Tác giả: Giulio Rebuffo Nguồn: Erigon Dịch:善Ô Ba, Jinse Finance
Các cuộc thảo luận về việc tăng thông lượng Gas của Ethereum ngày càng nhiều, chủ yếu thông qua việc tăng giới hạn Gas hoặc rút ngắn thời gian tạo khối. Lập luận chính ủng hộ đề xuất này là nhu cầu phần cứng để chạy các nút xác thực đã giảm dần trong bốn năm qua.
Ngoài ra, có hai phương án tăng giới hạn Gas:
EIP-7782: Giảm thời gian khối của giao thức Ethereum
EIP-7783: Tăng dần giới hạn Gas theo cơ chế "tăng dần"
Bài viết này sẽ phân tích hiệu suất trong trường hợp xấu nhất và trung bình khi giới hạn Gas tăng gấp đôi về băng thông, tính toán và nhu cầu lưu trữ.
Lược sử giới hạn Gas của Ethereum
Khi ra mắt vào năm 2015, giới hạn Gas ban đầu của Ethereum là 5.000 Gas mỗi khối. Sau đó, giới hạn này đã trải qua những thay đổi lớn:
Năm 2016: Giới hạn Gas lần đầu tiên tăng lên khoảng 3 triệu, sau đó tăng lên khoảng 4,7 triệu.
Sau hard fork Tangerine Whistle, đặc biệt là việc triển khai EIP-150, giới hạn Gas tăng lên 5,5 triệu. Điều chỉnh này nhằm ứng phó với các cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS), bao gồm việc định giá lại một số mã lệnh I/O-intensive.
Tháng 7/2017: Giới hạn Gas tăng lên 6,7 triệu và tiếp tục tăng:
Tháng 12/2017: ~8 triệu
Tháng 9/2019: ~10 triệu
Tháng 8/2020: 12,5 triệu
Tháng 4/2021: 15 triệu
Theo EIP-1559, còn có một giới hạn Gas tối đa (hoặc "giới hạn cứng") bằng gấp đôi mức mục tiêu. Điều này có nghĩa là một khối có thể chứa tối đa 30 triệu Gas giao dịch.
Trong gần bốn năm qua, giới hạn Gas không được tăng thêm.
Đã đến lúc xem xét lại giới hạn Gas chưa?
Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần phân tích hiệu suất phần cứng về băng thông, tính toán và lưu trữ nếu tăng giới hạn Gas lên 60 triệu.
Lưu trữ
Khi xem xét tăng giới hạn Gas, lưu trữ là rào cản lớn nhất và mối quan ngại chính của mạng lưới Ethereum. Lý do là do sự gia tăng lịch sử của kích thước trạng thái và áp lực liên tục đối với các bên xác thực.
Ethereum có hai loại tăng trưởng:
Tăng trưởng trạng thái
Tăng trưởng lịch sử
Tăng trưởng trạng thái
Trạng thái Ethereum, tức là tập hợp tất cả số dư tài khoản, mã nguồn hợp đồng thông minh và dữ liệu lưu trữ, không ngừng mở rộng theo sự gia tăng giao dịch và triển khai hợp đồng thông minh. Kể từ khi Ethereum ra đời, kích thước trạng thái đã tăng đáng kể, đặc biệt là do sự gia tăng lưu lượng mạng, hoạt động giao dịch và sự bùng nổ của DeFi và NFT. Hiện tại, tăng trưởng trạng thái khoảng 2,5 GB mỗi tháng, tương đương 30 GB mỗi năm.
Sự tăng trưởng trạng thái này có thể dẫn đến các vấn đề sau:
Thời gian truy cập ổ đĩa chậm hơn
Yêu cầu phần cứng tăng lên
Tuy nhiên, tính đến thời điểm viết bài, những vấn đề này không quá đáng kể. Sự khác biệt về thời gian truy cập giữa các hệ thống lưu trữ chỉ vài chục GB rất nhỏ, vì độ phức tạp thuật toán truy vấn thường ở mức logarit. Hơn nữa, nhu cầu lưu trữ cũng không lớn, vì chi phí phần cứng mới giảm nhanh hơn nhiều so với mức tăng 30 GB mỗi năm. Thậm chí nếu tăng lên 60 GB mỗi năm, sự khác biệt vẫn không đáng kể khi tiến bộ công nghệ vẫn vượt trước.
Tăng trưởng lịch sử
Mặc dù kích thước trạng thái là một vấn đề, nhưng tiến bộ công nghệ đã làm giảm đáng kể chi phí phần cứng, giảm bớt áp lực. Thậm chí nếu giới hạn Gas tăng gấp đôi, chi phí phần cứng vẫn tiếp tục giảm nhanh, khiến phần cứng cần thiết trở nên ngày càng rẻ hơn.
Đáng chú ý là các nhà đặt cược riêng lẻ sẽ sớm cần hơn 2 TB dung lượng lưu trữ để chạy nút xác thực Ethereum. Điều này có nghĩa là họ thực sự cần 4 TB dung lượng lưu trữ, vì hầu hết phần cứng đều được bán theo lũy thừa của 2. Do đó, Ethereum hoàn toàn có thể tận dụng thêm dung lượng lưu trữ này, vì các bên xác thực cần phải mua phần cứng dung lượng lớn hơn, bất kể giới hạn Gas có tăng hay không.
Thay đổi chi phí lưu trữ
Để chứng minh chi phí lưu trữ giảm theo tỷ lệ số mũ, chúng ta có thể xem xét biến động giá 1 GB SSD trong bốn năm qua. Dữ liệu cho thấy, chi phí 1 GB SSD giảm khoảng một nửa mỗi hai năm.
So sánh xu hướng này với tăng trưởng lưu trữ và trạng thái, sự khác biệt là rất nhỏ. Hiện tại, tăng trưởng của Ethereum là tuyến tính, trong khi giảm chi phí phần cứng lại theo cấp số nhân. Xu hướng này càng chứng minh rằng tăng giới hạn Gas có ảnh hưởng tương đối nhỏ đến nhu cầu phần cứng.
Băng thông
Nhu cầu băng thông trung bình của Ethereum khoảng 2MB/s; tuy nhiên, con số này chủ yếu đến từ truyền bá và tổng hợp dữ liệu của Beacon Chain (CL). Khi thảo luận về việc tăng giới hạn Gas, điều duy nhất cần quan tâm là kích thước khối.
Hiện tại, kích thước khối lớn nhất ghi nhận là 270 KB, và kích thước khối hiện tại sau nâng cấp Deneb là 75 KB. Nếu tăng gấp đôi, thay đổi này tương đương với việc thêm 0,5-2 khối dữ liệu (blob), tương đương với tăng khoảng 2-5% băng thông nút (đầu vào và đầu ra) so với giá trị lịch sử lớn nhất và giá trị trung bình hiện tại. Do đó, về trung bình, đây không phải là thay đổi đáng kể. Thực tế, tăng 3 blob sẽ có tác động lớn hơn.
Trường hợp xấu nhất: Tăng gấp đôi giới hạn Gas
Trong trường hợp xấu nhất, kích thước khối được tính toán là 1,7MB, tăng gấp đôi lên 3,4MB (tăng 50% nhu cầu băng thông). Mặc dù không phải là nhiều, nhưng vẫn là một mức tăng đáng chú ý. Lý do tôi cho rằng mức tăng này không quá nhiều là do chi phí của cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS) rất cao, trong khi tăng băng thông tương đương khoảng 50% nhu cầu trung bình hiện tại, điều này đã được tính đến. Hơn nữa, việc liên tục lấp đầy 15 triệu Gas trong nhiều khối là rất tốn kém. Do đó, ngay cả khi kẻ tấn công có thể phát động cuộc tấn công DoS trong vài khối, họ vẫn phải tốn rất nhiều tiền. Ngoài ra, họ còn phải cạnh tranh với các giao dịch khác để giành không gian khối, điều này càng làm tăng chi phí tấn công.
Tuy nhiên, bất kể quan điểm về những con số này như thế nào, việc tăng chi phí calldata có thể hoàn toàn giải quyết vấn đề này, vì vậy tôi không lo lắng về điều này. Hơn nữa, nếu tăng giới hạn Gas thông qua EIP-7783, những rủi ro này là có thể bỏ qua và kiểm soát được.
Tính toán
Tính toán và thời gian khối không bao giờ là vấn đề, nhưng hãy cùng xem xét.
Trường hợp trung bình
Thời gian tính toán khối trung bình thường dưới 1 giây, thậm chí với các máy cấu hình kém. Tóm lại, đây không bao giờ là điểm nghẽn.
Trường hợp xấu nhất
Trường hợp xấu nhất hiện chưa rõ ràng và phụ thuộc vào máy trạm. Sau khi trao đổi với một số đội ngũ máy trạm, đồng thuận là vấn đề duy nhất
Kết luận
Nhìn chung, sự tăng trưởng về lưu trữ không phải là điểm nghẽn để tăng giới hạn Gas, vì phần cứng lưu trữ dễ nâng cấp. Tuy nhiên, vấn đề băng thông là mối đe dọa lớn hơn, vì mở rộng băng thông gặp nhiều khó khăn hơn. May mắn thay, EIP-7783 có thể giảm đáng kể các rủi ro liên quan đến băng thông và tiềm năng tăng tính toán. Tuy nhiên, việc định giá lại chi phí calldata để đảm bảo an ninh bổ sung có thể là lựa chọn khôn ngoan (mặc dù cá nhân tôi không cho rằng điều này là cần thiết).
Cá nhân tôi, tôi nghĩ rằng chúng ta có thể tăng giới hạn Gas lên 33% hoặc thậm chí gấp đôi trong cơ chế tăng dần của EIP-7783 hiện tại.
Việc nâng giới hạn thông qua EIP-7782 có thể còn sớm, vì nó sẽ ảnh hưởng bất lợi đến xác minh phân tán (DVT) và SSF. Tuy nhiên, một khi những vấn đề này được giải quyết, rút ngắn thời gian tạo khối chắc chắn sẽ là xu hướng trong tương lai.
