Phân mảnh tiền điện tử là gì và nó hoạt động như thế nào?
Năm 2025, mạng lưới blockchain đã đạt đến một bước ngoặt: nhu cầu giao dịch hiện cao hơn khả năng xử lý tự nhiên của hầu hết các chuỗi. Phân mảnh, từng là một giải pháp lý thuyết về khả năng mở rộng, đang trở thành một sự thay đổi kiến trúc cốt lõi. Khi thanh toán tiền điện tử, khối lượng NFT và tải trò chơi Web3 tăng lên, các mạng lưới không còn có thể dựa vào việc thực thi chuỗi đơn nữa. Chúng cần tính song song.
Phân mảnh (sharding) là một kỹ thuật được sử dụng trong blockchain để cải thiện khả năng mở rộng bằng cách chia mạng lưới blockchain thành các phân mảnh nhỏ hơn, độc lập. Mỗi phân mảnh chịu trách nhiệm xử lý các giao dịch, hợp đồng thông minh và dữ liệu sổ cái riêng, giúp tăng thông lượng tổng thể và giúp mạng lưới xử lý nhiều giao dịch hơn mỗi giây mà không gây quá tải cho mọi nút.
Mặc dù phân mảnh có thể cải thiện tốc độ giao dịch và khả năng mở rộng, nhưng phân mảnh blockchain cũng gây ra những lo ngại về bảo mật vì mỗi phân mảnh hoạt động như một blockchain phân đoạn với nhóm xác thực riêng.
Sharding trong Blockchain là gì?
Phân mảnh (sharding) xuất phát từ các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu truyền thống, trong đó các tập dữ liệu lớn được phân chia thành các phần nhỏ hơn thông qua phân vùng cơ sở dữ liệu để các truy vấn có thể chạy nhanh hơn trên các máy chủ phân tán. Trong bối cảnh công nghệ blockchain, phân mảnh đề cập đến việc chia một mạng lưới blockchain thành các đơn vị nhỏ hơn gọi là phân mảnh (shard). Mỗi phân mảnh lưu trữ một tập hợp duy nhất các bản ghi giao dịch và hợp đồng thông minh, cho phép nó xử lý các giao dịch một cách độc lập.
Sự phân chia phi tập trung này cho phép mỗi phân đoạn có thể xử lý nhiều giao dịch hơn mà không yêu cầu mỗi nút phải lưu trữ toàn bộ blockchain. Phân đoạn khác với một blockchain duy nhất ở chỗ phân phối công việc trên nhiều phân đoạn thay vì buộc mỗi nút phải xác minh từng khối.
Crypto Sharding hoạt động như thế nào?
Trong mạng blockchain truyền thống, mỗi nút xác thực toàn bộ sổ cái, quá trình này sẽ chậm lại khi lượng dữ liệu tăng lên. Phân mảnh là quá trình chia mạng blockchain thành các môi trường nhỏ hơn để các phân đoạn blockchain khác nhau hoạt động song song.
Khi nhiều phân đoạn xử lý giao dịch đồng thời, nền tảng blockchain có thể cải thiện tốc độ giao dịch và khả năng mở rộng. Việc xử lý song song các giao dịch này cho phép mạng lưới phân đoạn mở rộng nhanh hơn, giảm tắc nghẽn và tăng thông lượng.
Phân mảnh chuỗi khối Ethereum trong thực tế
Trường hợp hiệu suất thực tế: Mô hình phân mảnh trực tiếp của Zilliqa đã chứng minh được tác động đáng kể về khả năng mở rộng quy mô. Sau giai đoạn triển khai phân mảnh, mạng vẫn duy trì được khả năng xử lý song song ổn định, đồng thời giảm độ trễ xác nhận trong các đợt tải cao điểm. Harmony cũng báo cáo độ trễ lan truyền thấp hơn sau khi quá trình đồng bộ hóa phân mảnh hoàn thiện.
Theo phân tích hiệu suất mạng năm 2025, blockchain Ethereum đạt trung bình từ 15–22 giao dịch mỗi giây trong điều kiện cao điểm, trong khi các sự cố tắc nghẽn mạng có thể đẩy phí lên hơn 40%. Để so sánh, các chuỗi hiệu suất cao như Solana, Sui và Aptos cùng nhau chứng minh thông lượng trực tiếp trên 1.000 TPS khi tải liên tục, và mạng lưới truyền thống của Visa vẫn có khả năng xử lý hơn 24.000 TPS.
Dự báo thị trường được công bố vào quý 1 năm 2025 cho thấy khối lượng giao dịch blockchain toàn cầu sẽ vượt quá 14 nghìn tỷ đô la về giá trị xử lý hàng năm vào cuối năm 2025, với ước tính 43% trong số tất cả các ứng dụng phi tập trung có khối lượng lớn sẽ chuyển sang cơ sở hạ tầng được tối ưu hóa khả năng mở rộng như mạng phân mảnh, mô hình cuộn hoặc mô hình lai.
Nghiên cứu về chu kỳ nâng cấp Proto-Danksharding của Ethereum dự đoán rằng khi phân mảnh hoàn toàn được kích hoạt, về mặt lý thuyết, mạng có thể đạt tới 100.000 TPS thông qua việc kết hợp thực thi phân mảnh và nén cuộn L2, mặc dù việc triển khai trong thế giới thực có thể sẽ diễn ra dần dần.
Blockchain Ethereum đang tích cực phát triển chiến lược mở rộng quy mô bằng cách sử dụng phân mảnh. Thay vì hoạt động như một blockchain duy nhất, mạng lưới Ethereum sẽ được chia thành nhiều phân mảnh được điều phối thông qua Beacon Chain. Các trình xác thực được phân bổ ngẫu nhiên vào các chuỗi phân mảnh, giúp phân quyền kiểm soát và giảm thiểu rủi ro một phân mảnh có thể bị chiếm đoạt.
Phân mảnh (sharding) có thể giúp Ethereum tăng số lượng giao dịch mỗi giây và giảm phí. Mặc dù phân mảnh là một khái niệm ở cấp độ cơ sở dữ liệu, Ethereum đã điều chỉnh nó cho phù hợp với công nghệ blockchain để quản lý dữ liệu an toàn hơn trên hàng chục mạng lưới phân mảnh.
Những thách thức của việc phân mảnh và lo ngại về bảo mật
Các nhà phân tích ngành và nghiên cứu bảo mật blockchain lưu ý rằng mạng phân mảnh tạo ra một lớp vectơ tấn công mới. Theo nhà mật mã học độc lập Elena Morozova, phân mảnh "không loại bỏ hoàn toàn rủi ro, mà phân bổ lại rủi ro trên các vùng xác minh nhỏ hơn", nghĩa là mặc dù thông lượng tổng thể tăng lên, nhưng bề mặt cho việc thao túng trình xác thực cũng tăng lên nếu việc giám sát không được thực hiện ngẫu nhiên liên tục.
Vitalik Buterin, đồng sáng lập Ethereum, đã nhiều lần tuyên bố trong các buổi họp báo phát triển giai đoạn 2024–2025 rằng việc phân mảnh phải được kết hợp với các bằng chứng mật mã và việc xáo trộn trình xác thực liên tục: "Một phân mảnh không bao giờ nên trở thành vùng an toàn cho trình xác thực. Việc luân chuyển phải là điều không thể thương lượng. Bảo mật đến từ tính không thể đoán trước, chứ không chỉ từ việc phân mảnh."
Tương tự, bài đánh giá năm 2025 của Diễn đàn Bảo mật Web3 nhấn mạnh rằng nhắn tin xuyên phân mảnh vẫn là rủi ro kỹ thuật cao nhất. Bản tóm tắt hội thảo của họ kết luận rằng "sự cố phối hợp giữa các phân mảnh, thay vì các cuộc tấn công trực tiếp, tạo ra kịch bản gián đoạn dài hạn thực tế nhất", đặc biệt là khi hàng nghìn ứng dụng phi tập trung hoạt động xuyên ranh giới phân mảnh.
Tương lai của các giải pháp phân mảnh và mở rộng Blockchain
Phân mảnh được xem là một trong số nhiều phương pháp mở rộng quy mô blockchain được thiết kế để giảm tắc nghẽn và cho phép thực thi song song thực sự trên toàn mạng. Trong khi Zilliqa, Harmony, Cardano và mạng lưới Ethereum tiếp tục triển khai phân mảnh, công nghệ này đang chuyển đổi từ lý thuyết phân đoạn sang trụ cột mở rộng quy mô dài hạn.
Các nhà phân tích hiện dự báo rằng đến năm 2026 , hơn 72% nền tảng blockchain thông lượng cao sẽ dựa vào các mô hình mở rộng kết hợp: phân mảnh + roll-up + zk proof. Sự thay đổi này không phản ánh sự cạnh tranh giữa các công nghệ mở rộng mà là sự phụ thuộc lẫn nhau.
Khi ngày càng nhiều loại tiền điện tử và ứng dụng phi tập trung xử lý dữ liệu thời gian thực, phân mảnh sẽ đóng vai trò là nền tảng cấu trúc, trong khi các bản tổng hợp và bằng chứng tối ưu hóa việc thanh toán.
Tổng quan về tỷ lệ so sánh
| Phương pháp mở rộng | Phạm vi TPS (2025) | Mô hình bảo mật | Trường hợp sử dụng lý tưởng |
|---|---|---|---|
| Phân mảnh | 10.000–100.000 TPS lý thuyết | vòng quay xác thực + phối hợp Beacon | thực hiện blockchain khối lượng lớn |
| Rollups (Lạc quan / ZK) | 2.000–50.000 TPS | Giải quyết L1 + bằng chứng gian lận | DeFi, sàn giao dịch, thị trường NFT |
| Chuỗi bên | 200–5.000 TPS | sự đồng thuận độc lập | trò chơi, hệ sinh thái metaverse |
| Mạng con / Chuỗi phụ | 1.000–20.000 TPS | trung tâm bảo mật được chia sẻ | mạng lưới tùy chỉnh doanh nghiệp |
Sự so sánh này nhấn mạnh rằng phân mảnh không thay thế các giải pháp blockchain khác mà củng cố nền tảng của chúng.
Ai được hưởng lợi nhiều nhất từ việc phân mảnh
- Thị trường DeFi yêu cầu thanh toán đa tài sản theo thời gian thực
- Nền tảng trò chơi Web3 xử lý hàng nghìn giao dịch nhỏ mỗi phút
- Hệ sinh thái NFT với chu kỳ đúc liên tục
- Bộ xử lý thanh toán tiền điện tử mở rộng quy mô lên hàng triệu sự kiện thanh toán hàng ngày
- Mạng xác thực tần số cao chạy các thay đổi trạng thái phân mảnh chéo
Phân mảnh trực tiếp cho phép thực thi song song, giúp giảm thời gian xác nhận trung bình, giảm tắc nghẽn và duy trì khối lượng công việc xác thực cân bằng.
Từ điển ngữ cảnh
- Shard - một phân đoạn blockchain độc lập xử lý các giao dịch của riêng nó
- Beacon Chain - Lớp phối hợp của Ethereum để tổ chức các trình xác thực và trạng thái phân đoạn
- Nhắn tin xuyên phân đoạn - quá trình giao tiếp giữa các đơn vị phân đoạn
- Xoay vòng trình xác thực - chỉ định ngẫu nhiên ngăn chặn kiểm soát phân mảnh vĩnh viễn
- TPS (giao dịch mỗi giây) - tiêu chuẩn đo lường thông lượng
- Danksharding - Định dạng phân mảnh đang phát triển của Ethereum kết hợp với nén cuộn
