Các hệ thống phi tập trung như lưới điện và World Wide Web đã phát triển bằng cách giải quyết các nút thắt trong giao tiếp. Blockchain, một thành công của thiết kế phi tập trung, nên theo dõi cùng một mô hình, nhưng các rào cản kỹ thuật ban đầu đã khiến nhiều người đồng nhất hóa phi tập trung với sự kém hiệu quả và hiệu suất chậm chạp.
Khi Ethereum tròn 10 tuổi vào tháng 7 này, nó đã chuyển mình từ một sân chơi cho các nhà phát triển thành nền tảng chính của tài chính onchain. Khi các tổ chức như BlackRock và Franklin Templeton ra mắt các quỹ token hóa, và các ngân hàng triển khai stablecoin, câu hỏi hiện nay là liệu nó có thể mở rộng để đáp ứng nhu cầu toàn cầu—nơi mà khối lượng công việc nặng và thời gian phản hồi ở mức mili giây là rất quan trọng.
Tất cả những sự tiến hóa này, một giả định vẫn còn tồn tại: rằng các blockchain phải đánh đổi giữa phân quyền, khả năng mở rộng và bảo mật. "Tam giác blockchain" này đã định hình thiết kế giao thức kể từ khối khởi đầu của Ethereum.
Tam giác không phải là một định luật vật lý; đó là một vấn đề thiết kế mà chúng ta cuối cùng đang học cách giải quyết.
Bối cảnh về Blockchain Khả mở
Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin đã xác định ba thuộc tính cho hiệu suất blockchain: phân quyền (nhiều nút tự trị), bảo mật (khả năng phục hồi trước các hành vi độc hại), và khả năng mở rộng (tốc độ giao dịch). Ông đã giới thiệu "Trilemma Blockchain", gợi ý rằng việc cải thiện hai thuộc tính thường làm suy yếu thuộc tính thứ ba, đặc biệt là khả năng mở rộng.
Cách định hình này đã định hình con đường của Ethereum: hệ sinh thái ưu tiên sự phi tập trung và bảo mật, xây dựng cho tính bền vững và khả năng chịu lỗi trên hàng ngàn nút. Nhưng hiệu suất đã chậm lại, với sự chậm trễ trong việc truyền khối, đồng thuận và tính cuối cùng.
Để duy trì tính phân cấp trong khi mở rộng, một số giao thức trên Ethereum giảm sự tham gia của các validator hoặc trách nhiệm của mạng lưới phân đoạn; Optimistic Rollups, chuyển thực thi ra ngoài chuỗi và dựa vào các chứng cứ gian lận để duy trì tính toàn vẹn; các thiết kế Layer-2 nhằm nén hàng ngàn giao dịch thành một giao dịch duy nhất được cam kết vào chuỗi chính, giảm áp lực mở rộng nhưng lại giới thiệu sự phụ thuộc vào các nút đáng tin cậy.
Bảo mật vẫn là điều tối quan trọng, khi các rủi ro tài chính gia tăng. Các lỗi phát sinh từ thời gian chết, thông đồng, hoặc lỗi truyền tải tin nhắn, khiến cho sự đồng thuận bị ngừng lại hoặc xảy ra chi tiêu đôi. Tuy nhiên, phần lớn việc mở rộng dựa vào hiệu suất tốt nhất thay vì các đảm bảo ở mức giao thức. Các xác thực viên được khuyến khích để tăng cường sức mạnh tính toán hoặc dựa vào các mạng nhanh, nhưng thiếu các đảm bảo rằng các giao dịch sẽ hoàn tất.
Điều này đặt ra những câu hỏi quan trọng cho Ethereum và ngành công nghiệp: Chúng ta có thể tự tin rằng mọi giao dịch sẽ hoàn tất dưới tải trọng không? Các phương pháp xác suất có đủ để hỗ trợ các ứng dụng quy mô toàn cầu không?
Câu chuyện tiếp tụcKhi Ethereum bước vào thập kỷ thứ hai, việc trả lời những câu hỏi này sẽ rất quan trọng đối với các nhà phát triển, các tổ chức và hàng tỷ người dùng cuối dựa vào blockchain để cung cấp.
Phi tập trung như một sức mạnh, không phải là một hạn chế
Sự phi tập trung chưa bao giờ là nguyên nhân của trải nghiệm người dùng chậm chạp trên Ethereum, mà là sự phối hợp mạng. Với kỹ thuật đúng đắn, sự phi tập trung trở thành lợi thế về hiệu suất và là chất xúc tác để mở rộng.
Có vẻ như là trực quan rằng một trung tâm chỉ huy tập trung sẽ vượt trội hơn một trung tâm phân phối hoàn toàn. Làm thế nào mà không thể tốt hơn khi có một người điều khiển toàn năng giám sát mạng lưới? Đây chính xác là nơi chúng tôi muốn làm rõ những giả định.
Đọc thêm: Martin Burgherr - Tại sao Ethereum 'Đắt đỏ' sẽ thống trị DeFi tổ chức
Niềm tin này bắt đầu từ hàng thập kỷ trước trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Medard tại MIT, nhằm tạo ra các hệ thống truyền thông phi tập trung có thể chứng minh là tối ưu. Ngày nay, với Random Linear Network Coding (RLNC), tầm nhìn đó cuối cùng có thể được triển khai quy mô.
Hãy đi vào kỹ thuật.
Để giải quyết vấn đề khả năng mở rộng, trước tiên chúng ta phải hiểu nơi xảy ra độ trễ: trong các hệ thống blockchain, mỗi nút phải quan sát cùng một thao tác theo cùng một thứ tự để quan sát cùng một chuỗi thay đổi trạng thái bắt đầu từ trạng thái ban đầu. Điều này yêu cầu sự đồng thuận—một quá trình mà tất cả các nút đồng ý về một giá trị đề xuất duy nhất.
Các Blockchain như Ethereum và Solana, sử dụng sự đồng thuận dựa trên người lãnh đạo với các khoảng thời gian xác định trước trong đó các nút phải đạt được sự đồng thuận, hãy gọi nó là "D". Chọn D quá lớn và tính cuối cùng chậm lại; chọn nó quá nhỏ và sự đồng thuận thất bại; điều này tạo ra một sự đánh đổi liên tục trong hiệu suất.
Trong thuật toán đồng thuận của Ethereum, mỗi nút cố gắng truyền đạt giá trị địa phương của nó đến các nút khác thông qua một loạt các trao đổi tin nhắn thông qua sự lan truyền Gossip. Nhưng do các rối loạn mạng, chẳng hạn như tắc nghẽn, nút cổ chai, tràn bộ đệm; một số tin nhắn có thể bị mất hoặc bị trì hoãn và một số có thể bị trùng lặp.
Những sự cố như vậy làm tăng thời gian cho việc truyền thông tin và do đó, việc đạt được sự đồng thuận không thể tránh khỏi dẫn đến các khe D lớn, đặc biệt là trong các mạng lưới lớn hơn. Để mở rộng, nhiều blockchain giới hạn sự phân quyền.
Những blockchain này yêu cầu sự xác nhận từ một ngưỡng nhất định của các tham gia, chẳng hạn như hai phần ba số cổ phần, cho mỗi vòng đồng thuận. Để đạt được khả năng mở rộng, chúng ta cần cải thiện hiệu quả của việc phân phối tin nhắn.
Với Mã hóa Tuyến tính Mạng Ngẫu nhiên (RLNC), chúng tôi nhằm nâng cao khả năng mở rộng của giao thức, trực tiếp giải quyết các ràng buộc do các triển khai hiện tại đặt ra.
Phân quyền để Mở rộng: Sức mạnh của RLNC
Mã hóa mạng ngẫu nhiên tuyến tính (RLNC) khác với các mã mạng truyền thống. Nó không trạng thái, đại số và hoàn toàn phi tập trung. Thay vì cố gắng quản lý lưu lượng một cách chi tiết, mỗi nút tự do trộn các thông điệp mã hóa; nhưng vẫn đạt được kết quả tối ưu, như thể một bộ điều khiển trung tâm đang điều phối mạng. Đã được chứng minh bằng toán học rằng không có lịch trình tập trung nào có thể vượt qua phương pháp này. Điều đó không phổ biến trong thiết kế hệ thống, và đó là điều làm cho phương pháp này trở nên mạnh mẽ.
Thay vì truyền tải các thông điệp thô, các nút được kích hoạt RLNC phân chia và truyền tải dữ liệu thông điệp thành các phần tử mã hóa bằng cách sử dụng các phương trình đại số trên các trường hữu hạn. RLNC cho phép các nút khôi phục thông điệp gốc chỉ bằng cách sử dụng một tập hợp con của những mảnh mã hóa này; không cần phải có mọi thông điệp đến.
Nó cũng tránh sự trùng lặp bằng cách cho phép mỗi nút trộn những gì nó nhận được thành các tổ hợp tuyến tính mới, độc đáo ngay lập tức. Điều này khiến mỗi giao dịch trở nên thông tin hơn và có khả năng chống chịu tốt hơn với độ trễ hoặc mất mát mạng.
Với các validator của Ethereum hiện đang thử nghiệm RLNC thông qua OptimumP2P — bao gồm Kiln, P2P.org và Everstake — sự chuyển đổi này không còn là giả thuyết nữa. Nó đã thực sự bắt đầu.
Tiếp theo, các kiến trúc chạy trên RLNC và các giao thức pub-sub sẽ tích hợp vào các blockchain hiện có khác giúp chúng mở rộng với thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn.
Lời Kêu Gọi cho Một Tiêu Chuẩn Ngành Mới
Nếu Ethereum muốn trở thành nền tảng của tài chính toàn cầu trong thập kỷ thứ hai của mình, nó phải vượt qua những giả định lỗi thời. Tương lai của nó sẽ không được định nghĩa bởi các sự đánh đổi, mà bởi hiệu suất có thể chứng minh. Tam giác không phải là một quy luật tự nhiên, mà là một giới hạn của thiết kế cũ, điều mà chúng ta hiện có khả năng vượt qua.
Để đáp ứng nhu cầu của việc áp dụng trong thế giới thực, chúng ta cần những hệ thống được thiết kế với khả năng mở rộng như là một nguyên tắc hàng đầu, được hỗ trợ bởi các đảm bảo hiệu suất có thể chứng minh, không phải là sự đánh đổi. RLNC cung cấp một con đường phía trước. Với các đảm bảo thông lượng được xác định bằng toán học trong các môi trường phi tập trung, đây là một nền tảng hứa hẹn cho một Ethereum hiệu suất cao hơn, phản hồi tốt hơn.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Ethereum tròn 10 tuổi — Đã đến lúc rời bỏ Trilemma
Các hệ thống phi tập trung như lưới điện và World Wide Web đã phát triển bằng cách giải quyết các nút thắt trong giao tiếp. Blockchain, một thành công của thiết kế phi tập trung, nên theo dõi cùng một mô hình, nhưng các rào cản kỹ thuật ban đầu đã khiến nhiều người đồng nhất hóa phi tập trung với sự kém hiệu quả và hiệu suất chậm chạp.
Khi Ethereum tròn 10 tuổi vào tháng 7 này, nó đã chuyển mình từ một sân chơi cho các nhà phát triển thành nền tảng chính của tài chính onchain. Khi các tổ chức như BlackRock và Franklin Templeton ra mắt các quỹ token hóa, và các ngân hàng triển khai stablecoin, câu hỏi hiện nay là liệu nó có thể mở rộng để đáp ứng nhu cầu toàn cầu—nơi mà khối lượng công việc nặng và thời gian phản hồi ở mức mili giây là rất quan trọng.
Tất cả những sự tiến hóa này, một giả định vẫn còn tồn tại: rằng các blockchain phải đánh đổi giữa phân quyền, khả năng mở rộng và bảo mật. "Tam giác blockchain" này đã định hình thiết kế giao thức kể từ khối khởi đầu của Ethereum.
Tam giác không phải là một định luật vật lý; đó là một vấn đề thiết kế mà chúng ta cuối cùng đang học cách giải quyết.
Bối cảnh về Blockchain Khả mở
Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin đã xác định ba thuộc tính cho hiệu suất blockchain: phân quyền (nhiều nút tự trị), bảo mật (khả năng phục hồi trước các hành vi độc hại), và khả năng mở rộng (tốc độ giao dịch). Ông đã giới thiệu "Trilemma Blockchain", gợi ý rằng việc cải thiện hai thuộc tính thường làm suy yếu thuộc tính thứ ba, đặc biệt là khả năng mở rộng.
Cách định hình này đã định hình con đường của Ethereum: hệ sinh thái ưu tiên sự phi tập trung và bảo mật, xây dựng cho tính bền vững và khả năng chịu lỗi trên hàng ngàn nút. Nhưng hiệu suất đã chậm lại, với sự chậm trễ trong việc truyền khối, đồng thuận và tính cuối cùng.
Để duy trì tính phân cấp trong khi mở rộng, một số giao thức trên Ethereum giảm sự tham gia của các validator hoặc trách nhiệm của mạng lưới phân đoạn; Optimistic Rollups, chuyển thực thi ra ngoài chuỗi và dựa vào các chứng cứ gian lận để duy trì tính toàn vẹn; các thiết kế Layer-2 nhằm nén hàng ngàn giao dịch thành một giao dịch duy nhất được cam kết vào chuỗi chính, giảm áp lực mở rộng nhưng lại giới thiệu sự phụ thuộc vào các nút đáng tin cậy.
Bảo mật vẫn là điều tối quan trọng, khi các rủi ro tài chính gia tăng. Các lỗi phát sinh từ thời gian chết, thông đồng, hoặc lỗi truyền tải tin nhắn, khiến cho sự đồng thuận bị ngừng lại hoặc xảy ra chi tiêu đôi. Tuy nhiên, phần lớn việc mở rộng dựa vào hiệu suất tốt nhất thay vì các đảm bảo ở mức giao thức. Các xác thực viên được khuyến khích để tăng cường sức mạnh tính toán hoặc dựa vào các mạng nhanh, nhưng thiếu các đảm bảo rằng các giao dịch sẽ hoàn tất.
Điều này đặt ra những câu hỏi quan trọng cho Ethereum và ngành công nghiệp: Chúng ta có thể tự tin rằng mọi giao dịch sẽ hoàn tất dưới tải trọng không? Các phương pháp xác suất có đủ để hỗ trợ các ứng dụng quy mô toàn cầu không?
Câu chuyện tiếp tụcKhi Ethereum bước vào thập kỷ thứ hai, việc trả lời những câu hỏi này sẽ rất quan trọng đối với các nhà phát triển, các tổ chức và hàng tỷ người dùng cuối dựa vào blockchain để cung cấp.
Phi tập trung như một sức mạnh, không phải là một hạn chế
Sự phi tập trung chưa bao giờ là nguyên nhân của trải nghiệm người dùng chậm chạp trên Ethereum, mà là sự phối hợp mạng. Với kỹ thuật đúng đắn, sự phi tập trung trở thành lợi thế về hiệu suất và là chất xúc tác để mở rộng.
Có vẻ như là trực quan rằng một trung tâm chỉ huy tập trung sẽ vượt trội hơn một trung tâm phân phối hoàn toàn. Làm thế nào mà không thể tốt hơn khi có một người điều khiển toàn năng giám sát mạng lưới? Đây chính xác là nơi chúng tôi muốn làm rõ những giả định.
Đọc thêm: Martin Burgherr - Tại sao Ethereum 'Đắt đỏ' sẽ thống trị DeFi tổ chức
Niềm tin này bắt đầu từ hàng thập kỷ trước trong phòng thí nghiệm của Giáo sư Medard tại MIT, nhằm tạo ra các hệ thống truyền thông phi tập trung có thể chứng minh là tối ưu. Ngày nay, với Random Linear Network Coding (RLNC), tầm nhìn đó cuối cùng có thể được triển khai quy mô.
Hãy đi vào kỹ thuật.
Để giải quyết vấn đề khả năng mở rộng, trước tiên chúng ta phải hiểu nơi xảy ra độ trễ: trong các hệ thống blockchain, mỗi nút phải quan sát cùng một thao tác theo cùng một thứ tự để quan sát cùng một chuỗi thay đổi trạng thái bắt đầu từ trạng thái ban đầu. Điều này yêu cầu sự đồng thuận—một quá trình mà tất cả các nút đồng ý về một giá trị đề xuất duy nhất.
Các Blockchain như Ethereum và Solana, sử dụng sự đồng thuận dựa trên người lãnh đạo với các khoảng thời gian xác định trước trong đó các nút phải đạt được sự đồng thuận, hãy gọi nó là "D". Chọn D quá lớn và tính cuối cùng chậm lại; chọn nó quá nhỏ và sự đồng thuận thất bại; điều này tạo ra một sự đánh đổi liên tục trong hiệu suất.
Trong thuật toán đồng thuận của Ethereum, mỗi nút cố gắng truyền đạt giá trị địa phương của nó đến các nút khác thông qua một loạt các trao đổi tin nhắn thông qua sự lan truyền Gossip. Nhưng do các rối loạn mạng, chẳng hạn như tắc nghẽn, nút cổ chai, tràn bộ đệm; một số tin nhắn có thể bị mất hoặc bị trì hoãn và một số có thể bị trùng lặp.
Những sự cố như vậy làm tăng thời gian cho việc truyền thông tin và do đó, việc đạt được sự đồng thuận không thể tránh khỏi dẫn đến các khe D lớn, đặc biệt là trong các mạng lưới lớn hơn. Để mở rộng, nhiều blockchain giới hạn sự phân quyền.
Những blockchain này yêu cầu sự xác nhận từ một ngưỡng nhất định của các tham gia, chẳng hạn như hai phần ba số cổ phần, cho mỗi vòng đồng thuận. Để đạt được khả năng mở rộng, chúng ta cần cải thiện hiệu quả của việc phân phối tin nhắn.
Với Mã hóa Tuyến tính Mạng Ngẫu nhiên (RLNC), chúng tôi nhằm nâng cao khả năng mở rộng của giao thức, trực tiếp giải quyết các ràng buộc do các triển khai hiện tại đặt ra.
Phân quyền để Mở rộng: Sức mạnh của RLNC
Mã hóa mạng ngẫu nhiên tuyến tính (RLNC) khác với các mã mạng truyền thống. Nó không trạng thái, đại số và hoàn toàn phi tập trung. Thay vì cố gắng quản lý lưu lượng một cách chi tiết, mỗi nút tự do trộn các thông điệp mã hóa; nhưng vẫn đạt được kết quả tối ưu, như thể một bộ điều khiển trung tâm đang điều phối mạng. Đã được chứng minh bằng toán học rằng không có lịch trình tập trung nào có thể vượt qua phương pháp này. Điều đó không phổ biến trong thiết kế hệ thống, và đó là điều làm cho phương pháp này trở nên mạnh mẽ.
Thay vì truyền tải các thông điệp thô, các nút được kích hoạt RLNC phân chia và truyền tải dữ liệu thông điệp thành các phần tử mã hóa bằng cách sử dụng các phương trình đại số trên các trường hữu hạn. RLNC cho phép các nút khôi phục thông điệp gốc chỉ bằng cách sử dụng một tập hợp con của những mảnh mã hóa này; không cần phải có mọi thông điệp đến.
Nó cũng tránh sự trùng lặp bằng cách cho phép mỗi nút trộn những gì nó nhận được thành các tổ hợp tuyến tính mới, độc đáo ngay lập tức. Điều này khiến mỗi giao dịch trở nên thông tin hơn và có khả năng chống chịu tốt hơn với độ trễ hoặc mất mát mạng.
Với các validator của Ethereum hiện đang thử nghiệm RLNC thông qua OptimumP2P — bao gồm Kiln, P2P.org và Everstake — sự chuyển đổi này không còn là giả thuyết nữa. Nó đã thực sự bắt đầu.
Tiếp theo, các kiến trúc chạy trên RLNC và các giao thức pub-sub sẽ tích hợp vào các blockchain hiện có khác giúp chúng mở rộng với thông lượng cao hơn và độ trễ thấp hơn.
Lời Kêu Gọi cho Một Tiêu Chuẩn Ngành Mới
Nếu Ethereum muốn trở thành nền tảng của tài chính toàn cầu trong thập kỷ thứ hai của mình, nó phải vượt qua những giả định lỗi thời. Tương lai của nó sẽ không được định nghĩa bởi các sự đánh đổi, mà bởi hiệu suất có thể chứng minh. Tam giác không phải là một quy luật tự nhiên, mà là một giới hạn của thiết kế cũ, điều mà chúng ta hiện có khả năng vượt qua.
Để đáp ứng nhu cầu của việc áp dụng trong thế giới thực, chúng ta cần những hệ thống được thiết kế với khả năng mở rộng như là một nguyên tắc hàng đầu, được hỗ trợ bởi các đảm bảo hiệu suất có thể chứng minh, không phải là sự đánh đổi. RLNC cung cấp một con đường phía trước. Với các đảm bảo thông lượng được xác định bằng toán học trong các môi trường phi tập trung, đây là một nền tảng hứa hẹn cho một Ethereum hiệu suất cao hơn, phản hồi tốt hơn.
Đọc thêm: Paul Brody - Ethereum đã chiến thắng
Xem bình luận