Tái cấu trúc Ethereum: Hướng tới con đường đơn giản

Ethereum như một sổ cái phi tập trung toàn cầu, mang trọng trách lưu trữ tài sản văn minh và ghi chép, cung cấp hỗ trợ nền tảng cho các cơ sở hạ tầng quan trọng như tài chính, quản trị và xác thực dữ liệu có giá trị cao. Để đạt được tầm nhìn vĩ đại này, hệ thống phải không ngừng cải tiến hai năng lực cốt lõi là khả năng mở rộng và tính linh hoạt.

Hard fork Fusaka gần đây đã mang lại sự cải thiện đáng kể cho không gian dữ liệu L2, và lộ trình tương lai cũng dự kiến sẽ mở rộng L1 theo cách tương tự. Đồng thời, Ethereum đã chuyển sang đồng thuận PoS thông qua Merge, sự đa dạng của các khách hàng đã được cải thiện, và nghiên cứu về khả năng xác minh ZK cùng với khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử cũng đang được tiếp tục triển khai. Tuy nhiên, ngoài việc cải thiện hiệu suất, còn có một nền tảng kiên cường thường bị bỏ qua nhưng cũng quan trọng không kém: sự đơn giản của giao thức.

Đơn giản: Bảo đảm tối thượng phi tập trung

Lý do mà Bitcoin gây ấn tượng là do sự đơn giản tuyệt đối của giao thức của nó. Logic cốt lõi của nó rất rõ ràng: blockchain được cấu thành từ một chuỗi các khối, mỗi khối được liên kết với khối trước đó thông qua hàm băm, xác minh tính hợp lệ của khối bằng PoW, và các giao dịch có trong mỗi khối được tiêu thụ từ coin được tạo ra bởi việc khai thác hoặc giao dịch trước đó.

Sự đơn giản này mang lại nhiều lợi ích: giảm thiểu rào cản về hiểu biết và phát triển, giảm độ phức tạp trong việc bảo trì lâu dài, giảm nguy cơ lỗ hổng bảo mật nghiêm trọng và giảm khả năng bị các lợi ích đặc biệt thao túng. Tuy nhiên, Ethereum không thực sự đạt yêu cầu trong lĩnh vực này, dẫn đến chi phí phát triển không cần thiết, rủi ro bảo mật và văn hóa nghiên cứu bị đóng kín.

Trong năm năm tới, Ethereum có tiềm năng gần gũi với Bitcoin về sự đơn giản. Mục tiêu này có thể bắt đầu từ hai khía cạnh: lớp đồng thuận và lớp thực thi.

Tầng đồng thuận đơn giản

Cơ chế đồng thuận mới trong tương lai sẽ tích hợp những thành tựu nghiên cứu trong lý thuyết đồng thuận, ZK-SNARK và kinh tế staking trong suốt mười năm qua, nhằm xây dựng một lớp đồng thuận tối ưu lâu dài và đơn giản hóa đáng kể. Các biện pháp chính bao gồm:

1. Cơ chế kết thúc ba khe: Đơn giản hóa logic liên quan đến slot và epoch, loại bỏ các cơ chế phức tạp như xáo trộn ủy ban và ủy ban đồng bộ.

2. Tối ưu hóa lựa chọn fork và cấu trúc mạng: Sử dụng quy tắc lựa chọn phân nhánh đơn giản hơn, sử dụng công nghệ STARK để giảm chi phí tin cậy.

3. Thiết kế lại logic chuyển đổi trạng thái: Đơn giản hóa cơ chế tham gia, rời khỏi, rút tiền và chuyển đổi khóa của người xác thực.

Cải cách của lớp thực thi

Lớp thực thi là phần phức tạp nhất trong Ethereum, bao gồm tập lệnh EVM, hợp đồng biên dịch trước, SELFDESTRUCT và các chức năng khó mở rộng khác. Một giải pháp khả thi là thay thế EVM bằng VM đơn giản, hiệu suất cao và thân thiện với ZK (như RISC-V). Lợi ích của việc này bao gồm:

• Hiệu suất được cải thiện đáng kể
• Kết nối liền mạch với các ngôn ngữ lập trình chính thống
• Hỗ trợ nguyên bản hệ thống chứng minh không kiến thức
• Cấu trúc rõ ràng, thuận tiện cho việc kiểm toán và xác minh an ninh
• Giảm sự phụ thuộc vào hợp đồng đã được biên dịch trước

Để tạo ra một sự chuyển tiếp mượt mà, có thể cho phép các hợp đồng hiện tại tiếp tục chạy trong trình thông dịch EVM được viết bằng RISC-V, tương tự như cách mà Apple sử dụng Rosetta để thực hiện việc chuyển đổi sang chip ARM.

Xây dựng nền tảng hệ thống thanh lịch

Giao thức Ethereum trong tương lai nên tích hợp nhiều thành phần chia sẻ hơn để giảm độ phức tạp của hệ thống tổng thể:

• Mã sửa lỗi thống nhất: được sử dụng cho mẫu khả dụng dữ liệu, lưu trữ lịch sử và tăng tốc phát sóng P2P
• Định dạng tuần tự hóa thống nhất (SSZ): Tăng cường hiệu quả, thuận tiện cho việc giải tách L2
• Cấu trúc cây trạng thái thống nhất: Sử dụng cây nhị phân phù hợp hơn cho chứng minh ZK

Những cải tiến này sẽ khiến Ethereum không còn là sản phẩm của nhiều sự thỏa hiệp, mà là một bộ "khối giao thức" thanh lịch.

Ôm trọn sự đơn giản, trở về nguồn cội

Tính đơn giản cũng giống như phi tập trung, là nền tảng của tính linh hoạt của hệ thống. Việc thực sự coi trọng tính đơn giản cần một sự chuyển biến văn hóa, lợi ích của nó có thể không dễ dàng để định lượng ngay lập tức, nhưng về lâu dài, giá trị của sự đơn giản sẽ dần dần được thể hiện.

Lấy cảm hứng từ ý tưởng của tinygrad, có thể đặt ra mục tiêu số dòng mã đồng thuận tối đa cho quy chuẩn dài hạn của Ethereum, khiến độ phức tạp gần bằng mức của Bitcoin. Đồng thời, thiết kế tổng thể nên tuân thủ nguyên tắc "đơn giản là ưu tiên", thiên về đóng gói cục bộ hơn là phức tạp hệ thống, ưu tiên lựa chọn kiến trúc có thuộc tính rõ ràng và có thể xác minh.

Thông qua những nỗ lực này, Ethereum hy vọng sẽ trở lại con đường đơn giản trong khi vẫn duy trì chức năng mạnh mẽ, tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển bền vững trong tương lai.