Ethereum tiến vào kỷ nguyên TPS hàng chục nghìn: Công nghệ ZK hỗ trợ mở rộng

Ethereum đang khám phá những hướng mở rộng và tầm nhìn mới, nhằm đạt được khả năng xử lý giao dịch hàng chục nghìn mỗi giây (TPS). Sau nhiều năm khám phá mở rộng xung quanh mạng lớp hai (L2), mạng chính Ethereum (L1) cuối cùng đã tìm thấy một con đường khả thi để đạt được mở rộng cực đại trong khi vẫn duy trì mức độ phi tập trung tối đa.

Trong vài năm tới, giới hạn Gas của Ethereum và TPS sẽ tăng gấp nhiều lần mỗi năm. Các validator không còn cần phải thực hiện lại mỗi giao dịch, mà chỉ cần xác thực một chứng minh không kiến thức (ZK-proof) để xác nhận việc thực hiện đúng các giao dịch này. Điều này sẽ nâng TPS của mạng lưới cơ sở lên hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây. Trong khi đó, mạng L2 cũng sẽ đồng bộ mở rộng, đạt hàng trăm nghìn thậm chí hàng triệu TPS. Một loại L2 mới được gọi là "Rollup gốc" sẽ hoạt động như các phân đoạn có thể lập trình, cung cấp mức độ bảo mật tương tự như L1.

Mặc dù những đề xuất này chưa chính thức được phê duyệt trong quy trình quản trị của Ethereum, nhưng chúng được xây dựng trên những ý tưởng mà Vitalik Buterin đã bắt đầu khám phá từ năm 2017 và đã nhận được sự hỗ trợ từ các nhà nghiên cứu cốt lõi của quỹ Ethereum.

Ethereum luôn kiên định với sự phân cấp gần như tuyệt đối. Khác với các blockchain khác sử dụng phần cứng mạnh mẽ hơn và khả năng tính toán để mở rộng thông lượng, Ethereum thậm chí có thể chạy trên Raspberry Pi. Thiết kế với rào cản thấp này cho phép hơn 15,000 node công khai và hàng triệu người xác nhận tham gia vào mạng lưới, khiến cho việc kiểm duyệt giao dịch trên Ethereum gần như không thể và làm cho toàn bộ mạng lưới có độ bền vững cực cao trước các cuộc tấn công.

Tuy nhiên, cái giá của thiết kế phi tập trung này là tốc độ rất chậm - hiện tại TPS chỉ đạt 18-20 giao dịch mỗi giây. Chính vì lý do đó, Ethereum đã phải đi theo con đường mở rộng lớp L2 vào năm 2020.

Công nghệ chứng minh không biết (ZKP) được coi là chìa khóa để giải quyết tam giác bất khả thi của blockchain. Nó có khả năng chứng minh về mặt toán học rằng một loạt các giao dịch phức tạp đã được thực hiện đúng mà không tiết lộ chi tiết giao dịch. Mặc dù quá trình tạo ra chứng minh ZK rất phức tạp, nhưng việc xác minh một chứng minh có đúng hay không lại rất nhanh chóng và nhẹ nhàng.

Tầm nhìn tương lai của Ethereum là cho phép các xác thực chỉ cần kiểm tra một kết quả toán học của bằng chứng ZK cực nhỏ, thay vì để nhiều nút có hiệu suất hạn chế tính toán lại từng giao dịch. Phương pháp này sẽ nâng cao đáng kể khả năng xử lý của mạng lưới, đồng thời giữ yêu cầu phần cứng xác thực ở mức rất thấp.

Trong lộ trình nâng cấp trong tương lai, Ethereum có kế hoạch phát hành phiên bản khách hàng được cải tiến hỗ trợ xác thực ZK, cho phép các xác thực viên có thể chọn hoàn thành xác thực thông qua việc kiểm tra bằng chứng không biết. Ban đầu, chỉ một số ít xác thực viên sẽ chuyển sang chế độ xác thực mới để có thể phát hiện và sửa chữa các vấn đề tiềm ẩn trong giai đoạn đầu.

Người dùng sẽ chủ yếu cảm nhận được sự tăng giới hạn Gas của L1, tức là khả năng hoạt động kinh tế của mạng được tăng cường. Gần đây, giới hạn Gas của L1 đã được nâng lên 22%, đạt 45 triệu. Một số nhà nghiên cứu đã đề xuất việc tự động tăng giới hạn Gas ba lần mỗi năm, theo kế hoạch này, sau bốn năm, mạng chính Ethereum sẽ có thể đạt khoảng 2000 TPS. Những đề xuất táo bạo hơn thậm chí còn gợi ý rằng vào năm 2031, khả năng thông lượng có thể đạt khoảng 10.000 TPS.

Lộ trình mở rộng này thể hiện quyết tâm của Ethereum trong việc nâng cao hiệu suất mạng một cách đáng kể trong khi vẫn duy trì tính phi tập trung. Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ, Ethereum có khả năng đạt được sự cải thiện hiệu suất đáng kể trong vài năm tới, hỗ trợ cho nhiều tình huống ứng dụng và nhu cầu người dùng hơn.