Từ Ethereum 1.0 đến Ethereum 2.0
Bản nâng cấp London gần đây vẫn đang gây tiếng vang trong ngành công nghiệp tiền điện tử. Tầm quan trọng của nó bắt nguồn từ vai trò then chốt trong quá trình chuyển đổi của Ethereum từ ETH 1.0 sang ETH 2.0. Quá trình nâng cấp Ethereum diễn ra từng bước, và kể từ khi mạng lưới Ethereum ra đời, đã có rất nhiều lần phân nhánh xảy ra. Trong giai đoạn đầu, bản nâng cấp đầu tiên là điều chỉnh độ khó khai thác, thứ hai là "phân nhánh Homestead", và thứ ba là "phân nhánh DAO" để đối phó với cuộc tấn công của hacker. Vào tháng 11 năm 2016, phân nhánh thứ tư xuất hiện để ngăn chặn các cuộc tấn công DDoS và giảm tải trạng thái blockchain. Vào tháng 3 năm 2019, "phân nhánh Constantinople" và "phân nhánh Istanbul" diễn ra để tăng tốc khả năng mở rộng và cải thiện bảo mật. Vào tháng 4 năm 2021, "Bản nâng cấp Berlin" được triển khai để tối ưu hóa hiệu suất của mạng chính Ethereum. Và bốn tháng sau đó, vào ngày 4 tháng 8 năm 2021, "bản nâng cấp London" được kích hoạt và nhận được nhiều phản hồi tích cực. Càng phát triển, mạng lưới Ethereum càng có nhiều bản nâng cấp thường xuyên hơn.
Giờ đây bạn có thể thắc mắc, tại sao lại có nhiều bản nâng cấp mạng như vậy? Ethereum sẽ nâng cấp từ ETH 1.0 lên ETH 2.0 như thế nào? Và những mắt xích thiết yếu nào được liên quan?
Tại sao lại có nhiều bản nâng cấp hard fork như vậy?
Đầu tiên, bản thiết kế vĩ đại của Ethereum về "máy tính thế giới" và "nền tảng mã nguồn mở toàn cầu" được xây dựng trên cơ chế đồng thuận của mạng blockchain PoW, nơi mà việc nâng cấp liên tục của Ethereum là "điều tất yếu". "Nền tảng mã nguồn mở toàn cầu" của nó sẽ vận hành các ứng dụng chồng lên ứng dụng, do đó đòi hỏi tốc độ xử lý cực cao của chuỗi nền tảng. Nhưng đây chính xác là điểm yếu của cơ chế đồng thuận PoW. PoW có tất cả các ưu điểm như tính mở, minh bạch, phi tập trung và bảo mật cao, nhưng tốc độ xử lý giao dịch lại không đạt chuẩn. TPS trung bình của blockchain Bitcoin khoảng 7, trong khi Ethereum có thể xử lý khoảng 15 giao dịch mỗi giây. Vì vậy, mạng lưới Ethereum càng lớn, càng nhiều người dùng và càng nhiều ứng dụng được phát triển trên chuỗi, thì các bản nâng cấp càng cần phải mạnh mẽ và thường xuyên hơn.
Ngoài ra, trong sáu năm qua, cơ chế xác nhận giao dịch của Ethereum được hình thành dưới dạng đấu giá giá cao nhất. Nghĩa là, khi có nhiều giao dịch cần được xác nhận cùng một lúc, thợ đào sẽ ưu tiên những giao dịch có phí cao hơn. Kết quả là, phí giao dịch tăng vọt trong thời kỳ cao điểm của mạng, buộc người dùng phải chi trả thêm phí để ưu tiên giao dịch. Và nếu không, đối với một số người dùng đưa ra phí giao dịch thấp hơn, giao dịch của họ sẽ bị bỏ qua. Kết quả là, chi phí xác nhận giao dịch nhanh tăng mạnh, và việc xác nhận các giao dịch chi phí thấp bị trì hoãn vô thời hạn, điều này sẽ gây tổn hại nghiêm trọng đến hệ sinh thái của mạng lưới Ethereum.
Mặt khác, cơ chế đồng thuận PoW cũng bị chỉ trích vì tiêu tốn quá nhiều tài nguyên, không chỉ không thân thiện với môi trường mà còn tập trung hashrate vào nhóm người giàu có. Với sự gia tăng của tổng hashrate, chi phí khai thác tiền điện tử ngày càng cao, và do đó chỉ một số ít người có tiền mới có thể tham gia vào trò chơi này. Hiện tại, 65% việc khai thác Bitcoin được thực hiện bởi các nhóm khai thác lớn, khiến người dùng trung bình ngày càng khó khăn trong việc vận hành node đầy đủ để xác minh và ghi lại dữ liệu blockchain. Sự tập trung của hashrate và các node đầy đủ đã khiến chuỗi ít phi tập trung hơn so với suy nghĩ ban đầu, điều này đặt ra rủi ro cho bảo mật của toàn bộ giao thức.
Đó là lý do tại sao Ethereum đã áp dụng nhiều phân nhánh như vậy, thậm chí thông qua bước nhảy mang tính cách mạng từ ETH 1.0 lên ETH 2.0.
Ethereum 2.0 là gì?
Vậy Ethereum 2.0 là gì, và nó khác với Ethereum 1.0 như thế nào? Ethereum sẽ làm gì để hoàn thành quá trình chuyển đổi? Ngay từ khi mới ra đời, Ethereum đã tuân theo một lộ trình phát triển chi tiết với các cột mốc quan trọng sau:
Giai đoạn 1: Frontier, phiên bản ban đầu của mạng lưới Ethereum.
Giai đoạn 2: Homestead.
Đây là bản phát hành ổn định đầu tiên sau bản nâng cấp thứ hai của mạng chính Ethereum vào tháng 3 năm 2016. Kể từ đó, các dự án dựa trên Ethereum đã phát triển như nấm sau mưa.
Giai đoạn 3: Metropolis.
Ở giai đoạn này, một loạt các đổi mới được giới thiệu để làm cho việc lập trình hợp đồng thông minh dễ dàng hơn và mạng lưới an toàn và hiệu quả hơn. Điều đó đánh dấu sự trưởng thành của mạng lưới Ethereum. Từ làn sóng ICO năm 2017 đến sự trỗi dậy của DeFi và NFT vào năm 2020, toàn bộ cộng đồng blockchain đã chứng kiến thành công của Ethereum khi nó mở ra những cơ hội mới để tạo ra của cải. Đồng thời, những thiếu sót vốn có của cơ chế đồng thuận PoW cũng đã được đưa ra ánh sáng.
Giai đoạn 4: Serenity.
Việc ra mắt Serenity sẽ kích hoạt sự chuyển đổi từ đồng thuận PoW sang PoS, từ đó định hướng mạng lưới hướng tới một tương lai có khả năng mở rộng. Làm như vậy sẽ tăng đáng kể khả năng xử lý của Ethereum. Cụ thể, nó cung cấp giải pháp cuối cùng cho các vấn đề tồn tại lâu dài, chẳng hạn như tắc nghẽn và phí gas cao, đồng thời cân bằng giữa bảo mật, khả năng mở rộng và phi tập trung. Mục tiêu là biến Ethereum thành máy tính thế giới bằng cách tạo ra một hệ sinh thái hoàn chỉnh và tốc độ xử lý cao.
Tóm lại, ba giai đoạn trước được thiết kế để mở đường cho Ethereum 2.0. Và Serenity là yếu tố làm cho việc chuyển đổi sang Ethereum 2.0 trở thành hiện thực. Có thể nói rằng Serenity chính là Ethereum 2.0.
Ethereum sẽ chuyển đổi từ ETH 1.0 sang ETH 2.0 như thế nào?
Vậy, Ethereum sẽ thực hiện chuyển đổi từ ETH 1.0 sang ETH 2.0 như thế nào? Những mắt xích thiết yếu nào được liên quan?
1) Ra mắt Beacon Chain
Trọng tâm của việc chuyển đổi sang Ethereum 2.0 là sự chuyển đổi từ PoW sang PoS, khiến việc staking trở nên cần thiết. Về vấn đề này, Ethereum đã ra mắt Beacon Chain vào ngày 1 tháng 12 năm 2020, để tất cả người dùng có thể sử dụng hợp đồng thông minh để stake Ether của họ trên chuỗi PoS và nhận phần thưởng cho sự tham gia của họ. Tuy nhiên, hiện tại, Beacon Chain không có khả năng xử lý giao dịch cũng như thực thi hợp đồng. Và các token đã stake cùng phần thưởng PoS sẽ vẫn bị khóa trong ít nhất hai năm nữa.
2) Cải tổ Cơ chế Định giá Giao dịch cho một Hệ sinh thái Thịnh vượng hơn
Phí gas cao trên Ethereum chưa được giải quyết cho đến khi triển khai bản nâng cấp London vào ngày 4 tháng 8 năm 2021. Một trong những thay đổi được giới thiệu trong hard fork này là EIP-1559, cho phép mạng lưới chuyển từ hệ thống đấu giá giá cao nhất sang hệ thống mới tính "phí cơ bản" và "tiền tip" cho mỗi giao dịch. Mặc dù phí cơ bản là bắt buộc, nó phụ thuộc vào lượng gas được sử dụng để đưa giao dịch vào block trước đó và mức độ đầy của block. Hơn nữa, thợ đào có thể nhận được tiền tip từ người dùng muốn ưu tiên giao dịch của họ. Theo cách này, người dùng không còn phải trả giá cao để được xác thực nhanh, cũng không còn rủi ro giao dịch bị loại trừ vì không trả phí hào phóng. Những điều này cho phép Ethereum kiểm soát phí giao dịch và cân bằng giữa hiệu quả và công bằng.
Ngoài ra, phí cơ bản cho mỗi giao dịch sẽ bị đốt theo EIP-1559. Điều đó có nghĩa là càng nhiều Ether sẽ bị loại khỏi lưu thông với mỗi hoạt động kinh tế mới xảy ra trên Ethereum, biến Ethereum thành một đồng tiền giảm phát. Những thay đổi trong cơ chế định giá giao dịch này sẽ khiến Ethereum trở nên hấp dẫn hơn đối với các nhà phát triển DApp và người mua. Đối với người bán, token của họ sẽ trở nên có giá trị hơn khi một phần thu nhập của thợ đào bị hủy.
3) Thiết kế bom độ khó để buộc thợ đào chuyển từ PoW sang PoS.
Về mặt lý thuyết, PoS hiệu quả và tiết kiệm năng lượng hơn PoW, và phí giao dịch giảm sau bản nâng cấp London. Do đó, đây là lựa chọn tự nhiên cho các thương nhân và chủ doanh ngh
Bom độ khó là về việc làm cho khai thác PoW trở nên khó khăn. Ở một giai đoạn nhất định, các cấp độ khó tăng dần sẽ tước đi phần thưởng của thợ đào. Nói một cách đơn giản, bom độ khó là để buộc thợ đào từ bỏ PoW. Sự không hài lòng của thợ đào có thể dễ dàng dẫn đến phân nhánh vì hoạt động của blockchain được xây dựng trên sự đồng thuận. Ngoài ra, nếu cơ chế PoS không giải quyết được các vấn đề như hiệu quả xác nhận giao dịch và cân bằng giữa phi tập trung-bảo mật, và thợ đào không thể đào khi bom độ khó kích hoạt, việc xác nhận giao dịch sẽ bị từ chối và mạng lưới sẽ bị tắc nghẽn. Cuối cùng, Ethereum sẽ sụp đổ. Điều này khiến việc chuyển đổi suôn sẻ từ PoW sang PoS bằng bom độ khó trở thành ưu tiên hàng đầu.
Một điều rõ ràng là chuỗi PoS phải đủ năng lực để thay thế PoW trong việc xử lý giao dịch trước khi kích hoạt. Nó phải hiệu quả trong khi vẫn đáp ứng các yêu cầu về phi tập trung và bảo mật.
Ethereum có giải pháp cho điều này không? Có, đó là chuỗi phân đoạn.
4) Chuỗi phân đoạn.
Trong nhiều trường hợp, chúng ta ghi nhận bước nhảy vọt về hiệu suất của Ethereum 2.0 là nhờ sự thay đổi từ PoW sang PoS. Thực tế là PoS không thể trực tiếp giảm tắc nghẽn mạng hoặc tăng tốc xử lý giao dịch. Bí quyết là PoS làm cho phân đoạn trở nên khả thi, điều này tạo ra phép màu trong việc tăng hiệu quả mạng lưới và tăng số lượng giao dịch mỗi giây từ hàng chục lên hàng trăm nghìn. Làm thế nào nó nâng cao khả năng mở rộng?
Ethereum chỉ có một chuỗi công khai, trong đó các khối được tạo ra tuần tự. Tốc độ tạo khối và số lượng giao dịch mà mỗi khối có thể ghi lại quyết định số lượng giao dịch Ethereum có thể xử lý mỗi giây. Hãy tưởng tượng một cảnh như thế này: một siêu thị chỉ mở một quầy thanh toán và mọi người phải xếp hàng ở quầy đó để thanh toán. Trừ khi hoạt động kinh doanh của siêu thị ảm đạm với ít khách hàng, việc thanh toán nhanh sẽ cực kỳ khó khăn. Nhưng nếu nhiều quầy hoạt động cùng một lúc, hiệu quả sẽ tăng lên.
Phân đoạn cũng tương tự như vậy. Để làm cho việc xử lý giao dịch nhanh hơn trong Ethereum 2.0, 64 chuỗi phân đoạn sẽ được tạo ra từ chuỗi gốc vốn chứa dữ liệu và xác minh các nút. Rõ ràng, cách tiếp cận này sẽ thúc đẩy hiệu quả rất nhiều. Tuy nhiên, nếu mỗi chuỗi xử lý thông tin riêng biệt và thông tin không được đồng bộ hóa trên toàn mạng, liệu việc chi tiêu kép và các hành vi độc hại có trở nên dễ dàng không? Ethereum 2.0 đối phó với chúng trong bốn bước: thông tin được chia sẻ giữa các phân đoạn, phân công xác nhận giao dịch cho các phân đoạn khác nhau; chuỗi beacon được tạo thành chuỗi chính, trên đó các hợp đồng thông minh được thiết lập để phân công và xác minh các nút một cách ngẫu nhiên; 128 người xác thực sẽ thành lập một ủy ban để tạo khối và phân bổ phần thưởng; và sau khi mỗi 64 khối được tạo ra, chuỗi beacon sẽ bầu lại một vòng người xác thực ngẫu nhiên. Tất cả các biện pháp này có thể ngăn chặn đáng kể khả năng xảy ra các hành vi độc hại.
Để giảm thiểu chi tiêu kép và các nút độc hại, Ethereum 2.0 áp dụng cơ chế trừng phạt các tác nhân độc hại. Tất cả ETH đã ký gửi sẽ bị tịch thu khi một nút bị phát hiện làm điều xấu. Hình phạt này nghiêm khắc hơn nhiều so với cơ chế PoW.
Tất cả những điều này đảm bảo hoạt động blockchain suôn sẻ và an toàn dưới cơ chế PoS, ngang bằng với cơ chế PoW.
Kết luận
Tuy nhiên, gói công nghệ này quá phức tạp để Ethereum có thể triển khai ngay lập tức. Có thể phải mất một thời gian dài để thấy một Ethereum được phân đoạn hoàn toàn mang tất cả dữ liệu hiện có. Ethereum 2.0 có một tương lai đầy hứa hẹn, nhưng nó phải tiến hành từ từ. Điều đó cũng phụ thuộc vào tiến bộ công nghệ của dự án Ethereum. Tại sao đầu tư vào tiền điện tử? Chúng ta phải đánh giá cao năng lực công nghệ của đội ngũ phát triển. Mặc dù công nghệ có vẻ xa vời với chúng ta, nhưng nó rất quan trọng đối với việc đầu tư tiền điện tử và liệu một đồng tiền hay một chuỗi có thể tiếp tục phát triển hay không.