Đổi mới lớp nhận thức chung Ethereum: Năm cuộc cách mạng do Beam Chain mang lại

Ethereum tự khi ra đời đã trải qua sự chuyển đổi từ chứng minh công việc (PoW) sang chứng minh cổ phần (PoS). Tuy nhiên, một nhà nghiên cứu cốt lõi đã chỉ ra rằng, mặc dù chuỗi tín hiệu đã hoạt động tốt trong giai đoạn đầu, nhưng trong năm năm qua đã tích lũy một số "nợ kỹ thuật", thiết kế của nó đã không tận dụng hết các công nghệ tiên tiến như chứng minh không kiến thức. Do đó, lớp nhận thức chung của Ethereum cần một bản cập nhật lớn.

Tại một hội nghị nhà phát triển gần đây, nhà nghiên cứu đã đưa ra một đề xuất đổi mới mang tên "Beam Chain", nhằm mục đích cải cách hoàn toàn lớp nhận thức chung của Ethereum. Đây là một phần quan trọng trong kế hoạch phát triển dài hạn của Ethereum, với mục tiêu nâng cao đáng kể khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng mà không cần khởi động mạng mới. Không có gì nghi ngờ, đây sẽ là một trong những nâng cấp quan trọng nhất của Ethereum trong 3-5 năm tới.

Cần lưu ý rằng Beam Chain không phải là một chuỗi khối mới theo nghĩa đen, mà là một cơ sở hạ tầng mới được xây dựng bên trong mạng chính của Ethereum. Nó sẽ nâng cao đáng kể tốc độ giao dịch, độ an toàn và hiệu quả của mạng L1. Có ý kiến cho rằng Beam Chain được hiểu là Ethereum 3.0, điều này thực sự là một sự hiểu lầm. Beam Chain chỉ nhằm giải quyết vấn đề về nhận thức chung, sẽ không thay đổi cấu trúc của lớp dữ liệu hoặc lớp thực thi.

Beam Chain sẽ mang đến năm biến đổi cốt lõi cho Ethereum:

1. Xác nhận khối nhanh hơn: đạt được thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng trong một khe
2. Bảo trì phi tập trung: Giữ lại hoặc cải thiện các đảm bảo phi tập trung hiện có
3. Giảm ngưỡng đặt cọc: Yêu cầu đặt cọc ETH giảm từ 32 ETH xuống 1 ETH
4. Bảo vệ người dùng thông thường: Loại bỏ MEV dựa trên tái cấu trúc khối.
5. Hướng tới tương lai: Tăng cường khả năng chống lại lượng tử cho mạng Ethereum

Cách tiếp cận và nguyên lý nâng cấp của Beam Chain

1. Tăng sản lượng khối

• Tăng cường thông lượng: Beam Chain sẽ tăng sản lượng khối lên gấp 3 lần mức hiện tại để nâng cao khả năng xử lý giao dịch của Ethereum.
• Tăng cường khả năng chống kiểm duyệt: Giới thiệu cơ chế FOCIL (Danh sách bắt buộc bao gồm lựa chọn phân nhánh), đảm bảo giao dịch khó bị loại trừ bởi các hành vi độc hại.
• Thực hiện đấu giá và phân tách người xác thực: Thực hiện đấu giá để đạt được sự phân tách người xác thực, nâng cao hiệu suất và mức độ phi tập trung, đồng thời giảm thiểu rủi ro người dùng bị ảnh hưởng bởi MEV.
• Tăng tốc độ xác định cuối cùng: Đạt được tính xác định cuối cùng trong một khoảng thời gian và thời gian khối 4 giây, tăng tốc độ xác nhận giao dịch, nâng cao hiệu suất mạng.

Những cải tiến này có nghĩa là sàn giao dịch không cần phải chờ xác nhận từ nhiều khối nữa, trong tương lai chỉ cần một khối duy nhất để thực hiện xác nhận.

2. Tối ưu hóa cơ chế staking

• Cải thiện mô hình thưởng: Điều chỉnh mô hình phát hành thưởng cho người xác thực, tăng cường lợi suất từ việc staking.
• Giảm yêu cầu đặt cọc: Ngưỡng đặt cọc của các xác thực độc lập giảm từ 32 Ether xuống 1 Ether, làm cho việc đặt cọc độc lập trở nên phổ biến hơn.

Đáng chú ý là Ethereum có thể tăng tốc độ đồng thời cho phép nhiều node tham gia nhận thức chung mà không làm tăng đáng kể yêu cầu phần cứng, điều này chủ yếu nhờ vào việc ứng dụng công nghệ zero-knowledge, cho thấy vị thế dẫn đầu của Ethereum trong đổi mới công nghệ.

3. Tăng cường an ninh

• Ứng dụng mật mã hậu lượng tử: Triển khai công nghệ mật mã chống lượng tử, bảo vệ mạng khỏi mối đe dọa tính toán lượng tử trong tương lai.
• Tích hợp zkSNARK và zkVM: Nâng cao quyền riêng tư, khả năng mở rộng và bảo mật thông qua công nghệ chứng minh không tiết lộ.
• Thúc đẩy SNARK hóa: Sử dụng công nghệ RISC-V để hiện thực hóa SNARK hóa blockchain, nâng cao hiệu suất tạo chứng.
• Tăng cường tính ngẫu nhiên: Giới thiệu cơ chế ngẫu nhiên mạnh mẽ, đảm bảo sự công bằng trong việc chọn lựa người xác thực và các quy trình quan trọng khác.
• Giảm rủi ro MEV: Tăng cường khả năng chống lại việc kiểm tra, giảm thiểu các hành vi arbitrage tự động như tấn công sandwich.

4. Nguyên lý hoạt động

Beam Chain sử dụng tiến bộ công nghệ SNARK mới nhất để SNARK hóa hàm chuyển trạng thái của Ethereum, đạt được thời gian khoảng cách 4 giây và tính cuối cùng trong một khoảng thời gian. Điều này không chỉ cải thiện trải nghiệm giao dịch L1 mà còn giảm MEV bằng cách loại bỏ chiến lược tái tổ chức khối từ xa. Thêm vào đó, việc SNARK hóa còn mang lại cho mạng Ethereum khả năng chống lại lượng tử.

Việc thực hiện cụ thể của Beam Chain bao gồm:

• Sử dụng công nghệ phân đoạn để tăng tốc độ xử lý
• Ứng dụng công nghệ mã hóa tiên tiến để chống lại mối đe dọa từ máy tính lượng tử
• Tích hợp liền mạch với lộ trình hiện tại của Ethereum

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 phức tạp của Ethereum. Nó sẽ cải thiện khả năng mở rộng, giảm chi phí giao dịch và tăng cường tính bảo mật tổng thể, cho phép mạng hỗ trợ nhiều người dùng và ứng dụng phức tạp hơn.

Hệ thống chứng minh dựa trên SNARK cho phép những người xác nhận với cấu hình phần cứng thông thường cũng có thể đạt được những lợi thế về hiệu suất nêu trên. Khi ngưỡng đặt cọc giảm xuống còn 1 Ether, sự cải thiện hiệu suất của mạng sẽ đi kèm với mức độ phi tập trung của nhóm người xác nhận tăng lên.

Nếu Beam Chain nhận được sự hỗ trợ đầy đủ từ cộng đồng, đội ngũ phát triển có thể bắt đầu xây dựng các quy chuẩn cụ thể vào năm sau, viết mã cấp sản xuất vào năm 2026, thử nghiệm vào năm 2027, và cuối cùng triển khai an toàn trên mạng chính của Ethereum. Mặc dù thời gian thực hiện có vẻ xa vời, nhưng những biện pháp an toàn này là cần thiết cho phần mềm mã nguồn mở phát triển phi tập trung.

Tổng thể, Beam Chain thông qua lộ trình công nghệ ZK đã giải quyết hiệu quả vấn đề "nợ kỹ thuật" trong quá khứ. Những cải tiến này đã nâng cao đáng kể chức năng L1 của nó trong khi vẫn giữ được tính phi tập trung cao của Ethereum. Các giải pháp lâu dài như khả năng kháng lượng tử được đưa ra trong tư duy mới sẽ đặt lớp nhận thức chung của Ethereum vào "chế độ bảo trì", đảm bảo rằng nó duy trì an toàn, hiệu quả và thích ứng trong nhiều thập kỷ tới, tạo nền tảng cho sự đổi mới trong tương lai mà không cần phải thiết kế lại một cách đột phá.

Ethereum tiếp tục nỗ lực để có những kế hoạch dài hạn, điều này là một tín hiệu tích cực cho toàn bộ ngành công nghiệp blockchain. Điều này cũng cung cấp nền tảng vững chắc cho chúng tôi để duy trì thái độ lạc quan đối với Ethereum trong môi trường thị trường hiện tại.