Con đường nâng cấp Ethereum: Hiểu cách ETH 2.0 thay đổi tương lai của Blockchain

Tại sao Ethereum cần phải chuyển mình

Kể từ khi mạng Ethereum ra đời, các ứng dụng phi tập trung (DApp) và đổi mới blockchain dựa trên nó đã tăng trưởng theo cấp số nhân. Đặc biệt trong lĩnh vực tài chính phi tập trung (DeFi), nhiều sản phẩm tài chính đột phá đã chọn xây dựng trên Ethereum. Tuy nhiên, thành công này cũng mang đến những thách thức.

Với số lượng người sử dụng và khối lượng giao dịch ngày càng tăng, tình trạng nghẽn mạng trở nên không thể tránh khỏi. Mỗi giao dịch đều cần phải trả phí nhiên liệu, và tốc độ tăng của phí này vượt xa mong đợi của người sử dụng. Nếu Ethereum muốn trở thành cơ sở hạ tầng của thế hệ internet mới, nó phải giải quyết vấn đề kinh tế cơ bản này. Nếu không, các ứng dụng quy mô lớn chỉ có thể trở thành một giấc mơ xa vời. Đó chính là lý do ETH 2.0 ra đời.

ETH 2.0: Một cuộc cách mạng toàn diện trong mạng lưới

Ethereum 2.0 (còn được gọi là Eth2 hoặc “yên tĩnh”) không chỉ là một bản cập nhật chương trình đơn giản, mà là một cuộc tái cấu trúc hệ thống toàn diện. Cam kết cốt lõi của nó rất rõ ràng: nâng cao tốc độ, hiệu quả và khả năng mở rộng của mạng mà không đánh đổi tính bảo mật và phi tập trung.

Tại sao bản nâng cấp này mất nhiều năm? Nguyên nhân là việc mở rộng một hệ thống blockchain phân cấp một cách an toàn là một công việc cực kỳ phức tạp. Đội ngũ Ethereum phải đạt được sự cân bằng ở nhiều phương diện, bất kỳ khiếm khuyết thiết kế nào cũng có thể mang lại hậu quả thảm khốc. Chính vì sự thận trọng này, ETH 2.0 mới có thể được tiến triển dần dần và vững chắc.

Ba trụ cột: Chứng minh quyền lợi, Phân đoạn và Chuỗi đèn hiệu

Từ khai thác đến staking: Sự ra đời của chứng minh cổ phần

Hiện tại, Ethereum phụ thuộc vào cơ chế chứng minh công việc (PoW) để duy trì an ninh mạng. Các thợ mỏ xác minh giao dịch bằng cách giải các câu đố toán học phức tạp và nhận thưởng. Nhưng khi quy mô blockchain tăng lên, năng lực tính toán cần thiết tăng theo cấp số nhân, dẫn đến tiêu thụ năng lượng và chi phí phần cứng tăng vọt.

Chứng minh quyền lợi (PoS) đã tái cấu trúc cơ chế này bằng logic hoàn toàn mới. Trong hệ thống PoS, các xác thực viên không cần tham gia vào cuộc thi tính toán tiêu tốn năng lượng cao, chỉ cần đặt cọc ít nhất 32 đồng ETH làm tài sản rủi ro. Bằng cách xác nhận giao dịch, các xác thực viên có thể nhận được phần thưởng kinh tế trực tiếp. Điều này không chỉ giảm đáng kể tiêu thụ năng lượng mà còn mở ra cơ hội cho nhiều người tham gia vào việc duy trì an ninh mạng.

Phân đoạn: Đột phá trong xử lý song song

Mỗi nút của Ethereum hiện tại đều cần lưu trữ, tính toán và xác minh toàn bộ lịch sử giao dịch của mạng. Mô hình “lưu trữ toàn bộ” này mặc dù đảm bảo tính phi tập trung, nhưng cũng trở thành nút thắt về khả năng mở rộng.

Công nghệ phân đoạn đã thay đổi tình hình này. Chuỗi phân đoạn chỉ bao gồm một tập hợp con cụ thể của toàn bộ chuỗi khối, mỗi nút chỉ cần duy trì một “phân đoạn” hoặc “miếng” của mạng. Thông qua việc phân bổ tải trọng phân tán này, mạng có thể xử lý cùng lúc nhiều lần khối lượng giao dịch, làm tăng đáng kể thông lượng của hệ thống.

Chuỗi tín hiệu: Điều phối viên phân đoạn

Nếu coi chuỗi phân đoạn là một hệ thống hoạt động độc lập, thì chuỗi tín hiệu chính là chỉ huy giữ cho chúng đồng bộ. Khi nhiều phân đoạn xử lý các giao dịch khác nhau song song, chuỗi tín hiệu chính đảm bảo rằng thông tin giữa tất cả các phân đoạn được đồng bộ và phối hợp thông qua việc cung cấp một tầng đồng thuận thống nhất.

Không có chuỗi tín hiệu, các phân đoạn sẽ không thể chia sẻ trạng thái, do đó không thể nói đến khả năng mở rộng. Chính vì lý do đó, chuỗi tín hiệu được coi là chức năng cốt lõi đầu tiên của ETH 2.0.

Sự tiến triển từng giai đoạn của Ethereum 2.0

Việc phát hành ETH 2.0 tuân theo một lộ trình được thiết kế tỉ mỉ, chia thành nhiều giai đoạn tiến triển dần dần.

Giai đoạn 0: Chuỗi tín hiệu chính thức ra mắt vào ngày 1 tháng 12 năm 2020. Ở giai đoạn này, chuỗi tín hiệu hoạt động độc lập, chấp nhận việc staking và ủy quyền của các validator, nhưng chưa xử lý giao dịch mạng chính. Những người staking không thể rút vốn cho đến khi các chuỗi phân đoạn hoàn toàn hoạt động, và cần chờ đợi các giai đoạn tiếp theo.

Giai đoạn 1 và giai đoạn 1.5: Chuỗi phân đoạn chính thức được giới thiệu, các xác thực viên bắt đầu xây dựng khối trên blockchain thông qua cơ chế PoS. Từ đây, mạng chính Ethereum bắt đầu chuyển đổi từ PoW sang PoS.

Sát nhập (The Merge): Đây là một bước ngoặt trong quá trình phát triển của ETH 2.0. Giao thức mạng chính của Ethereum hiện tại sẽ được tích hợp vào hệ thống PoS của chuỗi Beacon. Cần nhấn mạnh rằng, việc sát nhập sẽ không tạo ra hai chuỗi khối riêng biệt; Ethereum sẽ vẫn là một chuỗi duy nhất, với toàn bộ lịch sử giao dịch và tài sản của tất cả người dùng sẽ được giữ nguyên.

Giai đoạn 2: Chức năng phân đoạn đã hoàn thiện, hợp đồng thông minh có thể hoạt động trên các phân đoạn. Các nhà phát triển DApp và các giải pháp kỹ thuật khác sẽ có thể tích hợp liền mạch vào hệ sinh thái ETH 2.0.

Triển vọng: Tương lai của Ethereum

Sự ra mắt của ETH 2.0 không phải là một sự kiện xảy ra ngay lập tức, mà là một quá trình tiến hóa liên tục. Ý nghĩa của bản nâng cấp này vượt xa khía cạnh kỹ thuật: nó liên quan đến khả năng Ethereum duy trì vị thế dẫn đầu trong cuộc cạnh tranh khốc liệt của blockchain, và liệu nó có thể cung cấp dịch vụ hiệu quả và có thể chi trả cho hàng tỷ người dùng trên toàn cầu hay không.

PoS, phân đoạn và chuỗi tín hiệu như những đổi mới, đã khiến Ethereum không còn bị ràng buộc bởi khả năng mở rộng. Với sự thúc đẩy của đội ngũ phát triển, ETH 2.0 đã được triển khai một cách suôn sẻ. Sự chuyển mình lần này của Ethereum sẽ quyết định ranh giới tương lai của các ứng dụng phi tập trung trong toàn bộ hệ sinh thái tiền điện tử.