Hướng phát triển tương lai của hệ thống Bằng chứng Ethereum

Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã phát hành một loạt bài viết về sự phát triển trong tương lai của giao thức Ethereum. Những bài viết này bao gồm sáu phần chính trong lộ trình phát triển của Ethereum, bao gồm hợp nhất, mở rộng, dọn dẹp, xác minh, tinh giản và hoàn thiện. Bài viết này sẽ tập trung giải thích phần đầu tiên của lộ trình - hợp nhất, khám phá những cải tiến còn có thể thực hiện trong cơ chế Bằng chứng và cách thực hiện những cải tiến này.

Vitalik cho rằng, "The Merge" là một trong những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử Ethereum, đánh dấu sự chuyển đổi từ Bằng chứng công việc sang Bằng chứng. Hiện tại, Ethereum như một hệ thống Bằng chứng đã hoạt động ổn định gần hai năm, thể hiện sự xuất sắc về tính ổn định, hiệu suất và sự phi tập trung. Tuy nhiên, cơ chế Bằng chứng vẫn còn một số lĩnh vực quan trọng cần cải thiện thêm.

Lộ trình Ethereum năm 2023 sẽ cải thiện theo hai khía cạnh: một là cải tiến các đặc tính kỹ thuật, như tăng cường tính ổn định, hiệu suất và khả năng tiếp cận của những người xác thực nhỏ; hai là cải cách cơ chế kinh tế để đối phó với rủi ro tập trung. Vitalik chỉ ra rằng, lộ trình này không phải là toàn diện, mà là một số ý tưởng đang được xem xét tích cực hiện nay.

Mục tiêu chính của việc hợp nhất

1. Thực hiện tính xác định trong một khoảng thời gian: Rút ngắn thời gian xác định cuối cùng của khối từ 15 phút xuống còn trong một khoảng thời gian.

2. Xác nhận và hoàn thành giao dịch nhanh chóng nhất có thể trong khi vẫn giữ được tính phi tập trung.

3. Tăng cường tính khả thi của các nhà đầu tư độc lập.

4. Nâng cao tính ổn định của hệ thống.

5. Tăng cường khả năng chống lại và phục hồi của Ethereum trước các cuộc tấn công 51%.

Định hình chắc chắn và dân chủ hóa việc đặt cược

Hiện tại, khối Ethereum cần khoảng 15 phút để được xác nhận cuối cùng, và để trở thành người xác thực cần 32 ETH. Điều này nhằm đạt được sự cân bằng giữa ba mục tiêu là tối đa hóa sự tham gia vào việc xác thực, tối thiểu hóa thời gian xác nhận cuối cùng và tối thiểu hóa chi phí vận hành của nút.

Trong lý tưởng, Ethereum hy vọng đạt được hai cải tiến trong khi vẫn giữ được tính cuối cùng kinh tế:

1. Trong một khoảng thời gian lý tưởng là 12 giây hoặc ngắn hơn để hoàn thành việc xác nhận khối trong (.

2. Giảm ngưỡng staking từ 32 ETH xuống 1 ETH.

Việc thực hiện hai điểm này sẽ giúp nhiều người dùng hưởng lợi từ mức độ bảo mật cao hơn, đồng thời hỗ trợ nhiều người tham gia staking độc lập hơn.

Tuy nhiên, hai mục tiêu này mâu thuẫn với mục tiêu tối thiểu hóa chi phí. Nghiên cứu gần đây đã đề xuất một số giải pháp khả thi:

1. Cải tiến giao thức tổng hợp chữ ký, chẳng hạn như sử dụng công nghệ ZK-SNARKs.

2. Cơ chế Ủy ban Orbit: Do một ủy ban trung bình được chọn ngẫu nhiên chịu trách nhiệm xác định cuối cùng của chuỗi.

3. Cơ chế staking hai lớp: thiết lập hai cấp độ staking cao và thấp, mỗi cấp đảm nhận những trách nhiệm khác nhau.

Mỗi phương án đều có ưu và nhược điểm, cần phải cân nhắc về độ an toàn, mức độ phi tập trung, v.v.

![Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ phân tích triển vọng (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-153ba8816e34fe273a854b70b061774c.webp(

Bầu cử lãnh đạo bí mật đơn nhất

Hiện tại, người đề xuất khối tiếp theo có thể được biết trước, điều này gây ra nguy cơ an ninh. Giải pháp là sử dụng công nghệ mã hóa để tạo ra "ID người xác thực mù" cho mỗi người xác thực, sau đó ẩn thông tin người đề xuất thông qua việc tổ chức lại và làm mù nhiều lần.

Tuy nhiên, việc thực hiện một giao thức bầu cử lãnh đạo bí mật đơn giản và hiệu quả không phải là điều dễ dàng. Cách thức đạt được mục tiêu này mà không làm tăng độ phức tạp của giao thức vẫn cần được nghiên cứu thêm.

Xác nhận giao dịch nhanh hơn

Việc rút ngắn thời gian xác nhận giao dịch từ 12 giây xuống 4 giây sẽ cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng, nâng cao hiệu quả của các giao thức DeFi và góp phần vào sự phi tập trung của L2. Có hai phương pháp chính để thực hiện:

1. Rút ngắn khoảng thời gian xuống còn 8 giây hoặc 4 giây.

2. Cho phép người đề xuất công bố xác nhận trước trong một khe thời gian duy nhất.

Tuy nhiên, việc rút ngắn thời gian khoảng trống có thể dẫn đến sự tập trung hóa của các xác nhận viên. Mặc dù phương pháp xác nhận trước có thể cải thiện thời gian tiếp nhận trung bình, nhưng không thể cải thiện trường hợp tồi tệ nhất, và cách khuyến khích xác nhận trước vẫn là một vấn đề cần giải quyết.

![Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7bc9f3396191ee49aa1225eb188586df.webp(

Chống tấn công lượng tử

Đối mặt với mối đe dọa từ máy tính lượng tử có thể xuất hiện trong tương lai, Ethereum cần phát triển các giải pháp thay thế chống lại các cuộc tấn công lượng tử một cách tích cực. Hiện tại, mọi phần của giao thức dựa vào đường cong ellip đều cần các giải pháp thay thế dựa trên hàm băm hoặc công nghệ chống lượng tử khác. Đây cũng là một trong những lý do khiến Ethereum áp dụng giả định hiệu suất bảo thủ trong thiết kế Bằng chứng.

Kết luận

Hệ thống bằng chứng quyền lợi của Ethereum đang đối mặt với nhiều thách thức trong tiến trình công nghệ. Tính xác định cuối cùng trong một khoảng thời gian, dân chủ hóa việc đặt cược, bầu cử một lãnh đạo bí mật duy nhất, xác nhận giao dịch nhanh hơn và phát triển các giải pháp thay thế chống tấn công lượng tử đều là những vấn đề quan trọng mà Ethereum cần giải quyết.

Vitalik đã suy ngẫm toàn diện về việc nâng cấp "Hợp nhất", đưa ra nhiều tổ hợp giải pháp kỹ thuật, khám phá tiềm năng thiết kế của Bằng chứng và các con đường nâng cấp kỹ thuật khả thi. Trong quá trình nâng cấp kỹ thuật, Ethereum sẽ tiếp tục khám phá sự đổi mới, cân nhắc giữa các giải pháp khác nhau để tìm ra con đường phát triển tốt nhất, đạt được mức độ an toàn, hiệu suất và phi tập trung cao hơn.

![Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-8a62f08e888c99c5c5d45ad550de5927.webp(