Con đường tiến hóa công nghệ của hệ thống Bằng chứng Ethereum

Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã phát hành một loạt bài viết về sự phát triển trong tương lai của Ethereum, bao gồm sáu giai đoạn chính trong lộ trình của nó. Bài viết này sẽ tập trung phân tích giai đoạn đầu tiên "The Merge", khám phá những hướng cải tiến tiềm năng của cơ chế Bằng chứng (PoS) và con đường thực hiện.

"The Merge" đánh dấu sự chuyển mình lớn của Ethereum từ bằng chứng công việc (PoW) sang bằng chứng (PoS). Mặc dù Ethereum đã hoạt động ổn định như một hệ thống PoS gần hai năm, thể hiện tốt, nhưng vẫn còn nhiều khía cạnh cần được tối ưu hóa thêm.

Mục tiêu cốt lõi

1. Thực hiện tính xác định trong một khe thời gian (SSF), giảm thời gian xác định cuối cùng của khối từ 15 phút xuống trong một khe thời gian.

2. Trong khi vẫn giữ nguyên tính phi tập trung, tối đa hóa tốc độ xác nhận và hoàn thành giao dịch.

3. Giảm ngưỡng staking, nâng cao tính khả thi của staking cá nhân.

4. Tăng cường tính ổn định tổng thể của hệ thống.

5. Nâng cao khả năng chống lại và phục hồi sau cuộc tấn công 51%.

Thách thức kỹ thuật và giải pháp

Định tính đơn thời gian và dân chủ hóa staking

Hiện tại, việc xác nhận khối của Ethereum mất khoảng 15 phút, và ngưỡng đặt cọc tối thiểu là 32 Ether. Cài đặt này nhằm cân bằng ba mục tiêu: số lượng người xác thực, thời gian xác nhận và chi phí vận hành của nút.

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

• Rút ngắn thời gian xác nhận cuối cùng của khối xuống còn 12 giây
• Giảm ngưỡng đặt cọc tối thiểu xuống còn 1 Ether

Để đạt được những mục tiêu này, hiện có một số giải pháp:

1. Cải thiện giao thức tổng hợp chữ ký, chẳng hạn như sử dụng công nghệ ZK-SNARKs.

2. Sử dụng cơ chế Ủy ban Orbit, thông qua việc chọn ngẫu nhiên ủy ban trung bình để chịu trách nhiệm xác định cuối cùng của chuỗi.

3. Thực hiện cơ chế thế chấp kép, thiết lập hai loại người thế chấp với các yêu cầu gửi tiền khác nhau.

Bầu cử lãnh đạo bí mật đơn nhất

Hiện tại, người đề xuất khối tiếp theo là có thể dự đoán, điều này tiềm ẩn nguy cơ an ninh. Giải pháp là ẩn thông tin người đề xuất trước khi khối được tạo ra, nhưng việc thực hiện một giao thức đủ đơn giản không phải là điều dễ dàng.

Tăng tốc xác nhận giao dịch

Việc rút ngắn thời gian xác nhận giao dịch từ 12 giây xuống 4 giây có thể cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng. Chủ yếu có hai phương pháp:

• Rút ngắn thời gian khoảng cách xuống còn 8 giây hoặc 4 giây
• Cho phép người đề xuất công bố xác nhận trước trong một khe thời gian.

Tuy nhiên, những phương pháp này đều đối mặt với thách thức kỹ thuật và rủi ro tiềm ẩn.

Đối phó với mối đe dọa từ máy tính lượng tử

Đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng từ máy tính lượng tử, Ethereum cần phát triển các giải pháp thay thế dựa trên hàm băm hoặc các phương án chống lượng tử khác cho các phần giao thức hiện tại dựa vào đường cong ellip.

Kết luận

Ethereum đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa hệ thống PoS. Độ xác định cuối cùng trong một khoảng thời gian, dân chủ hóa staking, bầu cử lãnh đạo bí mật đơn lẻ, xác nhận giao dịch nhanh hơn và phát triển các giải pháp chống tấn công lượng tử đều là những vấn đề quan trọng cần được giải quyết.

Nhóm Ethereum đang tích cực khám phá nhiều giải pháp kỹ thuật, cân nhắc lợi và hại, để tìm ra con đường phát triển tốt nhất, liên tục nâng cao tính bảo mật, hiệu suất và mức độ phi tập trung của hệ thống. Quá trình này thể hiện tinh thần đổi mới và tự hoàn thiện liên tục của cộng đồng Ethereum.