Tiêu đề gốc: Simplifying the L1
Bài viết gốc của Vitalik Buterin
Biên soạn bởi: Asher ( @Asher_0210 )
Lưu ý của biên tập viên: Ngày xửa ngày xưa, Bitcoin đã khiến chúng ta kinh ngạc - một giao thức mà ngay cả một học sinh trung học cũng có thể hiểu được lại có thể hỗ trợ hoạt động của hệ thống tài chính phi tập trung toàn cầu. Khi chúng ta nhìn lại Ethereum, máy tính thế giới từng được hứa hẹn giờ đây bị mắc kẹt trong sự phức tạp: từ máy ảo cồng kềnh, cơ chế đồng thuận khó bảo trì, đến các lớp hợp đồng được biên dịch trước, cấu trúc dữ liệu và cơ chế Gas. Đã đến lúc bắt đầu lại và đưa Ethereum trở lại đúng hướng để trở nên đơn giản, không chỉ có khả năng mở rộng mà còn dễ hiểu, dễ bảo trì và có thể xác minh.
Mục tiêu của Ethereum là trở thành sổ cái của thế giới - một nền tảng lưu trữ tài sản và hồ sơ của nền văn minh, đồng thời hỗ trợ giao thức cơ bản cho cơ sở hạ tầng quan trọng như tài chính, quản trị và xác thực dữ liệu có giá trị cao. Để đạt được tầm nhìn này, cần phải tính đến hai năng lực cốt lõi: khả năng mở rộng và khả năng phục hồi.
Hard fork Fusaka sẽ mang lại sự gia tăng gấp 10 lần cho không gian dữ liệu L2 và lộ trình năm 2026 cũng có kế hoạch thực hiện các mở rộng tương tự cho L1. Đồng thời, Merge đã chuyển Ethereum sang cơ chế đồng thuận PoS, tính đa dạng của máy khách được cải thiện nhanh chóng, nghiên cứu về khả năng xác minh ZK và khả năng chống lại các cuộc tấn công lượng tử tiếp tục được tiến triển và lớp ứng dụng ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn. Nhưng ngoài khả năng mở rộng và hiệu suất, còn có một nền tảng khác dễ bị bỏ qua nhưng cũng quan trọng không kém đối với khả năng phục hồi: tính đơn giản của giao thức.
Sự đơn giản là lá chắn cuối cùng của sự phân quyền
Điều tuyệt vời nhất về Bitcoin là giao thức cực kỳ đơn giản của nó:
Blockchain bao gồm một chuỗi các khối;
Mỗi khối được liên kết với khối trước đó thông qua hàm băm;
Khối được xác minh bằng PoW, nghĩa là kiểm tra xem một vài bit đầu tiên của hàm băm có phải là 0 hay không;
Mỗi khối chứa các giao dịch, sử dụng số tiền được tạo ra từ hoạt động khai thác hoặc các giao dịch trước đó.
Một học sinh trung học biết về mã có thể hiểu đầy đủ cách thức hoạt động của giao thức Bitcoin và một lập trình viên thậm chí có thể tự triển khai một ứng dụng khách như một dự án phụ. Sự đơn giản này mang lại những lợi ích sau:
Nó dễ dàng được hiểu rộng rãi hơn, hạ thấp ngưỡng nghiên cứu và phát triển, và ngăn chặn việc nó bị chi phối bởi các nhà kỹ trị;
Giảm chi phí phát triển máy khách, trình xác thực, công cụ và cơ sở hạ tầng giao diện mới khác;
Giảm sự phức tạp của việc bảo trì lâu dài;
Giảm nguy cơ xảy ra lỗ hổng bảo mật nghiêm trọng và giúp xác minh tính chính xác của giao thức dễ dàng hơn;
Giảm thiểu bề mặt tấn công xã hội có thể bị thao túng bởi các nhóm lợi ích đặc biệt.
Trong lịch sử, Ethereum không hoạt động tốt trong vấn đề này, dẫn đến chi phí phát triển không cần thiết, rủi ro bảo mật và văn hóa nghiên cứu khép kín. Trong năm năm tới, Ethereum có tiềm năng trở nên đơn giản gần như Bitcoin và chúng ta có thể bắt đầu từ hai cấp độ: lớp đồng thuận và lớp thực thi.
Đơn giản hóa lớp đồng thuận
Cơ chế đồng thuận mới của tương lai (trước đây gọi là chuỗi chùm tia) kết hợp sự tích lũy sâu sắc của lý thuyết đồng thuận, ZK-SNARK, kinh tế đặt cược, v.v. trong thập kỷ qua. Mục tiêu của nó là xây dựng một lớp đồng thuận tối ưu và đơn giản hóa đáng kể trong dài hạn. Các sáng kiến chính bao gồm:
Tính kết thúc 3 khe: loại bỏ logic phức tạp của khe và kỷ nguyên; không còn yêu cầu phải xáo trộn ủy ban, đồng bộ hóa ủy ban và các cơ chế khác; việc triển khai cơ bản có thể được viết trong khoảng 200 dòng mã; và có mức độ bảo mật gần như tối ưu hơn so với giao thức Gasper hiện tại.
Lựa chọn nhánh và cấu trúc mạng được đơn giản hóa: Ít trình xác thực hoạt động hơn cho phép áp dụng các quy tắc lựa chọn nhánh đơn giản hơn; Tổng hợp STARK cho phép bất kỳ ai cũng có thể trở thành đơn vị tổng hợp mà không cần sự tin tưởng và thanh toán phức tạp; Kiến trúc p2p mạnh mẽ hơn.
Đơn giản hóa logic liên quan đến quá trình chuyển đổi trạng thái: thiết kế lại cơ chế cho trình xác thực tham gia, thoát, rút lui, chuyển đổi khóa, v.v.; giảm độ phức tạp của mã và thể hiện các hành vi chính như chu kỳ chủ quan rõ ràng hơn.
Lớp đồng thuận có lợi thế là tương đối độc lập với quá trình thực thi EVM, cho phép các nâng cấp này được thực hiện tự do hơn. Khó khăn thực sự nằm ở cách đơn giản hóa lớp thực thi.
Đơn giản hóa lớp thực hiện
Lớp thực thi là nơi tụ họp ma thuật đen thực sự: bộ lệnh EVM phức tạp, hợp đồng được biên dịch trước dài dòng và khó hiểu, khó mở rộng TỰ HỦY và gánh nặng tương thích lịch sử nặng nề. Do đó, một VM ngắn gọn, hiệu suất cao, thân thiện với ZK gốc được sử dụng để thay thế EVM, chẳng hạn như RISC-V, có những ưu điểm sau:
Hiệu suất được cải thiện trực tiếp gấp 100 lần;
Tích hợp liền mạch với các ngôn ngữ lập trình chính thống;
Có thể chạy gốc trên các hệ thống chứng minh không cần kiến thức;
Cấu trúc tĩnh rõ ràng, thuận lợi cho việc kiểm tra và xác minh bảo mật;
Hầu như không cần phải biên dịch trước hợp đồng và thậm chí các thuật toán chống lượng tử cũng có thể được triển khai trong tương lai.
Tuy nhiên, quá trình di chuyển không phải là hard fork mà cho phép hợp đồng cũ tiếp tục chạy trong trình thông dịch EVM, vốn là một hợp đồng được viết bằng RISC-V. Cũng giống như cách Apple chuyển sang chip ARM với Rosetta, Ethereum có thể nâng cấp máy ảo của mình một cách dễ dàng.
Các thành phần được chia sẻ cho một hệ thống khung gầm thanh lịch hơn
Trong tương lai, giao thức Ethereum nên tích hợp nhiều “thành phần chia sẻ” hơn để giảm hoàn toàn độ phức tạp của hệ thống:
Mã xóa thống nhất: được sử dụng để lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu, lưu trữ lịch sử, tăng tốc phát sóng P2P và tránh thiết kế trùng lặp;
Định dạng tuần tự hóa thống nhất (SSZ): Tương tự như ABI hiện tại, có khả năng tương thích tốt nhưng hiệu quả hơn và thuận lợi cho việc tách rời L2;
Cấu trúc cây trạng thái thống nhất (cây nhị phân): phù hợp hơn cho chứng minh ZK, nhanh hơn và đơn giản hơn.
Điều này có nghĩa là lớp nền tảng của Ethereum không còn được tạo thành từ “nhiều bản vá lỗi khác nhau” nữa mà thực sự là “khối xây dựng giao thức” được xây dựng bằng tính thẩm mỹ của kỹ thuật.
Khi sự phức tạp kết thúc, đó là thời điểm tốt nhất để bắt đầu đơn giản hóa
Sự đơn giản có nhiều điểm tương đồng với sự phân quyền và cả hai đều là những giá trị đầu nguồn dẫn đến khả năng phục hồi của hệ thống. Việc thực sự coi trọng sự đơn giản đòi hỏi một sự thay đổi về mặt văn hóa và những lợi ích của nó thường khó có thể định lượng ngay lập tức, trong khi chi phí từ bỏ các tính năng hào nhoáng và nỗ lực nhiều hơn lại dễ nhận thấy ngay lập tức. Nhưng theo thời gian, giá trị của sự đơn giản trở nên rõ ràng và Bitcoin là ví dụ điển hình nhất.
Dựa trên ý tưởng của tinygrad , mục tiêu số dòng tối đa cho mã đồng thuận được đặt ra cho thông số kỹ thuật dài hạn của Ethereum, nhằm mục đích làm cho độ phức tạp của đường dẫn quan trọng đồng thuận càng gần với mức độ đơn giản của Bitcoin càng tốt. Logic liên quan đến các quy tắc lịch sử vẫn sẽ được giữ lại, nhưng phải tách biệt khỏi con đường không có sự đồng thuận. Đồng thời, thiết kế tổng thể phải tuân thủ khái niệm ưu tiên các giải pháp đơn giản hơn, có xu hướng đóng gói cục bộ hơn là phức tạp mang tính hệ thống và ưu tiên các lựa chọn kiến trúc có đặc tính rõ ràng và có thể xác minh được.
