Mơ về Ethereum 2030: Sổ cái thế giới song song với L1 và Rollup

Giải pháp Rollup loại L1 tinh gọn hơn và hiệu suất với loại căn chỉnh

Ethereum luôn nỗ lực duy trì tính trung lập đáng tin cậy, đồng thời thúc đẩy đổi mới ở cấp độ cao hơn. Những cuộc thảo luận ban đầu đã phác thảo "lộ trình lấy Rollup làm trung tâm", tức là mạng lưới cơ sở sẽ dần được đơn giản hóa và củng cố, để phần lớn hoạt động có thể chuyển sang L2. Tuy nhiên, sự phát triển gần đây chỉ ra rằng chỉ với vai trò là lớp đồng thuận và khả năng dữ liệu tối thiểu là không đủ: L1 phải có khả năng xử lý lưu lượng và hoạt động, vì đây là nền tảng mà L2 cuối cùng phụ thuộc vào. Điều này có nghĩa là cần có tốc độ tạo khối nhanh hơn, chi phí dữ liệu thấp hơn, cơ chế chứng minh mạnh mẽ hơn và khả năng tương tác tốt hơn.

Sự gia tăng hoạt động của L1 sẽ thúc đẩy sự tăng trưởng hoạt động của L2, có thể nói là nước dâng thuyền cao.

Cơ chế đồng thuận của Beam Chain sắp tới được tái cấu trúc nhằm đạt được tốc độ xác nhận cuối cùng nhanh hơn và ngưỡng người xác thực thấp hơn, đồng thời nâng cao thông lượng ban đầu và củng cố tính trung lập của Ethereum. Trong khi đó, đã có các đề xuất xem xét việc chuyển hoạt động từ máy ảo Ethereum (EVM) ngày càng lỗi thời (và "ngày càng phức tạp") sang máy ảo gốc RISC-V, động thái này hứa hẹn sẽ nâng cao đáng kể hiệu quả của những người chứng minh trong khi vẫn duy trì khả năng tương tác với các hợp đồng truyền thống.

Những nâng cấp này sẽ định hình lại bối cảnh L2. Đến năm 2030, tôi dự đoán lộ trình của Ethereum dựa trên Rollup chung sẽ tích hợp theo hai hướng trong một phạm vi:

• Rollup kiểu căn chỉnh: Ưu tiên thực hiện tích hợp sâu với Ethereum (ví dụ như chia sẻ thứ tự, xác minh nguyên bản), tận dụng tối đa tính thanh khoản của L1 trên cơ sở tối thiểu hóa giả định tin cậy. Mối quan hệ này có tính chất tương hỗ, Rollup kiểu căn chỉnh có thể trực tiếp nhận được tính khả kết hợp và an toàn từ L1.
• Rollup hiệu suất: Ưu tiên theo đuổi thông lượng và trải nghiệm người dùng thời gian thực, đôi khi sẽ thực hiện thông qua các lớp khả dụng dữ liệu thay thế (DA) hoặc các tham gia được ủy quyền (như bộ sắp xếp tập trung, ủy ban an ninh nhỏ/có chữ ký đa chữ ký), nhưng vẫn lấy Ethereum làm lớp thanh toán cuối cùng để đảm bảo độ tin cậy (hoặc để phục vụ cho việc tiếp thị).

Trong quá trình thiết kế các giải pháp Rollup này, mỗi đội cần cân nhắc ba khía cạnh sau:

• Lấy thanh khoản: Làm thế nào để có được và sử dụng thanh khoản trên Ethereum và có thể là các giải pháp Rollup khác? Tầm quan trọng của tính khả dụng đồng bộ hoặc khả năng kết hợp nguyên tử là gì?
• Nguồn an toàn: Tính thanh khoản được chuyển từ Ethereum sang Rollup sẽ kế thừa mức độ nào sự an toàn của Ethereum một cách trực tiếp, hay phụ thuộc vào nhà cung cấp Rollup?
• Tính năng thực thi: Tầm quan trọng của khả năng tương thích với máy ảo Ethereum (EVM) là gì? Khi xem xét các giải pháp thay thế như SVM và sự nổi lên của các hợp đồng thông minh Rust phổ biến, liệu khả năng tương thích EVM có còn quan trọng trong năm năm tới không?

Sự phân hóa trên hệ thống Rollup

Các dự án Rollup đang dần tụ tập về hai cực. Một cực là Rollup hiệu suất cao, chúng có thể cung cấp thông lượng tối đa và trải nghiệm người dùng (băng thông cao, độ trễ thấp), nhưng có độ liên kết thấp với Ethereum L1; cực còn lại là Rollup phù hợp với Ethereum (ví dụ như Rollup dựa trên L1, Rollup gốc, Rollup siêu âm), loại Rollup này tận dụng tối đa tính bảo mật, dữ liệu và cơ chế đồng thuận của Ethereum, ưu tiên đảm bảo tính phi tập trung, an ninh và tính trung lập đáng tin cậy, nhưng do giới hạn thiết kế L1, sẽ hy sinh một phần hiệu suất. Trong khi đó, những Rollup ở giữa, cố gắng cân bằng hai bên có thể khó cạnh tranh, cuối cùng sẽ hướng về một trong hai cực, đối mặt với nguy cơ bị loại bỏ.

Biểu đồ ở góc trên bên trái của Rollup tập trung vào hiệu suất: chúng có thể sử dụng bộ sắp xếp tập trung, mạng khả dụng dữ liệu thay thế (mạng DA) hoặc tối ưu hóa ứng dụng cụ thể để đạt được thông lượng vượt xa các L2 thông thường (như MegaETH). Một số Rollup hiệu suất sẽ nằm về bên phải trong sự phù hợp (ví dụ, bằng cách áp dụng các công nghệ xác nhận nhanh như Puffer UniFi và Rise, nhắm vào "mục tiêu lý tưởng" ở góc trên bên phải), nhưng tính xác định cuối cùng của chúng vẫn phụ thuộc vào quy định của L1. Ngược lại, Rollup ở góc dưới bên phải tối đa hóa sự phù hợp với Ethereum: tích hợp sâu ETH vào phí giao dịch, giao dịch và DeFi; cố định thứ tự giao dịch và/hoặc xác minh chứng minh tại L1; và ưu tiên khả năng kết hợp thay vì tốc độ nguyên thủy (ví dụ, Taiko tuy đang phát triển theo hướng này, nhưng cũng đang khám phá xác nhận có phép để tối ưu hóa trải nghiệm người dùng). Đến năm 2030, tôi dự đoán nhiều L2 "trung dung" sẽ chuyển sang một trong những mô hình trên hoặc đối mặt với nguy cơ bị loại bỏ. Người dùng và nhà phát triển sẽ có xu hướng chọn môi trường có độ an toàn cao, phù hợp với Ethereum (dành cho các tình huống DeFi có rủi ro cao và có thể kết hợp), hoặc mạng lưới được tùy chỉnh cho ứng dụng với khả năng mở rộng cao (dành cho ứng dụng người dùng đại chúng). Lộ trình Ethereum 2030 đã đặt nền tảng cho cả hai con đường này.

Định nghĩa về "tính đồng bộ" còn gây tranh cãi và chưa đạt được sự đồng thuận. Đối với báo cáo này, trên đây là khung phân tích tóm tắt về "hiệu suất" và "tính đồng bộ". Biểu đồ trước đó được vẽ dựa trên định nghĩa này, không nhất thiết áp dụng cho các cách hiểu khác về "tính đồng bộ".

Tại sao vùng giữa lại biến mất?

Hiệu ứng mạng sẽ thúc đẩy thị trường tập trung về ít hơn và lớn hơn các nút trung gian. Trong các thị trường mà hiệu ứng mạng như tiền điện tử đóng vai trò chủ đạo, cuối cùng có thể hình thành một cấu trúc do ít người chiến thắng chi phối (như chúng ta đã thấy trong lĩnh vực CEX). Do hiệu ứng mạng sẽ tập trung quanh các lợi thế cốt lõi của một chuỗi, hệ sinh thái thường sẽ tích hợp về những nền tảng "tối ưu hóa hiệu suất" và "tối ưu hóa an ninh". Một Rollup chỉ đạt được mức trung bình về khả năng tương thích hoặc hiệu suất với Ethereum, cuối cùng có thể vừa không có được độ an toàn của cái trước, vừa không thể có được tính khả dụng của cái sau.

Khi công nghệ Rollup trở nên trưởng thành, hoạt động kinh tế sẽ hình thành các tầng lớp dựa trên sự cân nhắc giữa "độ an toàn cần thiết" và "chi phí để đạt được độ an toàn". Những trường hợp không thể chịu đựng được rủi ro thanh toán hoặc quản trị, chẳng hạn như DeFi cấp tổ chức, kho tài sản lớn trên chuỗi, thị trường tài sản thế chấp có giá trị cao, có thể sẽ tập trung vào các chuỗi thừa hưởng sự bảo đảm và tính trung lập hoàn chỉnh của Ethereum (hoặc chính Ethereum L1). Ở đầu kia, những trường hợp ứng dụng hướng tới đại chúng (như Meme, giao dịch, xã hội, trò chơi, thanh toán bán lẻ, v.v.) sẽ tập trung vào các chuỗi có trải nghiệm người dùng tốt nhất và chi phí thấp nhất, những chuỗi này có thể cần các giải pháp nâng cao thông lượng tùy chỉnh hoặc cơ chế sắp xếp tập trung. Do đó, những chuỗi chung "có tốc độ ổn nhưng không phải nhanh nhất, độ an toàn cũng khá nhưng không phải tối ưu nhất" sẽ dần dần mất sức hấp dẫn. Đặc biệt, đến năm 2030, nếu khả năng tương tác giữa các chuỗi cho phép tài sản tự do di chuyển giữa hai loại trường hợp này, không gian sinh tồn của vùng trung gian này sẽ càng hạn chế hơn.

Sự tiến hóa của công nghệ Ethereum

Toàn bộ lớp cơ sở của Ethereum (từ thực thi, thanh toán, đồng thuận đến khả năng sử dụng dữ liệu) đã được lập kế hoạch nâng cấp lớn, nhằm nâng cao khả năng mở rộng L1 và phù hợp hơn với mô hình phát triển lấy Rollup làm trung tâm. Những cải tiến quan trọng (như mũi tên chỉ) sẽ nâng cao hiệu suất, giảm độ phức tạp và thúc đẩy Ethereum đóng vai trò trực tiếp hơn trong việc vận hành Rollup.

lớp thực thi

Đến năm 2030, môi trường thực thi hiện tại của Ethereum (sử dụng kiến trúc 256 bit và thiết kế truyền thống của máy ảo Ethereum EVM) có thể sẽ bị thay thế hoặc cải tiến bởi các máy ảo hiện đại và hiệu quả hơn. Vitalik đã đề xuất nâng cấp máy ảo Ethereum lên kiến trúc dựa trên RISC-V. RISC-V là một tập hợp lệnh mô-đun tinh gọn, được kỳ vọng sẽ đạt được những đột phá lớn trong hiệu suất thực thi giao dịch và tạo ra chứng minh (tăng 50-100 lần). Các lệnh 32/64 bit của nó có thể tương thích trực tiếp với CPU hiện đại và có hiệu suất cao hơn trong việc chứng minh không kiến thức. Để giảm thiểu tác động của sự thay đổi công nghệ và tránh sự đình trệ về tiến độ (ví dụ như trong trường hợp cộng đồng trước đó đã cân nhắc thay thế EVM bằng eWasm), kế hoạch sẽ áp dụng mô hình hai máy ảo: giữ lại EVM để đảm bảo tính tương thích ngược, đồng thời giới thiệu máy ảo RISC-V mới để xử lý các hợp đồng mới (tương tự như giải pháp tương thích giữa hợp đồng WASM + EVM của Arbitrum Stylus). Hành động này nhằm đơn giản hóa và tăng tốc độ của lớp thực thi, đồng thời hỗ trợ khả năng mở rộng L1 và khả năng hỗ trợ Rollup.

Tại sao phải làm như vậy?

Thiết kế của EVM không xem xét đến bằng chứng không kiến thức, do đó, bộ chứng zk-EVM khi mô phỏng chuyển đổi trạng thái, tính toán root hash / cây băm và xử lý các cơ chế đặc trưng của EVM sẽ tạo ra rất nhiều chi phí bổ sung. Ngược lại, máy ảo RISC-V áp dụng logic thanh ghi đơn giản hơn, có thể mô hình hóa trực tiếp và tạo ra chứng cứ, với các ràng buộc cần thiết được giảm đáng kể. Tính thân thiện với bằng chứng không kiến thức của nó có thể loại bỏ các giai đoạn không hiệu quả như tính toán gas và quản lý trạng thái, điều này mang lại lợi ích lớn cho tất cả các Rollup sử dụng bằng chứng không kiến thức: việc tạo ra chứng minh chuyển đổi trạng thái sẽ trở nên đơn giản, nhanh chóng và tiết kiệm chi phí hơn. Cuối cùng, việc nâng cấp EVM lên máy ảo RISC-V có thể nâng cao tổng thể thông lượng chứng minh, làm cho việc xác minh trực tiếp thực thi L2 trở nên khả thi (sẽ được mô tả chi tiết bên dưới), đồng thời tăng giới hạn thông lượng của máy ảo Rollup hiệu suất.

Ngoài ra, điều này còn vượt ra ngoài cộng đồng hạn chế của Solidity/Vyper, mở rộng đáng kể hệ sinh thái nhà phát triển của Ethereum, thu hút sự tham gia của nhiều cộng đồng phát triển chính như Rust, C/C++, Go.

Tầng thanh toán

Ethereum dự kiến sẽ chuyển từ mô hình thanh toán L2 rời rạc sang một khung thanh toán thống nhất và tích hợp gốc, điều này sẽ thay đổi hoàn toàn cách thức thanh toán của Rollup. Hiện nay, mỗi Rollup cần triển khai các hợp đồng xác thực L1 độc lập (chứng minh gian lận hoặc chứng minh tính hợp lệ), các hợp đồng này có mức độ tùy chỉnh cao và độc lập với nhau. Đến năm 2030, Ethereum có thể sẽ tích hợp một chức năng gốc (chức năng EXECUTE được đề xuất), như một trình xác thực thực thi L2 chung. EXECUTE cho phép các xác thực viên của Ethereum trực tiếp thực thi lại các chuyển đổi trạng thái của Rollup và xác thực tính chính xác của nó, về cơ bản "khắc sâu" khả năng xác thực bất kỳ khối Rollup nào ở cấp độ giao thức.

Cải tiến này sẽ tạo ra "Rollup gốc", về cơ bản là phân đoạn thực thi có thể lập trình (tương tự như thiết kế của NEAR). Khác với L2 thông thường, Rollup tiêu chuẩn hoặc Rollup dựa trên L1, khối của Rollup gốc được xác minh bởi động cơ thực thi của chính Ethereum.

EXECUTE đã loại bỏ cơ sở hạ tầng tùy chỉnh phức tạp cần thiết cho việc mô phỏng và duy trì EVM (chẳng hạn như cơ chế chứng minh gian lận, mạch chứng minh không biết, "hội đồng bảo mật" nhiều chữ ký), đơn giản hóa đáng kể việc phát triển EVM Rollup tương đương, cuối cùng đạt được một L2 hoàn toàn không cần tin cậy gần như không cần mã tùy chỉnh. Kết hợp với các bộ chứng thực thời gian thực thế hệ tiếp theo (như Fermah, Succinct), có thể đạt được việc thanh toán thời gian thực trên L1: giao dịch Rollup ngay khi được đưa vào L1 sẽ đạt được tính chắc chắn, không cần chờ đợi khoảng thời gian chứng minh gian lận hoặc tính toán chứng minh nhiều giai đoạn. Bằng cách xây dựng lớp thanh toán thành cơ sở hạ tầng chia sẻ toàn cầu, Ethereum đã tăng cường tính trung lập đáng tin cậy (người dùng có thể tự do lựa chọn khách hàng xác thực) và khả năng kết hợp (không cần lo lắng về vấn đề chứng minh thời gian thực cùng slot, khả năng kết hợp đồng bộ được đơn giản hóa đáng kể). Tất cả các Rollup nguyên bản (hoặc nguyên bản + dựa trên L1) sẽ sử dụng cùng một hàm thanh toán L1, đạt được sự tiêu chuẩn hóa trong chứng minh và tương tác tiện lợi giữa các Rollup (phân đoạn).

lớp đồng thuận

Chuỗi tín hiệu của Ethereum (Beacon Chain) đang được tái cấu trúc thành Beam Chain (dự kiến thử nghiệm từ năm 2027-2029), nhằm nâng cấp cơ chế đồng thuận thông qua công nghệ mã hóa tiên tiến (bao gồm khả năng kháng lượng tử), cải thiện khả năng mở rộng và mức độ phi tập trung. Trong sáu hướng nghiên cứu được nâng cấp, các đặc điểm cốt lõi liên quan đến bài viết này bao gồm:

• Thời gian ngắn hơn, tính cuối cùng nhanh hơn: Một trong những mục tiêu cốt lõi của Beam Chain là nâng cao tốc độ tính cuối cùng. Rút ngắn thời gian tính cuối cùng hiện tại khoảng 15 phút (2 kỷ nguyên dưới cơ chế Gasper, tức là 32+32 khoảng thời gian 12 giây) xuống còn tính cuối cùng 3 khoảng thời gian (3SF, khoảng thời gian 4 giây, khoảng 12