Cuộc cách mạng Danksharding của Ethereum: Mở rộng vượt giới hạn

Đường đi của Ethereum hướng tới khả năng mở rộng lớn dựa trên danksharding, một nâng cấp giao thức sáng tạo nhằm biến đổi cách mạng xử lý giao dịch của mạng lưới. Được đặt theo tên nhà nghiên cứu Dankrad Feist, bước tiến này đại diện cho nhiều hơn một chỉnh sửa kỹ thuật—nó là nền tảng cho toàn bộ tầm nhìn mở rộng của Ethereum 2.0.

Về cơ bản, danksharding giải quyết một thách thức cốt lõi của blockchain: làm thế nào để xử lý nhiều giao dịch hơn mà không làm giảm đi tính an toàn hoặc phi tập trung. Bằng cách giới thiệu kiến trúc sharding tinh chỉnh, Ethereum cuối cùng có thể đạt được thông lượng cần thiết cho việc chấp nhận hàng loạt.

Vấn đề Sharding và Giải pháp của Danksharding

Các mạng blockchain truyền thống đối mặt với một nút thắt quan trọng. Khi mỗi nút phải xác thực và lưu trữ tất cả các giao dịch, tốc độ của mạng phụ thuộc vào thành viên chậm nhất. Ethereum đã gặp phải vấn đề này rõ rệt—khi việc chấp nhận tăng lên, tắc nghẽn gia tăng và phí giao dịch tăng vọt.

Sharding giải quyết điều này bằng cách chia mạng thành các phân đoạn xử lý song song. Hãy tưởng tượng chia một mạng 1.000 nút thành các nhóm nhỏ hơn, mỗi nhóm xử lý các phạm vi giao dịch cụ thể (ví dụ như các nút xác thực tài khoản A-E trên một shard, F-J trên shard khác). Mỗi phân đoạn hoạt động độc lập, giảm đáng kể khối lượng công việc trên mỗi nút.

Ethereum 2.0 thực hiện điều này qua 64 shard riêng biệt, mỗi shard có khả năng xử lý giao dịch và hợp đồng thông minh đồng thời. Danksharding tinh chỉnh điều này hơn nữa bằng cách giới thiệu mô hình đề xuất khối thống nhất—loại bỏ sự phức tạp của nhiều đề xuất viên trong các hệ thống sharding truyền thống. Điều này tạo ra kiến trúc nhẹ hơn, hiệu quả hơn.

Danksharding khác biệt như thế nào so với các phương pháp trước đó

Điều sáng tạo nằm ở phương pháp thực thi chứ không phải ý tưởng cốt lõi. Sharding truyền thống yêu cầu phối hợp nhiều đề xuất viên khối trên các shard khác nhau, tạo ra overhead trong giao tiếp và các lỗ hổng bảo mật tiềm năng.

Danksharding đơn giản hóa điều này bằng cách:

• Kiến trúc đề xuất viên duy nhất: Một validator đề xuất khối cho tất cả các shard, giảm thiểu độ phức tạp trong phối hợp
• Giao dịch mang Blob: Một loại giao dịch mới (được giới thiệu qua EIP-4844) mang theo dữ liệu có chi phí thấp hơn
• Lưu trữ dữ liệu tách biệt: Rollups truy cập không gian lưu trữ riêng biệt, khác với dữ liệu của lớp thực thi

Proto-danksharding, đã hoạt động qua nâng cấp Ethereum Cancun, thể hiện rõ lợi ích về hiệu quả này. Bằng cách cho phép rollups thêm dữ liệu giảm giá vào khối qua EIP-4844, nó đã giảm chi phí Layer 2 từ 10 đến 100 lần so với thời kỳ trước Cancun.

Bước nhảy về hiệu suất: Danksharding so với Proto-Danksharding

Proto-danksharding là bước trung gian. Nó cung cấp từ 100 đến 10.000 giao dịch mỗi giây và tập trung đặc biệt vào giảm chi phí cho rollup. Danksharding đầy đủ, vẫn đang trong quá trình phát triển, hướng tới hơn 100.000 giao dịch mỗi giây—cho phép Ethereum xử lý thông lượng quy mô doanh nghiệp.

Tại sao điều này quan trọng đối với người dùng Ethereum

Lợi ích mở rộng là rõ ràng và ngay lập tức. Khi nhiều rollups triển khai trên Ethereum, người dùng sẽ trải nghiệm phí thấp hơn mà không cần chờ đợi việc triển khai đầy đủ danksharding. Khi được triển khai đầy đủ, danksharding sẽ cho phép:

• Chuyển đổi PoS liền mạch: Việc chuyển sang Bằng chứng Cổ phần trở nên ổn định khi các shard chain hoạt động đầy đủ
• Bảo vệ an ninh: Phân phối xác thực trên các shard duy trì tính phi tập trung và bảo vệ chống các kịch bản như tấn công 51%
• Tiếp cận phần cứng: Yêu cầu tính toán trên mỗi nút giảm xuống, nghĩa là nhiều cá nhân có thể vận hành validator hoặc nút đầy đủ

Lộ trình thực hiện và những gì tiếp theo

Nâng cấp Cancun đã đưa proto-danksharding vào hoạt động, chứng minh ý tưởng hoạt động. Danksharding đầy đủ theo sau, đòi hỏi nhiều nâng cấp giao thức khi các nhà phát triển Ethereum hoàn thiện công nghệ.

Phương pháp từng bước này phản ánh chiến lược tổng thể của Ethereum 2.0—Beacon Chain đã giới thiệu phối hợp Bằng chứng Cổ phần, và giờ đây sharding bổ sung nền tảng đó. Mỗi giai đoạn chứng minh kiến trúc trước khi mở rộng đến triển khai toàn diện.

Giải quyết các vấn đề về bảo mật và độ phức tạp

Các nhà phê bình nêu ra các mối quan ngại hợp lý về độ phức tạp gia tăng của sharding. Giao tiếp giữa các shard có thể gây ra độ trễ, và thực thi hợp đồng qua nhiều shard đòi hỏi thiết kế cẩn thận.

Các nhà phát triển Ethereum giải quyết điều này qua:

• Phối hợp của Beacon Chain: Beacon Chain điều phối phân bổ validator và đồng thuận giữa các shard
• Giao thức giao tiếp bất đồng bộ: Cho phép các giao dịch xuyên shard đáng tin cậy bất chấp độ trễ mạng
• Kiểm tra bảo mật hệ thống: Thử nghiệm kỹ lưỡng trước khi triển khai chính thức

Kết luận: Mốc quan trọng về khả năng mở rộng của Ethereum

Danksharding biến Ethereum từ một mạng lưới hạn chế thành một nền tảng mở rộng có khả năng hỗ trợ hàng tỷ giao dịch. Bằng cách kết hợp mô hình đề xuất viên thống nhất, lưu trữ dữ liệu chuyên dụng và tích hợp Layer 2, nó thể hiện sự trưởng thành của lý thuyết mở rộng blockchain thành thực tế sản xuất.

Đối với người dùng, nhà đầu tư và nhà phát triển, danksharding báo hiệu rằng các vấn đề mở rộng của Ethereum đã chuyển từ lý thuyết sang khả thi. Proto-danksharding đã mang lại lợi ích; danksharding đầy đủ sẽ củng cố vị thế của Ethereum như lớp thanh toán của internet.

Các câu hỏi chính về Danksharding và Sharding

Điểm khác biệt của danksharding so với các đề xuất sharding cũ là gì?
Kiến trúc đề xuất viên duy nhất và giao dịch mang blob của danksharding tạo ra hiệu quả mà các thiết kế sharding nhiều đề xuất cũ không thể đạt được.

Sharding cải thiện khả năng mở rộng của Ethereum như thế nào?
Bằng cách chia xác thực và xử lý thành 64 shard song song thay vì yêu cầu mọi nút xử lý mọi giao dịch, mạng lưới tăng gấp nhiều lần khả năng thông lượng.

Khi nào người dùng có thể mong đợi danksharding đầy đủ?
Proto-danksharding hiện đã hoạt động. Danksharding đầy đủ vẫn đang trong quá trình phát triển, theo sau thành công của nâng cấp Ethereum Cancun.

Sharding có làm giảm tính phi tập trung của Ethereum không?
Không—bằng cách giảm yêu cầu về nút, sharding thực sự khuyến khích sự tham gia rộng rãi hơn. Validator có thể tập trung vào các shard cụ thể thay vì duy trì toàn bộ lịch sử.

Rollups hưởng lợi như thế nào từ danksharding?
Danksharding cung cấp lưu trữ dữ liệu chuyên dụng, chi phí thấp cho rollups, giảm chi phí vận hành của chúng theo cấp số nhân và cho phép giao dịch nhanh hơn, rẻ hơn.

Mối quan hệ giữa Beacon Chain và danksharding là gì?
Beacon Chain quản lý đồng thuận PoS và phân bổ validator. Danksharding hoạt động dựa trên nền tảng này, sử dụng nó để điều phối đồng thuận xuyên shard.