Phát triển và lộ trình nâng cấp Ethereum dưới góc nhìn GameFi
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Phát triển và lộ trình nâng cấp Ethereum dưới góc nhìn GameFi
Ethereum, với tư cách là người tiên phong trong lĩnh vực trò chơi blockchain, luôn dẫn đầu sự phát triển của lĩnh vực GameFi.
Chuyên sâu báo cáo Web3Lời mở đầu
Gần đây, TechFlow thường xuyên nhận được các yêu cầu tư vấn từ các bên phát triển dự án, hỏi rằng nên triển khai trên chuỗi công cộng nào, hiệu suất khác biệt giữa các chuỗi là gì, bố cục hệ sinh thái và lượng truy cập nền tảng ra sao, cũng như tác động ngắn hạn và dài hạn đến dự án thế nào. Đúng vào năm nay lại xuất hiện một số dự án nổi bật phát hành token trên các chuỗi công cộng như Arbitrum, Sui, và zkSync vẫn đang trong quá trình chờ phát hành, khiến nhu cầu tìm hiểu kiến thức cơ bản và phân tích về các chuỗi công cộng ngày càng gia tăng. Vì vậy, chúng tôi đã thành lập riêng một nhóm nghiên cứu chuỗi công cộng nhằm tổng hợp toàn diện các chuỗi công cộng hiện đang hoạt động mạnh mẽ và thu hút sự chú ý cao trên thị trường.
Chúng tôi sẽ tiến hành phân tích toàn diện mức độ hiệu suất, tính thân thiện và mức độ hỗ trợ dành cho các dự án GameFi từ góc nhìn của nhà phát triển và người dùng GameFi đối với những chuỗi này.
Mở đầu
Trong dòng chảy của kỷ nguyên kỹ thuật số, Ethereum rực rỡ như một ngôi sao sáng ngời trên đỉnh thế giới blockchain. Kể từ khi ra đời, Ethereum luôn dẫn đầu trong việc thúc đẩy công nghệ blockchain và hợp đồng thông minh, không ngừng viết nên những chương sử mới. Với vai trò là người tiên phong trong lĩnh vực game blockchain, Ethereum liên tục dẫn dắt sự phát triển của赛道 GameFi. TechFlow sẽ đồng hành cùng bạn khám phá lộ trình phát triển và nâng cấp của Ethereum, tìm hiểu cách hệ sinh thái này đã phát triển từ một dự án khởi nghiệp trở thành hệ sinh thái chuỗi công cộng quan trọng nhất toàn cầu.
Dẫn dắt sự phát triển của赛道 GameFi. TechFlow sẽ đưa bạn qua hành trình phát triển và nâng cấp của Ethereum, khám phá cách hệ sinh thái này đã chuyển mình từ một dự án khởi nghiệp trở thành hệ sinh thái chuỗi công cộng lớn nhất toàn cầu.
I. Nguồn gốc và lịch sử phát triển của Ethereum
Từ ngày đầu tiên ra đời, Ethereum đã là một câu chuyện đầy cảm hứng, chứa đựng thách thức, đổi mới và nỗ lực không ngừng.
Vào cuối năm 2013, Vitalik Buterin đã công bố whitepaper Ethereum, kế thừa một phần tư tưởng thiết kế của Bitcoin, đồng thời mở ra một chương mới cho sự phát triển blockchain. Sau đó vào năm 2014, Ethereum thực hiện ICO, huy động được khoảng 18 triệu USD giá trị Bitcoin trong vòng 42 ngày, gây chấn động toàn bộ cộng đồng blockchain.
Ngày 30 tháng 7 năm 2015, Ethereum chính thức ra mắt phiên bản đầu tiên mang tên Frontier (Tiền tuyến), và vào cuối năm đó đã đề xuất một tiêu chuẩn có ảnh hưởng sâu rộng đến ngành - ERC20.
Tuy nhiên, không lâu sau đó, năm 2016 trở thành năm sóng gió nhất đối với Ethereum. Tháng 3 năm 2016, Ethereum ra mắt bản nâng cấp Homestead, đây là một lần nâng cấp mạng lưới lớn. Bản nâng cấp này nhằm mục đích cải thiện tính ổn định và bảo mật của Ethereum, đánh dấu bước chuyển mình của Ethereum sang giai đoạn trưởng thành hơn. Homestead cải tiến máy ảo Ethereum, công cụ phát triển hợp đồng thông minh và giao thức mạng, thu hút thêm nhiều nhà phát triển và doanh nghiệp tham gia. Tuy nhiên, thời gian tốt đẹp không kéo dài, từ tháng 5 đến tháng 6 năm 2016, cộng đồng Ethereum trải qua một cuộc khủng hoảng nghiêm trọng, gọi là sự kiện The DAO. The DAO là một tổ chức tự trị phi tập trung, hợp đồng thông minh của nó tồn tại lỗ hổng, khiến kẻ tấn công có thể đánh cắp một lượng lớn ether. Sự kiện này gây chia rẽ trong cộng đồng: một phe chủ trương hard fork để phục hồi ether bị đánh cắp, phe còn lại kiên quyết giữ nguyên tắc không sửa đổi blockchain. Cuối cùng, hard fork diễn ra, Ethereum chia tách thành hai chuỗi blockchain khác nhau: Ethereum (ETH) và Ethereum Classic (ETC). Ethereum Classic tuân thủ nguyên tắc không can thiệp vào mã nguồn, tiếp tục duy trì khối khởi nguyên của Ethereum không thay đổi.
Nếu nói năm 2016 đánh dấu bước chuyển mình của Ethereum từ một dự án khởi nghiệp sang một nền tảng blockchain phức tạp và trưởng thành hơn, thì năm 2017 chính là thời khắc bùng nổ thực sự của Ethereum. Vào đầu năm 2017, Liên minh Doanh nghiệp Ethereum (EEA) được thành lập nhằm thúc đẩy ứng dụng blockchain Ethereum trong giới doanh nghiệp. Liên minh này đã thu hút nhiều doanh nghiệp hàng đầu như Microsoft, IBM, Intel cùng nghiên cứu và phát triển công nghệ Ethereum.
Tháng 10 năm 2017, Ethereum hoàn tất giai đoạn đầu tiên của bản nâng cấp Metropolis, được gọi là "Metropolis Byzantium". Bản nâng cấp này giới thiệu loạt cải tiến như bảo vệ quyền riêng tư tốt hơn, nâng cao an toàn hợp đồng thông minh và giảm chi phí giao dịch. Metropolis Byzantium tiếp tục tăng cường chức năng của Ethereum, mở đường cho sự phát triển trong tương lai.
Song hành cùng việc nâng cấp mainnet, làn sóng ICO (Đợt chào bán tiền mã hóa lần đầu) lan rộng khắp thế giới blockchain. Năm 2017, nền tảng hợp đồng thông minh của Ethereum trở thành lựa chọn hàng đầu cho nhiều dự án mới, rất nhiều đồng tiền mã hóa và dự án blockchain mới đã gây quỹ thông qua hình thức ICO. Cơn sốt này khiến giá Ether tăng vọt, thu hút lượng lớn nhà đầu tư và nhà phát triển. Giá Ether tăng từ vài USD đầu năm 2017 lên hàng trăm USD vào cuối năm. Điều này thu hút sự chú ý toàn cầu, đưa Ethereum lên vị trí thứ hai về vốn hóa thị trường trong lĩnh vực tiền mã hóa. Tuy nhiên, mặt trái của cơn sốt là sự gia tăng đột biến về giao dịch và hợp đồng thông minh, dẫn đến tình trạng tắc nghẽn giao dịch và phí gas cao ngày càng nghiêm trọng trên Ethereum. Điều này khiến cộng đồng Ethereum bắt đầu quan tâm đến các vấn đề mở rộng mạng lưới và nâng cao hiệu suất, tạo tiền đề cho các đợt nâng cấp tiếp theo của Ethereum.
Đến năm 2018, Ethereum phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng. Đầu năm 2018, Ethereum và các loại tiền mã hóa khác trải qua sự sụp đổ giá lớn, khiến giá Ether giảm mạnh. Điều này gây ra biến động thị trường và lo ngại cho nhà đầu tư, phản ánh tính bất ổn của thị trường tiền mã hóa. Trong mùa đông tiền mã hóa, các đợt nâng cấp của Ethereum không dừng lại, tiến triển quan trọng đã đạt được trong việc phát triển Ethereum 2.0, xác định lộ trình tổng thể chuyển từ Proof of Work (PoW) sang Proof of Stake (PoS) nhằm cải thiện khả năng mở rộng và hiệu quả năng lượng. Đồng thời, do lượng giao dịch tăng, mạng Ethereum tiếp tục đối mặt với tình trạng tắc nghẽn và phí giao dịch cao trong năm 2018. Điều này làm gia tăng sự quan tâm đến hiệu suất và khả năng mở rộng mạng lưới, dẫn đến nhiều cuộc thảo luận về giải pháp cho các vấn đề này.
Năm 2018, các cơ quan quản lý trên toàn cầu bắt đầu áp dụng các biện pháp giám sát nghiêm ngặt hơn đối với tiền mã hóa và ICO. Điều này khiến một số dự án ICO bị điều tra và xử phạt, ngành công nghiệp tiền mã hóa bắt đầu chú ý đến vấn đề tuân thủ pháp luật. Dù thị trường biến động, năm 2018 chứng kiến sự trỗi dậy của hệ sinh thái tài chính phi tập trung (DeFi). Các dự án DeFi phát triển nhanh chóng trên Ethereum, bao gồm sàn giao dịch phi tập trung, nền tảng cho vay và stablecoin, mang lại cơ hội và đổi mới mới cho hệ sinh thái Ethereum.
Năm 2019 là năm đổi mới của Ethereum. Dự án Ethereum 2.0 đạt được tiến triển quan trọng trong năm 2019, bao gồm việc phát hành Beacon Chain (chuỗi tín hiệu), đánh dấu bước đi của Ethereum hướng tới một mạng lưới có khả năng mở rộng và hiệu quả năng lượng cao hơn. Năm 2019 cũng là năm bùng nổ của hệ sinh thái DeFi. Một lượng lớn dự án DeFi xuất hiện trên Ethereum, bao gồm nền tảng cho vay, sàn giao dịch phi tập trung, stablecoin... Những dự án này thu hút hàng chục tỷ USD vốn đầu tư, mang lại sự đổi mới phi tập trung cho lĩnh vực tài chính.
Khi DeFi trỗi dậy, các cơ quan quản lý bắt đầu quan tâm đến tính tuân thủ pháp lý của Ethereum và các dự án blockchain khác. Điều này khiến một số dự án phải thực hiện các biện pháp phù hợp với quy định pháp luật, đồng thời làm dấy lên cuộc tranh luận về sự cân bằng giữa bản chất phi tập trung và sự tuân thủ. Stablecoin trên Ethereum như USDT, DAI và USDC trở thành tài sản quan trọng trong thế giới tiền mã hóa, mang lại tính ổn định và thanh khoản cho các giao dịch tiền mã hóa. Năm 2019 cũng chứng kiến sự trỗi dậy của game blockchain, một số trò chơi trên Ethereum bắt đầu thu hút lượng lớn người dùng. Những trò chơi này thường sử dụng NFT (token không thể thay thế) để trao quyền sở hữu thực sự và khả năng tương tác cho người chơi.
Từ lúc ra đời, phát triển trưởng thành cho đến đỉnh cao, Ethereum đã trải qua vô số biến đổi và thử thách, đồng thời cũng chứng minh rõ ràng tiềm năng to lớn của nó như một nền tảng hợp đồng thông minh. Từ bản nâng cấp Homestead ban đầu đến hard fork, từ cơn sốt ICO đến sự siết chặt quản lý, cùng với sự trỗi dậy ban đầu của DeFi và game trên chuỗi, cộng đồng Ethereum không ngừng nỗ lực thúc đẩy tiến bộ công nghệ, mở ra vô vàn khả năng cho tương lai blockchain. Tiếp theo, chúng ta sẽ đi sâu hơn vào lịch sử phát triển game trên chuỗi của Ethereum.
II. Sự trỗi dậy của game trên chuỗi trên Ethereum
Muốn tóm tắt lịch sử phát triển của game trên chuỗi, trước hết phải kể đến hệ sinh thái Ethereum. Từ năm 2017 đến nay, Ethereum nở rộ với nhiều tựa game hiện tượng. Chúng tôi chọn lọc một vài dự án tiêu biểu để bàn về lịch sử phát triển cũng như các vấn đề tồn tại.
Khi nhắc đến tổ tiên của game trên chuỗi, đa số mọi người đều nghĩ đến CryptoKitties năm 2017. Mặc dù xét về mặt kỹ thuật, nó không phải là game trên chuỗi đầu tiên, nhưng nó thực sự là trò chơi hiện tượng đầu tiên phổ biến trên Ethereum và được biết đến rộng rãi. Đây là một trò chơi sưu tầm và nhân giống mèo kỹ thuật số, lần đầu tiên kết hợp với ERC-721, trở thành dự án NFT sớm nhất, mỗi chú mèo kỹ thuật số là một NFT độc nhất. Việc nhận nuôi, nhân giống và giao dịch những chú mèo này đã khơi mào cho tâm lý FOMO (sợ bỏ lỡ) trong cộng đồng tiền mã hóa, khi giá một chú mèo kỹ thuật số có thể lên tới hàng triệu USD, khiến nhiều game thủ bình thường kinh ngạc. Thành công của CryptoKitties khơi dậy sự quan tâm lớn của người chơi/dự án đến NFT. Do độ nóng của trò chơi, tình trạng tắc nghẽn giao dịch và phí cao trở thành chuyện thường nhật, đồng thời bộc lộ rõ vấn đề về khả năng mở rộng của mạng Ethereum.
Thời gian trôi đến năm 2018, Gods Unchained bước vào tầm ngắm của mọi người. Đây là một trò chơi bài kiểu "Hearthstone" trên Ethereum, người chơi có thể sưu tầm, giao dịch và chiến đấu với các lá bài có thuộc tính khác nhau. Trò chơi sử dụng NFT trên Ethereum để đảm bảo tính an toàn cho các lá bài, từ đó mở ra thời kỳ hợp tác mật thiết giữa game trên chuỗi và thể loại game bài, đồng thời mở ra kỷ nguyên mà mọi thứ đều có thể "Fi". Tuy nhiên, do giới hạn từ mạng Ethereum, trò chơi trong thời kỳ cao điểm vẫn gặp phải tình trạng chậm trễ giao dịch và phí cao.
Dự án game trên chuỗi thực sự phát triển đến đỉnh cao phải kể đến Axie Infinity. Axie là một trò chơi sưu tầm và chiến đấu dựa trên Ethereum, người chơi có thể kiếm token thông qua việc sưu tầm, nuôi dưỡng và giao dịch sinh vật ảo Axie trong game. Ra mắt năm 2018, do nằm trong thị trường gấu sâu nên trò chơi chỉ âm ỉ phát triển, cho đến khi thị trường bò lớn năm 2021 giúp nó trỗi dậy mạnh mẽ, không chỉ nâng cao đáng kể tính hấp dẫn và nhiệt huyết của người chơi, mà còn khơi mào làn sóng mới về game P2E ("Play-to-Earn"), sinh ra hàng loạt guild game và xưởng kiếm tiền. Vào thời kỳ đỉnh cao, Axie đạt doanh thu hơn 300 triệu USD mỗi tháng, vượt qua "Liên Minh Huyền Thoại" để trở thành trò chơi sinh lời nhất thế giới. Sự trỗi dậy của mô hình P2E đại diện cho sự thật sự đến của kỷ nguyên GameFi, thúc đẩy sự phát triển và giao dịch tài sản game dựa trên công nghệ blockchain thông qua mô hình DeFi + NFT. Ngoài Axie Infinity, thị trường cũng xuất hiện một loạt trò chơi theo mô hình tương tự như Alien Worlds, Cryptoblades, Sorare, Zed Run... Tuy nhiên, do tình trạng tắc nghẽn và phí giao dịch cao trên mạng Ethereum, ngưỡng nhập môn và chi phí giao dịch quá cao cũng hạn chế sự tham gia của nhiều người chơi.
Một nhánh lớn khác của game trên chuỗi là trường phái "metaverse", tiêu biểu là Sandbox, Decentraland – những trò chơi metaverse lấy yếu tố metaverse và bán đất làm mô hình kinh tế chính. Lấy ví dụ Decentraland, đây là một nền tảng giao dịch ảo dựa trên Ethereum, người dùng có thể mua, sưu tầm và giao dịch đất ảo và tài sản trong game. Decentraland sử dụng NFT để đảm bảo quyền sở hữu thật sự đối với tài sản ảo. Tuy nhiên, trò chơi thiếu tối ưu, trải nghiệm kém, cùng với giới hạn hiệu suất từ mạng Ethereum cũng cản trở sự phát triển tiếp theo của trò chơi. Như thấy trong biểu đồ dưới đây, giá trị và số lượng giao dịch đất trên Decentraland đạt đỉnh vào cuối năm 2021 (khoảng 34 triệu USD), sau đó liên tục giảm xuống, hiện nay chưa đến 1% so với mức đỉnh.
01 Những đóng góp tiên phong của game trên chuỗi trên Ethereum:
-
Quyền sở hữu và tính khan hiếm:
Công nghệ blockchain khiến tài sản ảo trong game có được quyền sở hữu thật sự và tính khan hiếm. Người chơi có thể thực sự sở hữu và kiểm soát tài sản game của mình, đồng thời lượng cung tài sản này là hữu hạn, từ đó nâng cao giá trị và khả năng giao dịch của tài sản ảo.
-
Hệ sinh thái kinh tế:
Game trên chuỗi trên Ethereum tạo ra một hệ sinh thái kinh tế thật sự cho người chơi. Người chơi có thể kiếm được lợi nhuận tài sản ảo thông qua nỗ lực và đầu tư trong game, rồi giao dịch, bán hoặc cho thuê tài sản đó cho người chơi khác. Mô hình kinh tế này mang lại cơ hội kiếm giá trị thực tế cho người chơi, đồng thời cung cấp động lực lớn hơn cho sự phát triển của trò chơi.
02 Game trên chuỗi trên Ethereum đang đối mặt với một số vấn đề và thách thức:
Vấn đề lớn nhất của Ethereum vẫn là khả năng mở rộng, do cấu trúc bị giới hạn dẫn đến khả năng mở rộng không đủ, tốc độ giao dịch chậm, đồng thời lượng xử lý bị giới hạn cũng gây ra phí Gas cao, đặc biệt trong giai đoạn phát hành tập trung NFT và Token, thường dẫn đến "Gas War", khiến mạng lưới tê liệt, phí giao dịch tăng vọt trong chốc lát, ảnh hưởng nghiêm trọng đến trải nghiệm người dùng.
III. Nâng cấp Ethereum 2.0
Ethereum ra mắt mạng thử nghiệm ETH2.0 vào cuối tháng 4 năm 2020, sau nửa năm thử nghiệm, chính thức ra mắt mainnet 2.0 vào tháng 12, đánh dấu sự ra đời của kỷ nguyên Ethereum 2.0. Ethereum 2.0 là một nâng cấp lớn đối với mainnet 1.0, nhằm cải thiện hiệu suất, khả năng mở rộng, bảo mật và tính bền vững của Ethereum, từ đó thúc đẩy việc sử dụng và ứng dụng Ethereum.
Tại sao cần nâng cấp lên 2.0
01 Vấn đề phí cao và tắc nghẽn nội tại của Ethereum
Như đã đề cập ở trên, trong các giao dịch liên quan đến game trên chuỗi, phí Gas cao, tốc độ xác nhận chậm và hiệu suất thấp của Ethereum luôn bị người dùng phàn nàn. Mặc dù có các đội ngũ phát triển ứng dụng ngoài (ví dụ Flashbots) để tối ưu hóa hiệu quả giao dịch và giảm phí ở mức độ nhất định, nhưng trước nhu cầu giao dịch không ngừng tăng cao thì những nỗ lực này vẫn là muối bỏ bể. Muốn cải thiện triệt để vấn đề này, phải đi từ bên trong chuỗi công cộng Ethereum, nâng cấp kiến trúc nền tảng, mới có thể đạt được bước nhảy vọt về hiệu suất mạng lưới.
02 Sự trỗi dậy của các chuỗi công cộng cạnh tranh
Mặc dù Ethereum hiện vẫn chiếm vị trí dẫn đầu tuyệt đối trên thị trường chuỗi công cộng, nhưng các đối thủ liên tục gia nhập, không ngừng vượt mặt và đổi mới về hiệu suất và kiến trúc, ở mức độ nào đó đã làm suy yếu thị phần của Ethereum. Dưới đây là bảng so sánh hiệu suất và dữ liệu của một số chuỗi công cộng chính trước năm 2020 (trước khi nâng cấp Ethereum 2.0), Ethereum không chiếm ưu thế ở các chỉ số (TPS, phí giao dịch, hiệu suất tạo khối, v.v.), nếu cứ để yên, có thể dự đoán trong tương lai gần, cả về thị phần lẫn vốn hóa đều dễ bị vượt mặt.
Các chuỗi công cộng đại diện như BSC, Solana vừa tương thích với EVM của Ethereum, lại có hệ sinh thái khổng lồ hậu thuẫn, đồng thời được các ông lớn như Binance, FTX hỗ trợ, tự nhiên có lợi thế về lượng người dùng và vốn, giúp chúng phát triển nhanh chóng và hút bớt lưu lượng từ Ethereum. Chính sự tắc nghẽn và phí cao của Ethereum lại tạo cơ hội phát triển tuyệt vời cho các chuỗi công cộng này. Tất cả những điều này buộc Ethereum phải nhanh chóng nâng cấp để duy trì vị thế bá chủ.
03 Nhu cầu mới của người dùng về bảo mật và quyền riêng tư trên chuỗi công cộng
Từ khi thành lập đến nay, khối lượng giao dịch của Ethereum tăng lên hàng ngàn lần, từ vài nghìn giao dịch mỗi ngày lên mức ổn định hàng triệu giao dịch. Sự tăng trưởng nhanh chóng đi kèm với lượng lớn vốn đổ vào lĩnh vực tiền mã hóa, mang lại nhiều ứng dụng chất lượng cao và lượng người dùng lớn hơn, đồng thời người dùng ngày càng đòi hỏi cao hơn về bảo mật, bảo vệ quyền riêng tư trong công nghệ blockchain.
Trong ứng dụng lĩnh vực tài chính, người dùng có nhu cầu mạnh mẽ về quyền riêng tư địa chỉ, nhưng sự minh bạch quá mức trong thế giới blockchain rõ ràng sẽ trở thành rào cản phát triển quan trọng. Làm thế nào để thực hiện bảo vệ quyền riêng tư trên nền tảng đảm bảo an toàn cũng là một chủ đề quan trọng mà Ethereum cần giải quyết trong tương lai.
Nội dung nâng cấp chính
Có lẽ bạn đã từng nghe về tam giác bất khả thi của blockchain, tức là phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng. Nâng cấp Ethereum 2.0 đưa ra các giải pháp cho cả ba khía cạnh của tam giác này, từ đó hình thành nên nội dung chính của đợt nâng cấp lần này.
01 Chuỗi phân mảnh (Shard Chains) - Giải quyết vấn đề khả năng mở rộng
Chuỗi phân mảnh là một cơ chế kiến trúc có thể nâng cao đáng kể hiệu quả giao dịch và khả năng mở rộng của Ethereum. Trong phương án phân mảnh mới nhất của Ethereum (Sharding 2.0), tất cả tài nguyên mạng sẽ được chia thành các khu vực khác nhau, mỗi khu vực phân mảnh có thể hiểu như một chuỗi mới, nối riêng với chuỗi tín hiệu (chuỗi trung tâm). Như vậy, mỗi nút không cần xử lý tất cả giao dịch, chỉ cần vận hành một khu vực, và chỉ cần lưu trữ một phần nhỏ dữ liệu, từ đó nâng cao hiệu quả làm việc, giảm nhẹ đáng kể vấn đề mở rộng của Ethereum.
Phương án Sharding 2.0 được thiết kế riêng cho phương án Rollup (chúng tôi sẽ giải thích sâu hơn về phương án Rollup và dự án Layer2 trong các bài viết sau), và phương án Rollup là sự mở rộng của phương án phân mảnh. Thông qua Rollups, tất cả quá trình chuyển đổi và thực thi đều diễn ra ngoài chuỗi, trong khi chuỗi chính Ethereum chỉ lưu trữ dữ liệu giao dịch. Việc triển khai kết hợp giữa phân mảnh dữ liệu và Rollups về lý thuyết có thể giúp Ethereum xử lý hơn 100.000 giao dịch mỗi giây. Rollups được coi là giải pháp mở rộng lý tưởng nhất hiện nay.
02 Proof of Stake (Bằng chứng cổ phần) - Giải quyết vấn đề phi tập trung
Một nâng cấp quan trọng khác của Ethereum 2.0 là giới thiệu cơ chế đồng thuận Proof of Stake (PoS). Trước đây, Ethereum vận hành dựa trên Proof of Work (PoW), tiêu tốn rất nhiều sức mạnh tính toán và năng lượng. Việc chuyển từ PoW sang PoS sẽ giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng của Ethereum hơn 99%.
Trong cơ chế đồng thuận PoW của Ethereum 1.0, các thợ đào xử lý và đóng gói giao dịch để nhận ETH. Trong cơ chế PoS của ETH2.0, người dùng chỉ cần đặt cược ETH để trở thành người xác nhận trên mạng và nhận được bằng chứng cổ phần tương ứng. Trong cơ chế PoW, để trở thành nút xác nhận cần mua máy đào đắt tiền và tạo đủ sức mạnh tính toán mới có tính cạnh tranh. Trong cơ chế PoS, ngưỡng tham gia của nút xác nhận được giảm hiệu quả. Bất kỳ người dùng nào chỉ cần đặt cược 32 ETH đều có cơ hội tham gia ủy ban xác nhận, nơi thuật toán ngẫu nhiên của chuỗi tín hiệu chọn ra người đề xuất khối và người xác nhận khối. Người đề xuất khối sẽ đóng gói giao dịch và đề xuất khối mới, các người xác nhận khác kiểm tra khối mới, cuối cùng hợp tác hoàn thành quá trình tạo khối. Việc giảm ngưỡng tham gia khiến số lượng nút tham gia xác nhận tăng lên, giúp toàn bộ mạng lưới trở nên phân tán và phi tập trung hơn.
03 Chuỗi tín hiệu và cơ chế Casper - Giải quyết vấn đề bảo mật
Việc giới thiệu phân mảnh và cơ chế đồng thuận PoS giải quyết vấn đề mở rộng và phi tập trung, nhưng cũng mang lại những thách thức an ninh mới. Ví dụ như nguy cơ tấn công 51% do phân mảnh gây ra, nguy cơ tấn công double-spend giữa các mảnh, hay các vấn đề như tấn công không mất mát (nothing-at-stake), tấn công dài hạn, tấn công đơn giản do cơ chế PoS gây ra. Ethereum giải quyết những rủi ro này và khắc phục vấn đề bảo mật thông qua chuỗi tín hiệu và cơ chế đồng thuận Casper.
Để giải quyết vấn đề tấn công 51%, chuỗi tín hiệu sẽ cung cấp tính ngẫu nhiên, khiến người xác nhận mỗi lần đều không thể đoán trước, và sau mỗi nhiệm vụ xác nhận, tất cả các nút xác nhận sẽ được xáo trộn lại và chọn ra một ủy ban xác nhận mới, tránh sự cấu kết giữa các nút xác nhận, nâng cao tính bảo mật. Đồng thời, thông qua chuỗi tín hiệu thực hiện giao tiếp liên mảnh, ghi lại trạng thái và thông tin của tất cả các mảnh, tránh vấn đề double-spend.
Casper là giao thức đồng thuận cốt lõi của Ethereum 2.0, chịu trách nhiệm quản lý các nút hệ thống, thực hiện thưởng và phạt đối với người xác nhận. Người xác nhận cần đặt cược và đăng ký với chuỗi tín hiệu để trở thành nút, mới có thể chạy giao thức. Nếu người xác nhận không hoàn thành nhiệm vụ được giao, họ sẽ có nguy cơ mất token đặt cược, thậm chí bị loại khỏi nhóm nút, không thể tiếp tục tham gia xác nhận. Điều này buộc người xác nhận phải hành xử trung thực và tuân thủ quy tắc đồng thuận thông qua chế độ thưởng phạt, giải quyết phần lớn vấn đề tấn công không mất mát trong PoS.
Tấn công dài hạn là việc tạo một chuỗi dài hơn chuỗi chính gốc từ khối khởi nguyên, nhằm thay thế chuỗi chính gốc và thay đổi lịch sử giao dịch. Tấn công đơn giản là việc chuỗi phân nhánh cố gắng tạo càng nhiều khối càng tốt trong một đơn vị thời gian để vượt qua độ dài của chuỗi chính gốc. Ethereum sau nâng cấp sẽ thiết lập khối đầu tiên trong mỗi Epoch làm điểm kiểm tra (checkpoint), và thông qua bỏ phiếu để đạt được tính xác định cuối cùng của chuỗi, khiến khối trở nên chắc chắn và không thể thay đổi, từ đó tránh được các rủi ro này.
Lộ trình nâng cấp ETH2.0
Người sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, đã phác họa lộ trình nâng cấp Ethereum 2.0 trong tương lai bằng sáu giai đoạn ngắn gọn: The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge và The Splurge. Mỗi giai đoạn tập trung vào một chủ đề và chức năng nâng cấp cụ thể.
01 The Merge
The Merge đánh dấu bước chuyển đổi của Ethereum sang hệ thống PoS, là bước tiến quan trọng hướng tới tầm nhìn về một mạng lưới cao độ phi tập trung, có khả năng mở rộng, an toàn và bền vững. The Merge được thực hiện thông qua hai nâng cấp then chốt: Bellatrix và Paris (đề xuất EIP-3675 và EIP-4399), sáp nhập tầng thực thi gốc của Ethereum với tầng đồng thuận PoS mới xây dựng (Beacon Chain), đã hoàn thành vào tháng 10 năm 2022.
The Merge mang lại một số thay đổi lớn, trong đó thay đổi quan trọng nhất là các nút đầy đủ cần chạy cả khách hàng tầng thực thi và khách hàng tầng đồng thuận. Trước The Merge, một khách hàng đơn lẻ có thể xử lý tất cả các nhiệm vụ liên quan đến giao dịch và khối, nhưng sau The Merge, khách hàng tầng thực thi và khách hàng tầng đồng thuận duy trì mạng ngang hàng riêng biệt, khách hàng tầng đồng thuận xử lý truyền bá khối, chứng minh và phạt, trong khi khách hàng tầng thực thi tiếp tục quản lý thực thi giao dịch và duy trì trạng thái.
Một trong những nội dung nâng cấp quan trọng của The Merge là tính xác định cuối cùng trong một slot (SSF). SSF nhằm rút ngắn thời gian xác định khối của Ethereum xuống chỉ còn một slot, thay vì hiện tại từ 64 đến 95 slot (khoảng 15 phút). Để đạt được SSF, phải giải quyết ba thách thức then chốt: phát triển thuật toán đồng thuận chính xác, tối ưu hóa quá trình tập hợp chữ ký và xác định phương pháp kinh tế tối ưu cho sự tham gia của người xác nhận. Những thách thức này đã có các giải pháp tương ứng, nhưng cần thời gian khá dài để triển khai. Bạn đọc quan tâm có thể theo dõi bài viết của Vitalik, nơi ông thảo luận sâu về các vấn đề này.
Cuộc bầu cử bí mật người đề xuất (Secret Leader Election) thiết lập một cơ chế bầu cử bí mật người đề xuất khối, thông qua số ngẫu nhiên và xáo trộn để đảm bảo tính không thể đoán trước, công bằng và duy nhất trong việc bầu cử người đề xuất, giảm khả năng bị tấn công.
02 The Surge
The Surge là một nội dung nâng cấp quan trọng khác của Ethereum, nhằm giải quyết vấn đề khả năng mở rộng vốn đã làm khó từ lâu, giải quyết bài toán mở rộng vốn ám ảnh công nghệ blockchain từ khi ra đời, để cuối cùng đạt được hiệu suất 100.000 TPS, gần bằng tốc độ của các hệ thống thanh toán điện tử truyền thống (ví dụ như visa). Đợt nâng cấp này được thực hiện thông qua Danksharding ("DS", tức phân mảnh).
Proto-Danksharding (EIP-4844) là bước đầu tiên của Danksharding, cũng là bước quan trọng của Deneb-Cancun (tức nâng cấp Cancun), đồng thời là bước đi quan trọng trong lộ trình thực hiện cơ chế phân mảnh và hoàn thiện mở rộng của Ethereum, có thể giảm đáng kể chi phí giao dịch và vận hành cho Layer2 Rollup. Bằng cách cho phép mỗi khối phân mảnh được đưa trực tiếp vào chuỗi tín hiệu, khối phân mảnh không còn chứa giao dịch thực thi, mà chỉ chứa dữ liệu lớn, các nhiệm vụ giao dịch cụ thể sẽ do các giao thức rollup lớp 2 đảm nhận.
Sau khi dữ liệu giao dịch gốc từ Layer2 được gửi lên mainnet Layer1, làm thế nào để xác minh tính đúng đắn của dữ liệu? Dựa trên các giải pháp khác nhau, đã hình thành nên hai hướng đi rollup khác nhau, đó là Optimistic rollups và ZK rollups.
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
瓜田实验室W Labs
