Ethereum Beam Chain: Dẫn dắt sự đổi mới của nhận thức chung

Ethereum bắt đầu từ PoW (bằng chứng công việc) và đã thành công chuyển đổi sang PoS (bằng chứng cổ phần) vào năm 2021. Tuy nhiên, một nhà nghiên cứu cốt lõi của quỹ Ethereum cho rằng, mặc dù hiệu quả ban đầu của chuỗi tín hiệu rất đáng chú ý, nhưng trong gần năm năm qua đã tích lũy một số "nợ công nghệ", thiết kế của nó chưa tận dụng đầy đủ các công nghệ tiên tiến của hệ thống phi tập trung, như chứng minh không kiến thức. Do đó, lớp nhận thức chung của Ethereum cần một bản cập nhật lớn.

Tại hội nghị Devcon gần đây ở Bangkok, các nhà nghiên cứu Ethereum đã đề xuất một giải pháp mang tên "Beam Chain", nhằm cải cách hoàn toàn lớp nhận thức chung của Ethereum. Đây là một phần trong kế hoạch phát triển lâu dài của Ethereum, với mục tiêu nâng cao khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng mà không cần khởi động một mạng mới, tận dụng những đột phá hiện tại trong mật mã ZK. Không còn nghi ngờ gì nữa, đây sẽ trở thành một trong những nâng cấp quan trọng nhất của Ethereum trong 3-5 năm tới.

Beam Chain không phải là một blockchain mới theo nghĩa đen, mà là một cơ sở hạ tầng mới được xây dựng bên trong mạng chính của Ethereum, nhằm mục đích cải thiện đáng kể tốc độ giao dịch, độ an toàn và hiệu quả của mạng chính L1. Đáng lưu ý là Beam Chain tập trung vào việc giải quyết vấn đề ở lớp nhận thức chung, không liên quan đến thay đổi ở lớp dữ liệu (như kênh blob) hoặc lớp thực thi (như máy ảo Ethereum EVM).

Beam Chain sẽ mang lại năm biến đổi cốt lõi:

1. Xác nhận khối nhanh hơn: đạt thời gian khe 4 giây và tính chất cuối cùng trong một khe
2. Giữ tính phi tập trung: Duy trì hoặc cải thiện các biện pháp bảo đảm phi tập trung hiện có
3. Giảm bớt yêu cầu Staking: Giảm yêu cầu Staking ETH từ 32 ETH xuống 1 ETH
4. Bảo vệ người dùng thông thường: Loại bỏ MEV dựa trên tái cấu trúc chuỗi khối
5. Hướng tới tương lai: Trang bị khả năng chống lại lượng tử cho mạng Ethereum

Ý tưởng và nguyên lý nâng cấp của Beam Chain

1. Tăng sản lượng khối

Beam Chain sẽ nâng cao sản lượng sản xuất khối lên gấp 3 lần hiện tại để tăng cường khả năng xử lý giao dịch của Ethereum. Giới thiệu cơ chế FOCIL (danh sách bắt buộc bao gồm lựa chọn phân nhánh), tăng cường khả năng chống kiểm duyệt, đảm bảo rằng giao dịch không dễ bị loại bỏ bởi các hành vi xấu. Thực hiện đấu giá để đạt được sự tách biệt của các xác thực viên, vừa đảm bảo hiệu suất và tính phi tập trung, vừa giúp nhiều người dùng tránh khỏi ảnh hưởng của MEV.

Hệ thống mới sẽ có khả năng xác nhận cuối cùng trong một khe thời gian và thời gian khối là 4 giây, tăng tốc độ xác nhận giao dịch và nâng cao hiệu quả mạng. Điều này có nghĩa là sàn giao dịch không còn cần phải chờ đợi xác nhận từ nhiều khối, mà chỉ cần một khối là có thể hoàn thành xác nhận.

2. Tối ưu hóa cơ chế staking

Beam Chain sẽ điều chỉnh mô hình phát hành phần thưởng cho các xác nhận viên, nâng cao lợi suất staking. Yêu cầu staking cho các xác nhận viên độc lập sẽ giảm từ 32 Ether xuống 1 Ether, giảm đáng kể ngưỡng tham gia, khiến cho staking độc lập trở nên phổ biến hơn.

Cải tiến đột phá này là nhờ vào việc ứng dụng công nghệ ZK, giúp Ethereum có thể tăng tốc trong khi cho phép nhiều nút tham gia nhận thức chung mà không làm tăng đáng kể yêu cầu phần cứng, hiệu quả vượt qua tam giác không thể của việc staking.

3. Tăng cường an ninh

Ethereum sẽ thực hiện mật mã kháng lượng tử, đảm bảo mạng lưới có thể chống lại mối đe dọa từ tính toán lượng tử trong tương lai, trở thành người tiên phong trong các blockchain chính thống về khả năng kháng lượng tử. Bằng cách tích hợp zkSNARK và zkVM, nâng cao thêm tính riêng tư, khả năng mở rộng và an toàn.

Sử dụng công nghệ RISC-V để SNARK hóa blockchain, nâng cao hiệu suất và khả năng mở rộng của việc tạo chứng minh. Nói một cách đơn giản, điều này tương đương với việc ZK hóa toàn bộ mạng Ethereum.

Ngoài ra, Beam Chain cũng sẽ giới thiệu cơ chế ngẫu nhiên mạnh mẽ hơn, đảm bảo tính công bằng trong việc chọn lựa người xác thực và các quy trình mạng quan trọng khác, đồng thời giảm thiểu rủi ro từ các cuộc tấn công sandwich và các thao tác của robot thông qua khả năng chống kiểm duyệt được cải thiện.

4. Nguyên lý hoạt động

Kể từ khi thiết kế lớp nhận thức chung hiện tại của Ethereum (chuỗi tín hiệu) được xác định, các nhà mật mã học đã đạt được những bước tiến đáng kể trong lĩnh vực SNARK. Bằng cách SNARK hóa hàm chuyển đổi trạng thái của Ethereum, có thể đạt được thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng trong một khe.

Cuộc cách mạng này không chỉ có thể cải thiện đáng kể trải nghiệm giao dịch của Ethereum L1, rút ngắn thời gian chờ đợi, mà còn có thể giảm thiểu việc khai thác giá trị tiềm năng bằng cách loại bỏ các chiến lược tái cấu trúc khối từ xa và giảm nợ kỹ thuật của lớp nhận thức chung.

Việc SNARK hóa sẽ mang lại cho mạng Ethereum các đặc tính chống lại lượng tử, đây là chức năng cần thiết cho blockchain trong tương lai.

Beam Chain sẽ thúc đẩy việc nâng cấp Ethereum từ các khía cạnh sau:

• Sử dụng công nghệ phân đoạn để tăng tốc độ xử lý, chia nhỏ dữ liệu thành các phần nhỏ hơn và xử lý nhiều giao dịch cùng lúc, giảm tắc nghẽn và rút ngắn thời gian giao dịch.
• Sử dụng công nghệ mã hóa tiên tiến, đảm bảo rằng ngay cả khi đối mặt với máy tính lượng tử trong tương lai cũng có thể giữ an toàn cho mạng.
• Là giai đoạn tích hợp cho lộ trình mở rộng và nâng cao tính bảo mật của Ethereum trong 5 năm tới, chứ không phải là một mạng độc lập.

5. Ý nghĩa quan trọng

Beam Chain rất quan trọng để tăng cường khả năng xử lý các ứng dụng phi tập trung ngày càng tăng của Ethereum. Nó sẽ nâng cao khả năng mở rộng, giảm chi phí giao dịch, cải thiện tính an toàn tổng thể, giúp mạng có thể hỗ trợ nhiều người dùng và các ứng dụng phức tạp hơn.

Một lợi thế lớn khác của chứng minh dựa trên SNARK là cho phép những người đặt cược bình thường sử dụng phần cứng tiêu chuẩn để đạt được sự cải thiện hiệu suất nêu trên. Khi ngưỡng đặt cược giảm xuống còn 1 ETH, mức độ phi tập trung của cộng đồng người đặt cược Ethereum sẽ được cải thiện cùng với hiệu suất mạng.

Việc giảm bớt ngưỡng, kết hợp với một số thiết bị phần cứng liên quan (như eNode của Ebunker), có thể giúp thiết bị xác thực cấp gia đình đến gần hơn với hàng triệu hộ gia đình, củng cố vị thế của Ethereum như là chuỗi công khai phi tập trung nhất và có nhiều nút nhất trên thế giới.

Mặc dù tầm nhìn của Beam Chain sẽ không ngay lập tức thay đổi Ethereum, cũng như sẽ không thay đổi đáng kể lộ trình dài hạn của nó, nhưng nó sẽ thay đổi thứ tự ưu tiên trong việc phát triển lộ trình, tăng tốc độ phát triển của một số thành phần. Ví dụ, một số nâng cấp quan trọng đã được thiết lập trong lộ trình hiện tại đến năm 2029 có thể sẽ được thực hiện sớm hơn.

Nếu Beam Chain nhận được đủ sự hỗ trợ từ cộng đồng, các nhà phát triển có thể bắt đầu xây dựng quy chuẩn vào năm tới, sau đó vào năm 2026, đội ngũ phát triển sẽ viết mã sản xuất, thử nghiệm vào năm 2027, cuối cùng mới có thể triển khai an toàn lên mạng chính Ethereum. Mặc dù việc thực hiện có vẻ còn xa vời, nhưng những sự thừa an toàn này là cần thiết cho phần mềm mã nguồn mở phát triển phi tập trung.

Tóm lại, Beam Chain thông qua lộ trình ZK đã giải quyết một lần cho tất cả "nợ kỹ thuật" trong quá khứ, hứa hẹn cải thiện đáng kể chức năng L1 của nó trong khi vẫn giữ được "phi tập trung tầm cỡ thế giới" của Ethereum.

Các giải pháp lâu dài như khả năng kháng lượng tử được giới thiệu bởi New Thinking sẽ đưa lớp nhận thức chung của Ethereum vào "chế độ bảo trì", đảm bảo an toàn, hiệu quả và khả năng thích ứng trong nhiều thập kỷ tới, tạo nền tảng cho sự đổi mới trong tương lai mà không cần thiết kế lại một cách đột phá.

Ethereum tiếp tục tập trung vào việc bố trí dài hạn, điều này là một tiến bộ đáng khích lệ đối với blockchain và toàn ngành, đồng thời cung cấp một nền tảng vững chắc cho chúng tôi giữ thái độ lạc quan đối với Ethereum trong thị trường đang phát triển mạnh mẽ hiện nay.