Lộ trình mở rộng Ethereum: Thực hiện 10.000 giao dịch mỗi giây thông qua công nghệ ZK và zkEVM
Ethereum sắp chào đón kỷ niệm mười năm của khối Genesis, sau mười năm khám phá, lộ trình mở rộng của nó đang mở ra những hướng đi và tầm nhìn mới. Điều thú vị nhất là, sau nhiều năm khám phá mở rộng L2, Ethereum L1 cuối cùng đã tìm thấy một con đường đáng tin cậy để đạt được mở rộng cực độ mà vẫn giữ được mức độ phi tập trung tối đa.
Nói ngắn gọn, từ bây giờ, giới hạn Gas của Ethereum và kế hoạch TPS sẽ tăng gấp nhiều lần mỗi năm. Các xác nhận viên sẽ không còn thực hiện lại từng giao dịch, mà chỉ xác minh một bằng chứng không biết (zero-knowledge proof) (ZK-proof), để chứng minh rằng nhóm giao dịch này đã được thực hiện đúng, từ đó giúp nâng cao TPS của mạng nền lên hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây.
Đồng thời, L2 cũng sẽ đồng bộ mở rộng, đạt hàng trăm ngàn thậm chí hàng triệu TPS. Một loại L2 mới có tên "Rollup nguyên bản" sẽ hoạt động giống như phân đoạn lập trình, cung cấp cùng một mức độ bảo mật với L1.
Mặc dù những đề xuất này chưa được phê duyệt chính thức, nhưng chúng được xây dựng dựa trên tư duy mà Vitalik Buterin đã bắt đầu khám phá từ năm 2017, và nhận được sự hỗ trợ thúc đẩy từ Justin Drake, một nhà nghiên cứu cốt lõi của Quỹ Ethereum.
Drake tại hội nghị EthCC đã phát biểu: "Chúng ta đang ở một bước ngoặt quan trọng trong việc mở rộng Ethereum, tôi tin chắc rằng chúng ta sắp bước vào kỷ nguyên GigaGas của L1 - khoảng 10.000 TPS, chìa khóa để mở ra kỷ nguyên này là zkEVM và chứng minh thời gian thực."
Mục tiêu cuối cùng của Drake là đạt 10 triệu TPS cho hệ sinh thái Ethereum trong vòng 10 năm. Điều này có nghĩa là tương lai chắc chắn sẽ là kiến trúc "mạng trong mạng": các L2 khác nhau đảm nhận các kịch bản, sự đánh đổi và lợi thế khác nhau, cùng nhau mở rộng toàn bộ hệ sinh thái để đáp ứng nhu cầu toàn cầu.
Tại sao Ethereum L1 khó mở rộng quy mô lớn?
Mặc dù các blockchain khác đã cố gắng mở rộng thông lượng bằng phần cứng và sức mạnh tính toán mạnh mẽ hơn, nhưng Ethereum vẫn kiên trì với sự tập trung gần như mang tính ý thức hệ vào việc phi tập trung. Từ góc nhìn của những người ủng hộ chủ nghĩa cực đoan ETH, những "chuỗi trung tâm dữ liệu" như Solana có hàng triệu đô la điểm rủi ro tập trung, chính phủ có thể trực tiếp kiểm tra giao dịch tại các nút này. Ngay cả những chuỗi như Sui có yêu cầu phần cứng thấp hơn, chi phí và yêu cầu băng thông của nó cũng khiến người ta phải ngần ngại, ảnh hưởng đến mức độ phi tập trung.
So với đó, Ethereum thậm chí có thể chạy trên Raspberry Pi. Thiết kế có rào cản thấp này cho phép hơn 15.000 nút công khai và hàng triệu người xác thực tham gia vào mạng lưới, gần như không thể kiểm duyệt giao dịch, và làm cho toàn bộ mạng lưới có độ bền rất cao trước các cuộc tấn công.
Chi phí là tốc độ cực kỳ chậm - TPS hiện tại khoảng 18-20 giao dịch mỗi giây, trong khi Solana khoảng 1500 giao dịch mỗi giây.
Từ một góc độ nào đó, kiến trúc blockchain vốn dĩ kém hiệu quả, giống như một bảng Google, mỗi khi sửa đổi một ô, tất cả các máy tính trên toàn thế giới phải tính toán lại toàn bộ bảng, và chỉ sau khi xác nhận không có lỗi mới có thể cập nhật.
Chính vì không gian mở rộng của mạng chính có hạn trong việc duy trì tính phi tập trung, Ethereum vào năm 2020 đã phải đi theo con đường mở rộng theo tầng L2 rất gây tranh cãi.
ZK làm thế nào để phá vỡ tam giác bất khả thi của blockchain?
Vitalik Buterin đã đề xuất khái niệm "tam giác không thể có của blockchain", mô tả khó khăn trong việc đạt được ba yếu tố an ninh, khả năng mở rộng và phi tập trung của chuỗi công cộng. Hầu như tất cả các giải pháp mở rộng đều chỉ đáp ứng được hai trong số ba yếu tố, buộc phải hy sinh yếu tố thứ ba.
Cho đến khi công nghệ ZK xuất hiện. Chứng minh không biết (zero-knowledge proof) có thể chứng minh một loạt giao dịch phức tạp đã được thực hiện đúng mà không tiết lộ chi tiết giao dịch. Quá trình tạo ra chứng minh ZK rất phức tạp, nhưng việc xác minh một chứng minh có đúng hay không lại nhanh chóng và nhẹ nhàng.
Vì vậy, tầm nhìn tương lai của Ethereum là: thay vì để một đống nút Raspberry Pi có hiệu suất kém tính toán tất cả các giao dịch từng cái một, tốt hơn là để các người xác thực chỉ cần kiểm tra một kết quả toán học ZK nhỏ gọn.
Drake thậm chí đã đùa rằng, trong tương lai, khối lượng tính toán để xác minh chứng minh ZK nhỏ đến mức bất kỳ Raspberry Pi Pico 7 đô la nào cũng có thể xử lý, hoàn toàn không cần đến các trung tâm dữ liệu lớn.
zkEVM: Lộ trình đến 10,000 TPS
Sophia Gold từ Quỹ Ethereum gần đây đã tiết lộ trong một bài blog rằng: Trong vòng một năm tới, mạng chính L1 có thể tích hợp máy ảo Ethereum được điều khiển bởi chứng minh không kiến thức (zkEVM).
Cần lưu ý rằng nhiều cuộc khảo sát thực tiễn về công nghệ ZK thực sự bắt đầu từ mạng L2. Ví dụ, một chuỗi công khai ZK Rollup hoàn toàn tương thích với EVM - bất kỳ ứng dụng nào có thể chạy trên Ethereum đều có thể chạy liền mạch trên đó.
Người phụ trách của công chain này giải thích rằng công nghệ ZK đã cung cấp câu trả lời cho tam giác không thể của blockchain: "Ma lực của ZK nằm ở chỗ, chúng ta có thể tăng đáng kể giới hạn Gas của L1, trong khi việc mở rộng khối lượng tính toán không làm cho việc xác minh trở nên phức tạp hơn."
Ông bổ sung rằng, khi độ trễ và chi phí phát sinh từ việc tạo ra ZK chứng minh giảm dần, chúng tôi có thể xử lý lưu lượng cao hơn, đồng thời giữ yêu cầu phần cứng để xác thực cực kỳ thấp - thậm chí một chiếc đồng hồ thông minh cũng có thể đảm nhiệm công việc xác thực.
Tuy nhiên, cộng đồng cũng không cần quá lạc quan, ngay cả khi trong năm tới zkEVM được tích hợp thành công vào L1, nó cũng sẽ không đạt được 10.000 TPS ngay trong ngày đầu tiên.
Ngày ngày từng bước, rồi sau đó hoàn thành trong một khoảnh khắc
Ethereum hiện có năm khách hàng phần mềm chính có thể được sử dụng để vận hành mạng, điều này có nghĩa là ngay cả khi một khách hàng gặp sự cố, mạng cũng sẽ không dừng hoạt động ngay lập tức.
Trong lộ trình nâng cấp tương lai, Ethereum dự định phát hành từ hai đến ba phiên bản khách hàng cải tiến hỗ trợ xác minh ZK, cho phép các xác minh viên lựa chọn hoàn thành xác minh thông qua việc kiểm tra chứng minh không biết (zero-knowledge proof), thay vì thực hiện lại mỗi giao dịch.
Ban đầu, chỉ có một số ít người xác thực sẽ chuyển sang chế độ xác thực mới trước tiên, để phát hiện và sửa chữa các vấn đề tiềm ẩn trong giai đoạn đầu.
Ladislaus từ nhóm phối hợp giao thức của Quỹ Ethereum cho biết, "Việc chuyển sang EVM được snark hóa sẽ là một quá trình dần dần."
Người dùng sẽ dần cảm nhận thấy giới hạn Gas của L1 được nâng cao, tức là khả năng hoạt động kinh tế của mạng được tăng cường. Mặc dù quá trình chuyển đổi từ L1 sang xác minh ZK cần thời gian, nhưng việc mở rộng giới hạn Gas gần như đã sẵn sàng.
Tuần trước, giới hạn Gas L1 vừa tăng 22%, đạt 45 triệu. Nhà nghiên cứu Dankrad Feist đã đề xuất một EIP, khuyến nghị các client tự động điều chỉnh giới hạn Gas ba lần mỗi năm, theo kế hoạch này, sau bốn năm mạng chính Ethereum có thể đạt khoảng 2000 TPS.
Và Justin Drake thậm chí còn đề xuất kéo dài nhịp độ này thêm hai năm, đến năm 2031 có thể đạt được 1 gigagas thông lượng, đạt khoảng 10.000 TPS.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
11 thích
Phần thưởng
11
4
Đăng lại
Chia sẻ
Bình luận
0/400
BTCBeliefStation
· 08-10 14:17
Mỗi giây mười ngàn giao dịch? Để tôi tính xem mất bao nhiêu tháng để thu hồi vốn.
Xem bản gốcTrả lời0
OnchainDetective
· 08-10 05:08
Giữ thái độ hoài nghi đối với những "đột phá" được nêu ở trên, dữ liệu TPS hoàn toàn không khớp với giám sát trên chuỗi của tôi, chắc chắn có điều gì đó ẩn giấu ở đây...
Ethereum ZK mở rộng: Cuộc cách mạng L1 từ 20 giao dịch mỗi giây lên 10000 giao dịch
Lộ trình mở rộng Ethereum: Thực hiện 10.000 giao dịch mỗi giây thông qua công nghệ ZK và zkEVM
Ethereum sắp chào đón kỷ niệm mười năm của khối Genesis, sau mười năm khám phá, lộ trình mở rộng của nó đang mở ra những hướng đi và tầm nhìn mới. Điều thú vị nhất là, sau nhiều năm khám phá mở rộng L2, Ethereum L1 cuối cùng đã tìm thấy một con đường đáng tin cậy để đạt được mở rộng cực độ mà vẫn giữ được mức độ phi tập trung tối đa.
Nói ngắn gọn, từ bây giờ, giới hạn Gas của Ethereum và kế hoạch TPS sẽ tăng gấp nhiều lần mỗi năm. Các xác nhận viên sẽ không còn thực hiện lại từng giao dịch, mà chỉ xác minh một bằng chứng không biết (zero-knowledge proof) (ZK-proof), để chứng minh rằng nhóm giao dịch này đã được thực hiện đúng, từ đó giúp nâng cao TPS của mạng nền lên hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây.
Đồng thời, L2 cũng sẽ đồng bộ mở rộng, đạt hàng trăm ngàn thậm chí hàng triệu TPS. Một loại L2 mới có tên "Rollup nguyên bản" sẽ hoạt động giống như phân đoạn lập trình, cung cấp cùng một mức độ bảo mật với L1.
Mặc dù những đề xuất này chưa được phê duyệt chính thức, nhưng chúng được xây dựng dựa trên tư duy mà Vitalik Buterin đã bắt đầu khám phá từ năm 2017, và nhận được sự hỗ trợ thúc đẩy từ Justin Drake, một nhà nghiên cứu cốt lõi của Quỹ Ethereum.
Drake tại hội nghị EthCC đã phát biểu: "Chúng ta đang ở một bước ngoặt quan trọng trong việc mở rộng Ethereum, tôi tin chắc rằng chúng ta sắp bước vào kỷ nguyên GigaGas của L1 - khoảng 10.000 TPS, chìa khóa để mở ra kỷ nguyên này là zkEVM và chứng minh thời gian thực."
Mục tiêu cuối cùng của Drake là đạt 10 triệu TPS cho hệ sinh thái Ethereum trong vòng 10 năm. Điều này có nghĩa là tương lai chắc chắn sẽ là kiến trúc "mạng trong mạng": các L2 khác nhau đảm nhận các kịch bản, sự đánh đổi và lợi thế khác nhau, cùng nhau mở rộng toàn bộ hệ sinh thái để đáp ứng nhu cầu toàn cầu.
Tại sao Ethereum L1 khó mở rộng quy mô lớn?
Mặc dù các blockchain khác đã cố gắng mở rộng thông lượng bằng phần cứng và sức mạnh tính toán mạnh mẽ hơn, nhưng Ethereum vẫn kiên trì với sự tập trung gần như mang tính ý thức hệ vào việc phi tập trung. Từ góc nhìn của những người ủng hộ chủ nghĩa cực đoan ETH, những "chuỗi trung tâm dữ liệu" như Solana có hàng triệu đô la điểm rủi ro tập trung, chính phủ có thể trực tiếp kiểm tra giao dịch tại các nút này. Ngay cả những chuỗi như Sui có yêu cầu phần cứng thấp hơn, chi phí và yêu cầu băng thông của nó cũng khiến người ta phải ngần ngại, ảnh hưởng đến mức độ phi tập trung.
So với đó, Ethereum thậm chí có thể chạy trên Raspberry Pi. Thiết kế có rào cản thấp này cho phép hơn 15.000 nút công khai và hàng triệu người xác thực tham gia vào mạng lưới, gần như không thể kiểm duyệt giao dịch, và làm cho toàn bộ mạng lưới có độ bền rất cao trước các cuộc tấn công.
Chi phí là tốc độ cực kỳ chậm - TPS hiện tại khoảng 18-20 giao dịch mỗi giây, trong khi Solana khoảng 1500 giao dịch mỗi giây.
Từ một góc độ nào đó, kiến trúc blockchain vốn dĩ kém hiệu quả, giống như một bảng Google, mỗi khi sửa đổi một ô, tất cả các máy tính trên toàn thế giới phải tính toán lại toàn bộ bảng, và chỉ sau khi xác nhận không có lỗi mới có thể cập nhật.
Chính vì không gian mở rộng của mạng chính có hạn trong việc duy trì tính phi tập trung, Ethereum vào năm 2020 đã phải đi theo con đường mở rộng theo tầng L2 rất gây tranh cãi.
ZK làm thế nào để phá vỡ tam giác bất khả thi của blockchain?
Vitalik Buterin đã đề xuất khái niệm "tam giác không thể có của blockchain", mô tả khó khăn trong việc đạt được ba yếu tố an ninh, khả năng mở rộng và phi tập trung của chuỗi công cộng. Hầu như tất cả các giải pháp mở rộng đều chỉ đáp ứng được hai trong số ba yếu tố, buộc phải hy sinh yếu tố thứ ba.
Cho đến khi công nghệ ZK xuất hiện. Chứng minh không biết (zero-knowledge proof) có thể chứng minh một loạt giao dịch phức tạp đã được thực hiện đúng mà không tiết lộ chi tiết giao dịch. Quá trình tạo ra chứng minh ZK rất phức tạp, nhưng việc xác minh một chứng minh có đúng hay không lại nhanh chóng và nhẹ nhàng.
Vì vậy, tầm nhìn tương lai của Ethereum là: thay vì để một đống nút Raspberry Pi có hiệu suất kém tính toán tất cả các giao dịch từng cái một, tốt hơn là để các người xác thực chỉ cần kiểm tra một kết quả toán học ZK nhỏ gọn.
Drake thậm chí đã đùa rằng, trong tương lai, khối lượng tính toán để xác minh chứng minh ZK nhỏ đến mức bất kỳ Raspberry Pi Pico 7 đô la nào cũng có thể xử lý, hoàn toàn không cần đến các trung tâm dữ liệu lớn.
zkEVM: Lộ trình đến 10,000 TPS
Sophia Gold từ Quỹ Ethereum gần đây đã tiết lộ trong một bài blog rằng: Trong vòng một năm tới, mạng chính L1 có thể tích hợp máy ảo Ethereum được điều khiển bởi chứng minh không kiến thức (zkEVM).
Cần lưu ý rằng nhiều cuộc khảo sát thực tiễn về công nghệ ZK thực sự bắt đầu từ mạng L2. Ví dụ, một chuỗi công khai ZK Rollup hoàn toàn tương thích với EVM - bất kỳ ứng dụng nào có thể chạy trên Ethereum đều có thể chạy liền mạch trên đó.
Người phụ trách của công chain này giải thích rằng công nghệ ZK đã cung cấp câu trả lời cho tam giác không thể của blockchain: "Ma lực của ZK nằm ở chỗ, chúng ta có thể tăng đáng kể giới hạn Gas của L1, trong khi việc mở rộng khối lượng tính toán không làm cho việc xác minh trở nên phức tạp hơn."
Ông bổ sung rằng, khi độ trễ và chi phí phát sinh từ việc tạo ra ZK chứng minh giảm dần, chúng tôi có thể xử lý lưu lượng cao hơn, đồng thời giữ yêu cầu phần cứng để xác thực cực kỳ thấp - thậm chí một chiếc đồng hồ thông minh cũng có thể đảm nhiệm công việc xác thực.
Tuy nhiên, cộng đồng cũng không cần quá lạc quan, ngay cả khi trong năm tới zkEVM được tích hợp thành công vào L1, nó cũng sẽ không đạt được 10.000 TPS ngay trong ngày đầu tiên.
Ngày ngày từng bước, rồi sau đó hoàn thành trong một khoảnh khắc
Ethereum hiện có năm khách hàng phần mềm chính có thể được sử dụng để vận hành mạng, điều này có nghĩa là ngay cả khi một khách hàng gặp sự cố, mạng cũng sẽ không dừng hoạt động ngay lập tức.
Trong lộ trình nâng cấp tương lai, Ethereum dự định phát hành từ hai đến ba phiên bản khách hàng cải tiến hỗ trợ xác minh ZK, cho phép các xác minh viên lựa chọn hoàn thành xác minh thông qua việc kiểm tra chứng minh không biết (zero-knowledge proof), thay vì thực hiện lại mỗi giao dịch.
Ban đầu, chỉ có một số ít người xác thực sẽ chuyển sang chế độ xác thực mới trước tiên, để phát hiện và sửa chữa các vấn đề tiềm ẩn trong giai đoạn đầu.
Ladislaus từ nhóm phối hợp giao thức của Quỹ Ethereum cho biết, "Việc chuyển sang EVM được snark hóa sẽ là một quá trình dần dần."
Người dùng sẽ dần cảm nhận thấy giới hạn Gas của L1 được nâng cao, tức là khả năng hoạt động kinh tế của mạng được tăng cường. Mặc dù quá trình chuyển đổi từ L1 sang xác minh ZK cần thời gian, nhưng việc mở rộng giới hạn Gas gần như đã sẵn sàng.
Tuần trước, giới hạn Gas L1 vừa tăng 22%, đạt 45 triệu. Nhà nghiên cứu Dankrad Feist đã đề xuất một EIP, khuyến nghị các client tự động điều chỉnh giới hạn Gas ba lần mỗi năm, theo kế hoạch này, sau bốn năm mạng chính Ethereum có thể đạt khoảng 2000 TPS.
Và Justin Drake thậm chí còn đề xuất kéo dài nhịp độ này thêm hai năm, đến năm 2031 có thể đạt được 1 gigagas thông lượng, đạt khoảng 10.000 TPS.