำหรับบล็อกถัดไป และปฏิเสธอีกบล็อกหนึ่ง บล็อกที่ถูกปฏิเสธจะกลายเป็นบล็อกกำพร้า

ลักษณะสำคัญของบล็อกกำพร้าประกอบด้วย:

• บล็อกเหล่านี้มีความถูกต้องในแง่ของงานคำนวณ แต่ถูกลบออกจากเครือข่ายหลัก
• บล็อกเหล่านี้ไม่ส่งผลต่อประวัติการทำธุรกรรมที่ใช้งานบนเครือข่าย
• บล็อกเหล่านี้จะไม่ได้รับรางวัลบล็อกจากนักขุดในโปรโตคอลเช่น Bitcoin

บล็อกลุงคืออะไร

ในขณะเดียวกัน บล็อกลุง (หรือที่เรียกว่าบล็อก "ommer") เป็นบล็อกที่มีผลใช้ได้เพียงบางส่วนและได้รับการยอมรับในเครือข่ายบางประเภทเช่น Ethereum เช่นเดียวกับบล็อกกำพร้า บล็อกลุงจะถูกสร้างขึ้นเมื่อมีการขุดบล็อกสองบล็อกเกือบจะพร้อมกัน แต่มีเพียงบล็อกเดียวเท่านั้นที่ไปถึงเครือข่ายหลัก อย่างไรก็ตาม บล็อกลุงไม่ได้ถูกละเว้นโดยสิ้นเชิง ซึ่งแตกต่างจากบล็อกกำพร้า ใน Ethereum บล็อกลุงจะถูกอ้างอิงโดยบล็อกที่บล็อกหลังๆ และยังคงได้รับรางวัล แม้ว่าจะมีอัตราที่ลดลงก็ตาม

คุณสมบัติที่โดดเด่นของบล็อกลุง ได้แก่:

• บล็อกลุงเป็นบล็อกที่ถูกต้องซึ่งไม่ได้ถูกเลือกสำหรับเชนที่ยาวที่สุด แต่ได้รับการยอมรับ
• Ethereum ให้รางวัลแก่นักขุดบล็อกลุงเพื่อส่งเสริมการกระจายอำนาจ
• บล็อกลุงมีส่วนช่วยบางส่วนในการรักษาความปลอดภัยของเครือข่ายและความเป็นธรรมในการแพร่กระจายบล็อก

โดยสรุป แม้ว่าบล็อกลุงและบล็อกลุงจะเกิดขึ้นจากสถานการณ์เดียวกัน นั่นคือบล็อกที่แข่งขันกันถูกสร้างขึ้นพร้อมกัน แต่วิธีที่เครือข่ายปฏิบัติต่อบล็อกทั้งสองนี้ทำให้บล็อกทั้งสองมีความแตกต่างกัน บล็อกลุงจะถูกลบออก ในขณะที่บล็อกลุงอาจยังคงมีบทบาทในกระบวนการฉันทามติ

เพื่อให้เข้าใจความแตกต่างระหว่างบล็อกกำพร้าและบล็อกลุงได้ดียิ่งขึ้น เราต้องศึกษาว่าโปรโตคอลบล็อกเชนต่างๆ จัดการกับการแพร่กระจายบล็อกและความเห็นพ้องต้องกันอย่างไร โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ Bitcoin และ Ethereum โปรโตคอลไม่เพียงแต่กำหนดว่าบล็อกเหล่านี้ประกอบด้วยอะไร แต่ยังกำหนดด้วยว่าบล็อกเหล่านี้ส่งผลต่อแรงจูงใจในการขุด ความปลอดภัย และกลไกการขยายขนาดอย่างไร

Bitcoin และบล็อกกำพร้า

ในบล็อกเชน Bitcoin เมื่อนักขุดสองคนแก้ไขบล็อกในเวลาเดียวกัน โหนดอาจได้รับและเผยแพร่บล็อกเชนเวอร์ชันต่างๆ ชั่วคราว ความเห็นพ้องต้องกันของ Bitcoin จะกำหนดว่าบล็อกใดจะเป็นส่วนหนึ่งของเชนหลักโดยใช้ความเห็นพ้องต้องกันของ Nakamoto: เชนที่มีหลักฐานการทำงานสะสมมากที่สุดจะได้รับการยอมรับว่าเป็นเชนที่ถูกต้อง บล็อกที่ถูกทิ้งจะถูกพิจารณาว่าเป็นบล็อกกำพร้า

ซึ่งมีผลสืบเนื่องหลายประการ:

• นักขุดที่สร้างบล็อกกำพร้าจะสูญเสียรางวัลบล็อกและค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรม
• สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดพฤติกรรมการขุดแบบรวมศูนย์ ซึ่งนักขุดจะพยายามค้นหาและสร้างบล็อกบนเชนที่ยาวที่สุดอย่างรวดเร็ว
• บล็อกกำพร้าจะไม่ถูกเก็บไว้ในบัญชีแยกประเภทถาวรและไม่ได้ถูกใช้สำหรับการตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรม

ไม่มีกลไกลุงที่เป็นทางการ ใน Bitcoin โปรโตคอลจะถือว่าบล็อกที่ไม่ใช่บล็อกเชนหลักทั้งหมดเป็นบล็อกกำพร้าที่สมบูรณ์ โดยไม่มีเส้นทางการกู้คืนหรือรางวัลบางส่วน

Ethereum และบล็อกลุง

Ethereum ได้นำเสนอกลไกที่ครอบคลุมมากขึ้น โดยจดจำบล็อกเก่าว่าเป็น "บล็อกลุง" โปรโตคอล GHOST (Greedy Heaviest Observed Subtree) อนุญาตให้ Ethereum รวมบล็อกย่อย (uncle) ไว้ในเชนโดยอ้อม:

• บล็อกสามารถอ้างอิงบล็อกเก่า (uncle) เพื่อรักษาความยุติธรรมของเครือข่าย
• รางวัล uncle (โดยปกติจะคิดเป็นเศษส่วนของรางวัลบล็อกทั้งหมด) จะถูกแจกจ่ายให้กับนักขุดของบล็อกย่อย (uncle) และนักขุดที่รวมบล็อกย่อยนั้นไว้ในบล็อกถัดไป
• ภายใต้กฎ Ethereum 1.0 บล็อกย่อยสามารถรวมบล็อกย่อยได้สูงสุดสองบล็อก

การออกแบบนี้ช่วยเพิ่มความต้านทานของ Ethereum ต่อการรวมศูนย์ และส่งเสริมการมีส่วนร่วมโดยการให้เครดิตบางส่วนสำหรับความพยายามในการขุดแบบปิด นอกจากนี้ยังช่วยให้เวลาบล็อกเร็วขึ้น (~13 วินาที เทียบกับ 10 นาทีของ Bitcoin) ซึ่งเพิ่มโอกาสการชนกันของบล็อกโดยไม่ทำให้นักขุดต้องรับโทษหนักเท่า Bitcoin

เมื่อ Ethereum 2.0 เปลี่ยนไปใช้ Proof of Stake คาดว่าความเกี่ยวข้องของบล็อก Uncles จะลดลง แต่ยังคงเป็นคุณสมบัติสำคัญของโมเดลการแพร่กระจายบล็อกเดิมของ Ethereum

การจัดการบล็อกกำพร้าและบล็อกลุงมีผลกระทบอย่างมากต่อความปลอดภัยของเครือข่าย ประสิทธิภาพ และกลยุทธ์การขุด วิธีการที่แตกต่างกันในการจดจำบล็อกสามารถมีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของนักขุด ความสมบูรณ์ของธุรกรรม และพลวัตของการกระจายอำนาจทั่วทั้งเครือข่าย

ผลกระทบต่อประสิทธิภาพการขุด

จากมุมมองของนักขุด การสร้างบล็อกที่สิ้นสุดอยู่นอกเครือข่ายหลัก (ไม่ว่าจะเป็นบล็อกกำพร้าหรือบล็อกลุง) ถือเป็นการสูญเสียทรัพยากร เนื่องจากการขุดเป็นกระบวนการที่มีการแข่งขันและใช้ทรัพยากรอย่างสิ้นเปลือง วิธีที่บล็อกเชนให้รางวัลหรือเพิกเฉยต่อบล็อกเก่าจึงส่งผลต่อกลยุทธ์การดำเนินงาน:

• นักขุด Bitcoin มักนิยมสร้างบล็อกบนบล็อกที่พวกเขารู้ว่าอยู่ในเครือข่ายหลัก บล็อกกำพร้าไม่ได้ให้รางวัลใดๆ ทำให้เกิด "การแข่งขันเพื่อออกอากาศ" ภายใต้ข้อจำกัดด้านเวลาแฝง
• รางวัลบางส่วนของ Ethereum สำหรับบล็อกลุงจะช่วยลดความเสี่ยงนี้ ทำให้ระบบนิเวศเป็นมิตรต่อนักขุดขนาดเล็กหรือผู้ที่อยู่ไกลจากศูนย์กลางเครือข่ายมากขึ้น

สิ่งนี้นำไปสู่ความไม่สมดุล โดย Ethereum ผ่านบล็อกลุง ส่งเสริมการมีส่วนร่วมที่กว้างขึ้นและพฤติกรรมการขุดที่สมดุลมากขึ้น ซึ่งอาจลดการรวมพลังแฮชและส่งเสริมการกระจายอำนาจ

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัยของเครือข่าย

ความปลอดภัยในเครือข่ายบล็อกเชนเชื่อมโยงอย่างลึกซึ้งกับกระบวนการฉันทามติ การจัดการบล็อกกำพร้าและบล็อกลุงจะส่งผลต่อสิ่งต่อไปนี้:

• ความสิ้นสุด: โอกาสที่ธุรกรรมจะถูกย้อนกลับจะสูงขึ้นในเครือข่ายที่มีแนวโน้มเกิดบล็อกกำพร้า เนื่องจากการ fork อาจทำให้เกิดการจัดระเบียบบล็อกใหม่
• โครงสร้างแรงจูงใจ: การให้รางวัลบล็อกลุงจะลดผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานการขุดแบบรวมศูนย์ ซึ่งช่วยปรับปรุงความยุติธรรมของโปรโตคอล

ตัวอย่างเช่น เมื่อ Bitcoin แก้ไขปัญหาบล็อกกำพร้า ธุรกรรมทั้งหมดในบล็อกกำพร้านั้นอาจถูกส่งคืนไปยัง mempool เพื่อรวมไว้ในบล็อกถัดไป ซึ่งอาจส่งผลต่อความล่าช้าของธุรกรรมและอาจทำให้เกิดปัญหาการใช้จ่ายซ้ำซ้อนในบางกรณีได้

ในทางตรงกันข้าม การรวมบล็อกลุงของ Ethereum จะช่วยเสริมประสิทธิภาพการรับส่งข้อมูลของเครือข่ายที่สูงขึ้นและการยืนยันที่รวดเร็วขึ้นโดยไม่ส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยอย่างมีนัยสำคัญ นอกจากนี้ยังช่วยลดแรงกดดันจากการรวมศูนย์ ทำให้โหนดที่มีความหน่วงต่ำ (เช่น นักขุดรายบุคคล) มีฐานที่มั่นในกลุ่มรางวัล

การปรับตัวในเครือข่ายบล็อกเชนสมัยใหม่

โปรโตคอลบล็อกเชนสมัยใหม่สร้างขึ้นบนหลักการเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น:

• โปรโตคอลอย่าง Ethereum Classic ก็มีบล็อกลุงเหมือนกัน แต่วิธีการคำนวณรางวัลลุงอาจแตกต่างกันไป
• Horizen และ Zilliqa ได้นำเสนอโซลูชันทางเลือก เช่น การแบ่งส่วนและการแยกเครือข่าย เพื่อลดอัตราบล็อกกำพร้า
• เครือข่าย Proof-of-Stake (PoS) ที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ มักจะหลีกเลี่ยงแนวคิดของบล็อกกำพร้าและบล็อกลุงโดยสิ้นเชิง โดยเน้นที่ความชัดเจนของความสมบูรณ์แบบผ่านฉันทามติของผู้ตรวจสอบ แทนที่จะเน้นการแข่งขันในการขุด

โดยพื้นฐานแล้ว แม้ว่าบล็อกกำพร้าและบล็อกลุงจะเกิดจากข้อจำกัดทางเทคนิคเดียวกัน นั่นคือ ความหน่วงของเวลาบล็อกในเครือข่ายที่กระจายอยู่ทั่วโลก แต่บล็อกเชนแต่ละบล็อกก็ปรับตัวได้ไม่เหมือนกัน การเลือกที่จะละทิ้งหรือรวมบล็อกเหล่านี้เข้าด้วยกัน เผยให้เห็นคุณค่าหลักของเครือข่าย ได้แก่ ประสิทธิภาพ ความยุติธรรม หรือการจัดลำดับความสำคัญด้านความปลอดภัย

การทำความเข้าใจกลไกเหล่านี้ไม่เพียงแต่ช่วยเสริมศักยภาพให้กับนักพัฒนาและนักขุดเท่านั้น แต่ยังเป็นข้อมูลประกอบการตัดสินใจสำหรับองค์กรต่างๆ ที่สร้างแอปพลิเคชันบนแพลตฟอร์มบล็อกเชน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องเลือกระหว่างเครือข่ายอย่าง Bitcoin และ Ethereum