Hướng phát triển tương lai của hệ thống Bằng chứng Ethereum

Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã công bố một loạt bài viết về sự phát triển trong tương lai của giao thức Ethereum. Bài viết này sẽ tập trung vào phần đầu tiên của lộ trình "The Merge", khám phá những cải tiến công nghệ tiềm năng của hệ thống Bằng chứng.

Kể từ khi chuyển từ bằng chứng công việc sang bằng chứng đã gần hai năm, Ethereum đã thể hiện xuất sắc về tính ổn định, hiệu suất và độ phi tập trung. Tuy nhiên, vẫn còn một số lĩnh vực quan trọng cần được cải thiện thêm. Lộ trình năm 2023 chủ yếu tập trung vào việc cải thiện các đặc điểm kỹ thuật và các cải cách kinh tế để đối phó với rủi ro tập trung.

Mục tiêu chính

1. Thực hiện tính xác định trong một khe thời gian (SSF), rút ngắn đáng kể thời gian xác định cuối cùng của khối.
2. Tăng tốc độ xác nhận và hoàn thành giao dịch, đồng thời giữ nguyên tính phi tập trung.
3. Giảm bớt rào cản về việc đặt cọc, nâng cao tính khả thi của việc đặt cọc cá nhân
4. Tăng cường tính ổn định của hệ thống
5. Tăng cường khả năng chống lại và phục hồi sau cuộc tấn công 51%

Định tính và dân chủ hóa staking trong khoảng thời gian đơn

Hiện tại, việc xác nhận khối của Ethereum mất khoảng 15 phút, ngưỡng đặt cọc tối thiểu là 32 Ether. Đây là sự cân bằng giữa ba mục tiêu: tối đa hóa mức độ tham gia, tối thiểu hóa thời gian xác nhận và chi phí vận hành nút.

Trong lý tưởng, Ethereum hy vọng duy trì tính cuối cùng của kinh tế trong khi:

1. Rút ngắn thời gian xác nhận khối cuối cùng xuống dưới 12 giây
2. Giảm ngưỡng đặt cọc tối thiểu từ 32 ETH xuống 1 ETH

Những cải tiến này sẽ giúp nhiều người dùng hưởng lợi từ sự bảo đảm an ninh do cơ chế tính cuối cùng mang lại, và tăng đáng kể tính khả thi của việc staking cá nhân.

Giải pháp xác định thời gian đơn

Để giải quyết mâu thuẫn giữa việc xác định nhanh hơn và việc phân quyền hóa chất lượng với việc tối thiểu hóa chi phí nút, hiện có một số giải pháp:

1. Sử dụng giao thức tổng hợp chữ ký tiên tiến hơn, chẳng hạn như sử dụng ZK-SNARKs
2. Cơ chế Ủy ban Orbit, do ủy ban trung bình được chọn ngẫu nhiên chịu trách nhiệm xác định tính cuối cùng.
3. Cơ chế staking hai lớp, cấp cao chịu trách nhiệm về tính cuối cùng của kinh tế, cấp thấp có các quyền và nghĩa vụ khác.

Mỗi phương án đều có ưu nhược điểm của nó, cần phải cân nhắc về tính an toàn, mức độ phi tập trung, v.v.

Bầu cử lãnh đạo bí mật đơn nhất

Hiện tại ai sẽ đề xuất khối tiếp theo là có thể dự đoán được, điều này tiềm ẩn rủi ro về an ninh. Giải pháp là sử dụng công nghệ mã hóa để tạo "ID xác thực ẩn" cho mỗi xác thực viên, và thực hiện nhiều vòng tái tổ chức và làm mờ lại. Tuy nhiên, việc hiện thực hóa một giải pháp đủ đơn giản và kháng lượng tử vẫn gặp nhiều thách thức.

Xác nhận giao dịch nhanh hơn

Việc rút ngắn thời gian xác nhận giao dịch từ 12 giây xuống 4 giây sẽ cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng và nâng cao hiệu quả. Chủ yếu có hai hướng công nghệ: rút ngắn thời gian khe hoặc cho phép phát hành xác nhận trước trong một khe duy nhất. Nhưng những giải pháp này đều có một số hạn chế và cần được nghiên cứu thêm.

Chống tấn công lượng tử

Đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng từ tính toán lượng tử, Ethereum cần phát triển các giải pháp thay thế dựa trên hàm băm hoặc các phương pháp kháng lượng tử khác cho các phần của giao thức hiện tại dựa vào đường cong elip. Điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc duy trì tính bảo thủ trong thiết kế Bằng chứng.

Kết luận

Hệ thống Bằng chứng của Ethereum đang đối mặt với nhiều thách thức trong sự tiến hóa công nghệ. Các vấn đề như xác định cuối cùng trong khoảng thời gian đơn, dân chủ hóa việc staking, bầu cử lãnh đạo bí mật đơn, xác nhận giao dịch nhanh hơn và khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử đều cần được giải quyết. Vitalik đã đề xuất nhiều tổ hợp giải pháp công nghệ để chỉ ra hướng phát triển tương lai cho hệ thống PoS của Ethereum. Trong quá trình này, Ethereum sẽ liên tục khám phá sự đổi mới, cân nhắc lựa chọn giữa các giải pháp khác nhau để đạt được mức độ an toàn, hiệu suất và phi tập trung cao hơn.