Tầm nhìn dài hạn mới nhất của Vitalik Buterin về Ethereum đưa mạng lưới này trên con đường trở thành một “máy tính thế giới mật mã” vào năm 2030, với các bằng chứng zero-knowledge, cơ chế proof-of-stake được tối ưu hóa và cơ sở hạ tầng offchain phi tập trung đảm nhiệm những chức năng trước đây do mọi full node trực tiếp thực hiện.
Nhà đồng sáng lập Ethereum mô tả một hệ thống được thiết kế để duy trì những đảm bảo cốt lõi của mạng lưới—khả năng chống kiểm duyệt, thực thi quy tắc mang tính xác định và quyết toán không thể đảo ngược—đồng thời thay đổi cách những người tham gia xác minh block, xử lý dữ liệu và tổ chức hoạt động tính toán. Định hướng này sẽ giảm nhu cầu tất cả node phải tải xuống và thực thi lại toàn bộ hoạt động, một mô hình kế thừa từ các thiết kế blockchain ban đầu, đồng thời mang đến cho người dùng những phương thức tương tác với ứng dụng có chi phí thấp hơn và có khả năng riêng tư cao hơn.
Đề xuất này không cho rằng lớp cơ sở của Ethereum sẽ biến mất khỏi hoạt động sử dụng hằng ngày. Thay vào đó, nó đặt mạng lưới chính rõ ràng hơn vào vai trò của một hệ thống quyết toán và xác minh, trong khi các hệ thống cung cấp dữ liệu, mạng lưới bằng chứng và ứng dụng xử lý nhiều công việc hơn bên ngoài môi trường thực thi bị giới hạn nghiêm ngặt nhất của blockchain.
Bằng chứng và lấy mẫu sẽ thay thế việc thực thi lại toàn bộ
Mô hình xác minh được Buterin đề xuất dựa trên hai thành phần kỹ thuật: PeerDAS, viết tắt của Peer Data Availability Sampling, và SNARKs, một loại bằng chứng zero-knowledge.
PeerDAS cho phép các node kiểm tra xem dữ liệu block có được phân phối rộng rãi hay không mà không yêu cầu mỗi người tham gia phải tải xuống toàn bộ block. Các node lấy mẫu những phần dữ liệu nhỏ trên toàn mạng lưới; đủ số lượng mẫu thành công sẽ tạo ra sự tin cậy rằng toàn bộ tập dữ liệu có thể được truy xuất khi cần. Phương pháp này nhằm giúp Ethereum hỗ trợ lượng dữ liệu lớn hơn nhiều mà không khiến việc vận hành node trở nên quá tốn kém.
SNARKs sẽ đảm nhiệm một vai trò riêng bằng cách chứng minh rằng các phép tính đã được thực hiện chính xác. Thay vì độc lập lặp lại mọi giao dịch trong một block, bên xác minh có thể kiểm tra một bằng chứng mật mã nhỏ gọn. Mô hình này chuyển hoạt động xác minh từ việc thực thi lại trên quy mô lớn sang kiểm tra bằng chứng, giúp giảm đáng kể gánh nặng cho bên xác minh, ngay cả khi việc tạo bằng chứng vẫn đòi hỏi nhiều năng lực tính toán.
Ethereum đã sử dụng một số thành phần của kiến trúc này thông qua các rollup, vốn gom hoạt động offchain và gửi dữ liệu giao dịch cùng bằng chứng lên Ethereum. Đề cương của Buterin mở rộng logic đó vượt ra ngoài các mạng lưới mở rộng quy mô, cho thấy việc xác minh dựa trên bằng chứng có thể được tích hợp sâu hơn vào chính giao thức.
Mục tiêu xác nhận nhanh hơn
Độ trễ là một trong những thước đo rõ ràng nhất trong lộ trình của Buterin. Ông lưu ý rằng Ethereum tạo ra một khối khoảng mỗi 17 giây vào năm 2015, trong khi người dùng cần 12 lần xác nhận phải chờ khoảng 200 giây.
Đến năm 2030, ông dự đoán một slot—khoảng thời gian trong đó một khối có thể được đề xuất—có thể kéo dài khoảng bốn đến tám giây. Tính chung cuộc, thời điểm một giao dịch trở nên đặc biệt khó đảo ngược theo các quy tắc đồng thuận của Ethereum, có thể đạt được trong vòng tám đến 32 giây.
Các mục tiêu đó phụ thuộc vào những cải tiến đối với thiết kế proof-of-stake và quy trình tạo khối của Ethereum. Buterin mô tả quá trình chuyển đổi từ proof-of-work, cơ chế đồng thuận ban đầu của Ethereum, sang proof-of-stake rồi đến các hình thức proof-of-stake được tối ưu hóa hơn. Ông cũng chỉ ra sự chuyển dịch từ việc xây dựng khối do một nhà sản xuất duy nhất chi phối sang các hệ thống có sự tham gia của nhiều bên.
FOCIL, hay Fork-Choice Enforced Inclusion Lists, là một trong những cơ chế được đề cập trong nỗ lực đó. Cơ chế này được thiết kế để tạo cho các giao dịch hợp lệ một con đường chắc chắn hơn để được đưa vào các khối, giải quyết lo ngại rằng các nhà xây dựng khối hoặc bên trung gian có thể loại trừ một số hoạt động nhất định. Chỉ riêng các slot nhanh hơn sẽ không đảm bảo việc đưa giao dịch vào nhanh hơn, khiến khả năng chống kiểm duyệt và truyền giao dịch trở thành trọng tâm của cuộc thảo luận thiết kế.
Một sự phân chia công việc khác
Buterin lập luận rằng chi phí ứng dụng sẽ ngày càng phụ thuộc vào cách các nhà phát triển tổ chức việc tính toán. Những công việc đòi hỏi các thay đổi được sắp xếp nghiêm ngặt đối với trạng thái dùng chung phải được thực hiện tuần tự: một thao tác phải diễn ra trước thao tác tiếp theo. Loại hoạt động này vẫn tốn kém vì mạng lưới cần một bản ghi chung, có thứ tự về kết quả.
Các khối lượng công việc khác có thể được tổ chức lại. Phép tính có thể chạy song song, được tổng hợp trước khi quyết toán hoặc được hoàn tất bên ngoài rồi gửi kèm bằng chứng. Theo thiết kế này, lớp cơ sở của Ethereum sẽ tập trung vào những thông tin thực sự cần quyết toán toàn cục theo thứ tự, trong khi các công việc ít nhạy cảm hơn hoặc dễ song song hóa hơn sẽ diễn ra ở nơi khác.
Sự phân chia đó có những hệ quả trực tiếp đối với thiết kế ứng dụng. Việc thực thi hợp đồng thông minh đa năng mang lại sự linh hoạt, nhưng có thể đi kèm chi phí cao hơn và quyền riêng tư yếu hơn so với các hệ thống được thiết kế cho một chức năng hẹp. Một sàn giao dịch chuyên biệt, hệ thống danh tính hoặc ứng dụng thanh toán riêng tư có thể sử dụng mật mã được xây dựng riêng và logic bị giới hạn hơn để đạt chi phí thấp hơn hoặc tính bảo mật cao hơn so với một chương trình onchain hoàn toàn đa năng.
Buterin cũng trình bày phi tập trung như một nguồn tạo hiệu năng tiềm năng, thay vì chỉ là biện pháp bảo vệ an ninh. Lưu trữ song song, tính toán song song và các tác vụ được thực hiện trong mempool—khu vực nơi các giao dịch đang chờ trước khi được đưa vào khối—có thể phân bổ khối lượng công việc giữa các bên tham gia. Sau đó, các bằng chứng mật mã có thể xác minh việc tính toán được thuê ngoài với ít độ trễ và độ phức tạp hơn so với các thiết kế cũ dựa trên những ủy ban điều phối lớn.
Quyền riêng tư vẫn không đồng đều giữa các trường hợp sử dụng
Lộ trình này mở ra hướng tăng cường quyền riêng tư cho một số ứng dụng được lựa chọn, nhưng không có nghĩa là mọi hoạt động trên Ethereum sẽ mặc định trở nên riêng tư. Việc thực thi cho mục đích chung được dự kiến vẫn tốn kém hơn và bảo vệ quyền riêng tư kém hơn các hệ thống chuyên biệt.
Đối với nghiên cứu dài hạn, Buterin đề cập đến làm rối không thể phân biệt, hay iO, một kỹ thuật mật mã nhằm khiến hai chương trình tương đương không thể bị phân biệt về mặt tính toán. Nếu trở nên khả thi và an toàn, iO có thể hỗ trợ các công cụ như mempool mã hóa, nơi nội dung giao dịch vẫn được giữ kín trước khi được đưa vào khối.
Công nghệ đó vẫn là một hướng nghiên cứu tiên phong, chứ không phải điều kiện tiên quyết cho những thay đổi trong tương lai gần. Buterin cho biết quá trình Ethereum chuyển sang xác minh dựa trên bằng chứng, cải thiện khả dụng dữ liệu và tối ưu hóa cơ chế đồng thuận không phụ thuộc vào việc iO đã sẵn sàng hay chưa.
Vận hành nút và nâng cấp giao thức
Kế hoạch này cũng giải quyết một mâu thuẫn dai dẳng trong chiến lược mở rộng quy mô của Ethereum: làm thế nào để tăng công suất mà không khiến việc xác minh độc lập trở nên khó tiếp cận. Theo khuôn khổ của Buterin, chạy một nút vẫn là cách mạnh mẽ nhất để người dùng tự xác minh Ethereum một cách độc lập, nhưng gánh nặng về phần cứng và vận hành có thể giảm xuống khi các nút dựa nhiều hơn vào việc lấy mẫu và xác minh bằng chứng.
Trạng thái lớn vẫn là một thách thức chưa được giải quyết. Ethereum phải tìm cách để nhiều bên tham gia có thể truy cập và cập nhật tập hợp ngày càng mở rộng gồm số dư tài khoản, dữ liệu lưu trữ của hợp đồng thông minh và dữ liệu ứng dụng, mà không biến mạng lưới thành hạ tầng chỉ những nhà vận hành có nguồn vốn dồi dào mới có thể chạy. Tạo bằng chứng hiệu quả và an toàn ở quy mô lớn là một trở ngại kỹ thuật khác.
Về quản trị và nâng cấp, Buterin đề cập đến kế hoạch Strawmap và cho biết hard fork Hegota dự kiến diễn ra vào năm tới có thể trở thành hard fork “thông thường” cuối cùng của Ethereum. Chương trình nghị sự kỹ thuật sau đó sẽ tập trung vào STARK đệ quy, xác minh hình thức tự động, các cơ chế đồng thuận được tối ưu hóa cao và mật mã kháng lượng tử.
STARK đệ quy sẽ cho phép kết hợp các bằng chứng thành những bằng chứng ngày càng cô đọng, qua đó có khả năng giảm gánh nặng xác minh khối lượng tính toán lớn. Xác minh hình thức sẽ sử dụng các phương pháp toán học để kiểm tra xem mã giao thức có hoạt động đúng như dự kiến hay không; đây là một cách tiếp cận có thể ngày càng trở nên hữu ích khi các hệ thống cốt lõi của Ethereum trở nên phức tạp hơn.
Khả năng chống lượng tử cũng là một phần trong thiết kế dài hạn. Buterin cho rằng chữ ký số cơ bản cuối cùng có thể được bổ sung hoặc thay thế bằng các sơ đồ chữ ký chống lượng tử và các phương pháp zero-knowledge. Những thay đổi như vậy sẽ đòi hỏi quá trình thử nghiệm và phối hợp toàn diện, nhưng việc đưa chúng vào lộ trình phản ánh tuổi thọ dài mà Ethereum kỳ vọng dành cho lớp thanh toán của mình.
PeerDAS đã bắt đầu đưa Ethereum rời xa mô hình đơn giản, trong đó mọi người tham gia đều xử lý mọi phần dữ liệu khối. Giai đoạn tiếp theo được Buterin mô tả sẽ biến bước chuyển ban đầu này thành một kiến trúc điện toán rộng lớn hơn: nơi Ethereum xác minh khối lượng công việc khổng lồ thay vì trực tiếp thực hiện toàn bộ công việc đó.
Để hiểu sâu hơn về quá trình phát triển của Ethereum, hãy khám phá hướng dẫn chi tiết về Ethereum này và kết nối lý thuyết về lộ trình với việc sử dụng trong thực tế.
Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Nội dung trên trang này chỉ được cung cấp cho mục đích thông tin chung và không thể hiện quan điểm hay lời khuyên tài chính của Toobit. Chúng tôi không đảm bảo về tính chính xác hoặc đầy đủ của thông tin này và không chịu trách nhiệm đối với bất kỳ lỗi, thiếu sót hoặc kết quả nào phát sinh từ việc sử dụng thông tin. Đầu tư vào tài sản kỹ thuật số tiềm ẩn rủi ro; người dùng nên tự đánh giá tình hình tài chính và các rủi ro liên quan. Để biết thêm chi tiết, vui lòng tham khảo Điều khoản dịch vụ và Công bố rủi ro.
