Ethereum Nhận thức chung tầng đón nhận nâng cấp lớn: Beam Chain năm cuộc cách mạng

Ethereum bắt đầu với PoW (bằng chứng công việc) và đã thành công chuyển đổi sang PoS (bằng chứng cổ phần) vào năm 2021. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cốt lõi của quỹ Ethereum cho rằng, mặc dù chuỗi tín hiệu ban đầu hoạt động tốt, nhưng trong năm năm qua đã tích lũy một số "nợ kỹ thuật", thiết kế của nó không tận dụng được các công nghệ tiên tiến của hệ thống phi tập trung, như bằng chứng không kiến thức. Do đó, lớp nhận thức chung của Ethereum cần một bản cập nhật lớn.

Gần đây, tại hội nghị Devcon ở Bangkok, một nhà nghiên cứu Ethereum đã đề xuất một đề xuất có tên "Beam Chain", nhằm cải cách hoàn toàn lớp nhận thức chung của Ethereum. Đây là một phần quan trọng trong kế hoạch phát triển dài hạn của Ethereum, với mục tiêu nâng cao đáng kể khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng mà không cần khởi động mạng mới, dựa vào những tiến bộ đột phá trong mật mã ZK hiện tại. Không có nghi ngờ gì, đây sẽ trở thành một trong những nâng cấp quan trọng nhất của Ethereum trong 3-5 năm tới.

Cần phải làm rõ rằng Beam Chain không phải là một blockchain mới theo nghĩa đen, mà là một cơ sở hạ tầng mới được xây dựng bên trong mạng chính của Ethereum, nhằm nâng cao đáng kể tốc độ giao dịch, tính bảo mật và hiệu quả của mạng L1. Việc hiểu Beam Chain như là Ethereum 3.0 là không chính xác, vì nó chủ yếu giải quyết vấn đề nhận thức chung, không liên quan đến sự thay đổi của lớp dữ liệu (như kênh blob) hoặc lớp thực thi (như máy ảo Ethereum EVM).

Năm cải cách cốt lõi của Beam Chain bao gồm:

1. Xác nhận khối nhanh hơn: đạt được thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng của khe đơn.
2. Giữ sự 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: Cung cấp khả năng chống lượng tử cho mạng Ethereum

Ý tưởng và nguyên lý nâng cấp của Beam Chain

1. Tăng sản lượng khối

• Tăng cường khả năng xử lý: Beam Chain nâng cao sản lượng khối gấp 3 lần so với mức hiện tại, nhằm tăng cường khả năng xử lý giao dịch của Ethereum.
• Tăng cường khả năng chống kiểm duyệt: Giới thiệu cơ chế FOCIL (Danh sách bắt buộc bao gồm lựa chọn phân nhánh), đảm bảo giao dịch không dễ bị loại trừ một cách ác ý.
• Thực hiện đấu giá và tách biệt người xác minh: Thông qua việc thực hiện đấu giá để đạt được sự tách biệt giữa người xác minh, nâng cao hiệu suất và mức độ phi tập trung, đồng thời giảm thiểu rủi ro mà người dùng phải chịu ảnh hưởng từ MEV.
• Tăng tốc độ xác nhận giao dịch: Đạt được tính chắc chắn cuối cùng trong một khoảng thời gian và thời gian khối 4 giây, cải thiện đáng kể tốc độ xác nhận giao dịch và hiệu quả mạng.

Điều đáng chú ý là nâng cấp này sẽ cho phép sàn giao dịch không cần phải chờ xác nhận từ nhiều khối, mà chỉ cần xác nhận từ một khối.

2. Cải thiện cơ chế staking

• Tối ưu hóa mô hình thưởng: Điều chỉnh mô hình phát hành thưởng cho người xác thực, tăng lợi nhuận từ việc staking.
• Giảm đáng kể ngưỡng staking: Yêu cầu staking của các validator độc lập giảm từ 32 ETH xuống 1 ETH, làm cho việc staking độc lập trở nên phổ biến và dễ dàng hơn.

Đột phá này nhờ vào việc ứng dụng công nghệ ZK, giúp Ethereum vừa tăng tốc vừa cho phép nhiều nút tham gia nhận thức chung mà không làm tăng đáng kể yêu cầu phần cứng, đạt được một bước đột phá quan trọng trong cơ chế staking.

3. Tăng cường an ninh

• Giới thiệu mật mã hậu lượng tử: Thực hiện công nghệ mật mã chống lượng tử, bảo vệ mạng khỏi mối đe dọa từ tính toán lượng tử trong tương lai, mở ra tiên phong cho blockchain chính thống chống lại lượng tử.
• Tích hợp zkSNARK và zkVM: Kết hợp công nghệ chứng minh không biết (ZKP) thông qua zkSNARK và zkVM với Ethereum một cách sâu sắc, nâng cao toàn diện bảo vệ quyền riêng tư, khả năng mở rộng và tính an toàn.
• Blockchain SNARK hóa: Sử dụng công nghệ RISC-V để hiện thực hóa SNARK hóa blockchain, nâng cao đáng kể hiệu suất và khả năng mở rộng của việc tạo ra chứng minh.
• Tăng cường tính ngẫu nhiên: Giới thiệu cơ chế ngẫu nhiên mạnh mẽ hơn, đảm bảo sự công bằng trong việc lựa chọn người xác thực và các quy trình quan trọng khác của mạng.
• Giảm thiểu rủi ro MEV: Thông qua việc tăng cường khả năng chống kiểm tra, hiệu quả giảm thiểu các hành vi chênh lệch giá tự động như tấn công sandwich.

Nói ngắn gọn, bản nâng cấp này có thể được tóm gọn là: đạt được ZK toàn diện cho Ethereum.

4. Nguyên lý hoạt động

Kể từ khi thiết kế của lớp nhận thức chung hiện tại của Ethereum (chuỗi tín hiệu) được xác định, các nhà mật mã học đã đạt được những bước tiến lớn trong lĩnh vực 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. Điều này không chỉ cải thiện đáng kể trải nghiệm giao dịch L1, giảm thời gian chờ đợi, mà còn giảm thiểu rủi ro MEV bằng cách loại bỏ các chiến lược tái tổ chức khối từ xa, đồng thời giảm nợ kỹ thuật của lớp nhận thức chung.

Ngoài ra, SNARK hóa sẽ trao cho mạng Ethereum khả năng chống lại lượng tử, đây là đặc điểm cần có trong blockchain tương lai.

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

• Sử dụng công nghệ phân mảnh để tăng tốc độ xử lý: Bằng cách chia dữ liệu thành các mảnh nhỏ hơn (shards) để xử lý đồng thời nhiều giao dịch, hiệu quả giảm thiểu tắc nghẽn giao dịch, tăng tốc độ giao dịch.
• Thực hiện tính bảo mật chống lại máy tính lượng tử: Sử dụng công nghệ mã hóa tiên tiến để đảm bảo an ninh mạng không bị đe dọa bởi các máy tính lượng tử siêu cấp trong tương lai.
• Tích hợp sâu với lộ trình phát triển của Ethereum: Beam Chain là một phần quan trọng trong kế hoạch mở rộng và nâng cao an ninh của Ethereum trong 5 năm tới, chứ không phải là một mạng độc lập.

5. Ý nghĩa quan trọng

Beam Chain rất quan trọng trong việc tăng cường khả năng xử lý các ứng dụng phi tập trung ngày càng phức tạp của Ethereum. Nó sẽ nâng cao đáng kể tính mở rộng của mạng, giảm chi phí giao dịch và tăng cường tính bảo mật tổng thể, giúp Ethereum có thể hỗ trợ lâu dài nhiều người dùng và ứng dụng phức tạp hơn.

Một lợi thế lớn khác của hệ thống chứng minh dựa trên SNARK là: những người staker thông thường có thể đạt được sự cải thiện hiệu suất nói trên chỉ với phần cứng tiêu chuẩn. Khi ngưỡng staking giảm từ 32 ETH xuống 1 ETH, mức độ phi tập trung của cộng đồng người staker Ethereum sẽ càng được nâng cao.

Đặc biệt là việc giảm đáng kể ngưỡng staking, kết hợp với sự phổ biến của các thiết bị xác thực cấp gia đình như eNode, có khả năng củng cố hơn nữa vị thế của Ethereum như là chuỗi công khai phi tập trung và có nhiều nút nhất trên toàn cầu.

Mặc dù tầm nhìn của Beam Chain sẽ không ngay lập tức thay đổi Ethereum, cũng như không thay đổi đáng kể lộ trình phát triển dài hạn của nó, nhưng nó sẽ điều chỉnh lại thứ tự ưu tiên trong phát triển lộ trình, tăng tốc quá trình phát triển của một số thành phần quan trọng. Ví dụ, một số nâng cấp quan trọng dự kiến sẽ được triển khai vào năm 2029 có thể sẽ được thực hiện sớm hơn.

Nếu Beam Chain nhận được sự hỗ trợ đầy đủ từ cộng đồng, đội ngũ phát triển có thể bắt tay vào việc thiết lập các quy định cụ thể vào năm sau, sau đó vào năm 2026, đội phát triển khách hàng sẽ viết mã sản xuất, và vào năm 2027 sẽ tiến hành thử nghiệm toàn diện, cuối cùng triển khai an toàn trên mạng chính của Ethereum. Mặc dù việc triển khai Beam Chain có vẻ xa vời, nhưng đối với một phần mềm mã nguồn mở được phát triển phi tập trung, những biện pháp an toàn dư thừa này là không thể thiếu.

Tổng thể mà nói, Beam Chain thông qua lộ trình ZK, có khả năng nâng cao chức năng L1 của nó một cách đáng kể trong khi vẫn giữ lợi thế "phi tập trung cấp thế giới" của Ethereum, một lần giải quyết "nợ kỹ thuật" tích lũy trong quá khứ. Đồng thời, những giải pháp lâu dài như kháng lượng tử được đưa vào sẽ đặt lớp nhận thức chung của Ethereum vào "chế độ bảo trì", đảm bảo rằng nó vẫn an toàn, hiệu quả và thích ứng trong vài thập kỷ tới, tạo nền tảng cho sự đổi mới trong tương lai mà không cần thiết kế lại một cách cách mạng.

Ethereum tiếp tục thực hiện các kế hoạch dài hạn, đây là một tiến triển đáng khích lệ cho toàn bộ ngành công nghiệp blockchain. Điều này cũng cung cấp một cơ sở vững chắc để chúng ta duy trì thái độ lạc quan đối với Ethereum trong bối cảnh thị trường hiện tại đầy năng động.