Tiêu điểm trên Ethereum 2.0 (ETH 2.0) về Consensus Layer

Ngày nay, Ethereum có vốn hóa thị trường là 320 tỷ USD. Tuy nhiên, Ethereum cũng không phải hoàn hảo hoàn toàn. Khi nó phát triển, những lo ngại về tác động môi trường, khả năng mở rộng và mức phí cao do tắc nghẽn gây ra ngày càng lớn hơn. Đó là lý do tại sao Ethereum 2.0 – thế hệ tiếp theo của Ethereum, hay còn gọi là ETH 2.0 – đang được ra mắt.

Lịch sử của Ethereum

Câu chuyện bắt đầu vào tháng 11 năm 2013 khi Vitalik Buterin, người tạo ra Ethereum, phát hành whitepaper Ethereum. Tài liệu này đã đặt nền tảng cho công nghệ và lộ trình của chuỗi khối Ethereum. Sự đổi mới chính là mở rộng Bitcoin, như đã được trình bày trong whitepaper của Satoshi Nakamoto, bằng cách thêm khả năng tạo hợp đồng thông minh – các đoạn mã gây ra các hành động khi một số điều kiện nhất định được đáp ứng, bảo mật và ghi lại trên một chuỗi khối.

Vào năm 2014, Ether đã được bán lần đầu tiên. Vào năm 2015, một phiên bản đầu tiên của Ethereum được gọi là Frontier đã được ra mắt, cho phép khai thác và các giao dịch gốc Ethereum đầu tiên. Vào năm 2016, Homestead fork đã ra mắt, mang lại một số cải tiến cho giao thức và cho phép một số nâng cấp trong tương lai. Các bản nâng cấp tiếp theo với những cái tên như “Muir Glacier”, “Istanbul” và “Byzantium” đã cải thiện an ninh mạng, giảm phần thưởng khai thác và cho phép staking. Trong khi đó, giá của Ether bùng nổ, có lúc đạt mức cao là 4.000 USD, khi các hợp đồng thông minh Ethereum được sử dụng cho NFT, chơi trò chơi để kiếm tiền, mã thông báo ERC-20…

Sự cần thiết của Ethereum 2.0

ETH 2.0 là một cấu hình mới và vẫn còn vài năm nữa mới được triển khai đầy đủ. Nhưng ETH 2.0 đã manh nha tham gia từ lâu. Một bài đăng trên blog từ năm 2015 đã mô tả một phiên bản của Ethereum được gọi là “Serenity”, phiên bản này sẽ lặp lại trên Frontier và Homestead như một bước trong tương lai trên lộ trình. Mục tiêu cuối cùng của ETH 2.0 (trước đây là Serenity) là xoay Ethereum từ cơ chế đồng thuận Proof of Work sang cơ chế đồng thuận Proof of Stake. Bạn có thể nghe thấy cụm từ “Layer 2” được sử dụng để mô tả thay đổi này, sẽ được áp dụng cho “Layer 1” của biểu mẫu hiện tại của Ethereum.

Với Proof of Work, máy tính phải giải các bài toán phức tạp thông qua một hệ thống được gọi là mật mã (đây là lý do tại sao chúng được gọi là tiền mã hoá). Để đúc ra các đồng tiền mới và xác minh các giao dịch. Quá trình này diễn ra chậm và cực kỳ tốn nhiều năng lượng. Trong Proof of Stake, những chủ sở hữu lớn của Ether sẽ được trao quyền bỏ phiếu công khai, để xác nhận các giao dịch thực và loại bỏ các giao dịch sai hoặc độc hại. Những “người xác nhận” này phải đặt một lượng lớn Ether làm tài sản thế chấp, để đảm bảo tính toàn vẹn của chúng. Việc chuyển đổi sang Proof of Stake sẽ cho phép Ethereum tiếp tục phát triển, vẫn bảo mật và giảm tác động môi trường của mạng.

Ethereum mô tả ETH 2.0 là cơ sở của “một tương lai kỹ thuật số trên quy mô toàn cầu”. Bản nâng cấp được thiết kế để giải quyết ba vấn đề chính: Mạng bị tắc nghẽn gây ra phí cao & tốc độ chậm, yêu cầu điện năng quá mức và dung lượng đĩa quá lớn cần thiết để chạy một nút. Vấn đề đầu tiên khiến Ethereum có ít chức năng hơn đối với tất cả người dùng, trong khi hai vấn đề sau đại diện cho những thách thức đáng kể đối với những người dùng thành thạo chạy các nút. Sự xoay trục sang Proof of Stake của ETH 2.0 sẽ cải thiện cả ba khía cạnh này.

The Trilemma

Tất cả các blockchain đều mong muốn đạt được ba yếu tố: Phi tập trung, an toàn và có thể mở rộng. Tuy nhiên, để đạt được cả ba điều này cùng một lúc là vô cùng khó khăn. Thông thường, phải đánh mất một thứ gì đó để đạt được hai thứ còn lại. Ví dụ: Các chuỗi phi tập trung cao (được phân phối trên toàn cầu và không tập trung quyền lực) và các chuỗi có thể mở rộng (dễ xây dựng và phát triển) thường gặp rủi ro bảo mật, chẳng hạn như khai thác hoặc hack. Điều này được gọi là The Trilemma.

Hiện tại, Ethereum được phân cấp và bảo mật. Nó được chạy trên hàng nghìn nút được phân phối trên khắp thế giới, mỗi nút cạnh tranh để giải quyết các vấn đề mật mã để đúc ra Ether mới, xác thực giao dịch và ghi lại sổ cái. Điều này làm cho nó có tính phi tập trung cao. Ethereum cũng an toàn. Mặc dù không có hệ thống nào có thể được coi là thực sự bất khả chiến bại, nhưng việc được nâng cấp liên tục kể từ khi ra mắt đã bảo vệ nó trước các cuộc tấn công.

Nhược điểm là Ethereum thiếu khả năng mở rộng, khả năng của một hệ thống để mở rộng và phát triển theo khối lượng công việc mới. Khi nó phát triển, các yêu cầu về năng lượng và phần cứng cho các nút đã tăng lên và mạng bị tắc nghẽn, gây ra phí cao và hiệu suất chậm. Để tiếp tục phát triển, Ethereum phải có khả năng mở rộng hơn. Mặc dù phương pháp dễ nhất để đạt được điều này là tập trung Ethereum, nhưng điều đó lại đi ngược lại các nguyên tắc của dự án. Vì vậy, Ethereum phải giải quyết The Trilemma và ETH 2.0 được dự định là giải pháp đó.

The Rollout

Ra mắt ETH 2.0 là một quá trình dài và đã được bắt đầu. Có ba bước chính trong lộ trình: Chuỗi báo hiệu (Beacon Chain), chuỗi hợp nhất (the merge) và chuỗi phân đoạn (shard chains). Cần lưu ý rằng người dùng Ethereum không cần phải làm bất cứ điều gì để chuẩn bị cho những thay đổi này. Bất kỳ ai bảo bạn làm điều gì đó để “di chuyển” Ether của bạn hoặc chuẩn bị sẵn sàng cho ETH 2.0 đều có khả năng là kẻ lừa đảo.

Bước 1 – Chuỗi báo hiệu

Beacon Chain là giai đoạn đầu tiên của quá trình triển khai ETH 2.0 và là chuỗi duy nhất đã được vận chuyển đầy đủ. Kể từ tháng 12 năm 2020, Beacon Chain sẽ hoạt động. Chuỗi báo hiệu đôi khi được gọi là “Giai đoạn 0” của lộ trình vì nó đặt nền tảng cho mọi thứ sắp tới. Chuỗi này tạo thành nền tảng của Proof of Stake trên Ethereum. Mặc dù hiện tại nó bị hạn chế các chức năng, nhưng việc tung ra Beacon Chain đã chứng minh cam kết của Ethereum trong việc chuyển đổi cơ chế đồng thuận và cho phép tiếp tục phát triển khi triển khai ETH 2.0. Beacon Chain sẽ điều phối “chuỗi phân đoạn” – các bộ phận của mạng Ethereum chia sẻ tải để giảm tắc nghẽn mạng.

Bước 2 – Hợp nhất

Hiện tại, Ethereum và ETH 2.0 là riêng biệt. Nhưng điều này sẽ thay đổi sớm thôi. “Hợp nhất” đề cập đến sự tích hợp của Ethereum Mainnet (chuỗi khối Ethereum công khai chính) và chuỗi Beacon, chứa chức năng kỹ thuật cho Proof of Stake. Cuối cùng, cả hai sẽ hợp nhất, mang lại Proof of Stake cho Ethereum. Nói tóm lại, việc hợp nhất đánh dấu sự chuyển đổi hoàn toàn của Ethereum sang Proof of Stake. Việc hợp nhất “loại bỏ nhu cầu khai thác sử dụng nhiều năng lượng và thay vào đó bảo mật mạng bằng cách sử dụng Ether cổ phiếu” và sẽ là một khoảnh khắc thực sự thú vị trong lịch sử tiền mã hoá. Hiện tại, việc hợp nhất dự kiến sẽ diễn ra vào Quý 2 năm 2022, mặc dù mốc thời gian đó có thể thay đổi.

Bước 3 – Chuỗi phân đoạn

Sau khi hợp nhất, vẫn có những bản nâng cấp được lên kế hoạch để cải thiện Ethereum. Điều quan trọng nhất là sự ra đời của chuỗi phân đoạn. Sharding đề cập đến việc chia nhỏ cơ sở dữ liệu để tăng dung lượng của nó. Sharding được sử dụng trong khoa học máy tính, nhưng đối với Ethereum, “sharding sẽ giảm tắc nghẽn mạng và tăng giao dịch mỗi giây bằng cách tạo ra các chuỗi mới, được gọi là ‘shard’.” Điều này sẽ chủ yếu tăng dung lượng giao dịch và dữ liệu trên toàn mạng.

Sharding cũng làm cho Proof of Stake thực thi đơn giản hơn nhiều bằng cách giảm yêu cầu phần cứng đối với trình xác thực. Thay vì duy trì không gian và sức mạnh xử lý để chạy các giao dịch cho toàn bộ mạng (như hiện nay), trình xác thực sẽ chỉ cần đủ cho phân đoạn của chúng. Cuối cùng, người dùng sẽ có thể chạy Ethereum từ máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh tiêu dùng. Điều này sẽ cải thiện đáng kể tính phi tập trung của mạng bằng cách cho phép nhiều người tham gia và bảo mật hơn bằng cách biến mỗi nút thành một mục tiêu nhỏ hơn để tấn công.

Phần lớn vẫn chưa được quyết định về việc triển khai chính xác và chức năng của các phân đoạn. Chúng dự kiến ​​sẽ ra mắt vào khoảng năm 2023, mặc dù có thể sẽ lâu hơn nữa, trước khi các phân đoạn có khả năng thực hiện các hợp đồng thông minh của riêng chúng. Lúc đầu, họ sẽ chỉ đơn giản là cung cấp cho mạng thêm sức mạnh xử lý dữ liệu, với mục tiêu xử lý 100.000 giao dịch mỗi giây.

ETH 2.0 và Consensus Layer

Trong những tuần gần đây, Ethereum đã bắt đầu xây dựng lại thương hiệu ETH 2.0 thành “lớp đồng thuận”. Là một phần của sự thay đổi này, Ethereum hiện có được gọi là “lớp thực thi”. Thay đổi này được thực hiện để nhấn mạnh rằng ETH 2.0 không thay thế Ethereum, mà chỉ đơn giản là thêm cơ chế đồng thuận Proof of Stake vào Ethereum. Mainnet hiện có sẽ hợp nhất với Beacon Chain mới, đó là lý do tại sao nó sẽ vẫn là “lớp thực thi”. Vì vậy, nếu bạn thấy ETH 2.0 và lớp đồng thuận được sử dụng thay thế cho nhau, thì đừng nhầm lẫn vì chúng giống nhau!