Một bài viết hiểu rõ từ Ethereum 1.0 đến 2.0

Vừa qua, nâng cấp Ethereum London đã thu hút sự chú ý trong toàn bộ ngành Tài sản tiền điện tử. Tại sao nâng cấp London lại quan trọng? Bởi vì đây là một phần quan trọng trong quá trình Ethereum chuyển mình từ 1.0 sang 2.0. Kể từ khi ra đời, mạng Ethereum đã trải qua nhiều lần nâng cấp Hard Fork. Lần đầu tiên điều chỉnh độ khó khai thác, lần thứ hai là fork “Nhà” , lần thứ ba là fork “DAO và Blockchain” do tấn công của Hacker. Vào tháng 11 năm 2016, đã có lần fork thứ tư để giảm tải và phòng chống Tấn công DDoS. Vào tháng 3 năm 2019, để tăng tốc độ mở rộng và nâng cao độ an toàn, đã diễn ra nâng cấp “Constantinople và Saint Petersburg”, và vào tháng 4 năm 2021 để tối ưu hóa hiệu suất mạng chính, Ethereum lại thực hiện nâng cấp “Berlin”… cho đến ngày 4 tháng 8 năm 2021, nâng cấp Ethereum London. Càng phát triển, việc nâng cấp mạng Ethereum càng trở nên thường xuyên hơn.

Tại sao Ethereum lại có nhiều nâng cấp như vậy? Ethereum đã tiến từ 1.0 lên 2.0 như thế nào? Có những giai đoạn quan trọng nào tham gia?

01 Tại sao Ethereum lại có nhiều bản nâng cấp Hard Fork như vậy?

Bản kế hoạch vĩ đại của Ethereum “máy tính thế giới” “nền tảng mã nguồn mở toàn cầu”, dựa trên cơ chế đồng thuận Blockchain POW, đã xác định số phận phải liên tục nâng cấp của Ethereum. Nền tảng mã nguồn mở toàn cầu của Ethereum muốn gánh vác ứng dụng trên ứng dụng, do đó yêu cầu lớn nhất đặt ra cho chuỗi nền tảng là: tốc độ xử lý cực nhanh. Nhưng đây chính là điểm yếu lớn của cơ chế đồng thuận POW. POW, công khai minh bạch, phi tập trung, an toàn cao, nhưng: tốc độ xử lý giao dịch rất chậm. Bitcoin sử dụng cơ chế đồng thuận POW chỉ có thể xử lý 7 giao dịch mỗi giây; Ethereum sử dụng cơ chế đồng thuận POW, tốc độ xử lý cũng không cao, chỉ có thể xử lý 15 giao dịch mỗi giây. Do đó, khi mạng lưới Ethereum phát triển càng lớn, số lượng người dùng càng nhiều, và số lượng ứng dụng phát triển trên chuỗi càng nhiều, việc nâng cấp sẽ càng dày đặc.

Ngoài ra, xác nhận giao dịch Ethereum trong 6 năm qua luôn áp dụng chế độ đấu giá. Có nghĩa là khi nhiều giao dịch xuất hiện trước mặt thợ đào cùng một lúc, giao dịch nào có phí giao dịch cao, thợ đào sẽ chọn xác nhận giao dịch đó trước. Điều này dẫn đến: trong thời gian cao điểm của mạng, phí giao dịch tăng vọt, muốn xác nhận giao dịch nhanh chóng thì buộc phải trả phí cao; một số người dùng có phí thấp thậm chí không nhận được xác nhận. Sự xác nhận giao dịch nhanh chóng với chi phí cực cao, và sự xác nhận trễ vô hạn với phí thấp, sẽ gây tổn hại lớn đến hệ sinh thái mạng Ethereum.

Ngoài ra, cơ chế đồng thuận POW còn có vấn đề thường bị chỉ trích là: tiêu tốn quá nhiều tài nguyên, không thân thiện với môi trường; cơ chế POW cũng sẽ dẫn đến việc khai thác ngày càng tập trung. Khi sức mạnh tính toán tăng lên, chi phí khai thác ngày càng cao, điều này dẫn đến chỉ một phần nhỏ những người có vốn lớn mới có thể tiến hành khai thác. 65% việc khai thác Bitcoin đều do các nhóm khai thác lớn hoàn thành. Trong khi đó, người dùng bình thường muốn vận hành một nút đầy đủ để xác minh và ghi lại dữ liệu blockchain còn khó khăn hơn rất nhiều. Xu hướng này khiến sức mạnh khai thác và các nút đầy đủ ngày càng tập trung, đã khiến cho chuỗi không còn được như hình dung ban đầu về tính phi tập trung, và cũng rất bất lợi cho sự an toàn của toàn bộ giao thức.

Đây là lý do tại sao Ethereum đã nhiều lần fork nâng cấp, thậm chí bằng cách nâng cấp cách mạng, cho phép Ethereum từ 1.0 nhảy vọt lên 2.0.

02 Ethereum 2.0 là gì?

Vậy Ethereum 2.0 là gì? Nó khác gì với Ethereum 1.0; Ethereum làm thế nào để chuyển từ 1.0 sang 2.0? Ngay từ đầu, Ethereum đã lập ra một lộ trình phát triển chi tiết:

Giai đoạn đầu tiên: Tiên phong (Frontire); Tiên phong, chính là phiên bản ban đầu của Ethereum ra đời.

Giai đoạn thứ hai: Nhà ở (HomeStead); Sau khi nâng cấp phân tách lần thứ hai của mạng chính vào tháng 3 năm 2016, phiên bản ổn định đầu tiên đã được phát hành, gọi là “Nhà ở”. Sau phiên bản này, dự án Ethereum đã phát triển nhanh chóng.

Giai đoạn ba: Đại đô thị. Ở giai đoạn này, sự an toàn của Ethereum được nâng cao, cải thiện việc viết hợp đồng thông minh, tối ưu hóa hiệu suất mạng chính. Mạng Ethereum chính thức bước vào giai đoạn trưởng thành, dần dần thể hiện sức mạnh của nó. Sự phát triển của “phát hành token lần đầu (Initial Coin Offering, ICO)” vào năm 2017, sự trỗi dậy của hệ sinh thái Defi vào năm 2020 và sự nóng lên của NFT trên chuỗi đã mang lại cho Ethereum nhiều cơ hội làm giàu trên chuỗi. Đồng thời, những khiếm khuyết vốn có của mạng dưới cơ chế đồng thuận POW đã được làm nổi bật.

Giai đoạn thứ tư: Bình yên. Trong giai đoạn bình yên, Ethereum sẽ chính thức chuyển từ cơ chế chứng minh POW sang cơ chế chứng minh POS, và phát triển kế hoạch mở rộng lần hai, nâng cao hiệu suất hoạt động của mạng Ethereum. Cụ thể là: nó sẽ giải quyết triệt để vấn đề tắc nghẽn mạng lưới và phí giao dịch cao mà mạng Ethereum đã tích lũy từ lâu, đồng thời vẫn phải đảm bảo tính an toàn của mạng lưới phi tập trung, cố gắng tìm kiếm sự cân bằng và giải pháp tối ưu trong tam giác không thể của blockchain. Để Ethereum thực hiện “Ứng dụng sinh thái hoàn thiện”, tốc độ xử lý siêu nhanh và bản đồ “máy tính thế giới” với sự phát triển hợp tác của nhiều mạng.

Nói ngắn gọn, ba giai đoạn đầu đều là Ethereum thăm dò và sửa chữa trong 1.0; giai đoạn “Tĩnh lặng” mới có thể hoàn thành bước nhảy vọt chất lượng của Ethereum 2.0, thậm chí có thể nói rằng “Tĩnh lặng” chính là Ethereum 2.0.

03 Mạng Ethereum đã chuyển từ 1.0 sang 2.0 như thế nào?

Vậy, mạng Ethereum đã chuyển từ 1.0 sang 2.0 như thế nào, có những giai đoạn tham gia quan trọng nào?

1）Triển khai chuỗi đèn hiệu.

Trọng tâm lớn nhất của Ethereum 1.0 đến 2.0 là có thể chuyển từ POW sang POS, vì vậy chuỗi Ethereum phải có khả năng khai thác POS thông qua việc đặt cược. Do đó, vào ngày 1 tháng 12 năm 2020, Ethereum đã ra mắt chuỗi beacon, cho phép người dùng sử dụng hợp đồng thông minh trên Ethereum để đặt cược ETH tham gia vào POS và nhận phần thưởng. Chỉ có điều, chuỗi beacon hiện tại vẫn chưa có khả năng xử lý giao dịch và thực thi hợp đồng, vì vậy ETH đã đặt cược và phần thưởng nhận được đều bị khóa, dự kiến muốn rút ra ít nhất phải mất 2 năm.

2）Để Ethereum phát triển hệ sinh thái, phải giải quyết vấn đề phí giao dịch.

Vấn đề phí giao dịch của Ethereum đã tồn tại từ lâu. Cuối cùng, vào ngày 4 tháng 8 năm 2021, trong bản nâng cấp London, vấn đề này đã được giải quyết. Nội dung quan trọng của bản nâng cấp London chính là thiết kế EIP-1559. EIP-1559 đã chuyển đổi mô hình phí hoàn toàn đấu thầu trước đây thành mô hình “phí cơ bản + tiền boa”. Phí cơ bản là khoản phí bắt buộc phải trả, mức phí của nó sẽ được tính toán dựa trên phí cơ bản của khối trước và tỷ lệ sử dụng tài nguyên khối; phần tiền boa là khoản phí mà người dùng trả thêm để “chen chân” xác nhận giao dịch. Điều này đã làm mượt mà hóa phí xác nhận giao dịch, không để phí xác nhận nhanh chóng tăng vọt vô hạn và phí thấp không thể xác nhận. Nó vừa đảm bảo hiệu quả, vừa ở một mức độ nào đó cân nhắc đến sự công bằng.

Ngoài ra, thiết kế của EIP-1559 quy định rằng phí cơ bản của mỗi giao dịch sẽ bị tiêu hủy. Điều này có nghĩa là: càng nhiều hoạt động kinh tế diễn ra trong hệ sinh thái mạng Ethereum, lượng ETH bị tiêu hủy càng nhiều. Về mặt kinh tế: việc tiêu hủy ETH như một phí cơ bản sẽ khiến Ethereum trở nên khan hiếm ở một mức độ nhất định; và việc tối ưu hóa dựa trên phí, càng nhiều ứng dụng kinh tế xảy ra trên chuỗi Ethereum, càng cần nhiều Ethereum cho bên mua; trong khi đó, như một bên bán, một phần thu nhập của thợ mỏ bị tiêu hủy, điều này sẽ làm tăng thêm giá trị lưu trữ của Ethereum.

3）Thiết kế độ khó bùng nổ, khiến thợ mỏ chuyển từ khai thác POW sang khai thác POS.

Về lý thuyết, POS thực sự hiệu quả hơn và tiết kiệm năng lượng hơn POW, phí giao dịch cũng thấp hơn sau nâng cấp London, thì chắc chắn rằng những người dùng giao dịch trên chuỗi công khai Ethereum, các chủ doanh nghiệp, sẽ bỏ phiếu bằng chân chọn POS. Nhưng làm thế nào để khiến các thợ mỏ từ bỏ POW và chuyển sang POS? Điều này thì khó hơn nhiều. Các thợ mỏ đã đầu tư một lượng lớn tiền vào việc mua máy đào, xây dựng mỏ. Đột ngột yêu cầu họ từ bỏ toàn bộ năng lực sản xuất này và chọn một con đường khác để bắt đầu gây quỹ khai thác từ con số 0. Điều này thật khó.

Nếu Ethereum chỉ đơn thuần là ra mắt chuỗi tín hiệu, cho phép khai thác POW và POS diễn ra song song, thì việc Ethereum tiến vào 2.0 có thể sẽ rất khó khăn. Nghĩa là, các thợ mỏ có thể sẽ tiếp tục kiên trì khai thác POW, và tình hình sẽ trở nên bế tắc.

Vì vậy, Ethereum đã thiết kế độ khó khai thác bùng nổ. Nhưng nó được thiết kế để ra mắt cùng với bản nâng cấp London, nhưng đã bị trì hoãn nhiều lần. Vậy lý do là gì?

Độ khó bùng nổ, bản chất chính là làm tăng độ khó khai thác cho các thợ mỏ POW. Và độ khó này, đang gia tăng theo cấp số nhân. Có nghĩa là đến một mức độ nhất định, việc khai thác sẽ trở nên rất khó khăn, thợ mỏ có thể không thu hồi được gì. Nói thẳng ra: độ khó bùng nổ, chính là một thiết kế buộc thợ mỏ phải từ bỏ POW. Nếu thợ mỏ không hài lòng, rất dễ dẫn đến fork. Bởi vì bản chất của việc blockchain có thể hoạt động là “đồng thuận”. Ngoài ra, nếu cơ chế POS không giải quyết được hiệu suất xác nhận giao dịch, vấn đề trung tâm hóa và an toàn; chuỗi POW lại vì độ khó bùng nổ, thợ mỏ không thể khai thác, dẫn đến giao dịch không thể xác nhận, tạo thành tắc nghẽn mạng. Điều này sẽ trực tiếp dẫn đến sự sụp đổ của mạng Ethereum. Vì vậy, cách sử dụng độ khó bùng nổ để chuyển đổi từ POW sang POS một cách suôn sẻ là rất quan trọng.

Điều hiển nhiên là: ít nhất trước khi độ khó bùng nổ, hiệu suất của chuỗi POS phải đủ lớn để tiếp nhận công việc từ POW, chịu trách nhiệm cho tất cả các giao dịch. Nó phải hiệu quả, đồng thời đáp ứng yêu cầu về phi tập trung và an ninh.

Về vấn đề này, Ethereum có giải pháp nào không? Có, đó là sử dụng chuỗi phân đoạn để giải quyết.

4）Chuỗi phân đoạn.

Nhiều lúc, chúng ta đều cho rằng sự bứt phá vượt bậc về hiệu suất của Ethereum 2.0 là do việc chuyển từ POW sang POS. Thực tế, POS không trực tiếp giảm tắc nghẽn mạng hay nâng cao tốc độ xử lý giao dịch, mà chính POS đã làm cho việc phân mảnh Shard trở nên khả thi. Phân mảnh shard mới là công nghệ then chốt giúp nâng cao hiệu suất mạng, cho phép mạng blockchain nâng cấp từ việc xử lý chỉ vài chục giao dịch mỗi giây lên hàng chục ngàn, hàng trăm ngàn giao dịch mỗi giây. Công nghệ này thực sự đã nâng cao khả năng mở rộng của mạng như thế nào?

Hiện tại, Ethereum chỉ có một chuỗi công khai, các khối được tạo ra theo thứ tự. Vậy tốc độ tạo khối và số lượng giao dịch mà mỗi khối có thể ghi lại sẽ quyết định số giao dịch mà Ethereum có thể xử lý mỗi giây. Giống như khi mua sắm tại siêu thị, chỉ mở một quầy thu ngân. Tất cả mọi người đều phải xếp hàng tại một quầy để thanh toán. Trừ khi siêu thị vắng khách, nếu không muốn thanh toán nhanh chóng thì thật khó khăn. Nhưng nếu mở thêm vài quầy thu ngân và cùng thanh toán, thì hiệu suất sẽ được cải thiện đáng kể.

shard phân mảnh cũng chính là nguyên lý này. Để tăng tốc độ xử lý giao dịch, Ethereum 2.0 sẽ chia chuỗi đơn lẻ mà trước đây mang dữ liệu và xác thực nút thành 64 chuỗi phân mảnh, xử lý giao dịch đồng thời. Rõ ràng rằng cách làm này sẽ cải thiện hiệu quả một cách đáng kể. Tuy nhiên, các chuỗi riêng lẻ xử lý thông tin độc lập, thông tin không đồng bộ toàn mạng, vậy không phải rất dễ dàng để xảy ra double spending và hành vi xấu sao? Cách làm của Ethereum 2.0 là: thông tin giữa các phân mảnh khác nhau có thể giao tiếp, như vậy giao dịch giữa các phân mảnh khác nhau cũng có thể được xác nhận; và thiết kế chuỗi tín hiệu làm chuỗi chính, xây dựng hợp đồng thông minh trên chuỗi tín hiệu để phân bổ ngẫu nhiên các nút xác thực; 128 nút xác thực sẽ tạo thành một ủy ban, để tạo ra khối và phân bổ phần thưởng; và sau mỗi 64 khối được tạo ra, chuỗi tín hiệu sẽ ngẫu nhiên chọn một vòng nút xác thực mới. Điều này sẽ ngăn chặn khả năng hành vi xấu một cách tối đa.

Ngoài ra, để phòng ngừa chặt chẽ hơn các cuộc tấn công double-spending và hành vi xấu của các nút, Ethereum 2.0 áp dụng cơ chế trừng phạt đối với kẻ xấu. Điều này có nghĩa là một khi phát hiện nút có hành vi xấu, thì toàn bộ ETH đã được ký quỹ của nó sẽ bị tịch thu. Điều này nghiêm khắc hơn nhiều so với hình phạt đối với “kẻ xấu” trong cơ chế POW.

Với nhiều lớp phòng ngừa như vậy, tính an toàn trong việc vận hành Blockchain dưới cơ chế POS đã được nâng cao đáng kể, hoàn toàn không kém gì cơ chế POW.

04 Kết luận

Chỉ có điều, công nghệ này thực sự rất phức tạp. Ethereum vẫn đang trong quá trình phát triển. Để hoàn toàn thực hiện công nghệ phân mảnh, việc trang bị dữ liệu 1.0 toàn bộ, có lẽ vẫn cần rất nhiều thời gian. Vì vậy, Ethereum 2.0 có triển vọng trong tương lai, nhưng hoàn toàn không thể vội vàng. Cụ thể, vẫn phải xem tiến độ kỹ thuật của dự án Ethereum. Chính vì vậy, khi đầu tư vào tiền điện tử, chúng ta phải nhấn mạnh tầm quan trọng của đội ngũ kỹ thuật đứng sau các đồng tiền. Bởi vì công nghệ có vẻ xa vời, nhưng thực sự rất quan trọng đối với việc đầu tư vào đồng coin. Chúng là chìa khóa để một đồng coin, một chuỗi có thể phát triển hay không. **$DOGE **$DOT