Tính chất cuối cùng của một khe (single-slot finality) và dân chủ hóa cổ phần
Vấn đề về tính chất cuối cùng là gì?
Một trong những lĩnh vực chính mà các nhà phát triển Ethereum đang khám phá là làm giảm thời gian cần thiết để đạt được tính chất cuối cùng của khối. Hiện tại, việc đạt được tính chất cuối cùng qua nhiều epoch mất khoảng 15 phút. Yêu cầu 32 ETH đối với các nhà xác minh cũng là một rào cản lớn, cản trở nhiều người tham gia. Mục tiêu là rút ngắn thời gian đạt tính chất cuối cùng xuống còn một khe (slot) đơn lẻ và giảm ngưỡng cổ phần xuống còn 1 ETH.
(Lưu ý: Trong khối Ethereum, epoch đại diện cho khoảng thời gian hoạt động của một nhóm nhà xác minh, một epoch có 32 khe. Mỗi khe kéo dài 12 giây. Điều này có nghĩa là mỗi epoch kéo dài khoảng 6,4 phút.)
Bài toán hai mâu thuẫn
Vitalik giải thích rằng những mục tiêu này: rút ngắn thời gian đạt tính chất cuối cùng và giảm yêu cầu cổ phần, khó có thể đạt được cùng một lúc. Để đảm bảo tính chất cuối cùng về mặt kinh tế (tức là làm cho chi phí quay lại khối trở nên không thể chịu đựng được), mỗi nhà xác minh phải ký vào khối, điều này sẽ làm cho quá trình này mất nhiều thời gian hơn. Mặc dù các mạng như Algorand sử dụng tính chất cuối cùng dựa trên ủy ban, nhưng nếu áp dụng phương pháp này một cách vội vàng trên Ethereum, nó có thể khiến mạng dễ bị tấn công 51% hơn.
Khám phá các giải pháp tiềm năng
Giải pháp 1: Cứng rắn
Một giải pháp là giải quyết thách thức này bằng cách cải thiện giao thức tổng hợp chữ ký. Các công nghệ như bằng chứng không tri thức (ZK-SNARKs) có thể giúp xử lý hiệu quả hơn các chữ ký từ hàng triệu nhà xác minh, cho phép Ethereum tăng tốc độ trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung.
Giải pháp 2: Ủy ban Orbit
Ủy ban Orbit cung cấp một giải pháp khác, bằng cách phân bổ trách nhiệm đạt tính chất cuối cùng cho một nhóm nhỏ các nhà xác minh được chọn ngẫu nhiên. Điều này có thể giảm gánh nặng cho các nhà vận hành nút, đồng thời vẫn duy trì mức độ cao về tính chất cuối cùng về mặt kinh tế, điều này rất quan trọng đối với an ninh của Ethereum. Cơ chế hoạt động của ủy ban Orbit là chọn một ủy ban cỡ vừa từ một nhóm nhà xác minh lớn hơn, từ đó giảm rủi ro tấn công đồng thời vẫn duy trì hiệu quả.
Giải pháp 3: Hệ thống cổ phần hai lớp
Hệ thống cổ phần hai lớp sẽ giới thiệu các cấp độ xác minh khác nhau, trong đó những người cổ phần ở cấp độ cao hơn sẽ đóng vai trò quan trọng hơn trong việc đạt tính chất cuối cùng. Phương pháp này có thể giảm gánh nặng tổng thể cho các nhà xác minh, đồng thời vẫn cho phép những người cổ phần nhỏ hơn tham gia, nhưng nó cũng mang lại rủi ro tập trung tiềm ẩn.
Tính chất cuối cùng của một khe: Đề xuất triển vọng nhất?
Cách thức hoạt động của tính chất cuối cùng của một khe
Tính chất cuối cùng của một khe sẽ cho phép các khối hoàn thành tính chất cuối cùng trong một khe duy nhất (12 giây hoặc ngắn hơn), cải thiện đáng kể trải nghiệm của người dùng. Nó sẽ đơn giản hóa giao thức Ethereum bằng cách giảm khả năng quay lại của chuỗi khối và tăng tốc độ xác nhận giao dịch, mang lại lợi ích cho cả mạng và người dùng. Để đạt được điều này, cần phải sửa đổi cơ chế đồng thuận, nhưng điều này có thể giúp Ethereum có lợi thế hơn so với các blockchain khác chú trọng vào hiệu suất.
Các đề xuất được ủng hộ nhiều nhất
Hiện đã có nhiều đề xuất để thực hiện tính chất cuối cùng của một khe, chẳng hạn như giao thức "Horn" tập trung vào cải thiện tổng hợp chữ ký, và "Orbit SSF" tìm cách cân bằng giữa hiệu quả của nhà xác minh và tính chất cuối cùng về mặt kinh tế. Mục tiêu của các đề xuất này là duy trì tính phi tập trung của Ethereum, đồng thời làm cho hệ thống nhanh hơn và bao gồm nhiều người hơn.
Làm thế nào để giải quyết lo ngại về tính phi tập trung
Giảm ngưỡng gia nhập của nhà xác minh
Một trong những mục tiêu quan trọng nhất là giảm yêu cầu cổ phần tối thiểu 32 ETH. Bằng cách chỉ cho phép người dùng cổ phần 1 ETH, Ethereum có thể dân chủ hóa việc tham gia và tăng số lượng những người cổ phần độc lập. Sáng kiến này cũng có thể phi tập trung hóa mạng thêm, vì nó sẽ cho phép nhiều cá nhân chạy nhà xác minh của riêng họ thay vì phụ thuộc vào các nhóm cổ phần lớn.
Tuy nhiên, việc giảm ngưỡng gia nhập và tăng tốc độ đạt tính chất cuối cùng có thể làm tăng gánh nặng cho các nút, điều này có thể loại trừ các nhà xác minh nhỏ khỏi mạng. Do đó, tìm ra sự cân bằng giữa tính bao gồm và hiệu quả là rất quan trọng đối với sự thành công của PoS của Ethereum trong tương lai.
Tương lai của Ethereum: Vượt qua sự hợp nhất
Bầu chọn lãnh đạo bí mật duy nhất (SSLE)
Một lĩnh vực nghiên cứu khác là Bầu chọn lãnh đạo bí mật duy nhất (SSLE), phương pháp này nhằm giải quyết lỗ hổng trong việc tiết lộ sớm danh tính của người đề xuất khối tiếp theo. Thông tin này có thể bị kẻ tấn công lợi dụng để phát động các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS) nhắm vào các nhà xác minh. SSLE tăng thêm một lớp bảo mật bằng cách che giấu danh tính của người đề xuất trước khi khối được tạo ra.
Xác nhận giao dịch nhanh hơn
Cũng có nghiên cứu về việc rút ngắn thời gian khe của Ethereum, điều này có thể giảm thời gian xác nhận giao dịch từ 12 giây xuống còn 4 giây. Thời gian xác nhận ngắn hơn sẽ cải thiện trải nghiệm người dùng, đặc biệt là đối với các ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi) và Rollup, điều này sẽ làm cho Ethereum trở nên hiệu quả hơn và phi tập trung hơn.
Vitlaik cho rằng, việc chuyển sang PoS là một thành tựu then chốt đối với Ethereum, nhưng hành trình này vẫn còn xa. Khi các nhà phát triển tiếp tục hoàn thiện giao thức, trọng tâm sẽ tiếp tục tập trung vào việc làm cho hệ thống an toàn, hiệu quả hơn và thân thiện hơn với một phạm vi người dùng rộng hơn. Thông qua các đổi mới như tính chất cuối cùng của một khe, ủy ban Orbit và SSLE, Ethereum đang tiến về phía trước để duy trì vị thế là mạng blockchain hàng đầu, đồng thời giải quyết các thách thức về tính phi tập trung, hiệu suất và an ninh.
