Người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã vạch ra một kế hoạch đầy tham vọng kéo dài nhiều năm nhằm làm cho lớp cơ sở của Ethereum nhanh hơn, nhẹ hơn và cuối cùng là chống lại máy tính lượng tử, bắt đầu bằng việc rút ngắn thời gian slot và đạt được tính kết thúc gần như tức thì.
Tầm nhìn năm 2029 của ethereum: Các khe nhanh, tính kết thúc nhanh và các hàm băm thân thiện với STARK
Trong một bài viết chi tiết trên X, Vitalik Buterin đã trình bày về những gì ông gọi là “một tài liệu rất quan trọng,” đề cập đến “strawmap” vừa được công bố, một lộ trình mẫu được giới thiệu bởi nhà nghiên cứu của Ethereum Foundation Justin Drake. Tài liệu này phác họa tầm nhìn dài hạn cho các bản nâng cấp Ethereum layer một (L1) đến cuối thập kỷ.
“Chúng ta sẽ bắt đầu với các khe thời gian nhanh và tính kết thúc nhanh,” Buterin viết. “Tôi kỳ vọng chúng ta sẽ giảm thời gian khe theo từng bước nhỏ,” chỉ ra công thức “sqrt(2) mỗi lần” sẽ giúp ethereum chuyển từ các khe 12 giây xuống 8, 6, 4, 3 và có thể là 2 giây. Những bước cuối cùng, ông cảnh báo, phụ thuộc vào “nghiên cứu sâu rộng.”
Strawmap là gì?
Strawmap — một từ ghép của “strawman” và “roadmap” — không phải là một sắc lệnh chính thức mà là một công cụ phối hợp. Theo Drake, nó nhắm đến những người đọc nâng cao, bao gồm các nhà nghiên cứu, nhà phát triển và người tham gia quản trị, và trình bày các tham vọng L1 của Ethereum trên một dòng thời gian trực quan duy nhất.
Năm “ngôi sao phương Bắc” của nó bao gồm một L1 nhanh với các khe thời gian và độ kết thúc được đo bằng giây; một L1 “gigagas” nhắm đến 1 gigagas mỗi giây thông qua zkEVM và chứng minh thời gian thực; một L2 “teragas” L2 đẩy khả năng sẵn có dữ liệu lên 1 gigabyte mỗi giây; mật mã sau lượng tử; và quyền riêng tư hàng đầu cho các khoản chuyển ETH.
Thời gian kéo dài đến năm 2029, với giả định khoảng một phân nhánh mỗi sáu tháng. Các phân nhánh sắp tới và phân nhánh tạm thời xuất hiện theo chuỗi đặt tên dựa trên sao, tiếp nối truyền thống định danh vũ trụ của ethereum.
Khe nhanh hơn, bảo mật như cũ?
Hôm nay, ethereum chạy trên các khoảng thời gian 12 giây. Buterin giải thích rằng thời gian slot sẽ được coi là một tham số có thể điều chỉnh, được giảm xuống khi mức độ tin tưởng đủ cao để đảm bảo an toàn.
“Mức độ cao là chúng tôi sẽ xem thời gian khe là một tham số mà chúng tôi điều chỉnh giảm khi chúng tôi tự tin rằng đã an toàn để làm như vậy,” anh viết, so sánh với cách hiệu chuẩn các mục tiêu blob.
Quan trọng hơn, ông lập luận rằng phần lớn lộ trình tổng thể là độc lập với thời lượng khe. “Chúng tôi sẽ cần thực hiện khoảng những việc tương tự, bất kể thời gian khe là 2 giây hay 32 giây,” ông nói.
Một yếu tố then chốt là những cải tiến trong mạng ngang hàng (p2p), bao gồm các công việc sử dụng mã xóa. Thay vì mỗi nút mạng nhận toàn bộ nội dung khối từ nhiều nút ngang hàng, các khối có thể được chia thành các phần nhỏ — ví dụ: tám mảnh, trong đó bất kỳ bốn mảnh nào cũng có thể tái tạo lại khối đầy đủ. Cách tiếp cận này duy trì tính dư thừa đồng thời giảm tải băng thông và các đỉnh độ trễ do các nút ngang hàng chậm gây ra.
Buterin cho biết các thống kê nội bộ cho thấy kiến trúc này có thể giảm đáng kể thời gian truyền tải khối ở phần trăm 95, giúp các khoảng thời gian ngắn hơn trở nên khả thi mà không làm giảm tính bảo mật, ngoài việc tăng độ phức tạp của giao thức.
Xem lại các Attesters và cấu trúc Slot
Các thay đổi khác giao thoa với các đề xuất như ePBS, FOCIL và quy tắc xác nhận nhanh, vốn giới thiệu các cấu trúc khe phức tạp hơn. Các tính năng này làm thu hẹp biên độ độ trễ, giảm tối đa an toàn từ khoảng một phần ba khe xuống một phần năm.
Để bù đắp cho sự nén đó, các nhà nghiên cứu đang khám phá một thiết kế trong đó chỉ có 256 đến 1.024 người xác thực được chọn ngẫu nhiên ký vào mỗi slot. Đối với lựa chọn phân nhánh không kết thúc, Buterin nhận xét rằng một tập hợp nhỏ hơn là đủ. Ít chữ ký hơn sẽ cho phép loại bỏ giai đoạn tổng hợp, cắt giảm vài miligiây quý giá từ mỗi slot.
Tính kết thúc trong vài giây, không phải vài phút
Nếu thời gian khe là nhịp trống, thì tính kết thúc là dấu xác nhận thanh toán. Hôm nay, tính kết thúc của Ethereum trung bình khoảng 16 phút, dựa trên các khe 12 giây và xác nhận đa giai đoạn theo thiết kế Gasper.
Strawmap đề xuất tách rời các khe thời gian khỏi tính kết thúc và áp dụng một thuật toán chịu lỗi Byzantine một vòng, được gọi là Minimmit variant. Trong trạng thái cuối cùng, tính kết thúc có thể nằm trong khoảng 6 đến 16 giây.
“Tính kết thúc nhanh phức tạp hơn,” Buterin thừa nhận, đồng thời bổ sung rằng giao thức cuối cùng có thể đơn giản hơn hệ thống Gasper hiện tại, ngay cả khi con đường chuyển đổi mang tính xâm lấn.
Một quỹ đạo có thể có được nêu ra trong bài đăng của anh ấy di chuyển từ 16 phút hôm nay đến các khoảng thời gian ngày càng ngắn hơn — bao gồm tính kết thúc dưới một phút — trước khi đạt đến vài giây đơn vị dưới Minimmit với các tham số tích cực hơn.
Thiết kế thân thiện với hậu lượng tử và STARK
Vì sự thay đổi này mang tính toàn diện, Buterin cho biết bước lớn nhất có thể được kết hợp với một cải tiến mật mã, bao gồm sau-quantum, chữ ký dựa trên hàm băm và một hàm băm thân thiện với STARK.
Các nhà phát triển đang đánh giá các phản ứng đối với những lo ngại gần đây về Poseidon2, bao gồm tăng số vòng, quay lại Poseidon1 hoặc áp dụng các hàm băm truyền thống như BLAKE3. Nghiên cứu đang được tiến hành.
Một hệ quả đáng chú ý của cách tiếp cận từng bước là khả năng chống lại máy tính lượng tử ở cấp độ slot có thể xuất hiện trước khi có bảo vệ ở cấp độ tính bất biến. Trong kịch bản đó, nếu các máy tính lượng tử mạnh mẽ xuất hiện đột ngột, các đảm bảo về tính bất biến có thể bị suy yếu trong khi chuỗi vẫn tiếp tục hoạt động.
Một bản nâng cấp ‘Con tàu của Theseus’
Trong bản tóm tắt của mình, Buterin mô tả quá trình này như một sự thay thế từng phần dần dần. “Hãy kỳ vọng thấy sự giảm dần cả thời gian khe và thời gian xác nhận,” ông viết, xen kẽ với những gì ông mô tả là sự biến đổi “con tàu của Theseus” đối với cấu trúc khe và sự đồng thuận của ethereum.
Strawmap, nói ngắn gọn, không phải là một lời hứa mà là một đề xuất — một bản thiết kế chi tiết mời gọi tranh luận về cách thức tầng cơ sở của ethereum nên phát triển. Việc mạng lưới đạt được các khe thời gian 2 giây và độ xác nhận ở mức số có một chữ số vào cuối thập kỷ sẽ phụ thuộc vào nghiên cứu, quản trị và nghệ thuật hỗn loạn của sự đồng thuận phi tập trung.
Nhưng hướng đi đã rõ ràng: các khối nhanh hơn, thanh toán nhanh hơn và một giao thức được thiết kế để tồn tại vượt qua cả chu kỳ phần cứng và các thời đại mật mã.
Câu hỏi thường gặp 🔎
- Ethereum strawmap là gì?
Strawmap là một lộ trình dài hạn, mang tính chất đề xuất, nêu rõ các nâng cấp Layer 1 dự kiến đến năm 2029. - Ethereum có thể đạt được tính kết thúc nhanh đến mức nào?
Trong các thay đổi được đề xuất, tính kết thúc có thể giảm từ khoảng 16 phút hiện tại xuống còn khoảng 6–16 giây. - Ethereum có các khe nhanh là gì?
Các khe nhanh đề cập đến việc giảm thời gian khối từ 12 giây xuống còn 2 giây, đang chờ nghiên cứu và xác minh tính an toàn. - Strawmap có làm Ethereum chống lại máy tính lượng tử không?
Kế hoạch bao gồm chuyển sang các chữ ký dựa trên hàm băm sau lượng tử, có thể giúp một phần của Ethereum trở nên chống lại máy tính lượng tử trước khi được nâng cấp đầy đủ để bảo vệ tính cuối cùng.