Ethereum 2.0 thực ra có ý nghĩa gì?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Ethereum 2.0 thực ra có ý nghĩa gì?
Ethereum 2.0 chủ yếu giải quyết "tam giác bất khả thi" của blockchain thông qua ba công nghệ lớn: công nghệ phân mảnh (sharding), chứng minh cổ phần (proof of stake) và máy ảo mới.
Chuyên sâu báo cáo Web3Ethereum 2.0
Ethereum 2.0 thường xuyên được các phương tiện truyền thông lớn nhắc đến, đại diện cho tương lai của Ethereum.
Không có blockchain nào như Ethereum, trải qua nhiều thử thách đến vậy. Là nơi khởi nguồn của phần lớn các token và hợp đồng thông minh, Ethereum mang sức hút khó tả đối với các nhà phát triển và dự án. Nhưng Ethereum vẫn chưa thực sự hoàn thiện, nó cần vượt qua giai đoạn "Serenity".
Thực tế, ban đầu "Serenity" dự kiến sẽ thực hiện một đợt hard fork, nhưng do phức tạp hơn kỳ vọng nên hiện nay đang áp dụng kế hoạch chuyển đổi dài hạn từng bước.
Tại sao lại có ETH 2.0?
Chromatic Capital cho rằng, Ethereum chỉ có thể xử lý 15 giao dịch mỗi giây, nếu các ứng dụng phức tạp mở rộng quy mô sẽ tốn rất nhiều chi phí, trong khi Visa có thể xử lý hàng ngàn giao dịch mỗi giây. Lý do "chậm" là vì Ethereum phải duy trì tính phi tập trung.
Theo thiết kế, có thể dựa vào các siêu nút (super nodes), tức là "các nút đồng thuận sở hữu máy chủ đủ mạnh" để xử lý mọi giao dịch. Giải pháp này khá gọn gàng, Ethereum có thể giữ nguyên trạng thái, chỉ cần xử lý song song tiến trình client thường xuyên hơn.
Tuy nhiên, các nhà phát triển Ethereum đã từ chối phương án này, chủ yếu vì nó sẽ hy sinh tính phi tập trung và khả năng chống kiểm duyệt. Blockchain tồn tại vấn đề "tam giác bất khả thi": phi tập trung, khả năng mở rộng và bảo mật – ba yếu tố này loại trừ lẫn nhau. Trong khi đó, Ethereum là nền tảng cơ bản của tất cả các dự án "thế hệ blockchain thứ hai", ví dụ như IOTA, tuyên bố có thể giải quyết nghịch cảnh ba bên. Hầu hết các giải pháp cố gắng giải quyết nghịch cảnh này, bao gồm cả Ethereum 2.0, đều hướng tới việc thay thế cơ chế đồng thuận Proof-of-Work (PoW) bằng một cơ chế mới.
Do đó, thiết kế cũ của Ethereum (Top Wallet: ở đây ám chỉ khai thác PoW) ít nhiều bị coi là thất bại. Theo Chromatic Capital, Ethereum 2.0 là "một dự án hoàn toàn khác biệt, áp dụng mô hình từ 0 đến 1, giống như chuỗi điều phối blockchain". Ethereum 2.0 không chỉ đơn thuần là một bản nâng cấp, mà còn tái cấu trúc lại blockchain. Mục tiêu là làm cho Ethereum an toàn hơn, có khả năng mở rộng để xử lý hàng ngàn giao dịch, cải thiện chức năng lập trình, mà không ảnh hưởng đến tính phi tập trung.
Ethereum 2.0 giải quyết "tam giác bất khả thi" như thế nào?
Ethereum 2.0 chủ yếu sử dụng ba công nghệ để giải quyết "tam giác bất khả thi" của blockchain: phân mảnh (sharding), chứng minh cổ phần (Proof-of-Stake - PoS), và máy ảo mới.
Phân mảnh là kỹ thuật chia nhỏ cơ sở dữ liệu ra nhiều máy chủ khác nhau, nói cách khác là chia cơ sở dữ liệu thành các phân vùng khác nhau. Giống như ổ cứng máy tính có nhiều phân vùng C, D nhưng vẫn nằm trên cùng một ổ đĩa. Như vậy, blockchain được chia thành nhiều phần, nhưng vẫn duy trì tính nhất quán. Độ an toàn của "phân mảnh" ngang bằng với toàn bộ blockchain.
Chứng minh cổ phần (PoS) nghĩa là không còn dựa vào thợ đào để tạo khối nữa, mà thay bằng các Staker – những nút sở hữu lượng ETH nhất định. Cách này không chỉ tiết kiệm điện năng, mà còn xác nhận tính cuối cùng của giao dịch nhanh hơn, đồng thời đảm bảo tính phi tập trung của các trình xác thực ở mức độ cao hơn. Trong nhiều năm, các nhà phát triển Ethereum đã nghiên cứu một cơ chế đồng thuận có thể xác nhận giao dịch nhanh chóng và ràng buộc Staker tuân thủ quy tắc giao dịch. Sau khi chuyển sang PoS, Ethereum có thể xác nhận tính cuối cùng của giao dịch trong vài giây, đồng thời ngăn chặn tấn công double-spend.
Máy ảo mới cho phép các nhà phát triển tạo ra môi trường thực thi riêng của họ. Như vậy có thể thực thi các quy tắc của blockchain khác, ví dụ như BTC hay Zcash. Do đó, Ethereum có thể trở thành một cấu trúc phổ quát cho các blockchain khác nhau.
Ba công nghệ này kết hợp chặt chẽ với nhau, hiện tại chưa có blockchain nào hoàn thiện chức năng phân mảnh, và PoS vẫn bị nhiều người nghi ngờ. Ethereum phát huy tinh thần tiên phong, giải quyết những bài toán lớn trong sự phát triển blockchain, từ đó xây dựng một khuôn khổ loại bỏ rào cản tập trung và duy trì sự cân bằng trong "tam giác bất khả thi" của blockchain.
Giai đoạn 0: Chuỗi Beacon
Trung tâm của Ethereum 2.0 là chuỗi Beacon. Ban đầu, chuỗi Beacon có thể phối hợp tối đa 64 chuỗi phân mảnh. Chromatic Capital mô tả chuỗi Beacon như là "trung tâm chỉ huy và điều khiển" của toàn bộ mạng lưới Ethereum 2.0.
Chuỗi Beacon quản lý giao thức "Proof-of-Stake Casper". Nó ghi nhận các trình xác thực và số ETH đặt cược của họ, chọn ngẫu nhiên các trình xác thực khối và phân bổ ngẫu nhiên cho một chuỗi phân mảnh. Chuỗi Beacon áp dụng các quy tắc đồng thuận, thực hiện chế tài đối với các trình xác thực thiếu trung thực, đồng thời đóng vai trò là trung tâm kết nối giữa các chuỗi phân mảnh.
Bỏ phiếu theo chứng minh cổ phần, nghĩa là các trình xác thực của Ethereum 2.0 dùng token của mình để bỏ phiếu trên các "chứng chỉ" (attestations). Khi một khối trên chuỗi phân mảnh thu thập đủ chứng chỉ, chuỗi phân mảnh sẽ nhận được liên kết chéo (crosslink) trên chuỗi Beacon. Ngay từ khoảnh khắc nhận được liên kết, khối đó được xác định cuối cùng, nghĩa là khối không thể bị đảo ngược nữa. Lúc này, khối trên chuỗi phân mảnh có được độ an toàn ngang bằng với chuỗi Beacon (chuỗi chính).
Đổi lại, các trình xác thực nhận được ETH2 – đồng tiền nội tại trên chuỗi Beacon. Về lâu dài, ETH2 sẽ thay thế ETH, không giới hạn phát hành, nhằm đảm bảo an ninh lâu dài cho khối.
Chuỗi Beacon dự kiến ra mắt vào quý II hoặc quý III năm 2020, tức là khởi động giai đoạn 0, lúc đó người dùng có thể chạy một client Beacon, gửi ether (ETH1) của mình vào chuỗi Beacon và chuyển đổi thành ETH2. Việc chuyển đổi chỉ thực hiện một chiều, do đó ETH1 thực sự bị huỷ bỏ.
Nếu giai đoạn 0 thành công, sẽ tồn tại hai mạng Ethereum: eth1 và eth2. Đối với người dùng, eth2 chưa có ý nghĩa thực tiễn vì chưa có chuỗi phân mảnh nào kết nối được với eth2. Nó chỉ là một bộ khung không có thân xác.
Giai đoạn 1: Các chuỗi phân mảnh
Khoảng từ năm 2021, các chuỗi phân mảnh đầu tiên sẽ được đưa vào sử dụng. Những chuỗi phân mảnh này ban đầu sẽ lưu trữ dữ liệu dưới dạng thô. Chúng không thể xử lý dữ liệu theo các quy tắc đồng thuận nhất định, cũng không thể hiển thị số dư địa chỉ người dùng, chỉ phục vụ mục đích thử nghiệm kiến trúc chuỗi phân mảnh hoặc lưu trữ dữ liệu, hỗ trợ dapp mở rộng tốt hơn.
Trọng tâm của giai đoạn 1 là chuỗi Beacon: chuỗi Beacon bắt đầu tham chiếu trạng thái của các chuỗi phân mảnh thông qua liên kết chéo, xác định trạng thái cuối cùng. Có thể xem chuỗi Beacon như một blockchain, còn các chuỗi phân mảnh xoay quanh nó (hiện chưa có chức năng) liên tục tương tác với nó.
Ở giai đoạn này, Ethereum sẽ xây dựng và vận hành một hệ thống chứng minh cổ phần mới, thiết lập chuỗi Beacon làm trung tâm điều khiển cho các chuỗi dữ liệu khác, đây là một thách thức lớn.
Trong giai đoạn này, chuỗi eth1 và chuỗi eth2 sẽ tiếp tục hoạt động song song. Từ giai đoạn 2 trở đi, Ethereum sẽ bắt đầu trở nên thú vị hơn.
Giai đoạn 2: Hiện thực tầm nhìn
Theo lộ trình, ở giai đoạn "hiện thực tầm nhìn thực sự của ETH2": các chuỗi phân mảnh bắt đầu xử lý giao dịch, mạng ETH2 hỗ trợ chạy các ứng dụng thực sự. Trong các giai đoạn tiếp theo, hợp đồng thông minh sẽ được kích hoạt trên các chuỗi phân mảnh. Môi trường thực thi mới hình thành, các chuỗi phân mảnh có thể tự áp dụng các quy tắc của mình, ví dụ như quy tắc của các chuỗi Bitcoin, Zcash hoặc ETH1.
Chromatic Capital giải thích như sau:
"Giống như ETH1 thoát khỏi Bitcoin để hiện thực hợp đồng thông minh trên chuỗi, ETH sẽ thoát khỏi ETH1, định nghĩa lại bản chất của tính toán blockchain."
Giai đoạn 2 sẽ tích hợp tất cả chức năng của các chuỗi. Trước đây các chuỗi phân mảnh chỉ dùng để lưu trữ dữ liệu, giờ đây đang trở thành các chuỗi cấu trúc, kết nối trạng thái của hợp đồng thông minh với quá trình đồng thuận. Các nhà phát triển có thể xây dựng DApp riêng trên một chuỗi phân mảnh, Ethereum chuyển đổi thành một hệ thống đa chuỗi được điều khiển bởi chuỗi Beacon.
Giai đoạn 2 dự kiến đạt được vào cuối năm 2021 hoặc đầu năm 2022. Theo lộ trình, nhiều khâu trong giai đoạn 2, ví dụ như khái niệm về môi trường thực thi, "vẫn đang trong quá trình nghiên cứu và phát triển sâu hơn".
Giai đoạn 3-6
Theo kế hoạch, Ethereum 2.0 sẽ được triển khai theo 6 giai đoạn. Tuy nhiên, theo lộ trình, kể từ giai đoạn 3 trở đi, "bất kỳ dự đoán nào cũng chỉ là suy đoán, kế hoạch rất có thể sẽ thay đổi". Ở giai đoạn 3, ETH1 có thể sẽ biến mất. Tuy nhiên, nếu ETH1 thực sự rút lui, ETH2 thay thế ETH1, toàn bộ ether và người dùng sẽ dần di chuyển từ eth1 sang eth2, nhưng hiện tại vẫn chưa chắc chắn.
Github-Wiki của Ethereum mô tả 4 giai đoạn chưa chắc chắn:
Giai đoạn 3: Giao thức trạng thái cho client nhẹ
Client trở nên cực kỳ tối giản, nhằm giảm dung lượng trạng thái Ethereum mà từng nút đơn lẻ phải mang theo, tuy nhiên chưa hoàn toàn loại bỏ trạng thái.
Giai đoạn 4: Gửi giao dịch xuyên chuỗi
Là cách thức thực hiện giao dịch xuyên giữa các chuỗi phân mảnh.
Giai đoạn 5: Liên kết chặt chẽ về mặt an ninh với chuỗi chính
Giai đoạn 6: Phân mảnh theo cấp số nhân
Phân mảnh bên trong phân mảnh, một chuỗi phân mảnh đơn lẻ sẽ trở thành chuỗi Beacon cho các phân mảnh trong tương lai.
Thông tin cụ thể hơn về các giai đoạn này chưa được công bố, khi công bố sẽ xuất hiện các bài báo tổng quan cao độ cùng các thảo luận trực tuyến. Hình thức cụ thể của ETH2 chưa được định nghĩa rõ ràng, do đó ước tính thận trọng thì việc hoàn thành Serenity sẽ cần 4-5 năm.
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
