Ethereum tiến tới 10.000 TPS: Kỷ nguyên mở rộng được thúc đẩy bởi công nghệ ZK

Ethereum sắp kỷ niệm 10 năm khối genesis, sau mười năm khám phá, lộ trình mở rộng của nó đang phát triển theo một hướng mới. Mặc dù gần đây giá ETH tăng đã mang lại niềm tin cho cộng đồng, nhưng điều thực sự thú vị là, sau nhiều năm khám phá mở rộng L2, Ethereum L1 cuối cùng đã tìm thấy một con đường đáng tin cậy để đạt được mở rộng tối đa trong điều kiện giữ được tính phi tập trung tối đa.

Nói ngắn gọn, từ bây giờ, giới hạn Gas của Ethereum và kế hoạch TPS sẽ tăng gấp nhiều lần mỗi năm. Các xác thực sẽ không còn thực hiện lại mỗi giao dịch, mà chỉ xác thực một chứng minh không biết (ZK-proof) ( để chứng minh rằng nhóm giao dịch này đã được thực hiện chính xác, từ đó nâng cao TPS của mạng cơ sở lên hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây. Đồng thời, L2 cũng sẽ đồng bộ mở rộng, đạt được hàng trăm nghìn thậm chí hàng triệu TPS, và một loại L2 mới có tên "Rollup nguyên bản" sẽ hoạt động giống như phân đoạn lập trình, cung cấp mức độ bảo mật tương tự như L1.

Những đề xuất này chưa được phê duyệt chính thức trong quy trình quản trị Ethereum, nhưng được xây dựng dựa trên ý tưởng mà Vitalik Buterin đã bắt đầu khám phá từ năm 2017 và nhận được sự ủng hộ từ nhà nghiên cứu chính của Quỹ Ethereum, Justin Drake. Drake cho biết: "Chúng ta đang ở một bước ngoặt quan trọng trong việc mở rộng Ethereum, tôi tin tưởng rằng chúng ta sắp bước vào kỷ nguyên GigaGas của L1 - khoảng 10.000 TPS, và chìa khóa để mở ra kỷ nguyên này chính là zkEVM và chứng minh thời gian thực."

Mục tiêu cuối cùng của Drake là đạt được 10 triệu TPS cho hệ sinh thái Ethereum trong vòng 10 năm, nhưng điều này có nghĩa là không có bất kỳ blockchain đơn lẻ nào có thể đáp ứng yêu cầu về thông lượng đó. Tương lai chắc chắn sẽ là một kiến trúc "mạng trong mạng": các L2 khác nhau sẽ đảm nhiệm các kịch bản, sự đánh đổi và lợi thế khác nhau, cùng nhau mở rộng toàn bộ hệ sinh thái để đáp ứng nhu cầu toàn cầu.

![])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-b96aea3fa53b6b1249000a81a3bb02ae.webp(

Tại sao Ethereum L1 khó mở rộng quy mô?

Mặc dù các blockchain khác đã cố gắng mở rộng khả năng xử lý bằng phần cứng và sức mạnh tính toán mạnh hơn, nhưng Ethereum vẫn giữ một sự kiên định gần như mang tính triết lý đối với tính phi tập trung. Từ quan điểm của những người theo chủ nghĩa tối đa hóa ETH, một số "chuỗi trung tâm dữ liệu" có hàng triệu đô la điểm rủi ro tập trung, chính phủ có thể trực tiếp kiểm tra giao dịch tại những nút này, ngay cả những chuỗi có yêu cầu phần cứng thấp hơn, chi phí và yêu cầu băng thông cũng khiến người ta phải e ngại, từ đó ảnh hưởng đến mức độ phi tập trung.

So với đó, Ethereum thậm chí có thể chạy trên Raspberry Pi, thiết kế có ngưỡng thấp này đã cho phép hơn 15.000~16.000 nút công khai và hàng triệu người xác thực tham gia mạng lưới, do đó gần như không thể kiểm duyệt các giao dịch trên Ethereum, và làm cho toàn bộ mạng lưới có khả năng chống lại các cuộc tấn công rất mạnh mẽ.

Tất nhiên, cái giá phải trả là tốc độ rất chậm - TPS hiện tại khoảng 18~20 giao dịch mỗi giây, trong khi một số chuỗi công cộng có TPS khoảng 1500 giao dịch mỗi giây.

Ở một mức độ nào đó, kiến trúc blockchain sinh ra đã kém hiệu quả, hơi giống như một bảng tính điện tử, mỗi khi sửa đổi một ô, tất cả các máy tính trên thế giới có bản sao phải tính toán lại toàn bộ bảng trước, sau khi xác nhận không có lỗi mới có thể cập nhật.

Một trong những người sáng lập công ty công nghệ ZK, Uma Roy giải thích: "Thiết kế của Ethereum là hy vọng bất kỳ ai cũng có thể theo kịp mạng lưới và thực hiện lại tất cả các giao dịch", điều này cũng có nghĩa là khối lượng giao dịch không thể tùy ý mở rộng vô hạn, vì mỗi giao dịch đều cần có người tính toán lại.

Chính vì trong điều kiện giữ cho tính phi tập trung, không gian mở rộng của mạng chính hạn chế, Ethereum vào năm 2020 đã buộc phải đi theo con đường mở rộng phân lớp L2 gây nhiều tranh cãi.

ZK làm thế nào để phá vỡ tam giác không thể của blockchain?

Nhà sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, từng đưa ra khái niệm "Tam giác không thể của blockchain", mô tả tình huống khó khăn của các chuỗi công khai khi không thể đồng thời đạt được ba yếu tố: an toàn, khả năng mở rộng và phi tập trung. Hầu hết các giải pháp mở rộng chỉ có thể đáp ứng đồng thời hai trong ba yếu tố này, buộc phải hy sinh yếu tố thứ ba.

Đến bây giờ.

Bằng chứng không kiến thức ) ZK-Proof (, được Drake mô tả là "toán học cấp độ lên mặt trăng" - có khả năng chứng minh một loạt giao dịch phức tạp đã được thực hiện đúng mà không tiết lộ chi tiết giao dịch.

Quá trình tạo chứng minh ZK rất phức tạp, nhưng việc xác minh một chứng minh có đúng hay không thì vừa nhanh vừa nhẹ.

Do đó, tầm nhìn tương lai của Ethereum là: thay vì để một đống nút Raspberry Pi hiệu suất kém tính toán lại tất cả các giao dịch từng cái một, tốt hơn là để các xác thực chỉ cần kiểm tra một kết quả toán học của chứng minh ZK rất nhỏ.

Uma Roy tiếp tục giải thích rằng, "thay vì để mọi người thực hiện lại tất cả các giao dịch, tốt hơn là cung cấp cho họ một chứng nhận, thông báo cho họ rằng những hoạt động này đã xảy ra, như vậy bất kỳ ai cũng có thể xác minh chứng nhận này mà không cần thực hiện lại các phép tính."

Drake thậm chí còn đùa rằng, trong tương lai, khối lượng tính toán để xác thực ZK proof nhỏ đến mức ngay cả Raspberry Pi Pico giá 7 đô la ) cũng có thể đảm nhiệm, thậm chí không cần đến hiệu suất của một Raspberry Pi thông thường, chỉ bằng một phần mười (, hoàn toàn không cần đến trung tâm dữ liệu lớn.

![])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-842ba61f54caa9ebe88edf8ff4c5f6b0.webp(

zkEVM: Lộ trình đến 10,000 TPS

Thông tin gần đây được Sophia Gold từ Quỹ Ethereum công bố trên blog đã gây ra nhiều tranh cãi trong cộng đồng: Trong năm tới, mạng chính L1 có thể tích hợp máy ảo Ethereum zkEVM ) được điều khiển bởi chứng minh không kiến thức (.

Cần lưu ý rằng, nhiều khám phá thực tiễn của công nghệ ZK thực sự bắt đầu từ mạng L2, ví dụ như một mạng L2 được ươm tạo bởi tổ chức của Joe Lubin, đồng sáng lập Ethereum, là một chuỗi công khai ZK Rollup 100% tương thích với EVM -- bất kỳ ứng dụng nào có thể chạy trên Ethereum đều có thể hoạt động liền mạch trên mạng này.

Mạng lưới này thậm chí còn coi mình là một phần mở rộng của Ethereum, gần đây còn thông báo sẽ tiêu hủy 20% phí giao dịch ETH để hỗ trợ việc giá trị L1 quay trở lại.

Người đứng đầu mạng lưới giải thích rằng công nghệ ZK cung cấp câu trả lời cho tam giác không thể trong blockchain: "Sức mạnh của ZK nằm ở chỗ chúng ta có thể tăng đáng kể giới hạn Gas của L1, trong khi việc mở rộng khối lượng tính toán sẽ không làm cho việc xác minh trở nên phức tạp hơn."

Ông bổ sung rằng, khi độ trễ và chi phí của chứng minh ZK ngày càng giảm, chúng tôi có thể xử lý được lưu lượng cao hơn, đồng thời giữ yêu cầu phần cứng để xác thực ở mức rất thấp - thậm chí một chiếc đồng hồ thông minh cũng có thể đảm nhiệm công việc xác thực.

Tuy nhiên, cộng đồng cũng không cần quá lạc quan, ngay cả khi zkEVM được tích hợp thành công vào L1 trong vòng một năm tới, nó cũng sẽ không đạt được 10.000 TPS ngay trong ngày đầu tiên.

![])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-4f8a43410f4db82388271d205b50c7b0.webp(

Ngày qua ngày, một quân cờ, rồi sau đó hoàn thành trong một khoảnh khắc

Ethereum hiện có năm phần mềm khách hàng chính có thể được sử dụng để vận hành mạng, điều này có nghĩa là ngay cả khi một khách hàng gặp vấn đề, mạng cũng sẽ không dừng lại như một số chuỗi công khai.

Trong lộ trình nâng cấp trong tương lai, Ethereum dự định phát hành hai đến ba phiên bản khách hàng cải tiến hỗ trợ xác minh ZK, cho phép các xác nhận viên lựa chọn hoàn thành xác minh thông qua việc kiểm tra bằng chứng không kiến thức )ZK-proofs( mà không cần phải thực hiện lại từng giao dịch.

Ban đầu, chỉ một số ít người xác thực sẽ chuyển sang chế độ xác thực mới trước tiên, để phát hiện và sửa chữa các vấn đề tiềm ẩn trong giai đoạn đầu.

Ladislaus từ đội ngũ phối hợp giao thức của Quỹ Ethereum cho biết, "Việc chuyển sang EVM được snark hóa sẽ là một quá trình dần dần" -- ở đây "snark" đề cập đến việc áp dụng các chứng minh không kiến thức loại SNARK.

Người dùng sẽ dần dần cảm nhận được giới hạn Gas của L1 được nâng cao, tức là khả năng hoạt động kinh tế của mạng được tăng cường, mặc dù quá trình chuyển đổi từ L1 sang xác minh ZK cần thời gian, nhưng việc mở rộng giới hạn Gas gần như đã sẵn sàng.

Tuần trước, giới hạn Gas L1 vừa được tăng lên 22%, đạt 45 triệu, nhà nghiên cứu Dankrad Feist đã đề xuất một EIP, đề nghị các khách hàng tự động tăng giới hạn Gas ba lần mỗi năm, theo kế hoạch này, sau bốn năm mạng chính Ethereum có thể đạt khoảng 2000 TPS.

Và Justin Drake thậm chí còn đề xuất kéo dài nhịp độ này thêm hai năm, đến năm 2031 có thể đạt được 1 gigagas công suất, thực hiện khoảng 10.000 TPS.

![])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-10a98c12c8507dfa11666791865b0f5f.webp(