Nâng cấp Ethereum The Surge toàn diện: Con đường mở rộng dưới mục tiêu 100.000+ TPS

Phân tích nâng cấp kỹ thuật Ethereum The Surge

Kể từ tháng 10 năm nay, đồng sáng lập Ethereum đã phát hành một loạt bài viết về những khả năng tương lai của giao thức Ethereum, bao gồm sáu phần của lộ trình phát triển Ethereum. Bài viết này sẽ giải thích phần thứ hai trong loạt bài đó, The Surge, tập trung vào khả năng mở rộng và phát triển lâu dài của Ethereum. Từ lộ trình công nghệ ở giai đoạn này, chúng ta có thể hiểu sâu hơn về cách Ethereum sẽ chuyển mình thành một giao thức có khả năng xử lý nhu cầu khổng lồ (TPS đạt trên 100,000), đồng thời duy trì sự phi tập trung và an toàn.

Tầm nhìn cốt lõi của Ethereum

Về bản chất, Ethereum được thiết kế để trở thành lớp cơ sở của internet phi tập trung. Ether hỗ trợ các ứng dụng phi tập trung phức tạp thông qua mã hợp đồng thông minh được thực thi tự động, sự linh hoạt này khiến nó trở thành blockchain được các nhà phát triển ưa chuộng để xây dựng các ứng dụng phi tập trung bao gồm DeFi, NFT.

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, còn rất xa so với các mạng thanh toán truyền thống. Điều này dẫn đến phí gas cao trong thời gian mạng bị tắc nghẽn, và hạn chế khả năng của Ethereum trở thành cơ sở hạ tầng quy mô toàn cầu. Đây chính là vấn đề mà The Surge sẽ tập trung giải quyết.

Mục tiêu chính của The Surge như sau:

  • Ethereum L1+L2 đạt 100,000+ TPS;
  • Giữ cho L1 được phi tập trung và vững chắc;
  • Ít nhất có một số L2 hoàn toàn kế thừa các thuộc tính cốt lõi của Ethereum (không cần tin tưởng, mở, chống kiểm duyệt);
  • Tối đa hóa tính tương tác giữa các L2: Ethereum nên giống như một hệ sinh thái, chứ không phải là hàng chục chuỗi khối khác nhau.

Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ triển vọng phân tích (2): The Surge

Tương lai tập trung vào rollup

The Surge đề cập đến kế hoạch của Ethereum để tăng cường khả năng mở rộng một cách đáng kể, chủ yếu thông qua các giải pháp L2. Và rollup là một phần quan trọng trong chiến lược này. Bản đồ lộ trình tập trung vào rollup đưa ra một sự phân công đơn giản: Ethereum L1 tập trung vào việc trở thành một nền tảng mạnh mẽ và phi tập trung, trong khi L2 đảm nhận nhiệm vụ giúp hệ sinh thái mở rộng.

Rollup sẽ đóng gói giao dịch ngoài chuỗi, sau đó gửi lại về mạng chính Ethereum, tăng cường đáng kể khả năng xử lý trong khi vẫn giữ được tính bảo mật và phi tập trung. Rollup có thể nâng cao khả năng mở rộng của Ethereum lên trên 100.000 TPS. Đây sẽ là một bước đột phá trong việc mở rộng, vì nó cho phép Ethereum xử lý các ứng dụng quy mô toàn cầu mà không làm tổn hại đến tinh thần phi tập trung.

Lộ trình tập trung vào rollup được coi là giải pháp mở rộng lâu dài. Ethereum 2.0 đã giảm tiêu thụ năng lượng bằng cách chuyển đổi từ PoW sang PoS thông qua The Merge, trong khi rollup được coi là cột mốc quan trọng tiếp theo như một giải pháp mở rộng lâu dài.

Năm nay, lộ trình tập trung vào rollup đã đạt được những thành tựu quan trọng: với sự ra mắt của blobs EIP-4844, băng thông dữ liệu của Ethereum L1 đã tăng đáng kể, và nhiều rollup Ethereum Virtual Machine (EVM) đã bước vào giai đoạn đầu tiên. Mỗi L2 tồn tại như một phân đoạn với các quy tắc và logic nội bộ riêng, sự đa dạng và đa dạng hóa cách thức thực hiện phân đoạn hiện nay đã trở thành hiện thực.

Ethereum协议技术升级前景解析(2):The Surge

Mẫu khả dụng dữ liệu (DAS) phát triển thêm

Một khía cạnh quan trọng khác của The Surge là mẫu khả dụng dữ liệu (DAS), đây là một công nghệ được thiết kế để giải quyết vấn đề khả dụng dữ liệu. Trong các mạng phi tập trung như Ethereum, điều này rất quan trọng vì tất cả các nút có thể xác minh dữ liệu mà không cần lưu trữ hoặc tải xuống toàn bộ nội dung.

DAS cho phép các nút xác thực dữ liệu mà không cần truy cập vào tập dữ liệu đầy đủ, từ đó nâng cao khả năng mở rộng và hiệu quả.

Có hai hình thức DAS: PeerDAS và 2D DAS. PeerDAS được kỳ vọng sẽ tăng cường giả thuyết tin cậy trong rollup, làm cho nó an toàn hơn. 2D DAS không chỉ thực hiện mẫu ngẫu nhiên trong blob mà còn mẫu ngẫu nhiên giữa các blob. Sử dụng tính chất tuyến tính của cam kết KZG, mở rộng tập hợp blob trong một khối bằng cách sử dụng một tập hợp blob ảo mới, những blob ảo này mã hóa cùng một thông tin dư thừa.

Nhờ vào DAS, Ethereum có thể xử lý một lượng dữ liệu lớn hơn, từ đó đạt được rollup nhanh hơn và rẻ hơn mà không làm tổn hại đến tính phi tập trung.

Trong giai đoạn tương lai xa hơn, cần phải thực hiện nhiều công việc hơn để xác định phiên bản lý tưởng của 2D DAS và chứng minh các thuộc tính an toàn của nó.

Con đường thực tế lâu dài là:

  1. Thực hiện DAS 2D lý tưởng;
  2. Kiên trì sử dụng 1D DAS, hy sinh hiệu quả băng thông mẫu, chấp nhận giới hạn dữ liệu thấp hơn vì sự đơn giản và tính toàn vẹn;
  3. Từ bỏ DA, hoàn toàn chấp nhận Plasma như kiến trúc Layer2 chính.

Cần lưu ý rằng ngay cả khi quyết định mở rộng thực thi trực tiếp trên lớp L1, tùy chọn này vẫn tồn tại. Điều này là do nếu lớp L1 phải xử lý một lượng lớn TPS, khối L1 sẽ trở nên rất lớn, và khách hàng sẽ muốn có một phương pháp hiệu quả để xác minh tính chính xác của nó, do đó sẽ phải sử dụng các công nghệ tương tự như rollup (như ZK-EVM và DAS) trên lớp L1.

Plasma và các giải pháp khác

Ngoài Rollup, một trong những giải pháp mở rộng chuỗi ngoài được đề xuất sớm là Plasma, cũng là một giải pháp L2 khác.

Plasma tạo ra các chuỗi con, các chuỗi này độc lập xử lý giao dịch ngoài chuỗi Ethereum chính, định kỳ gửi tóm tắt về mạng chính. Đối với mỗi khối, nhà điều hành sẽ gửi cho mỗi người dùng một nhánh Merkle để chứng minh trạng thái thay đổi tài sản của người dùng đó. Người dùng có thể rút tài sản của mình bằng cách cung cấp nhánh Merkle. Quan trọng là, nhánh này không nhất thiết phải có trạng thái mới nhất làm gốc.

Do đó, ngay cả khi có vấn đề về khả năng truy cập dữ liệu, người dùng vẫn có thể khôi phục tài sản của mình bằng cách trích xuất trạng thái mới nhất có sẵn. Nếu người dùng gửi một nhánh không hợp lệ (ví dụ, trích xuất tài sản đã được gửi cho người khác hoặc nhà điều hành tự tạo ra một tài sản từ không), thì có thể xác định quyền sở hữu hợp pháp của tài sản thông qua cơ chế thách thức trên chuỗi.

Mặc dù việc phát triển Plasma đã chậm lại so với rollup ở một mức độ nào đó, nhưng nó vẫn được coi là một phần của bộ công cụ mở rộng quy mô rộng hơn của Ethereum.

Ngoài ra, còn có các cuộc thảo luận về việc cải thiện công nghệ nén dữ liệu và chứng minh mã hóa nhằm nâng cao hiệu quả của rollup và các giải pháp L2 khác. Ý tưởng là nén càng nhiều dữ liệu càng tốt, đồng thời đảm bảo rằng tất cả thông tin cần thiết vẫn có sẵn để các nút Ethereum xác minh. Những cải tiến kỹ thuật này rất có thể đóng vai trò then chốt trong quá trình Ethereum đạt được thông lượng cao hơn.

Phiên bản Plasma đầu tiên chỉ có thể xử lý các trường hợp thanh toán, không thể mở rộng hiệu quả hơn. Tuy nhiên, nếu yêu cầu mỗi gốc được xác minh bằng SNARK, thì Plasma sẽ mạnh mẽ hơn rất nhiều. Quá trình này có thể được đơn giản hóa đáng kể vì hầu hết các con đường gian lận của nhà điều hành đã bị loại trừ. Đồng thời, cũng mở ra những con đường mới, tức là trong trường hợp nhà điều hành không gian lận, người dùng có thể rút tiền ngay lập tức mà không cần chờ đợi thời gian thách thức một tuần.

Một phương pháp (không phải là phương pháp duy nhất) để tạo ra chuỗi plasma EVM là: sử dụng ZK-SNARK để xây dựng một cây UTXO song song, phản ánh các thay đổi số dư mà EVM thực hiện, định nghĩa một ánh xạ độc đáo của "cùng một đồng coin" ở các thời điểm lịch sử khác nhau. Sau đó, có thể xây dựng cấu trúc Plasma trên cơ sở đó.

Hiệu suất của Plasma khá tốt, đây cũng là lý do chính mà mọi người cần thiết kế cấu trúc kỹ thuật để khắc phục những thiếu sót về an ninh của nó.

Ethereum giao thức công nghệ nâng cấp triển vọng phân tích (2): The Surge

Cải tiến khả năng tương tác giữa các L2

Một thách thức chính mà hệ sinh thái L2 hiện nay đang phải đối mặt là khả năng tương tác kém giữa các L2, và làm thế nào để việc sử dụng hệ sinh thái L2 cảm giác giống như đang sử dụng một hệ sinh thái Ethereum thống nhất là một vấn đề cần được cải thiện một cách cấp bách.

Cải tiến khả năng tương tác giữa các L2 có nhiều loại. Về lý thuyết, Ethereum trung tâm Rollup tương tự như L1 phân mảnh thực thi. Hệ sinh thái L2 hiện tại của Ethereum trong thực tế còn gặp các vấn đề sau đây so với trạng thái lý tưởng:

  • Địa chỉ của chuỗi cụ thể: Địa chỉ cần phải chứa thông tin chuỗi (L1, Optimism, Arbitrum......). Một khi điều này được thực hiện, có thể thực hiện quy trình gửi qua L2 chỉ bằng cách đặt địa chỉ vào trường gửi, lúc này ví có thể tự xử lý cách gửi (bao gồm việc sử dụng giao thức xuyên chuỗi).

  • Yêu cầu thanh toán trên chuỗi cụ thể: nên có khả năng tạo ra một cách dễ dàng và tiêu chuẩn hóa các thông điệp có hình thức "Gửi cho tôi X loại token Y trên chuỗi Z". Điều này chủ yếu có hai trường hợp ứng dụng: thanh toán giữa người với người hoặc thanh toán giữa người với dịch vụ thương gia; yêu cầu quỹ từ dApp.

  • Hoán đổi giữa các chuỗi và thanh toán Gas: Cần có một giao thức mở tiêu chuẩn hóa để thể hiện các hoạt động giữa các chuỗi. ERC-7683 và RIP-7755 là những nỗ lực trong lĩnh vực này, mặc dù phạm vi ứng dụng của cả hai đều rộng hơn những trường hợp cụ thể này.

  • Khách hàng nhẹ: Người dùng nên có khả năng xác thực thực tế chuỗi mà họ đang tương tác, chứ không chỉ tin tưởng nhà cung cấp RPC. ERC-3668 (CCIP-read) là một chiến lược để đạt được mục tiêu này.

  • Ý tưởng cầu nối token chia sẻ: Giả sử trong một thế giới mà tất cả L2 đều là rollup chứng minh tính hợp lệ, và mỗi slot đều được gửi đến Ethereum, để chuyển một tài sản L2 sang một L2 khác trong trạng thái gốc, vẫn cần phải rút và gửi tiền, điều này cần phải trả một khoản phí Gas L1 lớn.

Một phương pháp để giải quyết vấn đề này là: tạo ra một Rollup tối giản chia sẻ, chức năng duy nhất của nó là duy trì ai sở hữu mỗi loại token trên L2 và số dư mà mỗi người có, đồng thời cho phép số dư này được cập nhật theo lô thông qua một loạt các hoạt động gửi qua lại giữa các L2 do bất kỳ L2 nào khởi xướng. Điều này sẽ cho phép việc chuyển tiền giữa các L2 không cần trả phí gas L1 cho mỗi giao dịch, cũng như không cần sử dụng các công nghệ dựa trên nhà cung cấp thanh khoản như ERC-7683.

  • Tính đồng bộ hóa: cho phép thực hiện các cuộc gọi đồng bộ giữa một L2 cụ thể với L1 hoặc giữa nhiều L2. Điều này giúp cải thiện hiệu quả tài chính của các giao thức DeFi. Cái trước có thể được thực hiện mà không cần bất kỳ sự phối hợp nào giữa các L2; cái sau thì cần có sự sắp xếp chung. Công nghệ dựa trên rollup tự động áp dụng cho tất cả các công nghệ này.

Nhiều ví dụ ở trên đang đối mặt với tình huống khó khăn về việc khi nào nên chuẩn hóa và chuẩn hóa các lớp nào. Nếu chuẩn hóa quá sớm, có thể khiến một giải pháp kém trở nên ăn sâu. Nếu chuẩn hóa quá muộn, có thể gây ra sự phân mảnh không cần thiết.

Một sự đồng thuận hiện tại là: trong một số trường hợp, vừa có một giải pháp ngắn hạn với các thuộc tính yếu hơn nhưng dễ triển khai hơn, vừa có một giải pháp dài hạn "đúng đắn cuối cùng" nhưng cần nhiều năm để thực hiện. Những nhiệm vụ này không chỉ là vấn đề kỹ thuật, mà còn là (thậm chí có thể chủ yếu là) vấn đề xã hội, cần có sự hợp tác giữa L2, ví và L1.

Tiếp tục mở rộng Ethereum L1

Mở rộng Ethereum L1 bản thân nó và đảm bảo rằng nó có thể tiếp tục chứa đựng ngày càng nhiều trường hợp sử dụng là rất có giá trị.

L1 mở rộng có ba chiến lược, có thể thực hiện riêng lẻ hoặc song song:

  1. Cải tiến công nghệ (ví dụ như mã khách hàng, khách hàng không trạng thái, hết hạn lịch sử) để làm cho L1 dễ xác minh hơn, sau đó tăng giới hạn Gas;
  2. Giảm chi phí cho các hoạt động cụ thể, tăng dung lượng trung bình mà không làm tăng rủi ro trong trường hợp xấu nhất;
  3. Rollups gốc (tức là, tạo ra N bản sao song song của EVM).

Các công nghệ khác nhau này có những đánh đổi khác nhau. Ví dụ, rollups gốc có điểm yếu giống như rollups thông thường về khả năng kết hợp: không thể gửi một giao dịch đơn lẻ để thực hiện các thao tác đồng bộ qua nhiều rollup. Tăng giới hạn Gas sẽ làm giảm các lợi ích khác có thể đạt được thông qua việc đơn giản hóa xác minh L1, chẳng hạn như tăng tỷ lệ người dùng chạy nút xác thực và tăng số lượng người nắm giữ đơn lẻ. Tùy thuộc vào cách thực hiện, việc làm cho một số thao tác nhất định trong EVM rẻ hơn có thể làm tăng độ phức tạp tổng thể của EVM.

Phi tập trung và bảo mật

Sự cân bằng giữa khả năng mở rộng và phi tập trung là một trong những chủ đề được nhắc đến nhiều lần. Nhiều dự án blockchain chọn hy sinh tính phi tập trung để đổi lấy thông lượng cao hơn. Ví dụ, một blockchain nào đó mỗi

ETH-4.48%
Xem bản gốc
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.
  • Phần thưởng
  • 7
  • Chia sẻ
Bình luận
0/400
DiamondHandsvip
· 07-25 01:37
Lại đến để nói về tps, ai ơi.
Xem bản gốcTrả lời0
0xSoullessvip
· 07-23 21:11
tps lại tăng lên cũng chỉ là đồ ngốc炒来炒去
Xem bản gốcTrả lời0
WenAirdropvip
· 07-22 23:20
tps cao như vậy, sống lâu thấy kỳ diệu
Xem bản gốcTrả lời0
FloorSweepervip
· 07-22 08:45
Paper hand vẫn tin vào eth lmao
Xem bản gốcTrả lời0
CryptoFortuneTellervip
· 07-22 08:45
Đến hoạt động rồi, eth còn có thể đạt 100k tps
Xem bản gốcTrả lời0
MrRightClickvip
· 07-22 08:31
Chỉ 10w tps? Thật sự không đủ để xem.
Xem bản gốcTrả lời0
AirdropHunterWangvip
· 07-22 08:30
Cuộn lại là xong. Mong rằng phí gas sẽ giảm một chút.
Xem bản gốcTrả lời0
Giao dịch tiền điện tử mọi lúc mọi nơi
qrCode
Quét để tải xuống ứng dụng Gate
Cộng đồng
Tiếng Việt
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)