Ethereum phát triển cơ sở hạ tầng mô-đun mà không cần phân nhánh cứng

Tác giả: William M. Peaster (Chuyên gia phân tích cấp cao của Bankless)

Biên dịch: Deep潮 TechFlow

Dẫn nhập của Shenchao: Quá trình kéo dài trong việc triển khai quản trị các nhà phát triển cốt lõi (ACD) và chu kỳ hard fork từng là rào cản chính trong sự tiến hóa của các quy tắc nền tảng của Ethereum. Tuy nhiên, gần đây, cơ sở hạ tầng bên ngoài của Ethereum đã chứng kiến một loạt đột phá kết hợp dày đặc:

Paradigm đã ra mắt trình biên dịch mới Solar, giúp giảm chi phí triển khai và chạy hợp đồng lên đến 35%;

Mạng thử nghiệm Rollup X của Khu kinh tế Ethereum (EEZ) đã trình diễn chữ ký L2 với thanh toán nguyên tử chéo lớp giữa L2 và L1现货, cùng xác minh chữ ký hậu lượng tử;

Quy tắc FCR nén xác nhận nạp tiền L2 xuống còn 13 giây; evm.fast thiết lập ranh giới toán học hình thức cho bằng chứng khối trong trường hợp xấu nhất.

Ethereum đang tái cấu trúc mô hình tài chính phi tập trung theo cách hợp tác mô-đun, bỏ qua quy trình hard fork kéo dài.

Hãy tưởng tượng một thị trường cho vay phi tập trung hoàn toàn mới: nó được xây dựng hoàn toàn trên một mạng Rollup lớp 2 của Ethereum, nhưng khi xảy ra thanh lý, tài sản thế chấp có thể được bán trực tiếp vào hồ sơ thanh khoản spot khổng lồ trên mạng chính Ethereum L1.

Thậm chí còn làm được điều ấn tượng hơn: thị trường cho vay này không chỉ có chi phí khởi động và triển khai cực thấp, mà ngưỡng tương tác và phí gas cho người dùng thông thường cũng giảm đáng kể; tiền gửi có thể được xử lý gần như tức thì trong vài giây; và Rollup nền tảng có thể ổn định gửi bằng chứng trạng thái lên mạng chính Ethereum mỗi 12 giây, ngay cả trong điều kiện mạng bị tắc nghẽn nghiêm trọng nhất.

Không thể phủ nhận, hệ thống lý tưởng mà tôi đã mô tả ở trên hiện chưa được triển khai hoàn toàn. Tuy nhiên, khoảng cách giữa hệ thống này và thực tế đã gần hơn nhiều so với một tháng trước. Điều thú vị hơn nữa là tất cả các mô-đun cốt lõi cần thiết để xây dựng hệ thống này đã được phát triển đồng thời ngoài quy trình hard fork chậm rãi và cẩn trọng của Ethereum.

Thực tế, vài mảnh ghép then chốt cần thiết để lắp ráp động cơ tài chính này đã đạt được những bước tiến lớn chỉ trong vòng một tuần qua. Cụ thể bao gồm:

1. Solar: Trình biên dịch Solidity bằng ngôn ngữ Rust mới từ Paradigm;

2. Rollup X: Mạng thí nghiệm đầu tiên được xây dựng trên kiến trúc Khu kinh tế Ethereum (EEZ);

3. Quy tắc xác nhận nhanh (FCR): Đã ra mắt phiên bản thử nghiệm công khai mới mang tính bước ngoặt;

4. evm.fast: Cuộc thi mở nhằm tìm kiếm giới hạn chứng minh hình thức cho khối Ethereum.

Tiếp theo, hãy cùng phân tích từng khối xây dựng cốt lõi này về mặt logic nền tảng, sau đó lắp ráp lại chúng để làm rõ hơn những thay đổi công nghệ mà chúng mang lại.

Trước hết, Solar là một công cụ nền tảng cực kỳ ấn tượng trong hệ sinh thái gần đây. Nói một cách đơn giản, nó có thể trực tiếp giảm đáng kể chi phí triển khai và thực thi hợp đồng thông minh trên Ethereum mà không cần bất kỳ sự can thiệp nào từ các đề xuất cải tiến Ethereum (EIP).

Vào ngày 2 tháng 11, quỹ đầu tư mạo hiểm hàng đầu Paradigm chính thức ra mắt phiên bản v0.3 của Solar. Đây là trình biên dịch Solidity hoàn toàn được viết lại bằng ngôn ngữ Rust (tức là công cụ cốt lõi chịu trách nhiệm biên dịch và chuyển đổi mã ngôn ngữ cấp cao thành bytecode có thể thực thi trên máy ảo Ethereum), đồng thời cũng là phiên bản đánh dấu cột mốc đầu tiên có khả năng tạo ra bytecode đạt tiêu chuẩn sản xuất. Các nhà phát triển hiện đã có thể gọi trực tiếp thông qua tham số dòng lệnh trong bộ công cụ phát triển Foundry.

Theo dữ liệu thử nghiệm do Paradigm công bố chính thức, so với trình biên dịch solc truyền thống đã được ngành sử dụng lâu đời, các hợp đồng thông minh được biên dịch bởi Solar đã giảm trung bình khoảng 26% chi phí triển khai và giảm khoảng 5% tiêu thụ Gas trong thời gian chạy khi tương tác sau này.

Những dữ liệu này cũng đã được xác thực mạnh mẽ trong các bài kiểm tra thực tế của các dự án DeFi sớm. Ví dụ, trong thử nghiệm thực tế với kho mã của giao thức ổn định coin Origin, mà không thay đổi bất kỳ mã logic nghiệp vụ nào, chi phí triển khai hợp đồng đã giảm trực tiếp 35%, và chi phí Gas trung bình cho mỗi lần gọi giảm khoảng 4%.

Tất nhiên, hạn chế duy nhất hiện tại là tài liệu chính thức của Solar rõ ràng cảnh báo rằng do dự án vẫn đang trong giai đoạn phát triển nhanh, hiện không khuyến nghị sử dụng trực tiếp trong môi trường sản xuất mainnet xử lý số vốn lớn. Ngoài ra, hiệu quả tối ưu hóa cũng có sự khác biệt vi mô giữa các dự án. Khi sàn giao dịch phi tập trung Ekubo chuyển nhánh phát triển của mình sang Solar, trong khi 166 chỉ số Gas giảm, vẫn có 12 chỉ số tăng nhẹ. Tuy nhiên, bất kể thế nào, tiềm năng hiệu suất mà nó thể hiện là không thể phủ nhận.

Thứ hai, Rollup X đã thiết lập một tiêu chuẩn mới cho trải nghiệm tương tác xuyên chuỗi liền mạch trên Ethereum.

Khu kinh tế Ethereum (EEZ) là một sáng kiến hàng đầu do Gnosis và ZisK dẫn dắt, được tài trợ phối hợp bởi Quỹ Ethereum, với mục tiêu cốt lõi là mang lại “tính kết hợp đồng bộ” (Synchronous Composability) cho mạng chính Ethereum và các Rollup khác nhau. Nói cách khác, điều này cho phép hợp đồng thông minh trên một chuỗi gọi logic hợp đồng trên chuỗi khác và tiêu thụ dữ liệu trả về trong cùng một giao dịch nguyên tử; nếu bất kỳ bước nhánh nào thất bại, toàn bộ giao dịch sẽ được hoàn tác toàn cục mà không gây tổn hại.

Trong suốt sự kiện Devcon năm nay, EEZ chính thức ra mắt mạng thử nghiệm công khai đầu tiên của mình là Rollup X và đồng thời trình diễn các trường hợp ứng dụng thực tế ấn tượng. Trong một kịch bản, bộ tổng hợp CoW Swap đã thành công trong việc điều phối trực tiếp các lệnh hoán đổi do người dùng ký trên Rollup X xuống độ sâu giao dịch现货 trên mạng chính Ethereum L1 để khớp lệnh, đồng thời trả lại tài sản nhận được từ cuộc hoán đổi về Rollup X trong cùng một giao dịch nguyên tử; trong khi ở một kịch bản khác, Rollup X đã nhanh chóng xác minh thuật toán chữ ký hậu lượng tử ngoài chuỗi, cho phép hợp đồng trên mạng chính L1 thực hiện các thao tác an toàn dựa trên kết quả này.

Không thể phủ nhận rằng công nghệ này hiện vẫn đang trong quá trình hoàn thiện. Các bằng chứng zero-knowledge thời gian thực (Real-time ZK proofs) dự kiến sẽ hoàn thiện đầy đủ trong năm 2027, và Gnosis chính thức cảnh báo rằng mạng thử nghiệm hiện tại không phù hợp để lưu trữ khối lượng tài sản thực tế lớn. Tuy nhiên, Rollup X đã giúp cả ngành công nghiệp nhìn thấy trước kết thúc công nghệ tương lai.

Một lần nữa, Fast Confirmation Rule (FCR) có thể giảm độ trễ xử lý các kịch bản quan trọng như nạp tiền chéo chuỗi từ vài chục phút xuống còn vài giây.

Trong môi trường chuỗi công hiện tại, hầu hết các mạng mở rộng L2 và cầu liên chuỗi đều phải chờ xác nhận cuối cùng (Finality) trên mạng chính Ethereum trước khi xác nhận nạp tiền được khởi tạo từ Ethereum, thời gian chờ này thường kéo dài tới 13 phút. Tuy nhiên, theo tài liệu phổ cập chính thức từ Quỹ Ethereum, cơ chế FCR có thể đánh dấu khối đó là xác nhận nhanh trong một khoảng thời gian khối (Slot, khoảng 13 giây) bằng cách trực tiếp thống kê các bằng chứng xác thực (Attestation) được các nút xác minh gửi lên.

Mô hình lý thuyết của FCR không xuất hiện một cách ngẫu nhiên; cầu liên chuỗi Gnosis đã bắt đầu áp dụng nó vào các kênh chuyển tài sản khởi nguồn từ Ethereum kể từ ngày 8 tháng 10. Điều thực sự khuấy động ngành công nghiệp là sự sụt giảm đột ngột trong độ khó khi tích hợp của các nhà phát triển. Vào ngày 4 tháng 11, nhà cung cấp nút chính yếu QuickNode chính thức ra mắt phiên bản kiểm thử công khai của FCR và tích hợp liền mạch nó vào giao diện đánh dấu khối an toàn hiện có mà các ứng dụng lớn đều đã thường xuyên gọi đến. Như nhà nghiên cứu Ethereum Julian Ma đã nhận xét: “Rào cản kỹ thuật đối với việc áp dụng FCR trên quy mô toàn ngành đã bị xóa bỏ hoàn toàn.”

Cần lưu ý rằng nền tảng bảo mật của FCR dựa trên giả định rằng ít nhất 75% nút xác minh được staking trên toàn mạng đang hoạt động trung thực và chứng nhận được gửi đúng hạn. Trong trường hợp xảy ra biến động mạng cực đoan, hệ thống sẽ tự động chuyển về quy trình xác nhận cuối cùng truyền thống và bảo thủ để loại bỏ rủi ro cực kỳ hiếm gặp về việc tái tổ chức khối được xác nhận nhanh chóng (Reorg).

Cuối cùng, cuộc thi evm.fast đang tấn công các giới hạn xấu nhất của chứng minh không tiết lộ thông tin trên khối từ nền tảng toán học.

Khát vọng công nghệ “chứng minh thời gian thực ở cấp độ miligiây cho Ethereum” hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của trình tạo chứng minh (Prover) theo kịp nhịp tạo ra từng khối. Trong điều kiện bình thường, điều này đã cơ bản được thực hiện: theo Gnosis tiết lộ, ZisK hiện nay đã có thể giảm thời gian tạo chứng minh cho 99,9% các khối Ethereum xuống dưới 10 giây. Tuy nhiên, điểm yếu Achilles thực sự nằm trong các kịch bản cực đoan đuôi dài. Cho đến nay, chưa ai có thể xác định một cách chặt chẽ về mặt toán học tải tính toán tối đa của một khối được tạo ra cố ý, điều này có nghĩa là về lý thuyết, một khối cực kỳ phức tạp hoàn toàn có thể khiến trình chứng minh bị tê liệt.

Để vượt qua trần lý thuyết này, Quỹ Ethereum đã hợp tác cùng zkSecurity và Verity Labs chính thức ra mắt cuộc thi evm.fast trên nền tảng nghiên cứu Yukon vào ngày 2 tháng 11. Các đội thi cần sử dụng công cụ chứng minh định lý hình thức Lean để suy luận toán học và chứng minh chặt chẽ giới hạn tuyệt đối của số bước lệnh máy RISC-V cần thiết để xác minh bất kỳ khối Ethereum nào.

Ngay từ khi cuộc thi toán học bắt đầu, giới hạn lý thuyết được ghi nhận trên bảng xếp hạng là vô hạn, điều này có nghĩa là bất kỳ đội nào tìm ra hằng số tuyệt đối đầu tiên hữu hạn và có thể chịu được kiểm tra toán học sẽ lập tức lên vị trí số một.

Bốn trụ cột tiên tiến nêu trên, khi được xem xét riêng lẻ, mỗi cái đều mang tính cách mạng. Nhưng chỉ khi chúng được lắp ráp một cách hữu cơ với nhau, thì mới thực sự giải phóng được mô hình tài chính phi tập trung mới chưa từng có trên chuỗi. Hãy cùng quay lại mô hình thị trường cho vay thế hệ tiếp theo được đề cập ở đầu.

Hình: Kiến trúc mô hình vay mượn DeFi thế hệ tiếp theo bỏ qua hard fork

Trong kiến trúc hoàn toàn mới này, bốn khối xây dựng then chốt sẽ phối hợp nhịp nhàng với nhau:

Dựa vào Solar để nhanh chóng ra mắt thị trường: Hầu hết các giao thức cho vay đều cần triển khai các phiên bản hợp đồng độc lập mới khi mở cặp vay mới; việc giảm đáng kể chi phí biên dịch và triển khai sẽ tạo ra hiệu ứng nhân đôi rõ rệt khi quy mô hoạt động của giao thức mở rộng; quan trọng hơn, logic tính toán lãi suất và xác định thanh lý được gọi thường xuyên trong mỗi giao dịch vay, trả nợ và thanh lý, ngay cả khi mỗi tương tác tiết kiệm vài phần trăm Gas thời gian chạy, cũng sẽ tích lũy khối tài sản khổng lồ cho người dùng cuối theo thời gian.

Sử dụng EEZ để giải quyết vấn đề thanh toán chéo chuỗi: Trước đây, thị trường cho vay trên các chuỗi công cộng mới nổi luôn ở trạng thái dễ tổn thương và rủi ro cao, do khi thị trường sụp đổ, thường thiếu nguồn thanh toán现货 đủ lớn để hấp thụ kịp thời các tài sản thế chấp bị tịch thu. Tuy nhiên, với sự hỗ trợ của EEZ, các bên thanh lý có thể trực tiếp bán tháo tài sản thế chấp một cách liền mạch vào các hồ thanh toán现货 lớn và sâu trên mạng chính Ethereum L1, đồng thời thanh toán nợ lớp hai trong cùng một giao dịch nguyên tử; bất kỳ bước nào bị cản trở đều sẽ hoàn tác toàn bộ giao dịch. Điều này có nghĩa là Rollup có thể tự tin niêm yết các tài sản mà thanh khoản thực sự tập trung trên mạng chính, trong khi các nhà arbitrage có thể duy trì sự cân bằng giá mà không phải đối mặt với rủi ro tách biệt của cầu chéo chuỗi.

Sử dụng FCR để loại bỏ sự ma sát trong chờ đợi nạp tiền: Không phải tất cả tài sản thế chấp đều được nạp thông qua gọi đồng bộ, phần lớn thanh khoản vẫn đến từ các sàn giao dịch tập trung và các hệ sinh thái đa chuỗi khác. Bằng cách giới thiệu FCR, thị trường cho vay có thể nạp tài sản thế chấp cực nhanh trong khoảng 13 giây, giảm đáng kể chu kỳ vốn bị đình trệ và thúc đẩy thanh khoản ngoài sàn nhanh chóng vào tiếp nhận khi lãi suất vay tăng mạnh. Về mặt thiết kế kiểm soát rủi ro, giao thức có thể áp dụng chiết khấu rủi ro động đối với tài sản thế chấp được xác nhận nhanh trước khi đạt được tính xác thực cuối cùng, loại bỏ hoàn toàn khả năng phát sinh nợ xấu do tái cấu trúc chuỗi blockchain ngẫu nhiên.

Sử dụng evm.fast để thiết lập đường ranh giới an toàn tuyệt đối về quản lý rủi ro: Khi thị trường xảy ra tình trạng hoảng loạn bán tháo, các khối thường bị quá tải, lúc này dễ bị kẻ tấn công lợi dụng tạo ra các khối chứng minh độ trễ cao nhằm cắt đứt kết nối giữa Rollup và mainnet, gây ra rủi ro hệ thống. Khi đã chứng minh hình thức toán học về giới hạn tính toán tuyệt đối của chứng minh khối, nhà vận hành mạng có thể cấu hình chính xác đủ lượng dư thừa tính toán để đảm bảo rằng, ngay cả trong điều kiện thị trường cực đoan nhất, chứng minh tính hợp lệ vẫn được gửi đúng thời gian trong từng khoảng thời gian. Hệ thống do đó thực sự chuyển từ “thường đủ nhanh” thành “luôn đủ nhanh một cách tuyệt đối về mặt toán học”.

Đối với người dùng cuối, sự tiến hóa này mang lại trải nghiệm cực kỳ trực quan: có thể sử dụng thanh khoản sâu cấp mạng chính làm nền tảng cho vay và thế chấp, nạp tài sản thế chấp trong vài giây, tận hưởng mức chênh lệch giá và trượt giá cực kỳ hẹp, đồng thời chi phí Gas thấp hơn. Và tất cả những điều này đều hoàn toàn không cần chờ đợi hard fork kéo dài của Ethereum.

Các ví dụ về thị trường vay mượn chỉ là một phần nhỏ trong các ứng dụng của bộ chiến lược này. Khi thay thế mô hình vay mượn bằng các hướng khác, kiến trúc logic tương tự vẫn có thể hỗ trợ toàn diện.

Ví dụ về kiến trúc kho hậu lượng tử của tổ chức tự trị phi tập trung (DAO):

Các chữ ký đa ký của kho chứa có thể sử dụng thuật toán mật mã Falcon chống lại các cuộc tấn công lượng tử để ký xác nhận yêu cầu chi tiền; lớp hai Rollup chịu trách nhiệm tập trung xử lý và thực hiện các phép tính xác thực chữ ký phức tạp tốn kém; sau đó, kho chứa trên mạng chính Ethereum sẽ thực hiện trực tiếp việc chuyển tiền trong cùng một giao dịch nguyên tử dựa trên điều này, tái tạo đầy đủ quy trình thanh lý đã được trình diễn bởi Rollup X.

Trong kiến trúc này, mạng chính Ethereum chỉ cần gánh chịu một phần rất nhỏ trong tổng 5,5 triệu Gas tiêu tốn để xác minh toàn bộ chữ ký Falcon (trong buổi trình diễn thực tế của Gnosis, chỉ khoảng 495.000 Gas). Solar có thể tiếp tục giảm chi phí vận hành hợp đồng xác minh, FCR giúp tăng tốc việc nạp quỹ quyên góp và vốn bên ngoài, trong khi giới hạn năng lực tính toán được chứng minh hình thức chặt chẽ đảm bảo hệ thống không bao giờ bị tắc nghẽn.

Từ các sàn giao dịch phi tập trung, mạng lưới thanh toán xuyên biên giới đến các trò chơi hoàn toàn trên chuỗi, những cơ sở hạ tầng thế hệ mới này có thể tái định hình toàn bộ bức tranh ứng dụng phi tập trung. Thực đơn đổi mới trong hệ sinh thái Ethereum đã được mở rộng đáng kể, và toàn bộ quá trình phát triển này thậm chí chưa từng chạm vào một quy tắc nền tảng nào hiện có.

Việc tiến hành quy trình quản trị toàn bộ nhà phát triển Ethereum và tốc độ triển khai hard fork chậm rãi đã là sự thật công khai trong ngành. Tuy nhiên, sự thận trọng và chậm rãi này vốn không sai, bởi bất kỳ thay đổi nào đối với các quy tắc đồng thuận nền tảng chịu trách nhiệm cho một nền kinh tế trị giá hàng trăm tỷ USD đều nên được thực hiện một cách cực kỳ nghiêm ngặt và ổn định.

Hình: So sánh cơ chế nâng cấp trong phân nhánh và phát triển ngoài phân nhánh

Tuy nhiên, không thể phủ nhận rằng hệ sinh thái Ethereum hoàn toàn có khả năng vượt qua các điểm nghẽn quản trị ở tầng giao thức để mở rộng ranh giới công nghệ thông qua sự hợp tác tự tổ chức. Chuỗi những bước đột phá mà chúng ta đã chứng kiến trong tuần qua chính là minh chứng sinh động cho sự đổi mới kỹ thuật theo hướng từ dưới lên.

Xu hướng này sẽ có tác động đặc biệt sâu rộng trong lĩnh vực chống máy tính lượng tử. Nhà nghiên cứu cốt lõi của Ethereum, Justin Drake, từng chỉ ra rằng trở ngại cốt lõi trong việc cải tạo Ethereum chống lượng tử đã không còn là công nghệ mật mã học, mà là thứ tự ưu tiên trong quy trình quản trị của toàn bộ nhà phát triển cốt lõi.

Drake thừa nhận rằng nếu tất cả các nhóm phát triển client đều xếp bảo mật lượng tử làm ưu tiên hàng đầu, các tính năng liên quan có thể được triển khai trên mainnet trong vài tháng; nhưng với nhịp độ họp hành thông thường hiện tại, tiến trình này ít nhất sẽ bị trì hoãn đến cuối năm 2028. Tuy nhiên, thực hành ký Falcon của Rollup X đã chứng minh cho tất cả thấy rằng các nhà phát triển hoàn toàn không cần phải ngồi chờ mainnet, mà có thể ngay lập tức áp dụng những thành tựu tiên tiến ngay bây giờ.

Tốc độ hard fork nền tảng Ethereum trong tương lai rất có thể sẽ không tăng đáng kể. Tuy nhiên, chủ đề hấp dẫn hơn là: trong khoảng thời gian giữa các lần nâng cấp giao thức chính, hệ sinh thái bên ngoài có thể phát triển được bao nhiêu giải pháp thay thế tinh vi, và hệ thống giám sát và đánh giá phi tập trung toàn bộ hệ sinh thái có thể theo kịp nhịp độ tiến hóa của thời đại hay không.