Phân tích triển vọng nâng cấp công nghệ giao thức Ethereum (2): Sự đột biến
Tiêu đề gốc: "Phân tích triển vọng nâng cấp công nghệ giao thức Ethereum (2): Sự đột biến"
Nguồn gốc: Ebunker Chinese
Kể từ tháng 10 năm nay, người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã xuất bản một loạt bài viết về khả năng tương lai của giao thức Ethereum, bao gồm sáu phần của lộ trình phát triển Ethereum: Hợp nhất, Hợp nhất Surge, The Scourge, The Verge, The Purge và The Splurge.
Trước đây chúng tôi đã giải thích phần đầu tiên của lộ trình(The Merge), bài viết này sẽ tiếp tục diễn giải phần thứ hai của loạt bài, The Surge. Trong bài viết này, Vitalik tập trung vào khả năng mở rộng và phát triển lâu dài của Ethereum. Từ giai đoạn này của lộ trình công nghệ, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về cách Ethereum sẽ chuyển đổi thành một giao thức có khả năng xử lý nhu cầu lớn (100.000+ TPS) trong khi vẫn phân cấp và an toàn.
Tầm nhìn cốt lõi của Ethereum
Về cơ bản, Ethereum hướng tới mục tiêu trở thành lớp cơ sở của Internet tập trung. Ethereum hỗ trợ các ứng dụng phi tập trung phức tạp thông qua mã hợp đồng thông minh tự thực thi. Tính linh hoạt này khiến nó trở thành lựa chọn chuỗi khối cho các nhà phát triển xây dựng các ứng dụng phi tập trung bao gồm DeFi, NFT, v.v.
Tuy nhiên, Ethereum có những hạn chế về khả năng mở rộng. Ethereum L1 chỉ có thể xử lý khoảng 15 đến 30 giao dịch mỗi giây, vẫn còn thua xa các mạng thanh toán truyền thống như Visa. Điều này dẫn đến phí gas cao trong thời gian tắc nghẽn mạng và hạn chế khả năng trở thành cơ sở hạ tầng quy mô toàn cầu của Ethereum. Đây chính xác là điều mà The Surge đang tập trung giải quyết.
Mục tiêu chính của The Surge như sau:
-Ethereum L1+L2 đạt Hơn 100.000 TPS ;
-Giữ L1 phi tập trung và mạnh mẽ;
-Ít nhất một số L2 Kế thừa đầy đủ các thuộc tính cốt lõi của Ethereum (không tin cậy, mở, chống kiểm duyệt);
-Tối đa hóa khả năng tương tác giữa L2: Ethereum phải giống như một Hệ sinh thái chứ không phải hàng tá hệ sinh thái các blockchain khác nhau.
Tương lai tập trung vào việc triển khai
Surge đề cập đến kế hoạch của Ethereum nhằm cải thiện đáng kể khả năng mở rộng, chủ yếu là giải pháp Via L2 . Và rollups là một thành phần quan trọng của chiến lược này. Lộ trình tập trung vào tổng hợp đề xuất một sự phân công lao động đơn giản: Ethereum L1 tập trung vào việc trở thành lớp cơ sở mạnh mẽ và phi tập trung, trong khi L2 có nhiệm vụ giúp mở rộng quy mô hệ sinh thái.
Gói các giao dịch ngoài chuỗi và gửi chúng trở lại mạng chính Ethereum, tăng đáng kể thông lượng trong khi vẫn duy trì tính bảo mật và phân cấp. Theo cách nói của Vitalik, việc tổng hợp có thể tăng khả năng mở rộng của Ethereum lên hơn 100.000 TPS. Đây sẽ là sự thay đổi quy mô vì nó cho phép Ethereum xử lý các ứng dụng quy mô toàn cầu mà không ảnh hưởng đến đặc tính phân cấp.
Vitalik nhấn mạnh rằng việc tổng hợp không chỉ là giải pháp tạm thời mà còn là một giải pháp lâu dài -giải pháp mở rộng hạn. Ethereum 2.0 giảm mức tiêu thụ năng lượng bằng cách chuyển từ PoW sang PoS thông qua The Merge và việc triển khai được coi là cột mốc quan trọng tiếp theo như một giải pháp mở rộng quy mô dài hạn.
Năm nay, lộ trình tập trung vào tổng hợp đã đạt được những kết quả quan trọng: với việc ra mắt các đốm màu EIP-4844, băng thông dữ liệu của Ethereum L1 đã tăng lên đáng kể và nhiều bản tổng hợp Máy ảo Ethereum (EVM) đã bước vào giai đoạn đầu tiên. Mỗi L2 tồn tại dưới dạng một phân đoạn với các quy tắc và logic nội bộ riêng, đồng thời tính đa dạng và đa dạng trong việc triển khai phân đoạn giờ đây đã trở thành hiện thực.
Phát triển thêm việc lấy mẫu tính sẵn có của dữ liệu (DAS)
Một khía cạnh quan trọng khác của The Surge là Dữ liệu Lấy mẫu sẵn có (DAS), một kỹ thuật được thiết kế để giải quyết các vấn đề về tính sẵn có của dữ liệu. Trong mạng phi tập trung như Ethereum, điều quan trọng là tất cả các nút có thể xác minh dữ liệu mà không cần phải lưu trữ hoặc tải xuống mọi thứ.
DAS cho phép các nút xác minh dữ liệu [mà không cần truy cập vào tập dữ liệu đầy đủ], từ đó cải thiện khả năng mở rộng và hiệu quả.
Vitalik nhấn mạnh hai dạng DAS: PeerDAS và 2D DAS.
PeerDAS được kỳ vọng sẽ nâng cao giả định về độ tin cậy trong quá trình tổng hợp, giúp nó an toàn hơn. 2D DAS lấy mẫu ngẫu nhiên không chỉ trong các đốm màu mà còn giữa các đốm màu. Tận dụng các đặc tính tuyến tính của lời hứa KZG, tập hợp các đốm màu trong một khối được mở rộng bằng một tập hợp các đốm màu ảo mới mã hóa cùng một thông tin dư thừa.
Với DAS, Ethereum có thể xử lý lượng dữ liệu lớn hơn, cho phép triển khai nhanh hơn và rẻ hơn mà không ảnh hưởng đến tính phân cấp.
Sẽ cần nhiều công việc hơn nữa trong tương lai để xác định phiên bản lý tưởng của 2D DAS và chứng minh các đặc tính bảo mật của nó.
Con đường thực tế lâu dài mà Vitalik tin tưởng là:
(1) Triển khai DAS 2D lý tưởng;
(2) Bám sát 1D DAS, hy sinh hiệu quả băng thông lấy mẫu và chấp nhận giới hạn trên của dữ liệu thấp hơn để đơn giản và hợp lý;
(3) Từ bỏ DA và hoàn toàn chấp nhận Plasma làm Lớp chính2 ngành kiến trúc.
Điều đáng chú ý là tùy chọn này tồn tại ngay cả khi quyết định được đưa ra để mở rộng quy mô thực thi trực tiếp ở lớp L1. Điều này là do nếu lớp L1 xử lý một số lượng lớn TPS, khối L1 sẽ trở nên rất lớn và máy khách sẽ muốn có một cách hiệu quả để xác minh tính chính xác của nó, do đó sẽ phải sử dụng tính năng cuộn lên (chẳng hạn như ZK-EVM) tại lớp L1 và DAS) cùng một công nghệ.
Plasma và các giải pháp khác
Ngoài Rollup, một trong những giải pháp tắt- giải pháp mở rộng chuỗi Plasma cũng là một giải pháp L2 khác.
Plasma tạo ra các chuỗi con xử lý các giao dịch độc lập với chuỗi Ethereum chính, gửi thông báo đến mạng chính một cách thường xuyên. Đối với mỗi khối, nhà điều hành sẽ gửi cho mỗi người dùng một nhánh Merkle để chứng minh trạng thái đã thay đổi tài sản của người dùng. Người dùng có thể rút tài sản của mình bằng cách cung cấp Merkle fork. Điều quan trọng là nhánh này không cần phải root ở trạng thái mới nhất.
Vì vậy, ngay cả khi có vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu, người dùng vẫn có thể khôi phục tài sản của mình bằng cách lấy trạng thái mới nhất hiện có. Nếu người dùng gửi một nhánh không hợp lệ (ví dụ: rút một tài sản đã được gửi cho người khác hoặc người điều hành tự tạo ra một tài sản), thì quyền sở hữu hợp pháp của tài sản đó có thể được xác định thông qua cơ chế thách thức trên chuỗi .
Mặc dù quá trình phát triển của Plasma có phần chậm hơn so với quá trình triển khai nhưng Vitalik vẫn coi nó là một phần trong bộ công cụ có khả năng mở rộng rộng hơn của Ethereum.
Ngoài ra, Vitalik cũng thảo luận về việc cải tiến công nghệ nén dữ liệu và bằng chứng mật mã để nâng cao hơn nữa hiệu quả của việc tổng hợp và các giải pháp L2 khác. Ý tưởng là nén càng nhiều dữ liệu càng tốt trong khi vẫn đảm bảo rằng tất cả thông tin cần thiết vẫn có sẵn để các nút Ethereum xác minh. Những cải tiến kỹ thuật này có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc Ethereum đạt được thông lượng cao hơn.
Hình trên là chuỗi Plasma Cash. Giao dịch tiêu tốn Coin i được đặt trong cây. tôi vị trí. Trong ví dụ này, giả sử tất cả các cây trước đó đều hợp lệ, chúng ta biết rằng Eve hiện sở hữu Coin 1, David sở hữu Coin 4 và George sở hữu Coin 6.
Các phiên bản Plasma ban đầu chỉ có thể xử lý các trường hợp sử dụng thanh toán và không thể được quảng bá một cách hiệu quả hơn nữa. Tuy nhiên, Plasma sẽ trở nên mạnh mẽ hơn nhiều nếu mỗi gốc được yêu cầu xác minh bằng SNARK. Quá trình này có thể được đơn giản hóa rất nhiều vì hầu hết các con đường có thể khiến người vận hành gian lận đều bị loại bỏ. Đồng thời, một con đường mới cũng đã được mở ra, tức là nếu nhà điều hành không gian lận, người dùng có thể rút tiền ngay lập tức mà không cần chờ thời gian thử thách một tuần.
Hình trên cho thấy một cách để tạo ra chuỗi plasma EVM (không phải chỉ một) Phương pháp): Sử dụng ZK-SNARK để xây dựng cây UTXO song song phản ánh những thay đổi về số dư do EVM thực hiện và xác định ánh xạ duy nhất của "cùng một đồng xu" ở các giai đoạn khác nhau trong lịch sử. Cấu trúc plasma sau đó có thể được xây dựng trên chúng.
Hiệu suất của Plasma khá tốt, đó cũng là lý do chính khiến chúng ta cần thiết kế các cấu trúc kỹ thuật để khắc phục những thiếu sót về bảo mật của nó.
Cải thiện khả năng tương tác Cross-L2
Thách thức lớn mà hệ sinh thái L2 ngày nay phải đối mặt là Cross-L2 khả năng tương tác yếu và làm thế nào để sử dụng hệ sinh thái L2 giống như sử dụng hệ sinh thái Ethereum thống nhất là một vấn đề cần được cải thiện khẩn cấp.
Có nhiều loại cải tiến về khả năng tương tác xuyên L2. Về lý thuyết, Ethereum tập trung vào Rollup tương tự như thực thi phân đoạn L1. Hệ sinh thái Ethereum L2 hiện tại vẫn còn xa trạng thái lý tưởng trong thực tế và có các vấn đề sau:
Địa chỉ của một chuỗi cụ thể: Địa chỉ phải chứa thông tin chuỗi ( L1, Lạc quan, Trọng tài...). Khi đạt được điều này, quy trình gửi L2 chéo có thể được thực hiện bằng cách chỉ cần đặt địa chỉ vào trường gửi, tại thời điểm đó, ví có thể tự xử lý cách gửi trong nền (bao gồm cả việc sử dụng các giao thức chuỗi chéo).
Yêu cầu thanh toán theo chuỗi cụ thể: Việc tạo thông báo có dạng "Gửi cho tôi X mã thông báo loại Y trên chuỗi Z" phải dễ dàng và được chuẩn hóa. Điều này có hai kịch bản ứng dụng chính: thanh toán giữa mọi người hoặc thanh toán giữa mọi người và dịch vụ người bán; dApp yêu cầu tiền.
Trao đổi chuỗi chéo và thanh toán gas: Cần có một giao thức mở được tiêu chuẩn hóa để thể hiện các hoạt động xuyên chuỗi. ERC-7683 và RIP-7755 thử lĩnh vực này, mặc dù cả hai đều có ứng dụng rộng hơn các trường hợp sử dụng cụ thể này.
Khách hàng nhẹ: Người dùng có thể thực sự xác minh chuỗi mà họ đang tương tác, thay vì chỉ tin tưởng vào nhà cung cấp RPC. Ví dụ: Helios của tiền điện tử a16z có thể làm điều này (đối với chính Ethereum), nhưng sự không tin cậy này cần được mở rộng sang L2. ERC-3668 (CCIP-read) là một chiến lược để đạt được mục tiêu này.
Khái niệm cầu nối mã thông báo được chia sẻ: Giả sử rằng trong một thế giới mà tất cả L2 là một bản tổng hợp bằng chứng hợp lệ và mỗi vị trí được gửi tới Ethereum, điều cần thiết là Trong ở tiểu bang bản địa, việc chuyển tài sản từ L2 này sang L2 khác vẫn yêu cầu rút và gửi tiền, điều này đòi hỏi phải trả một lượng lớn phí Gas L1.
Một cách để giải quyết vấn đề này là tạo một Bản tổng hợp tối giản được chia sẻ có chức năng duy nhất là duy trì loại mã thông báo nào thuộc quyền sở hữu của L2 và số dư mỗi loại sở hữu và cho phép các số dư này được cập nhật theo đợt thông qua một loạt các hoạt động gửi qua L2 do bất kỳ L2 nào bắt đầu. Điều này sẽ cho phép thực hiện chuyển khoản chéo L2 mà không phải trả phí gas L1 cho mỗi lần chuyển và không cần sử dụng các công nghệ dựa trên nhà cung cấp thanh khoản như ERC-7683.
Thành phần đồng bộ: Cho phép các cuộc gọi đồng bộ xảy ra giữa một L2 và L1 cụ thể hoặc giữa nhiều L2. Điều này giúp cải thiện hiệu quả tài chính của các giao thức DeFi. Cái trước có thể được triển khai mà không cần bất kỳ sự phối hợp chéo L2 nào; cái sau yêu cầu chia sẻ thứ tự. Các kỹ thuật dựa trên tổng hợp sẽ tự động hoạt động với tất cả chúng.
Nhiều ví dụ trên phải đối mặt với vấn đề nan giải về tiêu chuẩn là khi nào cần chuẩn hóa và lớp nào cần chuẩn hóa. Nếu bạn tiêu chuẩn hóa quá sớm, bạn có nguy cơ tạo ra một giải pháp tồi. Nếu bạn chuẩn hóa quá muộn, bạn có thể tạo ra sự phân mảnh không cần thiết.
Sự đồng thuận hiện nay là trong một số trường hợp, có một [giải pháp ngắn hạn] với đặc tính yếu hơn nhưng dễ thực hiện hơn và một [giải pháp ngắn hạn] ] dễ thực hiện hơn. Một [giải pháp dài hạn] “cuối cùng cũng đúng” nhưng phải mất nhiều năm mới thực hiện được. Những nhiệm vụ này không chỉ là vấn đề kỹ thuật mà còn (thậm chí có thể là chủ yếu) các vấn đề xã hội đòi hỏi sự hợp tác giữa L2 và ví cũng như L1.
Tiếp tục mở rộng Ethereum L1
Vitalik tin rằng việc mở rộng Ethereum L1 và đảm bảo khả năng của nó để tiếp tục đáp ứng số lượng trường hợp sử dụng ngày càng tăng là vô cùng có giá trị.
Có ba chiến lược mở rộng L1, có thể được thực hiện riêng lẻ hoặc song song:
(1 ) Cải tiến công nghệ (chẳng hạn như mã phía khách hàng, khách hàng không trạng thái, hết hạn lịch sử) để giúp L1 dễ xác minh hơn và sau đó cải thiện Gas Hạn chế;
(2) Giảm chi phí cho các hoạt động cụ thể và tăng công suất trung bình mà không làm tăng rủi ro trong trường hợp xấu nhất;
(3) Bản tổng hợp gốc (tức là tạo N bản sao song song của EVM).
Mỗi công nghệ khác nhau này đều có những đánh đổi khác nhau. Ví dụ: các bản tổng hợp gốc gặp phải điểm yếu tương tự về khả năng kết hợp như các bản tổng hợp thông thường: một giao dịch đơn lẻ không thể được gửi để đồng bộ hóa các hoạt động trên nhiều bản tổng hợp. Việc tăng giới hạn gas sẽ làm suy yếu các lợi ích khác có thể đạt được bằng cách đơn giản hóa xác minh L1, chẳng hạn như tăng tỷ lệ người dùng chạy các nút xác thực và tăng số lượng người đặt cược solo. Tùy thuộc vào việc triển khai, việc thực hiện các hoạt động cụ thể trong EVM rẻ hơn có thể làm tăng độ phức tạp tổng thể của EVM.
Phân cấp và bảo mật
Khoảng cách giữa khả năng mở rộng và phân cấp Cân bằng là một trong những chủ đề thường xuyên của Vitalik . Nhiều dự án blockchain chọn cách hy sinh sự phân cấp để đổi lấy thông lượng cao hơn. Ví dụ, Solana có thể xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây nhưng yêu cầu phần cứng mạnh mẽ để chạy các nút, tập trung hóa mạng. Vitalik khẳng định rằng ngay cả khi Ethereum tiếp tục mở rộng quy mô, nó vẫn phải duy trì cam kết phân cấp.
Rollup và DAS được coi là những cách để tăng công suất của Ethereum trong khi vẫn duy trì tính chất phi tập trung của nó. Không giống như Solana hoặc các chuỗi khối hiệu suất cao khác, chiến lược mở rộng quy mô của Ethereum đảm bảo rằng bất kỳ ai cũng có thể chạy một nút, bảo mật mạng theo cách thực sự phi tập trung. Điều này rất quan trọng đối với tầm nhìn của Ethereum về việc xây dựng một chuỗi khối có thể hỗ trợ hệ thống tài chính toàn cầu, không cần cấp phép.
Khả năng mở rộng càng lớn thì trách nhiệm bảo mật càng lớn. Khi Ethereum hướng tới một tương lai tập trung vào tổng hợp, việc đảm bảo các hệ thống này không cần sự tin cậy sẽ trở nên quan trọng. Rollup dựa vào bằng chứng mật mã để đảm bảo rằng các giao dịch ngoài chuỗi là hợp pháp khi được gửi lại Ethereum. Mặc dù các hệ thống này đã được chứng minh là có hiệu quả nhưng chúng không phải là không có rủi ro. Vitalik thừa nhận rằng sự trưởng thành của những công nghệ này sẽ đòi hỏi phải thử nghiệm và lặp lại nghiêm ngặt, đặc biệt khi chúng được áp dụng rộng rãi hơn.
Triển vọng của Sự bùng nổ
Sau Sự bùng nổ, Vitalik đã hình dung ra Ethereum không chỉ có khả năng mở rộng mà còn vẫn hoàn toàn phi tập trung, an toàn và bền vững. Tầm nhìn này không chỉ bao gồm việc mở rộng Lớp 1 bằng các bản tổng hợp và DAS mà còn xây dựng các thuật toán đồng thuận hiệu quả hơn, cải thiện các công cụ dành cho nhà phát triển và phát triển hệ sinh thái dApp phát triển mạnh.
Lộ trình của Ethereum rất lạc quan nhưng cũng có nhiều thách thức. Triển khai tổng hợp trên quy mô lớn, đảm bảo các giải pháp L2 và chuẩn bị cho tương lai lượng tử là những nhiệm vụ phức tạp. Tuy nhiên, nếu Ethereum có thể vượt qua những trở ngại này thành công, nó sẽ củng cố vị trí cốt lõi của Web3: một mạng Internet phi tập trung, do người dùng kiểm soát.
Trong không gian blockchain đang phát triển nhanh chóng, Ethereum độc đáo ở chỗ tập trung vào khả năng mở rộng mà không phải hy sinh tính phân cấp. Nếu The Surge thành công, nó có thể lại thay đổi cục diện của công nghệ blockchain trong những năm tới.
Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:
Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats
Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App
Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia
