Cải cách của lớp nhận thức chung Ethereum: Năm thay đổi do Beam Chain mang lại

Ethereum đã trải qua một sự chuyển đổi lớn từ PoW sang PoS kể từ khi ra đời. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cốt lõi của Quỹ Ethereum cho rằng, mặc dù hiệu quả ban đầu của PoS rất đáng kể, nhưng trong những năm gần đây đã tích lũy một số khoản nợ kỹ thuật, và thiết kế của nó không tận dụng đầy đủ các công nghệ tiên tiến như chứng minh không kiến thức. Do đó, lớp nhận thức chung của Ethereum rất cần một bản cập nhật lớn.

Tại hội nghị các nhà phát triển gần đây, các nhà nghiên cứu Ethereum đã đưa ra một đề xuất quan trọng có tên là "Beam Chain", nhằm cải cách hoàn toàn lớp nhận thức chung của Ethereum. Đây là một phần trong kế hoạch phát triển dài hạn của Ethereum, với mục tiêu tận dụng những thành tựu đột phá hiện tại của mật mã không biết, để nâng cao đáng kể khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng mà không cần khởi động một mạng mới. Chắc chắn rằng đây sẽ trở thành một trong những nâng cấp quan trọng nhất của Ethereum trong 3-5 năm tới.

Cần làm rõ rằng, Beam Chain không phải là một blockchain hoàn toàn mới, mà là một cơ sở hạ tầng mới được xây dựng bên trong mạng chính của Ethereum. Nó sẽ cải thiện đáng kể tốc độ giao dịch, độ an toàn và hiệu quả của mạng chính. Có quan điểm coi Beam Chain là Ethereum 3.0, nhưng cách hiểu này không chính xác. Beam Chain tập trung vào việc giải quyết vấn đề của lớp nhận thức chung, sẽ không thay đổi cấu trúc của lớp dữ liệu hoặc lớp thực thi.

Beam Chain sẽ mang lại năm sự thay đổi cốt lõi:

1. Xác nhận khối nhanh hơn: Thực hiện thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng trong một khe
2. Giữ tính phi tập trung: Duy trì hoặc cải thiện mức độ phi tập trung hiện tại
3. Giảm ngưỡng đặt cọc: Giảm yêu cầu đặt cọc ETH từ 32 ETH xuống 1 ETH
4. Bảo vệ người dùng thông thường: Loại bỏ MEV dựa trên tái cấu trúc khối.
5. Hướng tới tương lai: Trang bị cho mạng Ethereum khả năng chống lại lượng tử

Cách tiếp cận và nguyên lý nâng cấp của Beam Chain

1. Tăng cường hiệu quả sản xuất khối.

Beam Chain kế hoạch tăng sản lượng sản xuất khối lên gấp 3 lần so với hiện tại để tăng cường khả năng xử lý giao dịch của Ethereum. Đồng thời, giới thiệu cơ chế FOCIL (Danh sách bắt buộc bao gồm lựa chọn phân nhánh) để tăng cường khả năng chống kiểm duyệt, đảm bảo giao dịch không dễ bị loại trừ ác ý.

Các xác thực sẽ áp dụng phương thức đấu giá để thực hiện việc cách ly, điều này không chỉ đảm bảo hiệu suất và mức độ phi tập trung cao hơn mà còn giúp nhiều người dùng hơn tránh khỏi ảnh hưởng của MEV. Ngoài ra, Ethereum sẽ đạt được tính chắc chắn cuối cùng theo thời gian đơn và thời gian khối 4 giây, tăng tốc độ xác nhận giao dịch và nâng cao hiệu quả mạng.

Điều đáng lưu ý là cuộc cách mạng này sẽ khiến các sàn giao dịch không còn cần phải chờ đợi nhiều khối để xác nhận, vì trong tương lai, một khối duy nhất sẽ đủ để hoàn thành xác nhận.

2. Tối ưu hóa cơ chế staking

Beam Chain sẽ điều chỉnh mô hình phát hành thưởng cho các xác thực viên, giúp việc staking nhận được phần thưởng cao hơn. Đồng thời, yêu cầu staking cho các xác thực viên độc lập sẽ giảm từ 32 ETH hiện tại xuống còn 1 ETH, giảm đáng kể rào cản tham gia, làm cho việc staking độc lập trở nên phổ biến hơn.

Đột phá này có được nhờ vào việc ứng dụng công nghệ bằng chứng không kiến thức, giúp Ethereum có thể tăng tốc trong khi cho phép nhiều nút tham gia nhận thức chung mà không làm tăng yêu cầu phần cứng một cách đáng kể, vượt qua tam giác không thể của việc staking.

3. Tăng cường an ninh

Beam Chain sẽ giới thiệu mật mã chống lại lượng tử, đảm bảo mạng có thể chống lại các mối đe dọa tiềm tàng từ tính toán lượng tử trong tương lai, trở thành người tiên phong chống lại lượng tử trong các chuỗi khối chính.

Công nghệ chứng minh không kiến thức (như zkSNARK và zkVM) sẽ được tích hợp sâu với Ethereum, tăng cường thêm bảo mật, khả năng mở rộng và an ninh. Bằng cách tận dụng công nghệ RISC-V, Ethereum sẽ thực hiện SNARK hóa blockchain, nâng cao hiệu quả và khả năng mở rộng của việc tạo ra chứng minh.

Nói ngắn gọn, quá trình này có thể được tóm tắt là xử lý ZK cho toàn bộ mạng Ethereum.

Ngoài ra, Beam Chain cũng sẽ giới thiệu cơ chế ngẫu nhiên mạnh mẽ hơn, đảm bảo tính công bằng trong việc chọn lựa các xác thực viên và các quy trình mạng quan trọng khác, đồng thời cải thiện khả năng kháng kiểm duyệt, giảm thiểu rủi ro của các cuộc tấn công tự động như tấn công sandwich.

4. Nguyên lý hoạt động

Kể từ khi thiết kế lớp nhận thức chung hiện tại của Ethereum được xác định, các nhà mật mã học đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong công nghệ SNARK. Bằng cách SNARK hóa hàm chuyển đổi trạng thái của Ethereum, có thể đạt được thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng trong một khe.

Cải tiến này không chỉ có thể nâng cao trải nghiệm giao dịch của Ethereum L1 một cách đáng kể, giảm thời gian chờ đợi, mà còn giảm giá trị tiềm năng từ giao dịch bằng cách loại bỏ chiến lược tái cấu trúc khối từ xa và giảm nợ kỹ thuật của lớp nhận thức chung.

Ngoài ra, SNARK hóa sẽ giúp mạng Ethereum có khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử, một đặc điểm cần thiết cho blockchain trong tương lai.

Beam Chain sẽ thúc đẩy việc nâng cấp Ethereum từ những khía cạnh sau:

• Sử dụng công nghệ phân đoạn để tăng tốc độ xử lý: Chia dữ liệu thành các phần nhỏ hơn, thực hiện xử lý song song, giảm tắc nghẽn giao dịch, tăng tốc độ giao dịch.
• Thực hiện bảo mật chống lại tính toán lượng tử: Sử dụng công nghệ mã hóa tiên tiến, đảm bảo an ninh mạng không bị đe dọa bởi máy tính lượng tử trong tương lai.
• Tích hợp với lộ trình của Ethereum: Beam Chain không phải là mạng độc lập, mà là một giai đoạn quan trọng trong lộ trình mở rộng và nâng cao tính bảo mật của Ethereum trong 5 năm tới.

5. Ý nghĩa quan trọng

Beam Chain rất quan trọng để tăng cường khả năng xử lý ứng dụng phi tập trung ngày càng tăng của Ethereum. Nó sẽ cải thiện khả năng mở rộng của Ethereum, giảm chi phí giao dịch và tăng cường an ninh tổng thể, giúp mạng có thể hỗ trợ nhiều người dùng và ứng dụng phức tạp hơn theo thời gian.

Công nghệ chứng minh dựa trên SNARK cho phép các người gửi thông thường được trang bị phần cứng tiêu chuẩn đạt được những lợi thế về hiệu suất nêu trên. Khi ngưỡng đặt cọc giảm từ 32 ETH xuống 1 ETH, hiệu suất mạng sẽ được cải thiện, đồng thời mức độ phi tập trung của cộng đồng người gửi Ethereum cũng sẽ được cải thiện đáng kể.

Đặc biệt, việc giảm bớt rào cản có thể thúc đẩy sự phổ biến của các thiết bị xác thực cấp gia đình, củng cố thêm vị thế của Ethereum như là chuỗi công khai có nhiều nút nhất và phi tập trung nhất trên toàn cầu.

Mặc dù tầm nhìn của Beam Chain sẽ không ngay lập tức thay đổi Ethereum, cũng như không làm thay đổi rõ rệt lộ trình dài hạn của nó, nhưng nó sẽ thay đổi thứ tự ưu tiên trong phát triển lộ trình, tăng tốc sự phát triển của một số thành phần. Ví dụ, một số nâng cấp quan trọng trong lộ trình hiện tại dự kiến sẽ được thực hiện vào năm 2029, trong khi Beam Chain có thể làm tăng tốc sự xuất hiện của những nâng cấp này.

Nếu Beam Chain nhận đủ sự hỗ trợ từ cộng đồng, các nhà phát triển có thể bắt đầu xây dựng quy chuẩn vào năm tới, sau đó vào năm 2026, đội ngũ phát triển sẽ viết mã sản xuất, vào năm 2027 sẽ tiến hành thử nghiệm, và cuối cùng mới có thể triển khai an toàn trên mạng chính của Ethereum. Mặc dù việc triển khai Beam Chain có vẻ còn một khoảng thời gian, nhưng đối với một phần mềm mã nguồn mở phát triển phi tập trung, những biện pháp an toàn này là cần thiết.

Tóm lại, Beam Chain thông qua lộ trình ZK đã giải quyết một lần cho tất cả "nợ kỹ thuật" trong quá khứ, những cải tiến này hy vọng sẽ nâng cao đáng kể chức năng L1 của nó trong khi vẫn giữ được "phi tập trung cấp thế giới" của Ethereum.

Đồng thời, các giải pháp lâu dài như khả năng kháng lượng tử được đưa ra bởi những tư tưởng mới sẽ đặt lớp nhận thức chung của Ethereum vào "chế độ bảo trì", đảm bảo rằng Ethereum sẽ duy trì an toàn, hiệu quả và thích ứng trong vài thập kỷ tới, tạo nền tảng cho những đổi mới trong tương lai mà không cần thiết phải thiết kế lại một cách triệt để.

Ethereum đang liên tục thực hiện các kế hoạch dài hạn, điều này là một bước tiến đáng khích lệ cho toàn bộ ngành công nghiệp blockchain. Điều này cũng cung cấp một cơ sở vững chắc để chúng tôi duy trì thái độ lạc quan đối với Ethereum trong bối cảnh thị trường đang phát triển mạnh mẽ hiện nay.