"Ethereum 3.0": Phân tích đề xuất Beam Chain

Tại hội nghị Devcon 2024 vừa kết thúc, những người tham gia hệ sinh thái Ethereum đã tụ họp ở Bangkok để cùng thảo luận về những tiến triển mới nhất và xu hướng tương lai trong lĩnh vực này. Trong đó, kế hoạch nâng cấp "Ethereum 3.0" do nhà nghiên cứu Justin Drake của quỹ Ethereum đề xuất đã thu hút được sự chú ý rộng rãi.

Đề xuất nâng cấp lớp đồng thuận được gọi là Beam Chain nhằm giảm bớt gánh nặng tính toán và giao tiếp của các xác thực viên thông qua công nghệ chứng minh không kiến thức, từ đó giảm bớt rào cản tham gia xác thực mạng. Cải tiến này hứa hẹn sẽ tăng cường an ninh mạng, giảm thiểu tính toán thừa và cải thiện hiệu quả tổng thể. Hơn nữa, đề xuất này còn tập trung vào việc giải quyết nợ kỹ thuật trong chuỗi Beacon và chuẩn bị cho các mối đe dọa tính toán lượng tử có thể xuất hiện trong tương lai.

Sự ra đời của Beam Chain phù hợp với lộ trình The Verge mà Vitalik Buterin, đồng sáng lập Ethereum, đã đề xuất trước đó. Lộ trình này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc Snark hóa Ethereum (SNARKification), bao gồm việc cải cách chứng minh không kiến thức cho cả lớp đồng thuận và lớp thực thi. Gần đây, Vitalik cũng thừa nhận rằng công việc cải cách lớp đồng thuận là một thách thức lớn, cần tối ưu hóa và xem xét liên tục.

Beam Chain chủ yếu tập trung vào việc cải cách lớp đồng thuận. Quá trình này không cần phải cải cách toàn bộ các phần, mà sẽ tập trung vào việc Snark hóa hàm chuyển trạng thái (State Transition Function). Đối với lớp đồng thuận, hàm chuyển trạng thái bao gồm hàm chuyển mỗi slot, hàm chuyển mỗi khối và hàm chuyển mỗi thời kỳ. Những hàm này bao gồm việc thực hiện thuật toán đồng thuận và logic staking, đề xuất khối, xác minh kết quả lớp thực thi, xác minh gốc Merkle, xác minh chữ ký đồng thuận và tổng hợp, tính toán băm, cũng như các thao tác staking và rút tiền liên quan đến việc truy cập trạng thái lưu trữ tài khoản.

Cần lưu ý rằng Ethereum trong quá trình thúc đẩy sự Snark hóa của lớp đồng thuận, vẫn coi việc phi tập trung và sự đa dạng là mục tiêu hàng đầu. Do đó, hệ thống sẽ không yêu cầu bắt buộc sử dụng thuật toán và giao thức chứng minh không biết cụ thể nào, mà cho phép người đề xuất tự chọn.

Thách thức cốt lõi trong việc hiện thực hóa ý tưởng Beam Chain là làm thế nào để nâng cao đáng kể hiệu quả chứng minh, rút ngắn thời gian chứng minh từ hàng chục giây thậm chí hàng trăm giây xuống mức giây. Justin đã đưa ra một giải pháp tiềm năng tại một buổi hội thảo ZK gần đây, đó là khuyến khích cộng đồng áp dụng phương pháp tăng tốc ASIC. Phương pháp này nhằm hoàn thành toàn bộ quy trình từ việc tạo chứng cứ đến chứng minh thông qua chip chuyên dụng, hứa hẹn sẽ nâng cao thời gian tạo chứng minh lên hơn mười lần trong vài năm tới, đạt được chứng minh thời gian thực (Realtime Proving).

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

Lớp đồng thuận và lớp thực thi được Snark hóa sẽ cùng hoàn thành bản kế hoạch cuối cùng cho việc Snark hóa Ethereum, điều này không chỉ giúp cải thiện khả năng mở rộng của Ethereum mà còn tăng cường hơn nữa mức độ phi tập trung của nó. Với sự thảo luận sâu hơn về đề xuất Beam Chain và việc triển khai tiềm năng, chúng ta có thể mong đợi thấy nhiều ý tưởng đổi mới xuất hiện, thúc đẩy hệ sinh thái Ethereum phát triển theo hướng hiệu quả hơn và an toàn hơn.