Ethereum 3.0: Đổi mới và đột phá hiệu suất của Beam Chain

Hội nghị Devcon 2024 đã kết thúc tốt đẹp tại Bangkok, thu hút sự tham gia rộng rãi từ hệ sinh thái Ethereum. Tại hội nghị, nhiều tiến triển mới của các dự án đã được công bố, trong đó đặc biệt nổi bật là kế hoạch "Ethereum 3.0" do nhà nghiên cứu của quỹ Ethereum, Justin Drake, đề xuất.

Đề xuất nâng cấp lớp đồng thuận được gọi là Beam Chain nhằm giảm bớt gánh nặng tính toán và truyền thông của các nút xác thực thông qua công nghệ chứng minh không kiến thức, từ đó hạ thấp rào cản để trở thành người xác thực. Điều này không chỉ giúp thu hút nhiều người xác thực tham gia mạng lưới để tăng cường an ninh, mà còn giảm thiểu sự dư thừa tính toán, nâng cao hiệu quả tổng thể của mạng lưới. Hơn nữa, Justin cũng hy vọng tận dụng cơ hội này để giải quyết các vấn đề di sản lịch sử trong chuỗi Beacon và chuẩn bị cho nhu cầu an toàn chống lượng tử có thể xuất hiện trong tương lai.

Đề xuất của Beam Chain có thể được coi là phản hồi cụ thể đối với công việc Snark hóa trong lộ trình The Verge mà Vitalik đã đề xuất trước đó. Vitalik đã thừa nhận rằng việc cải cách lớp đồng thuận là một thách thức, cần phải có sự xem xét và tối ưu hóa liên tục.

Beam Chain tập trung vào việc cải cách lớp đồng thuận, chủ yếu liên quan đến ba hàm chuyển trạng thái: hàm chuyển trạng thái cho mỗi khe thời gian, hàm chuyển trạng thái cho mỗi khối và hàm chuyển trạng thái cho mỗi kỷ nguyên. Những hàm này bao gồm thuật toán đồng thuận, thực thi logic Staking, đề xuất khối, xác minh kết quả lớp thực thi, xác minh gốc Merkle, xác minh/tổng hợp chữ ký đồng thuận, tính toán băm và các hoạt động đặt cọc và rút tiền liên quan đến việc truy cập trạng thái lưu trữ tài khoản. Đáng chú ý, Ethereum trong quá trình Snark hóa lớp đồng thuận vẫn coi việc phi tập trung và sự đa dạng là mục tiêu hàng đầu, do đó không yêu cầu bắt buộc sử dụng thuật toán và giao thức ZK cụ thể, mà để các đề xuất tự chọn.

Điểm khó khăn cốt lõi trong việc hiện thực hóa ý tưởng Beam Chain là làm thế nào để giảm thời gian chứng minh hiện tại từ vài chục đến hàng trăm giây xuống còn cấp độ giây. Justin đã đề xuất một phương pháp tăng tốc bằng ASIC trong một hội thảo, thông qua việc hoàn thành quy trình toàn bộ từ việc tạo bằng chứng đến chứng minh trong máy ảo chứng minh không biết để mong muốn nâng cao thời gian tạo chứng minh lên hơn gấp mười lần trong vài năm tới, nhằm đạt được chứng minh thời gian thực.

Với sự tiến triển của đề xuất Beam Chain, máy ảo dựa trên công nghệ bằng chứng không kiến thức sẽ đóng vai trò trung tâm trong hệ sinh thái Ethereum. Bằng cách giới thiệu chứng minh SNARK và mật mã hậu lượng tử, kết hợp với ngưỡng staking thấp hơn và thời gian xác nhận khối nhanh hơn, Beam Chain hy vọng sẽ mang lại sự phi tập trung mạnh mẽ hơn và hiệu suất cao hơn cho Ethereum.

Có thể thấy, việc Snark hóa của lớp đồng thuận và lớp thực thi sẽ hoàn thành mảnh ghép cuối cùng cho việc Snark hóa của Ethereum, đóng góp đáng kể vào khả năng mở rộng và tính phi tập trung của Ethereum. Với sự tiến triển của đề xuất Beam Chain, tin rằng sẽ dẫn dắt và kích thích cộng đồng tập trung nhiều hơn vào việc cải cách lớp đồng thuận, mang đến nhiều ý tưởng đổi mới đáng mong đợi.