Vào năm 2017, bản nâng cấp SegWit đã trở thành một bước tiến quan trọng cho Bitcoin và các blockchain tương tự, nhờ đó đã mang lại nhiều lợi ích đáng kể cho thị trường tiền điện tử. Vậy SegWit là gì mà lại có tiềm năng phát triển như vậy. Trong bài viết hôm nay, Coin568 sẽ đi sâu vào tìm hiểu SegWit, giải thích cơ chế hoạt động cũng như phân tích ưu và nhược điểm của thuật ngữ này nhé!
SegWit là gì?
SegWit hay Segregated Witness là một cải tiến kỹ thuật được triển khai trên blockchain Bitcoin nhằm mục đích mở rộng khả năng xử lý giao dịch. Bằng cách tách chữ ký số ra khỏi dữ liệu giao dịch chính, SegWit giúp giảm kích thước của mỗi giao dịch, từ đó cho phép nhiều giao dịch được đưa vào một khối hơn. Điều này giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch và giảm phí giao dịch trên mạng lưới Bitcoin.
Mạng lưới Bitcoin có tốc độ xử lý giao dịch bị giới hạn bởi thời gian tạo khối, trung bình mỗi khối mất khoảng 10 – 15 phút để xác nhận. Do đó, dung lượng của mỗi khối quyết định số lượng giao dịch được xử lý.
Vào năm 2015, SegWit đã được phát triển như một bản nâng cấp giao thức, tập trung vào việc cung cấp một giải pháp tạm thời để tăng cường khả năng xử lý giao dịch của blockchain Bitcoin và các hệ thống Blockchain tương tự.
Vào ngày 24 tháng 8 năm 2017, Bitcoin đã chính thức áp dụng bản nâng cấp Segregated Witness (SegWit).
Cách thức SegWit hoạt động như thế nào?
Mạng lưới Bitcoin được xây dựng dựa trên công nghệ blockchain phân tán, hoạt động theo mô hình ngang hàng P2P. Các máy chủ tham gia mạng lưới (nodes) có nhiệm vụ giám sát và xác thực các giao dịch Bitcoin. Do mọi giao dịch đều được nhân bản trên tất cả các node, việc thay đổi hoặc phá hỏng giao dịch trở nên vô cùng khó khăn.
Thông tin giao dịch được chia sẻ trên nhiều nút trong mạng lưới, bao gồm 2 phần chính là đầu vào và đầu ra. Mỗi giao dịch có thể bao gồm một hoặc nhiều đầu vào và đầu ra.
- Địa chỉ công khai của người nhận được gọi là đầu ra.
- Địa chỉ công khai của người gửi được gọi là đầu vào.
Chữ ký số chiếm phần lớn không gian giao dịch, đóng vai trò xác thực số dư của người gửi trước khi giao dịch được thực hiện.
Do những giới hạn về mặt kỹ thuật, mỗi khối trên blockchain Bitcoin chỉ có thể chứa một số lượng giao dịch nhất định. Điều này dẫn đến tình trạng quá tải, khi mà khối lượng giao dịch ngày càng tăng, gây ra sự chậm trễ trong quá trình xử lý và xác nhận. Trong một số trường hợp, thời gian xác nhận một giao dịch có thể kéo dài đến hàng giờ.
Để giải quyết vấn đề tạm thời, SegWit đã được ra đời. Đây là phương pháp tách chữ ký điện tử ra khỏi dữ liệu giao dịch. SegWit là viết tắt của Segregated Witness, công nghệ này giúp giải phóng không gian lưu trữ vì chữ ký điện tử chiếm tới 65% dung lượng giao dịch.
Cụ thể, SegWit di chuyển dữ liệu chữ ký ra khỏi phần đầu vào của giao dịch và lưu trữ ở một cấu trúc riêng biệt. Nhờ vậy, giới hạn kích thước khối được nâng lên 4 MB, dù kích thước khối thực tế vẫn giữ ở mức 1 MB. Các lợi ích khác của SegWit sẽ được đề cập ở phần sau của bài viết.
Ưu và nhược điểm của SegWit là gì?
Có thể thấy bên cạnh những lợi ích, SegWit cũng có một số hạn chế nhất định mà người dùng cần lưu ý. Vậy SegWit thực sự cải thiện hệ thống như thế nào và liệu có nhược điểm nào có thể ảnh hưởng đến trải nghiệm giao dịch của bạn? Hãy cùng tìm hiểu kỹ hơn để có cái nhìn toàn diện trước khi đưa ra quyết định nhé.
Ưu điểm
Tối ưu hoá khả năng lưu trữ của mỗi khối
Một trong những ưu điểm nổi bật của SegWit là khả năng tăng dung lượng lưu trữ của mỗi khối. Bằng cách tách dữ liệu chữ ký ra khỏi phần đầu vào của giao dịch, SegWit cho phép mỗi khối chứa được nhiều giao dịch hơn.
Mỗi giao dịch trên blockchain Bitcoin bao gồm 2 thành phần chính là dữ liệu đầu vào và dữ liệu đầu ra.
Cụ thể, phần dữ liệu đầu vào ghi lại địa chỉ công khai của người gửi, còn phần dữ liệu đầu ra ghi lại địa chỉ công khai của người nhận. Để đảm bảo tính hợp lệ, người gửi cần sử dụng chữ ký số để chứng minh việc chuyển tiền. Nếu không có SegWit, chữ ký số có thể chiếm tới 65% kích thước của một khối giao dịch.
SegWit áp dụng phương pháp tách dữ liệu chữ ký khỏi dữ liệu đầu vào của giao dịch, từ đó tối ưu hóa kích thước khối, cho phép xử lý lượng giao dịch tương đương khối 4 MB, dù kích thước khối thực tế vẫn là 1 MB.
Điều quan trọng cần hiểu là SegWit không thay đổi kích thước khối gốc. Về cơ bản, đây là một kỹ thuật giúp tăng hiệu quả sử dụng không gian khối, cho phép chứa nhiều giao dịch hơn mà không cần nâng giới hạn kích thước khối.
Nói một cách rõ ràng, kích thước khối thực tế không thay đổi vẫn là 1 MB, nhưng SegWit cho phép xử lý lượng giao dịch tương đương với khối 4 MB.
Ngoài ra, SegWit đưa ra khái niệm “trọng lượng khối” để thay thế cho kích thước khối truyền thống. Trọng lượng khối bao gồm dữ liệu giao dịch (1 MB) và dữ liệu chữ ký (tối đa 3MB), với dữ liệu chữ ký được tách biệt khỏi dữ liệu đầu vào.
Tăng thời gian xử lý giao dịch
Nhờ khả năng tăng dung lượng lưu trữ giao dịch, SegWit cũng góp phần nâng cao tốc độ xử lý giao dịch. Điều này đạt được do số lượng giao dịch được xử lý trên mỗi khối tăng lên. Mặc dù thời gian tạo khối không thay đổi nhưng mỗi khối giờ đây có thể xử lý nhiều giao dịch hơn, dẫn đến tăng chỉ số TPS (giao dịch mỗi giây).
Việc tốc độ xử lý giao dịch được cải thiện nhờ SegWit cũng đồng thời làm giảm phí giao dịch trên mạng lưới Bitcoin. Trước đây, người dùng có thể phải trả đến 30 đô la cho mỗi giao dịch, nhưng SegWit đã giảm chi phí này xuống mức rất thấp chỉ còn dưới 1 đô la cho mỗi giao dịch.
Giải quyết vấn đề về khả năng thay đổi giao dịch (malleability bug)
Một trong những điểm yếu của Bitcoin là khả năng chữ ký số bị thay đổi trái phép. Việc thay đổi chữ ký trong giao dịch có thể dẫn đến tình trạng giao dịch bị hỏng. Do đặc tính bất biến của blockchain, các giao dịch không hợp lệ có thể bị ghi lại vĩnh viễn trên hệ thống.
Với SegWit, chữ ký số được tách rời khỏi dữ liệu giao dịch chính. Nhờ đó, việc thay đổi dữ liệu giao dịch bởi các đối tượng xấu trở nên bất khả thi. Điều này không chỉ khắc phục được lỗ hổng bảo mật mà còn tạo tiền đề cho sự phát triển của các công nghệ blockchain tiên tiến hơn, bao gồm các giao thức lớp thứ hai và hợp đồng thông minh.
Nhược điểm
Hạn chế về tính tương thích
Vì SegWit là một bản soft fork, tức là một bản nâng cấp không bắt buộc, nên không phải tất cả các nút (node) Bitcoin đều cập nhật lên phiên bản này. Điều này dẫn đến một số hạn chế trong quá trình sử dụng.
Cụ thể như, không phải tất cả các ví và sàn giao dịch đều hỗ trợ công nghệ SegWit. Chính vì vậy, nếu người dùng muốn gửi Bitcoin đến các nền tảng này, họ chỉ có thể sử dụng địa chỉ Bitcoin Legacy (địa chỉ Bitcoin cũ).
Tốc độ triển khai chậm
Việc triển khai Segregated Witness trên mạng lưới Bitcoin ban đầu diễn ra chậm chạp do yêu cầu sự đồng thuận từ cộng đồng và cần các nhà phát triển nâng cấp hệ thống. Sau khi được kích hoạt vào ngày 24 tháng 8 năm 2017, tỷ lệ chấp nhận SegWit tăng trưởng dần theo thời gian. Đến tháng 10 năm 2017, khoảng 7 – 10% tổng số giao dịch Bitcoin sử dụng SegWit và con số này tiếp tục tăng trong những năm tiếp theo.
Cách ứng dụng SegWit vào giao dịch
Chắc hẳn các bạn đều có thắc mắc những lợi ích mà chúng ta có thể nhận được từ SegWit là gì. Có thể nói, SegWit đem lại 3 lợi ích chính như sau:
- Bảo mật cao hơn: SegWit giúp tăng cường tính bảo mật so với các địa chỉ Bitcoin truyền thống.
- Tốc độ giao dịch nhanh hơn: SegWit tối ưu hóa dung lượng khối, cho phép xử lý giao dịch nhanh hơn.
- Phí giao dịch thấp hơn: SegWit đã giúp giảm đáng kể chi phí giao dịch trên mạng Bitcoin.
Vậy, người dùng thông thường có thể tận dụng SegWit như thế nào? Bằng cách sử dụng địa chỉ ví SegWit khi nhận Bitcoin, bạn sẽ trải nghiệm đầy đủ các lợi ích của công nghệ này. Dữ liệu thu thập vào cuối tháng 8 năm 2020 cho thấy tỷ lệ sử dụng SegWit trên mạng Bitcoin đã đạt 67% và con số này chắc chắn đã tăng lên đáng kể ở thời điểm hiện tại.
Định dạng địa chỉ Bitcoin hiện nay đang được chia thành 4 loại chính như sau:
Legacy (P2PKH)
Đây là định dạng địa chỉ Bitcoin truyền thống, bắt đầu bằng số 1.
Một ví dụ điển hình là 1Fh7ajXabJBpZPZw8bjD3QU4CuQ3pRty9u. Định dạng này xuất hiện từ những ngày đầu của Bitcoin và vẫn được sử dụng rộng rãi.
Thuật ngữ P2PKH là viết tắt của Pay To PubKey Hash, dịch sang tiếng Việt là Thanh toán cho hash khóa công khai.
Nested (P2SH)
Đây là loại địa chỉ Bitcoin mà một số địa chỉ sẽ bắt đầu bằng số 3. Nó thường được sử dụng cho các địa chỉ đa chữ ký.
3EktnHQD7RiAE6uzMj2ZifT9YgRrkSgzQXP là một minh họa cho định dạng địa chỉ P2SH (Pay-to-Script-Hash). P2SH hoạt động bằng cách thanh toán đến một hash tập lệnh, cho phép xác định các điều kiện chi tiêu Bitcoin thông qua các tập lệnh (script). Các tập lệnh này cùng với hash của chúng đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý các giao dịch Bitcoin.
Mặc dù có cấu trúc tương tự P2PKH nhưng định dạng P2SH cho phép thực hiện các giao dịch phức tạp hơn. Các tập lệnh P2SH thường được dùng trong địa chỉ đa chữ ký, nơi cần nhiều chữ ký số để xác nhận giao dịch. Chẳng hạn, một địa chỉ bắt đầu bằng 3 có thể yêu cầu sự đồng ý của hai trong số ba người để thực hiện giao dịch.
Hai loại địa chỉ đã đề cập trước đó là các địa chỉ giao dịch truyền thống, không sử dụng công nghệ SegWit (nhân chứng tách biệt). Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu về hai loại địa chỉ SegWit chính thống.
Định dạng Nested SegWit (P2SH): Đây là loại địa chỉ bắt đầu bằng số 3 và tương thích với công nghệ SegWit.
Ví dụ: 3KF9nXowQ4asSGxRzeiTpDjMuwM2nypANA là một địa chỉ Nested SegWit, bắt đầu bằng số 3.
Việc sử dụng phương thức P2SH để đóng gói dữ liệu SegWit cho phép các nút (node) cũ nhận diện và xử lý loại địa chỉ này.
Không cần thiết phải phân biệt địa chỉ Bitcoin tiền tố 3 là địa chỉ đa chữ ký hay SegWit. Điều quan trọng bạn cần nhớ là địa chỉ tiền tố 3 được hỗ trợ phổ biến, và bạn có thể giao dịch Bitcoin với cả địa chỉ tiền tố 1 và bc1.
Native
Định dạng Native SegWit (Bech32): Đây là loại địa chỉ SegWit gốc, với các địa chỉ bắt đầu bằng bc1.
Chẳng hạn: bc1qf3uwcxaz779nxedw0wry89v9cjh9w2xylnmqc3
Bech32 là định dạng địa chỉ được phát triển riêng cho SegWit, được quy định trong BIP173 vào cuối năm 2017. Điểm nổi bật của Bech32 là tính không phân biệt chữ hoa chữ thường (chỉ sử dụng các ký tự 0-9 và a-z), giúp hạn chế sai sót và tăng cường khả năng đọc khi nhập địa chỉ.
Vì yêu cầu ít ký tự hơn, định dạng địa chỉ Bech32 sử dụng mã hóa Base32 thay vì Base58, giúp quá trình tính toán trở nên thuận tiện và hiệu quả hơn. Ngoài ra, dữ liệu có thể được lưu trữ một cách gọn gàng hơn trong mã QR.
Bech32 mang lại mức độ bảo mật cao hơn với mã phát hiện lỗi tổng kiểm tra được tối ưu hóa, giảm thiểu khả năng tạo ra địa chỉ không hợp lệ. Địa chỉ Bech32 vốn dĩ đã tương thích với SegWit, loại bỏ nhu cầu thêm không gian để tích hợp địa chỉ SegWit vào địa chỉ P2SH. Do đó, việc sử dụng định dạng địa chỉ Bech32 giúp giảm phí xử lý giao dịch.
So với địa chỉ Base58 truyền thống (sử dụng mã hóa Base58Check để chuyển đổi dữ liệu byte của Bitcoin thành chuỗi ký tự dễ đọc), địa chỉ Bech32 mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Mã QR được tạo từ địa chỉ Bech32 nhỏ hơn, ít xảy ra lỗi hơn, an toàn hơn và không phân biệt chữ hoa chữ thường. Thêm vào đó, việc chỉ sử dụng chữ cái thường giúp địa chỉ Bech32 trở nên dễ đọc và dễ nhập hơn.
Địa chỉ nhân chứng tách biệt gốc, hay Bech32, có hai dạng: P2WPKH và P2WSH, đều bắt đầu bằng bc1q.
Ví dụ về địa chỉ Native P2WPKH: bc1qmgjswfb6eXcmuJgLxvMxAo1tth2QCyyPYt8shz
Ví dụ về địa chỉ Native P2WSH:
bc1q09zjqeetautmyzrxn9d2pu5c5glv6zcmj3qx5axrltslu90p88pqykxdv4wj
Địa chỉ SegWit phiên bản 0 luôn có tiền tố bc1q. Đối với địa chỉ Pay-to-Witness-Public-Key-Hash (P2WPKH), độ dài luôn là 42 ký tự.
Địa chỉ Pay-to-Witness-Script-Hash (P2WSH) có độ dài cố định là 62 ký tự. P2WPKH thường được dùng cho các giao dịch cá nhân, còn P2WSH thường được dùng cho các giao dịch đa chữ ký.
Vào năm 2019, một lỗ hổng đã được phát hiện trong địa chỉ Bech32. Nếu ký tự cuối cùng của địa chỉ là “P” và người dùng vô tình nhập thêm một hoặc nhiều ký tự “Q” sau đó, quá trình kiểm tra tổng kiểm tra vẫn có thể bỏ qua lỗi. Kết quả là, ví điện tử có thể xem địa chỉ là hợp lệ và cho phép giao dịch, dẫn đến việc Bitcoin bị gửi đến địa chỉ không tồn tại và không thể khôi phục.
Một tin vui là định dạng Bech32 chỉ được áp dụng cho SegWit và địa chỉ SegWit có độ dài cố định chỉ 20 hoặc 32 byte. Do đó, nếu người dùng nhập thêm ký tự “Q” vào địa chỉ đã đủ 20 hoặc 32 byte, địa chỉ đó sẽ tự động trở nên không hợp lệ. Ví điện tử sẽ nhận ra sai sót và ngăn chặn giao dịch.
Ý tưởng ban đầu là áp đặt giới hạn độ dài địa chỉ tương tự lên Taproot nhưng một giải pháp thay thế đã được tìm ra, loại bỏ sự cần thiết của giới hạn này. Việc cho phép độ dài địa chỉ thay đổi sẽ mang lại lợi ích cho việc phát triển Taproot trong tương lai.
P2TR
Định dạng P2TR (Bech32m): Đây là định dạng địa chỉ Taproot, với các địa chỉ bắt đầu bằng bc1p.
Ví dụ địa chỉ P2TR: bc1pqs7w62shf5ee3qz5jaywle85jmg8suehwhOawnqxevre9k7zvqdz2mOn
Để giải quyết vấn đề của Bech32, tiêu chuẩn Bech32m đã được đưa ra. Bech32m cải thiện bằng cách thêm một chữ số vào thuật toán kiểm tra tổng, giúp phát hiện các ký tự thừa trong địa chỉ.
Tiêu chuẩn Bech32m chỉ được áp dụng cho địa chỉ Taproot và các định dạng địa chỉ trong tương lai. Địa chỉ SegWit hiện tại không bị ảnh hưởng vì chúng đã có giới hạn độ dài 20 hoặc 32 byte.
Để giải quyết các vấn đề của Bech32, BIP0350 đã đưa ra tiêu chuẩn Bech32m:
- Địa chỉ Native SegWit phiên bản 0 tiếp tục sử dụng Bech32.
- Địa chỉ Native SegWit phiên bản 1 trở lên sử dụng Bech32m.
Địa chỉ Bech32m có tiền tố “bc1p” khi phiên bản là 1, tức là địa chỉ Taproot.
>> Xem thêm: BVM là gì? Tìm hiểu về công nghệ blockchain tiềm năng Bitcoin Virtual Machine
Kết luận
Vậy là chúng ta đã tìm hiểu xong về khái niệm SegWit là gì. Qua thời gian, SegWit đã chứng minh là một bản nâng cấp quan trọng cho Bitcoin và các blockchain tương tự, mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Hy vọng trong tương lai. Mặc dù việc triển khai SegWit dưới dạng soft fork có thể gây ra một số hạn chế về khả năng tương thích với các ví và sàn giao dịch cũ, nhưng những lợi ích mà nó mang lại đã thúc đẩy sự chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng tiền điện tử.
Tôi là Phùng Cảnh Lang, với hơn 5 năm kinh nghiệm trong thị trường Crypto, tôi hy vọng những bài viết của mình thật sự hữu ích với bạn. Là một người từng trải, tôi rất mong khi ai đó gia nhập vào thị trường Crypto hãy nên trang bị đầy đủ kiến thức, vì đây là đầu tư không phải một canh bạc may rủi.