Luận điểm mới về mở rộng của Vitalik: Tại sao tính toán dễ mở rộng còn trạng thái khó phá vỡ? Ethereum làm thế nào để phá vỡ thế cục?

Vào ngày 27 tháng 1, người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã công bố một khuôn khổ mở rộng blockchain mới. Ông đã sử dụng “hệ thống phân cấp” để giải thích lý do tại sao tốc độ mở rộng quy mô của các thành phần kỹ thuật khác nhau rất khác nhau và chỉ ra rằng trạng thái là nút thắt cổ chai thực sự trong việc mở rộng quy mô của Ethereum. Mô hình này cung cấp một bản đồ kỹ thuật rõ ràng để hiểu lộ trình mở rộng dài hạn của Ethereum.

Mô hình ba tầng: Tại sao tốc độ mở rộng quy mô không nhất quán?

Vitalik chia khả năng mở rộng của blockchain thành ba cấp độ:

Thông tin chi tiết cốt lõi của phân lớp này là độ khó của việc mở rộng quy mô mỗi lớp phụ thuộc vào mức độ hạn chế của nó đối với phân quyền. Tính toán có thể được thuê ngoài, dữ liệu có thể được phân cấp, nhưng trạng thái phải được xác minh bởi toàn bộ mạng.

Lớp điện toán: Các lược đồ dành cho người lớn có sẵn

Máy tính là phần dễ dàng nhất để mở rộng quy mô. Vitalik chỉ ra rằng sức mạnh tính toán có thể được cải thiện theo những cách sau:

• Thực hiện song song: Nhiều phép tính xảy ra đồng thời thay vì nối tiếp
• Zero-Knowledge Proofs: Thay thế một lượng lớn tính toán on-chain bằng các bằng chứng mật mã
• Tính toán Off-chain: Gia công xử lý giao dịch cho các hệ thống bên ngoài, chỉ gửi kết quả cho chuỗi chính để xác minh

Đây cũng là cơ sở logic của hầu hết các giải pháp Layer 2 hiện tại. Rollup đã đạt được thông lượng cao hơn hàng trăm lần bằng cách thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và sau đó gửi kết quả nén đến chuỗi chính Ethereum.

Lớp dữ liệu: PeerDAS mang đến cơ hội mới

Thay đổi quy mô dữ liệu chậm hơn so với điện toán. Blockchain phải đảm bảo rằng dữ liệu quan trọng có thể được xác minh và truy cập, điều này trực tiếp giới hạn phạm vi mở rộng. Tuy nhiên, theo thông tin liên quan, với sự ra đời của các công nghệ phân phối dữ liệu như PeerDAS, Ethereum đang giảm áp lực lưu trữ và băng thông của các node.

Điều này có nghĩa là gì? Thông qua các công nghệ như phân mảnh dữ liệu và mã hóa xóa, các nút khác nhau chỉ có thể xác minh một phần dữ liệu thay vì toàn bộ dữ liệu. Điều này không chỉ hỗ trợ nhiều người dùng hơn và nhu cầu dữ liệu cao hơn mà còn giảm rào cản phần cứng trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung.

State Layer: Nút thắt cổ chai thực sự ở đâu

Nhà nước là nút thắt cổ chai thực sự của sự mở rộng. Mỗi nút phải xác minh và lưu trữ trạng thái của toàn bộ mạng (số dư tài khoản, dữ liệu hợp đồng thông minh, v.v.) và việc mở rộng quy mô trạng thái liên tục sẽ thúc đẩy các yêu cầu phần cứng và có thể dẫn đến rủi ro tập trung về lâu dài.

Để đạt được mục tiêu này, Vitalik đã đề xuất ý tưởng “leo lên hệ thống phân cấp”: cố gắng thay thế trạng thái bằng tính toán và dữ liệu. Các giải pháp kỹ thuật cụ thể bao gồm:

• Rollup: Di chuyển hầu hết trạng thái ra khỏi chuỗi chính, chỉ lưu dữ liệu xác thực cần thiết trên chuỗi chính
• Sharding: Phân phối tải dữ liệu và trạng thái, với các phân đoạn khác nhau xử lý các tập hợp con khác nhau của trạng thái
• Zero-knowledge proofs: Giảm chi phí thực thi on-chain, thay thế các truy vấn trạng thái bằng bằng chứng mật mã

Điều đáng chú ý là thông tin liên quan đề cập đến việc Vitalik gần đây đã từ bỏ quan điểm cũ từ năm 2017. Giờ đây, ông tin rằng sự trưởng thành của các công nghệ zero-knowledge như ZK-SNARK cho phép người dùng xác minh tính đúng đắn của trạng thái on-chain mà không cần phát lại tất cả các giao dịch lịch sử. Điều này càng khẳng định vai trò quan trọng của bằng chứng không kiến thức trong việc xác minh trạng thái.

Ý nghĩa hướng dẫn đối với các nhà phát triển và hệ sinh thái

Mô hình phân cấp này có ý nghĩa trực tiếp và rõ ràng đối với thiết kế của các nhà phát triển:

Giảm trạng thái on-chain không cần thiết, dựa nhiều hơn vào bằng chứng và dữ liệu có thể xác minh, đồng thời chuyển độ phức tạp lên cấp độ cao hơn. Nói cách khác, thay vì để chuỗi chính lưu trữ và xác minh tất cả dữ liệu, hãy để Layer 2 và các giải pháp mở rộng quy mô khác thực hiện phần công việc này.

Các giải pháp Layer 2 ban đầu như Plasma đang được hồi sinh, kết hợp các công nghệ mới như bằng chứng không kiến thức. Điều này cho thấy khung lý thuyết của Vitalik đang hướng dẫn sự phát triển thực tế của sinh thái.

Tổng kết

Mô hình mở rộng quy mô ba lớp của Vitalik cung cấp một góc nhìn mới mẻ về lộ trình mở rộng quy mô của Ethereum. Nó chỉ ra rõ ràng quy luật cơ bản rằng máy tính là dễ dàng nhất để mở rộng quy mô, dữ liệu thứ hai và trạng thái là khó nhất, và đưa ra giải pháp “leo lên”.

Giá trị của mô hình này là nó không phải là một danh sách công nghệ đơn giản mà cung cấp một khung thiết kế có hệ thống. Các nhà phát triển có thể tối ưu hóa kiến trúc cho phù hợp và các dự án sinh thái có thể chọn hướng mở rộng cho phù hợp. Kết hợp với sự trưởng thành của công nghệ ZK và sự tiến bộ của các giải pháp mới như PeerDAS, Ethereum đang cố gắng thiết lập sự cân bằng mới giữa hiệu suất, chi phí và phi tập trung. Quá trình này sẽ không xảy ra trong một sớm một chiều, nhưng hướng đi đủ rõ ràng.