以太坊第三终极形态逐步成型

Tác giả: William M. Peaster Nguồn: Bankless Biên dịch: Thiện Âu Ba, Golden Finance

Gần đây, tốc độ nghiên cứu và phát triển của Ethereum đang tiến triển vượt bậc. Từ ngày 4 tháng 7 đến nay, Vitalik Buterin đã liên tiếp công bố tổng quan lộ trình phát triển dài hạn của Ethereum, bài nghiên cứu mới về "Chuỗi tối giản" (Minimal Chain), và đưa ra một đề xuất nhằm giới thiệu mô hình UTXO kiểu Bitcoin cho Ethereum.

Mỗi nghiên cứu trên đều có giá trị thảo luận sâu sắc, và khi kết hợp lại, chúng phác họa rõ ràng toàn bộ đường nét phát triển tương lai của Ethereum.

Cơ sở thảo luận của bài viết này là bản phác thảo lộ trình nâng cấp cơ bản Strawmap do Ethereum Foundation công bố, kế hoạch này bao phủ đến cuối năm 2029 và được cập nhật vào cuối tháng 6. Ngày 4 tháng 7, Vitalik đã đăng bài giải thích những thay đổi cốt lõi trong lộ trình:

"Ethereum tối giản (Lean Ethereum) không phải là một bản nâng cấp hard fork một lần, mà là một loạt cải tiến được triển khai theo từng đợt trong ba đến bốn năm tới. Nhưng không thể nghi ngờ rằng đây là lần lặp lớn thứ ba của Ethereum, có vị thế tương đương với lần lặp thứ hai – The Merge."

Ông nói thêm rằng trong chu kỳ cải tạo này, hầu hết các thành phần cốt lõi của mạng lưới sẽ được thay thế bằng các giải pháp mới: từ logic xác thực khối, cơ chế đồng thuận, đến định nghĩa "trạng thái" sổ cái, tất cả đều được tái cấu trúc. Dưới đây là tổng hợp các hướng thay đổi cốt lõi.

Bản phác thảo lộ trình này không phải là phiên bản cuối cùng, nhưng kết hợp nhiều chủ đề kỹ thuật trong kế hoạch và quan điểm của Vitalik, có thể rút ra ba hướng phát triển cốt lõi:

1. Xác thực thay thế thực thi lại

Hiện tại, các nút đầy đủ của Ethereum cần thực thi lại mọi giao dịch để kiểm tra logic tính toán trên chuỗi. Trong thời đại tối giản, các nút sẽ trực tiếp xác thực bằng chứng mật mã (STACK đệ quy). Giải pháp này sẽ giảm đáng kể chi phí tạo bằng chứng, mở rộng thêm lớp thực thi, đồng thời hạ thấp ngưỡng phần cứng của nút, giải phóng nhiều không gian tối ưu hóa.

2. Cải tạo nhẹ nhàng sổ cái Ethereum

Ethereum sẽ xây dựng hệ thống sổ cái đa tầng: sổ cái động hiện tại linh hoạt nhưng tốn bộ nhớ sẽ được giữ lại, nhưng giới hạn nghiêm ngặt về khả năng mở rộng; đồng thời ra mắt nhiều loại sổ cái mới có chi phí lưu trữ thấp hơn, linh hoạt kém hơn, và phổ biến rộng rãi. Vitalik đưa ra ví dụ về quy mô lưu trữ Ethereum năm 2030: sổ cái động truyền thống khoảng 2TB, sổ cái nhẹ mới có thể đạt 100TB. Dự án và người dùng không bắt buộc phải di chuyển sang sổ cái mới, nhưng chi phí kinh tế sẽ thúc đẩy thị trường tự lựa chọn – sổ cái mới có thể giảm đáng kể phí giao dịch.

3. Bảo vệ quyền riêng tư và thuật toán chống lượng tử là nguyên tắc thiết kế hàng đầu

Hầu hết các blockchain công khai hiện nay có hai điểm yếu: sổ cái hoàn toàn minh bạch và tiến độ triển khai giải pháp chống lượng tử chậm. Nhóm nghiên cứu phát triển Ethereum đã nâng trải nghiệm tương tác riêng tư và bảo vệ an toàn lượng tử lên thành tiêu chuẩn thiết kế cốt lõi, tất cả các chức năng mới phải được triển khai xoay quanh hai điểm này. Vitalik đề cập: "Khi thiết kế giao dịch khung, mempool giao dịch, giải pháp mở rộng cây trạng thái, chúng tôi luôn tự hỏi: Làm thế nào để giao dịch riêng tư, không cần trung gian, an toàn lượng tử tương thích với hệ thống này, và chi phí thêm là bao nhiêu?"

Những đổi mới kỹ thuật trên sẽ không được triển khai một lần như The Merge, mà sẽ được ra mắt theo từng giai đoạn qua 6 đến 7 lần hard fork trước năm 2029. Ethereum Foundation cũng làm rõ rằng Strawmap chỉ là khung tham chiếu để điều phối tiến độ nghiên cứu, không phải là kế hoạch cố định không thể thay đổi.

Đáng mong đợi là gần đây, các đề xuất kỹ thuật phụ trợ liên quan liên tục được đưa ra dày đặc.

Hiện tại, beacon chain cần lưu giữ hồ sơ đầy đủ cho mỗi validator, mỗi chu kỳ thanh toán phải cập nhật hàng loạt số dư của tất cả validator, gây tốn kém lưu trữ lớn. Giải pháp cải tạo mà Vitalik đề xuất sẽ nén dung lượng lưu trữ cho mỗi validator từ 121 byte xuống còn khoảng 6 byte, giảm 95%.

Nguyên lý hoạt động: Tất cả người stake ETH sẽ tạo một bằng chứng ZK mỗi ngày, báo cáo số dư mới nhất và gửi lên chuỗi. Ethereum không còn duy trì trực tiếp sổ cái số dư đầy đủ, chỉ xác thực chứng chỉ. Nếu validator không gửi bằng chứng trong ngày, sẽ tạm dừng tham gia bỏ phiếu đồng thuận cho đến khi bổ sung bằng chứng, không kích hoạt cơ chế phạt.

Vitalik chỉ ra lợi thế cốt lõi của giải pháp này: về mặt lý thuyết có thể hỗ trợ hàng triệu validator tham gia đồng thuận, có thể mở đường cho việc giảm ngưỡng stake 32 ETH. Ngoài ra, sau khi triển khai hoàn chỉnh, validator có thể thay đổi khóa công khai hàng ngày và đăng ký lại, mở ra con đường kỹ thuật cho stake ẩn danh.

Một đề xuất khác sẽ thay đổi sâu sắc kiến trúc Ethereum vừa được công bố, ý tưởng cốt lõi là vay mượn mô hình giao dịch của Bitcoin.

Hiện tại, mô hình tài khoản Ethereum có vấn đề lạm phát sổ cái: một khi địa chỉ nhận ETH hoặc token, bản ghi đó sẽ được lưu vĩnh viễn trên tất cả các nút, ngay cả khi địa chỉ chỉ được sử dụng một lần. Sau vô số giao dịch, dữ liệu sổ cái phình to vô hạn.

Wahrstätter đề xuất giới thiệu mô hình đầu ra giao dịch chưa tiêu (UTXO) của Bitcoin: UTXO là đơn vị giá trị một lần, sau khi tiêu sẽ bị hủy. Xa hơn, phiên bản Ethereum không cần lưu trữ vĩnh viễn chi tiết UTXO, hồ sơ giao dịch được lưu vào lịch sử trên chuỗi, có thể tạo bằng chứng theo nhu cầu; sổ cái vĩnh viễn chỉ lưu một bit đánh dấu cho mỗi UTXO để phân biệt đã tiêu hay chưa.

Tính toán cho thấy, dung lượng lưu trữ vĩnh viễn cho các giao dịch thanh toán có thể giảm 99.8%. Kết hợp với giao dịch khung, mô hình giao dịch mới hỗ trợ địa chỉ mới gửi và nhận tài sản mà không cần nắm giữ ETH trước để trả gas, mở đường cho địa chỉ ẩn danh gốc trên lớp cơ sở.

Tóm tắt

Nếu tất cả các giải pháp kỹ thuật trên được triển khai, mạng lưới Ethereum sẽ ổn định, bền vững và linh hoạt hơn, thực sự đạt được kiến trúc dài hạn hướng tới tương lai. Cá nhân tôi quan tâm nhất đến nhiều loại sổ cái nhẹ, và những thay đổi mà chúng mang lại cho lớp ứng dụng, token đồng nhất, hệ sinh thái NFT. Bất kể thời điểm triển khai kỹ thuật như thế nào, con đường phát triển dài hạn của Ethereum đã rất rõ ràng, trung và dài hạn có lợi.