Sau PoW và PoS, chúng ta có thể đang bước vào kỷ nguyên của bằng chứng không tri thức (zero-knowledge proof) trong đồng thuận của Ethereum.
Tổng hợp: Karen, Foresight News
Nhà nghiên cứu của Quỹ Nghiên cứu Ethereum, Justin Drake, đã đề xuất thiết kế cuối cùng của Ethereum tại hội nghị Devcon ngày hôm nay, với trọng tâm là thiết kế lại toàn diện lớp đồng thuận của Ethereum. Ông đặt tên cho thiết kế và fork này là "Beam". Vậy Chuỗi Beam mang theo tầm nhìn như thế nào? Kiến trúc kỹ thuật và kế hoạch triển khai của nó sẽ được triển khai như thế nào?
Tầm nhìn của Beam
Tại sao lại cần thiết kế lại toàn diện lớp đồng thuận? Justin Drake cho rằng, Beacon Chain hiện tại đã lỗi thời, với các tiêu chuẩn được đóng băng cách đây 5 năm, trong khi gần đây đã có nhiều bước tiến đột phá trong các lĩnh vực như giảm thiểu MEV, SNARKS (bằng chứng không tri thức ngắn gọn không tương tác), zKVMs (máy ảo không tri thức), do đó việc thiết kế lại lớp đồng thuận trở nên cấp thiết.
Điều cần lưu ý là, kể từ khi Beacon Chain được khởi chạy vào năm 2020, Ethereum sẽ có một fork nâng cấp quan trọng mỗi năm. Từ việc tăng số lượng ủy ban đồng bộ vào năm 2021, đến việc hoàn thành The Merge vào năm 2022, hỗ trợ rút tiền đặt cọc vào năm 2023, và proto-danksharding vào năm 2024, mỗi bước đều chứng kiến sự phát triển và lột xác của Ethereum. Vào năm 2025, Ethereum sẽ thực hiện fork Electra, bao gồm việc triển khai EIP-7251 (MaxEB). Trong những năm tới, Ethereum cũng sẽ thực hiện một số fork tiệm tiến.
Tuy nhiên, sau những fork tiệm tiến này, Justin Drake cho rằng chúng ta có thể đối mặt với một thách thức chưa từng có trước đây - fork Beam. Đây là một "bước nhảy lượng tử" trong lớp đồng thuận, cho phép tích hợp nhiều nâng cấp vào một fork duy nhất.
Đáng chú ý là, Beam chỉ tập trung vào lớp đồng thuận, loại trừ blob và lớp thực thi (bao gồm EVM), vì cơ hội sửa đổi blob và lớp thực thi là rất hạn chế, trong khi lớp đồng thuận không được sử dụng trực tiếp bởi các ứng dụng, do đó có nhiều cơ hội hơn để thiết kế và thay đổi.
Trong lộ trình lớp đồng thuận của Chuỗi Beam, bao gồm ba lĩnh vực: sản xuất block, đặt cọc và mật mã học. Về sản xuất block, việc sử dụng danh sách bao gồm để chống lại sự kiểm duyệt, tách rời quá trình xác minh và sản xuất block, cũng như các ý tưởng như đấu giá thực thi, và có thể rút ngắn thời gian slot hiện tại là 12 giây.
Về đặt cọc, các nhà nghiên cứu rộng rãi cho rằng, tối ưu hóa đường cong phát hành hiện tại có cơ hội cải thiện tổng thể sức khỏe của Ethereum. Ngoài ra, giảm lượng ETH cần đặt cọc để trở thành người xác minh và đạt tính chất cuối cùng nhanh hơn cũng là trọng tâm nghiên cứu. Về mật mã học, chủ yếu là trừu tượng chuỗi, an toàn lượng tử và randomness mạnh.
Lớp kỹ thuật của Chuỗi Beam
Justin Drake cho rằng, "Sau PoW và PoS, chúng ta có thể đang bước vào kỷ nguyên của bằng chứng không tri thức (zero-knowledge proof) trong đồng thuận của Ethereum. Trong kỷ nguyên ZK này, SNARKS sẽ trở thành một công nghệ không thể thiếu. Toàn bộ Chuỗi Beam, thậm chí cả lớp đồng thuận, có thể được xử lý bằng SNARK. Đây chính là thời điểm zKVM phát huy tác dụng."
Đáng chú ý là, phần cần được xử lý bằng SNARK chủ yếu là hàm chuyển trạng thái, là lõi của các máy trạm đồng thuận. Còn tất cả cơ sở hạ tầng xung quanh hàm chuyển trạng thái, như mạng, đồng bộ, tối ưu hóa bộ nhớ cache hoặc các quy tắc lựa chọn fork, không cần xử lý SNARK. Cuối cùng, hàm chuyển trạng thái chỉ là một tập con trong toàn bộ hệ thống.
Một nơi khác sử dụng lượng lớn SNARKS trong Chuỗi Beam là ký tập hợp - sử dụng hàm băm để thực hiện ký tập hợp sau lượng tử (post-quantum aggregatable signatures). Justin Drake giải thích rằng, có thể thu thập hàng nghìn chữ ký và nén chúng thành một bằng chứng, kết hợp lại để có được một giải pháp tập hợp dựa trên băm sau lượng tử, và có thể tiếp tục tập hợp nhiều lần nữa.
Ngoài ra, Ethereum cũng sẽ tiếp tục sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có, bao gồm libp2p, SimpleSerialiZe, PySpec và Protocol Guild.
Lộ trình của Chuỗi Beam
Justin Drake đã lên kế hoạch chi tiết để khởi chạy Chuỗi Beam, bắt đầu từ năm 2025 sẽ tiến hành quy trình xây dựng thông số kỹ thuật, xây dựng vào năm 2026, và bắt đầu thử nghiệm vào năm 2027 để đảm bảo Chuỗi Beam đạt tiêu chuẩn sản xuất và có thể triển khai an toàn lên mainnet. Từ lộ trình dưới đây, có thể thấy mainnet có thể sẽ ra mắt vào năm 2029 hoặc sau năm 2030.
Justin Drake dự định sẽ bắt đầu viết các thông số kỹ thuật có thể thực thi, cuối cùng sẽ được giản lược xuống khoảng 1000 dòng mã Python.
Ngoài ra, đã có hai đội phát triển máy trạm (nhóm Zeam ở Ấn Độ và nhóm Lambda ở Nam Mỹ) bày tỏ sự quan tâm đến việc phát triển máy trạm Chuỗi Beam.
