The Surge: Giai đoạn tiếp theo trong lộ trình nâng cấp Ethereum 2.0 là gì?

Ethereum tiếp tục lộ trình phát triển với nâng cấp tiếp theo là giai đoạn The Surge. Mục tiêu của giai đoạn này là cải thiện khả năng mở rộng trong khi vẫn duy trì được tính phi tập trung và bảo mật cho nền tảng. Là một phần trong tầm nhìn dài hạn của Ethereum, The Surge sẽ tăng hiệu suất của mạng lên hơn 100.000 giao dịch mỗi giây (TPS) trên cả Layer 1 và Layer 2. Bài viết này giải thích tất cả những điều bạn cần biết về giai đoạn tiếp theo của Ethereum trong mục tiêu hướng tới việc trở thành blockchain có khả năng mở rộng và hiệu quả nhất.

 

Giai đoạn The Surge đề cập đến sự chuyển đổi của Ethereum trong việc hướng đến khả năng mở rộng, chủ yếu thông qua các giải pháp Layer 2 (L2) và công nghệ rollups. Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum đã giới thiệu khái niệm này như một phần trong lộ trình trưởng thành của Ethereum nhằm giúp mạng nhanh hơn và hiệu quả hơn. Mục tiêu chính là giúp mạng có thể xử lý nhiều giao dịch hơn mà không làm mất đi tính phi tập trung, duy trì bảo mật và khả năng tương tác. 

Hiện tại, Ethereum xử lý khoảng 15–30 TPS trên lớp cơ sở. Mặc dù hiệu suất này vẫn có thể đáp ứng được nhiều ứng dụng, nhưng lại gây tắc nghẽn mạng vào thời điểm cao điểm, vì vậy dẫn đến phí gas cao hơn. The Surge là một bước cần thiết nhằm giải quyết những nút thắt cổ chai này, đi đến mục tiêu cải thiện khả năng của Ethereum trong việc phục vụ các ứng dụng ở quy mô toàn cầu. 

Các tính năng chính của The Surge

Lộ trình Surge | Nguồn: Vitalik Buterin  

 

• Hơn 100.000 TPS trên các mạng L1 và L2: Với các giải pháp mở rộng Layer 2 rollups, Ethereum có thể xử lý hơn 100.000 giao dịch mỗi giây. Theo đó, công nghệ rollups gom nhiều giao dịch lại và gửi chúng lên blockchain của Ethereum, góp phần cải thiện thông lượng và giảm phí gas cho mạng.
• Phi tập trung và bảo mật: Giai đoạn The Surge đảm bảo tính phân cấp của blockchain Ethereum bằng cách cho phép người dùng vận hành các node (nút) với tài nguyên tối thiểu. Song song với đó, các bằng chứng mật mã (cryptographic proofs) được cải tiến, chẳng hạn như SNARKs, điều này sẽ củng cố bản chất trustless (không cần niềm tin của bên thứ 3) của Ethereum.
• Cải thiện tính khả dụng dữ liệu với DAS (Data Availability Sampling): Lớp DAS cho phép các node (nút) xác minh dữ liệu mà không cần tải xuống toàn bộ thông tin. Tính năng này góp phần lớn trong việc cải thiện hiệu suất và hỗ trợ sự phát triển của các giải pháp Lớp 2 (L2).

Con đường của Ethereum hướng đến mục tiêu đạt 100.000 TPS

Hiện tại, khả năng xử lý của Ethereum là khoảng 15–30 TPS trên mạng lớp 1 (Layer 1). Tuy nhiên, với công nghệ rollups và DAS, mạng lưới dự kiến sẽ đạt được hơn 100.000 TPS về thông lượng giao dịch. Vitalik Buterin nhấn mạnh rằng Ethereum sẽ giống như một hệ sinh thái thống nhất, không phải là một tập hợp các blockchain rời rạc. 

 

Điều này có nghĩa là khả năng tương tác tốt hơn giữa các giải pháp mở rộng L2 và mang lại trải nghiệm người dùng liền mạch. Lộ trình phát triển của Ethereum sẽ tập trung vào việc tạo ra một mạng lưới mà trong đó việc di chuyển tài sản giữa các lớp dễ dàng như việc gửi ETH giữa các ví tiền điện tử. 

 

Lộ trình The Surge của Ethereum bao gồm nhiều giai đoạn, với trọng tâm là các nâng cấp liên tục trên cả mạng Layer 1 và Layer 2. Dưới đây là lộ trình dự kiến dựa trên các cập nhật gần đây: 

 

• Quý 1 2024 – Nâng cấp Dencun (Ra mắt Proto-Danksharding)

• Giới thiệu bản đề xuất Proto-Danksharding (EIP-4844) nhằm cải thiện khả năng cung cấp dữ liệu thông qua các "blobs" dữ liệu.

• Đặt nền tảng cho việc mở rộng rollup trong tương lai.

• Các giải pháp Layer 2 của Ethereum bắt đầu tận dụng khả năng cung cấp dữ liệu cải tiến để đạt được các giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn.

• 2024 đến 2025 – Mở rộng Rollup và Maturing Proof Systems

 

• Các giải pháp mở rộng sử dụng công nghệ rollup như Arbitrum, Optimism và zkSync sẽ triển khai các bản cập nhật để nâng cao khả năng mở rộng.

• Các bằng chứng mật mã mới (ví dụ: SNARKs) sẽ cải thiện tính trustless (không cần sự tin cậy của bên thứ 3) của các rollup.

• Các lớp khả dụng dữ liệu Data Availability Sampling (DAS) như PeerDAS và 2D DAS sẽ được mở rộng để hỗ trợ thông lượng giao dịch cao hơn.

• Cuối 2025 – Tối ưu hóa phí gas và cải tiến Layer 1

 

• Giới thiệu các đề xuất EOF (Ethereum Object Format) để thực thi hợp đồng thông minh hiệu quả hơn.

• Tiềm năng áp dụng mô hình tính phí gas đa chiều để tách phí cho việc tính toán, dữ liệu và lưu trữ.

• Có thể sẽ tích hợp trực tiếp các giải pháp rollup gốc vào giao thức của Ethereum.

• Từ 2026 trở đi – Triển khai toàn diện Danksharding

 

• Chuyển từ Proto-Danksharding sang Danksharding hoàn chỉnh, chia Ethereum thành nhiều shard (phân mảnh) để nâng cao hơn nữa khả năng mở rộng.

• Ethereum đặt mục tiêu đạt được hơn 100.000 giao dịch mỗi giây trên cả hệ sinh thái Layer 1 và Layer 2.

• Sau 2026 – Giám sát và nâng cấp liên tục

 

• Giới thiệu các cơ chế đồng thuận nâng cao, bao gồm mật mã hậu lượng tử (post-quantum cryptography), để đảm bảo an toàn cho mạng lưới.

• Ethereum tiếp tục tối ưu hóa và tích hợp khả năng tương tác giữa các Layer 2 cho trải nghiệm người dùng liền mạch.

Lộ trình này phản ánh phương pháp tiếp cận theo từng giai đoạn của Ethereum, đảm bảo sự ổn định và việc áp dụng suôn sẻ trong suốt quá trình chuyển đổi. Mỗi bước trong lộ trình của giai đoạn The Surge đều dựa trên bước trước đó, cuối cùng hướng tới một blockchain có thể hỗ trợ các ứng dụng quy mô toàn cầu trong khi vẫn không làm mất đi tính phân cấp và bảo mật.

 

Dưới đây là những yếu tố chính sẽ bị ảnh hưởng trong quá trình nâng cấp The Surge trong lộ trình Ethereum 2.0: 

 

Proposal for “division of labor” between L1 and L2s | Source: Vitalik Buterin 

 

Đề xuất “division of labor”(tạm dịch: phân công lao động) giữa Lớp 1 và Lớp 2 | Nguồn: Vitalik Buterin 

 

Layer 2 Rollups: “Xương sống” của giai đoạn The Surge

Layer 2 rollups là công cụ quan trọng giúp Ethereum có tốc độ xử lý nhanh hơn và phí gas rẻ hơn. Các giải pháp này gộp nhiều giao dịch lại với nhau ngoài chuỗi (nghĩa là bên ngoài mạng chính của Ethereum) và gửi một bản tóm tắt của các giao dịch này lên blockchain của Ethereum. Vì vậy quá trình này giúp giảm tải cho mạng chính, hỗ trợ giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn. 

 

Có hai loại rollups chính bao gồm: 

• Optimistic Rollups: Chúng giả định tất cả các giao dịch là hợp lệ trừ khi có ai đó báo cáo lỗi trong một khoảng thời gian nhất định. Cách tiếp cận này giúp giữ cho mọi thứ nhanh chóng vì không yêu cầu xác minh từng giao dịch ngay lập tức.

• ZK-Rollups: Chúng sử dụng các phép toán tiên tiến gọi là Bằng chứng không tri thức (zero-knowledge proofs) để xác nhận rằng các giao dịch hợp lệ ngay lập tức. Phương pháp này cung cấp sự xác minh tức thời và an toàn.

 

Các công nghệ Rollups đã và đang có tác động lớn. Theo L2Beat, Tổng giá trị tài sản bị khóa (TVL) trong các mạng Layer 2 của Ethereum đã tăng 216% trong năm qua, vượt qua 38 tỷ USD. Khi ngày càng nhiều người và dự án sử dụng rollups, Ethereum đang trở nên có khả năng mở rộng và dễ tiếp cận hơn, tạo nền tảng cho giai đoạn The Surge kế tiếp.

 

Tổng giá trị tài sản bị khóa (TVL) của Ethereum Lớp-2 | Nguồn: L2Beat  

 

Data Availability Sampling (DAS)

Data Availability Sampling (DAS) là một phương pháp giúp Ethereum xử lý lượng dữ liệu lớn một cách hiệu quả hơn. Trong một mạng lưới phi tập trung như Ethereum, mỗi node (nút) phải xác nhận rằng tất cả dữ liệu cho các giao dịch đều sẵn sàng. Tuy nhiên, trên thực tế tất cả các node rất khó có thể lưu trữ toàn bộ dữ liệu này. Vì vậy, DAS xuất hiện để giải quyết vấn đề này bằng cách cho phép các node xác minh dữ liệu mà không cần tải xuống và lưu trữ toàn bộ dữ liệu. 

 

Có hai loại DAS chính bao gồm: 

• PeerDAS: Hệ thống này sử dụng các mạng ngang hàng để phân phối khối lượng công việc. Mỗi node trong mạng chỉ kiểm tra một phần nhỏ của dữ liệu và tất cả các node cùng làm việc để xác nhận toàn bộ bộ dữ liệu. Phương pháp này đảm bảo việc xác minh dữ liệu hiệu quả mà không đòi hỏi nhiều dung lượng lưu trữ.

• 2D DAS: Đây là phiên bản cải tiến của PeerDAS, chúng đưa việc xác minh lên một bước xa hơn. 2D DAS giúp cho Ethereum có khả năng mở rộng hơn nữa bằng cách xác minh không chỉ các mảnh dữ liệu riêng lẻ mà còn cách các mảnh này liên kết với nhau. Điều này đảm bảo tính bảo mật mạnh mẽ hơn trong khi vẫn duy trì cho mạng phi tập trung.

Với lớp khả dụng dữ liệu DAS, các rollups có thể xử lý nhiều giao dịch hơn mà không làm quá tải mạng Ethereum. Điều này giúp hệ thống nhanh, rẻ và phi tập trung, hỗ trợ mục tiêu mở rộng của Ethereum mà không làm tổn hại đến tính bảo mật. 

 

Plasma và các giải pháp nén dữ liệu

Một cách (không phải là cách duy nhất) để tạo ra một chuỗi plasma EVM đó là sử dụng ZK-SNARK để xây dựng một cây UTXO song song phản ánh các biến động về số dư được thực hiện bởi EVM và định nghĩa một ánh xạ duy nhất về "đồng tiền giống nhau" (the same coin") ở các thời điểm khác nhau trong lịch sử. Sau đó, một cấu trúc Plasma có thể được xây dựng trên nền tảng đó.

Nguồn: Vitalik Buterin 

 

Ngoài rollups, Plasma và các kỹ thuật nén dữ liệu cũng giúp Ethereum mở rộng hiệu quả. Hãy cùng phân tích để hiểu cách chúng hoạt động: 

• Plasma: Plasma xử lý các giao dịch ngoài chuỗi, có nghĩa là chúng xảy ra ngoài blockchain chính của Ethereum. Thay vì gửi từng giao dịch riêng lẻ lên blockchain, Plasma chỉ gửi một bản tóm tắt của các giao dịch đó. Điều này giảm lượng dữ liệu cần lưu trữ trên chuỗi chính, cải thiện tốc độ và giảm chi phí. Hãy hình dung nó như việc gom nhiều nhiệm vụ nhỏ vào một báo cáo duy nhất giúp tiết kiệm thời gian và nguồn lực.

• Nén dữ liệu: Nén sẽ làm cho các giao dịch nhỏ hơn bằng cách giảm lượng dữ liệu chúng sử dụng. Ví dụ, Ethereum có thể chuyển từ chữ ký chuẩn sang chữ ký BLS, cho phép nhiều chữ ký được gộp lại thành một. Điều này tiết kiệm không gian trên blockchain và làm cho giao dịch hiệu quả hơn, đặc biệt đối với các hệ thống xử lý số lượng lớn giao dịch, như các mạng Layer 2.

 

Cách Plasma hoạt động với Rollups

Một cách để tạo ra hệ thống Plasma là sử dụng ZK-SNARKs—một dạng mật mã—để theo dõi sự di chuyển của các đồng tiền. Hệ thống này tạo ra một "sổ cái song song" (“parallel ledger”) để lập bản đồ hành trình của mỗi đồng tiền qua thời gian. Bằng cách chỉ tóm tắt thông tin cần thiết lên chuỗi chính, Plasma đảm bảo hiệu quả mà không làm ảnh hưởng đến độ chính xác hoặc bảo mật. 

 

Khi kết hợp cùng nhau, Plasma và các kỹ thuật nén dữ liệu làm tăng thêm tính hiệu quả của các giải pháp rollups. Những giải pháp này giúp Ethereum giảm phí gas, xử lý nhiều giao dịch hơn,và hỗ trợ các ứng dụng quy mô lớn, đồng thời vẫn duy trì tính phi tập trung cho mạng. 

 

Trong khi các rollup xử lý nhiều giao dịch ngoài chuỗi, blockchain chính của Ethereum (Layer 1) vẫn cần các nâng cấp để theo kịp với hệ sinh thái đang phát triển. Những nâng cấp này sẽ đảm bảo rằng lớp cơ sở của Ethereum vẫn có khả năng mở rộng, hiệu quả và dễ tiếp cận. Hãy xem qua những cải tiến chính sắp tới đối với Layer 1: 

• Tăng giới hạn gas: Giới hạn gas quyết định lượng dữ liệu có thể được xử lý trong một block (khối). Tăng giới hạn gas có nghĩa là Ethereum có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong mỗi block, giảm thời gian chờ đợi và giảm tắc nghẽn mạng lưới. Tuy nhiên, việc tăng giới hạn gas cũng tiềm ẩn một số rủi ro nhất định. Theo đó, nếu giới hạn quá cao, việc vận hành một node có thể trở nên đắt đỏ, dẫn đến giảm tính phi tập trung do hạn chế người tham gia bảo mật mạng. Ethereum đặt mục tiêu đạt được sự cân bằng—xử lý nhiều giao dịch hơn trong khi vẫn duy trì mạng mở và phi tập trung.

• Cải tiến bytecode EVM: Máy ảo Ethereum (EVM) là nơi các hợp đồng thông minh được thực thi. Ethereum đang giới thiệu một định dạng bytecode mới gọi là EOF (Ethereum Object Format), giúp thực thi hợp đồng thông minh hiệu quả hơn. Cập nhật này sẽ giảm chi phí gas, giúp cho các giao dịch và tương tác hợp đồng rẻ hơn đối với cả nhà phát triển và người dùng.

• Tính toán giá gas đa chiều: Ethereum cũng sẽ triển khai cách thức tính toán phí gas đa chiều, tách các khoản phí gas thành các hạng mục dựa trên loại tài nguyên được sử dụng—tính toán, dữ liệu, hoặc lưu trữ. Phương pháp này đảm bảo người dùng trả phí hợp lý dựa trên yêu cầu thực tế của giao dịch, tối ưu hóa cấu trúc chi phí và cải thiện trải nghiệm người dùng.

• Rollup gốc trên Ethereum: Rollup gốc là các rollup sẽ hoạt động trực tiếp trong giao thức của Ethereum. Điều này có nghĩa là Ethereum sẽ hỗ trợ nhiều phiên bản song song của Máy ảo Ethereum (EVM) hoạt động đồng thời. Những rollup gốc này sẽ tăng khả năng xử lý giao dịch của Ethereum mà không làm quá tải mạng lưới. Giống như việc có nhiều đường ray tại một nhà ga, mỗi đường ray xử lý các chuyến tàu một cách độc lập—điều này giúp toàn bộ hệ thống nhanh hơn và hiệu quả hơn.

 

Những cải tiến Layer 1 này đảm bảo rằng Ethereum vẫn có khả năng mở rộng và hiệu quả, ngay cả khi các rollup đảm nhận phần lớn tải giao dịch. Khi hoạt động cùng nhau, chúng sẽ giúp Ethereum tiếp tục phát triển như một nền tảng an toàn, phi tập trung có khả năng hỗ trợ các ứng dụng phức tạp và hàng triệu người dùng. 

 

Nâng cấp The Surge của Ethereum hứa hẹn sẽ làm cho mạng lưới hiệu quả hơn và chi phí thấp hơn, mang lại lợi ích cho cả người dùng hàng ngày và nhà phát triển. Mặc dù một số chi tiết kỹ thuật có thể phức tạp, dưới đây là phân tích đơn giản về cách những thay đổi này sẽ ảnh hưởng đến bạn: 

• Giảm phí gas: Một trong những cải tiến dễ nhận thấy nhất sẽ là việc giảm phí gas, đặc biệt trên các mạng Layer 2 như Arbitrum và Optimism. Các mạng này hiện đã cung cấp các giao dịch rẻ hơn, với chi phí chuyển ETH khoảng từ $0.24 đến $0.78. Sau nâng cấp The Surge, phí giao dịch có thể giảm thêm nữa, giúp việc gửi ETH hoặc tương tác với các ứng dụng phi tập trung (dApps) trở nên rẻ hơn. Phí gas thấp hơn có nghĩa là người dùng có thể thực hiện giao dịch thường xuyên mà không phải lo lắng về chi phí cao trong thời gian mạng tắc nghẽn.

• Cải thiện hiệu suất dApp: Các nhà phát triển sẽ hưởng lợi từ tốc độ giao dịch nhanh hơn, cho phép họ xây dựng các dApp phức tạp và nhiều tính năng hơn. Dù bạn là nhà phát triển tạo ra nền tảng DeFi, trò chơi blockchain, hay sàn giao dịch NFT, khả năng mở rộng cải thiện từ The Surge đồng nghĩa với việc hoạt động mượt mà hơn. Ngàoi ra, các giao dịch nhanh hơn cũng sẽ giảm độ trễ và nâng cao sự hài lòng của người dùng, khuyến khích sự đổi mới trong các lĩnh vực như tài chính phi tập trung (DeFi) và trò chơi.

• Tính tương tác tốt hơn: Tính tương tác—khả năng của các mạng khác nhau hoạt động cùng nhau cũng sẽ được cải thiện. Việc di chuyển token và tài sản giữa các mạng Layer 2 và mạng chính Ethereum sẽ trở nên liền mạch hơn. Người dùng sẽ không cần phải dựa vào các cầu nối phức tạp để chuyển tài sản giữa các mạng. Thay vào đó, Ethereum sẽ trở nên như một hệ sinh thái thống nhất mà trong đó việc tương tác với dApps và chuyển tiền qua các lớp khác nhau sẽ dễ dàng như sử dụng một mạng duy nhất.

 

Những cải tiến này giúp Ethereum trở nên thân thiện hơn với cả người dùng và nhà phát triển, tạo ra một hệ sinh thái mà cả người dùng thông thường và những nhà xây dựng có thể phát triển. Dù bạn đang chuyển tiền, phát triển ứng dụng, hay khám phá các dự án mới, The Surge sẽ mang lại các dịch vụ blockchain nhanh hơn, rẻ hơn và dễ tiếp cận hơn cho cộng đồng Ethereum. 

 

Việc mở rộng mạng lưới Ethereum làm tăng độ phức tạp trong việc duy trì tính bảo mật. Khi rollups được sử dụng rộng rãi hơn, việc đảm bảo tính không cần tin cậy và tính mạnh mẽ của chúng là rất quan trọng. Rollups dựa vào các chứng minh mật mã để xác nhận các giao dịch và những chứng minh này phải luôn được bảo đảm an toàn trước các lỗ hổng tiềm ẩn. 

 

Vitalik Buterin cũng đã nêu rõ rủi ro dài hạn do máy tính lượng tử gây ra. Các nhà phát triển Ethereum hiện đang nghiên cứu mật mã chống lại máy tính lượng tử để đảm bảo tính bảo mật của mạng trong tương lai. 

 

Sau giai đoạn The Surge, Ethereum sẽ tiếp tục lộ trình hướng tới Danksharding hoàn chỉnh. Giai đoạn này sẽ giới thiệu sharding dữ liệu đầy đủ, tăng cường khả năng mở rộng hơn nữa. Các nâng cấp sắp tới bao gồm:

• The Splurge: Tập trung vào các cải tiến khác nhau như tối ưu hóa giá gas và định dạng giao dịch.

• The Verge: Nâng cao hiệu quả của cơ chế đồng thuận của Ethereum bằng cách triển khai các client không dữ liệu (stateless clients).

• The Purge: Tối ưu hóa mạng lưới bằng cách giảm thiểu dữ liệu không cần thiết và cải thiện hiệu suất của các node.

 

Tầm nhìn dài hạn của Ethereum là tạo ra một blockchain có thể hỗ trợ hàng triệu người dùng trên toàn thế giới mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật hoặc tính phi tập trung. 

 

Tìm hiểu thêm về Danksharding Là Gì? Tất Cả Về Sharding Của Ethereum 2.0  

 

The Surge của Ethereum đánh dấu một bước tiến quan trọng trong hành trình giúp Ethereum trở thành nền tảng phi tập trung toàn cầu. Bằng cách tập trung vào rollups, khả năng cung cấp dữ liệu và các cải tiến Layer 1, Ethereum hướng tới mục tiêu đạt được thông lượng hơn 100.000 giao dịch mỗi giây trong khi vẫn giữ vững các nguyên tắc cốt lõi về tính phi tập trung và bảo mật. 

 

Khi các nâng cấp này được triển khai, người dùng sẽ được hưởng lợi từ các giao dịch nhanh hơn và phí thấp hơn, trong khi các nhà phát triển có thể xây dựng các dApp sáng tạo hơn. Tuy nhiên, việc mở rộng nhanh chóng cũng mang lại rủi ro, bao gồm các lỗ hổng bảo mật trong giải pháp Layer 2, gián đoạn mạng tạm thời và biến động phí gas trong quá trình chuyển đổi. Do đó, các nhà phát triển và người dùng phải luôn được thông tin và thích ứng khi Ethereum phát triển.

 

Với The Surge, Ethereum đã đặt nền tảng cho một tương lai blockchain có khả năng mở rộng, hiệu quả và an toàn. Tuy nhiên giống như như mọi nâng cấp lớn, việc giám sát cẩn thận và điều chỉnh liên tục sẽ rất quan trọng để đảm bảo thành công lâu dài. Đây chỉ là khởi đầu cho con đường đầy tham vọng của Ethereum. 

 

• Nâng cấp Ethereum 2.0

• Danksharding Là Gì? Tất Cả Về Sharding Của Ethereum 2.0

• Bản nâng cấp Ethereum Cancun (Proto-Danksharding) quý 1 năm 2024

• Bản nâng cấp Ethereum Shanghai là gì? Tất cả những điều bạn cần biết

• Tất cả những gì bạn cần biết về nâng cấp Ethereum Merge