Cuộc cách mạng lớn của lớp nhận thức chung Ethereum: Năm nâng cấp cốt lõi của Beam Chain

Ethereum đã trải qua sự chuyển mình từ PoW (bằng chứng công việc) sang PoS (bằng chứng cổ phần) kể từ khi ra đời. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cốt lõi của quỹ Ethereum cho rằng, mặc dù PoS đã hoạt động tốt trong giai đoạn đầu, nhưng trong những năm gần đây cũng đã tích lũy một số vấn đề kỹ thuật, thiết kế của nó không tận dụng đầy đủ các công nghệ tiên tiến như bằng chứng không kiến thức. Do đó, lớp nhận thức chung của Ethereum rất cần một bản cập nhật lớn.

Tại hội nghị nhà phát triển gần đây, các nhà nghiên cứu Ethereum đã đề xuất một kế hoạch cải cách lớp nhận thức chung mang tên "Beam Chain". Đây là một phần quan trọng trong kế hoạch phát triển lâu dài của Ethereum, nhằm tận dụng tối đa những thành tựu đột phá trong mật mã không biết trong khi không khởi động mạng mới, để cải thiện đáng kể khả năng mở rộng và hiệu suất của mạng. Không có nghi ngờ gì, đây sẽ trở thành một trong những nâng cấp quan trọng nhất của Ethereum trong vài năm tới.

Beam Chain không phải là một blockchain mới độc lập, mà là một cơ sở hạ tầng mới được xây dựng bên trong mạng chính Ethereum. Nó sẽ nâng cao đáng kể tốc độ giao dịch, tính an toàn và hiệu quả của mạng chính. Cần lưu ý rằng Beam Chain tập trung vào việc giải quyết vấn đề ở tầng nhận thức chung, sẽ không thay đổi cấu trúc của tầng dữ liệu hoặc tầng thực thi.

Năm cải cách cốt lõi của Beam Chain bao gồm:

1. Xác nhận khối nhanh hơn: đạt thời gian khe 4 giây và tính cuối cùng trong một khe
2. Giữ gìn tính phi tập trung: Duy trì hoặc cải thiện mức độ phi tập trung hiện tại
3. Giảm mức độ yêu cầu đặt cọc: Giảm yêu cầu đặt cọc ETH từ 32 ETH xuống 1 ETH
4. Bảo vệ người dùng thông thường: Loại bỏ MEV dựa trên tái cấu trúc chuỗi khối
5. Hướng tới tương lai: Cung cấp khả năng chống lại lượng tử cho mạng Ethereum

Ý tưởng và nguyên lý nâng cấp của Beam Chain

1. Tăng sản lượng khối

Beam Chain sẽ tăng sản lượng khối lên gấp 3 lần hiện tại để nâng cao khả năng xử lý giao dịch của Ethereum. Đồng thời, FOCIL (Danh sách bắt buộc bao gồm chọn nhánh) sẽ được giới thiệu để tăng cường khả năng chống kiểm duyệt, đảm bảo rằng giao dịch không dễ bị loại trừ bởi các hành vi độc hại. Các xác thực viên sẽ thực hiện đấu giá để phân tách, nhằm đảm bảo hiệu suất mạnh mẽ hơn và tính phi tập trung, đồng thời giảm thiểu ảnh hưởng của MEV đến người dùng.

Ngoài ra, Ethereum sẽ đạt được tính chắc chắn cuối cùng trong một khe thời gian và thời gian khối 4 giây, tăng tốc độ xác nhận giao dịch và nâng cao hiệu quả mạng. Điều này có nghĩa là sàn giao dịch sẽ không còn cần phải chờ đợi xác nhận từ nhiều khối, mà chỉ cần một khối là có thể xác nhận giao dịch.

2. Cải thiện cơ chế staking

Beam Chain sẽ điều chỉnh mô hình phát hành phần thưởng cho các trình xác thực, tăng cường lợi suất cho việc staking. Thay đổi đáng chú ý nhất là giảm yêu cầu staking cho các trình xác thực độc lập xuống còn 1 Ether, thấp hơn nhiều so với ngưỡng 32 Ether hiện tại, giúp việc staking độc lập trở nên phổ biến hơn.

Bước tiến mang tính đột phá này có được nhờ vào việc ứng dụng công nghệ Zero-Knowledge, giúp Ethereum nâng cao tốc độ trong khi cho phép nhiều nút tham gia vào nhận thức chung mà không làm tăng đáng kể yêu cầu phần cứng, hiệu quả vượt qua "tam giác không thể" của việc staking.

3. Tăng cường an ninh

Beam Chain sẽ thực hiện mã hóa kháng lượng tử, đảm bảo mạng có thể chống lại các mối đe dọa tiềm ẩn từ tính toán lượng tử trong tương lai. Đồng thời, thông qua việc tích hợp các công nghệ chứng minh không kiến thức như zkSNARK và zkVM, sẽ nâng cao hơn nữa sự bảo vệ quyền riêng tư, khả năng mở rộng và tính bảo mật.

Ethereum còn sẽ sử dụng kiến trúc RISC-V để thực hiện SNARK hóa blockchain, nâng cao hiệu quả và khả năng mở rộng của việc tạo ra chứng minh. Nói một cách đơn giản, quá trình này có thể hiểu là xử lý ZK cho toàn bộ mạng lưới Ethereum.

Ngoài ra, Beam Chain sẽ giới thiệu cơ chế ngẫu nhiên mạnh mẽ hơn, đảm bảo tính công bằng trong việc lựa chọn người xác thực và các quy trình mạng quan trọng khác, đồng thời tối thiểu hóa rủi ro MEV như tấn công sandwich thông qua khả năng kháng kiểm duyệt được cải thiện.

4. Nguyên lý hoạt động

Beam Chain tận dụng những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực SNARK mà các nhà mật mã học đã đạt được trong những năm gần đây. Bằng cách SNARK hóa hàm chuyển đổi trạng thái của Ethereum, nó đạt được thời gian khoảng trống 4 giây và tính cuối cùng trong một khoảng trống. Điều này không chỉ cải thiện đáng kể trải nghiệm giao dịch L1 mà còn giảm rủi ro MEV bằng cách loại bỏ chiến lược tái tổ chức khối từ xa.

SNARK hóa sẽ mang lại cho mạng Ethereum đặc tính chống lượng tử, đặt nền tảng cho sự phát triển blockchain trong tương lai. Beam Chain sẽ thúc đẩy nâng cấp Ethereum qua các cách sau:

• Áp dụng công nghệ phân mảnh để cải thiện tốc độ xử lý
• Thực hiện các biện pháp an ninh chống lại máy tính lượng tử
• Tích hợp sâu với lộ trình dài hạn của Ethereum

5. Ý nghĩa quan trọng

Beam Chain rất quan trọng để nâng cao khả năng xử lý ứng dụng phi tập trung của Ethereum. Nó sẽ tăng cường khả năng mở rộng của mạng, giảm chi phí giao dịch và cải thiện tổng thể an ninh, giúp Ethereum có thể hỗ trợ nhiều người dùng và ứng dụng phức tạp hơn.

Hệ thống chứng minh dựa trên SNARK cho phép những người đặt cược thông thường sử dụng phần cứng tiêu chuẩn để đạt được những lợi thế về hiệu suất đã nêu. Khi ngưỡng đặt cược giảm và hiệu suất mạng được cải thiện, mức độ phi tập trung của cộng đồng những người đặt cược Ethereum cũng sẽ được cải thiện.

Mặc dù việc triển khai Beam Chain cần một khoảng thời gian nhất định, nhưng nó sẽ thay đổi thứ tự ưu tiên trong lộ trình của Ethereum, tăng tốc sự phát triển của một số thành phần quan trọng. Nếu nhận được đủ sự hỗ trợ từ cộng đồng, các nhà phát triển có thể bắt đầu xây dựng quy chuẩn từ năm sau, lập trình mã sản xuất vào năm 2026, thử nghiệm vào năm 2027, và cuối cùng triển khai an toàn trên mạng chính của Ethereum.

Tổng thể, Beam Chain đã giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong quá khứ của Ethereum thông qua lộ trình ZK, cải thiện đáng kể chức năng L1 trong khi vẫn duy trì mức độ phân cấp cao. Các giải pháp dài hạn như khả năng chống lại lượng tử được giới thiệu sẽ đảm bảo Ethereum duy trì an toàn, hiệu quả và thích ứng trong vài thập kỷ tới, đặt nền tảng cho sự đổi mới trong tương lai.

Cập nhật quan trọng này không chỉ có ý nghĩa lớn đối với Ethereum mà còn đối với toàn ngành công nghiệp blockchain, cung cấp nền tảng vững chắc cho chúng ta duy trì thái độ lạc quan đối với Ethereum trong bối cảnh thị trường hiện tại.