Ethereum 3.0: Đề xuất Beam Chain dẫn đầu đột phá hiệu suất

Hội nghị Devcon năm 2024 đã kết thúc thành công tại Bangkok, nhiều dự án trong hệ sinh thái Ethereum đã công bố những tiến triển và kế hoạch mới trong thời gian này, mang đến một loạt quan điểm và xu hướng mới cho ngành Web3 toàn cầu. Trong đó, một đề xuất mang tên "Ethereum 3.0" đặc biệt thu hút sự chú ý.

Cán bộ nghiên cứu của Quỹ Ethereum, Justin Drake, đã đề xuất một kế hoạch nâng cấp lớp đồng thuận được gọi là Beam Chain. Ý tưởng cốt lõi của kế hoạch này là sử dụng công nghệ chứng minh không kiến thức để giảm bớt gánh nặng tính toán và truyền thông của các xác thực viên, từ đó giảm ngưỡng trở thành xác thực viên. Điều này sẽ cho phép nhiều xác thực viên gia nhập mạng, nâng cao tính an toàn, giảm thiểu tính toán dư thừa và cải thiện hiệu suất tổng thể của mạng. Drake cũng hy vọng sẽ nhân cơ hội này để giải quyết các khoản nợ công nghệ lịch sử trong chuỗi Beacon và chuẩn bị cho các mối đe dọa tính toán lượng tử có thể xuất hiện trong tương lai.

Đề xuất này phù hợp với lộ trình The Verge được Vitalik Buterin đưa ra trước đó. Lộ trình The Verge bao gồm kế hoạch chuyển đổi Ethereum thành Snark, bao gồm cả lớp đồng thuận và lớp thực thi. Vitalik thừa nhận rằng việc cải cách lớp đồng thuận là một thách thức lớn và cần được tối ưu hóa liên tục trong tương lai. Từ góc độ này, Beam Chain có thể được xem như một phản hồi cụ thể về cách thực hiện Snark hóa lớp đồng thuận.

Beam Chain chủ yếu tập trung vào việc cải tiến lớp đồng thuận. Việc hiện thực hóa Snark hóa cho lớp đồng thuận không có nghĩa là phải cải tạo tất cả các phần, mà chủ yếu nhắm đến lõi của blockchain - hàm chuyển trạng thái. Đối với lớp đồng thuận, hàm chuyển trạng thái bao gồm hàm chuyển đổi cho từng khoảng thời gian, từng khối và từng epoch. Những hàm này liên quan đến việc thực hiện thuật toán đồng thuận và logic Staking, đề xuất khối, xác thực kết quả của lớp thực thi, xác minh gốc của cây Merkle, xác thực và tổng hợp chữ ký đồng thuận, tính toán băm cũng như các thao tác staking và rút tiền.

Điều đáng chú ý là Ethereum trong quá trình thúc đẩy việc Snark hóa lớp đồng thuận, vẫn coi phi tập trung và đa dạng là mục tiêu hàng đầu. Do đó, sẽ không yêu cầu bắt buộc sử dụng các thuật toán và giao thức ZK cụ thể, mà cho phép các đề xuất tự do lựa chọn.

Điểm khó khăn cốt lõi trong việc hiện thực hóa ý tưởng Beam Chain là làm thế nào để nâng cao đáng kể hiệu suất chứng minh, giảm thời gian chứng minh hiện tại từ hàng chục thậm chí hàng trăm giây xuống còn cấp giây. Justin đã đưa ra giải pháp sử dụng phương pháp tăng tốc ASIC trong một hội thảo, hy vọng hoàn thành toàn bộ quy trình máy ảo chứng minh không biết trong chip, từ đó nâng cao thời gian tạo chứng minh gấp hơn mười lần trong vài năm tới, đạt được chứng minh theo thời gian thực.

Một số tổ chức đã đạt được những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực này. Ví dụ, có tổ chức đã sử dụng các nền tảng phần cứng như GPU, FPGA, ASIC để tăng tốc nhiều hệ thống ZK, một số toán tử cốt lõi đã đạt được tỷ lệ tăng tốc hơn trăm lần. Trong hướng AI+ZK, cũng có tổ chức đã đạt được những đột phá trong việc tính toán có thể xác minh cho mô hình lớn, rút ngắn đáng kể thời gian tạo ra token đầu tiên.

Ngoài ra, để đối phó với mối đe dọa tiềm tàng từ máy tính lượng tử, một số tổ chức cũng đã phát triển các thư viện mật mã hỗ trợ nhiều thuật toán hậu lượng tử theo tiêu chuẩn NIST, và thông qua việc tối ưu hóa quy trình đồng thuận và đọc bộ nhớ, giúp TPS của blockchain chống lượng tử có thể đạt khoảng 50% so với chuỗi gốc.

Việc đề xuất Beam Chain chắc chắn sẽ dẫn dắt cộng đồng quan tâm nhiều hơn đến việc cải tạo lớp đồng thuận, hứa hẹn sẽ kích thích nhiều ý tưởng đổi mới hơn. Khi việc Snark hóa lớp đồng thuận và lớp thực thi tiếp tục tiến triển, bản đồ Snark hóa của Ethereum sẽ dần hoàn thành, điều này sẽ nâng cao đáng kể khả năng mở rộng và mức độ phi tập trung của Ethereum.

Có thể thấy, với sự thúc đẩy của đề xuất Beam Chain, máy ảo dựa trên công nghệ chứng minh không kiến thức sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong hệ sinh thái Ethereum. Bằng cách giới thiệu chứng minh SNARK và mật mã hậu lượng tử, kết hợp với ngưỡng staking thấp hơn và thời gian xác nhận khối nhanh hơn, Beam Chain dự kiến sẽ mang lại sự phi tập trung mạnh mẽ hơn và hiệu suất cao hơn cho Ethereum, thúc đẩy hệ sinh thái Ethereum tiến đến giai đoạn phát triển mới.