Vitalik định hướng Ethereum trong 5 năm tới: Tối ưu hóa thực thi, phân mảnh dữ liệu, phân tầng trạng thái

Ngày 27 tháng 2 năm 2026, Vitalik Buterin đã đăng một bài viết dài trên Ethereum Research với tiêu đề "Hyper-scaling state by creating new forms of state".

Trong bài viết này, Vitalik Buterin đã hệ thống hóa thêm con đường mở rộng của Ethereum. Bài viết không chỉ bàn về việc mở rộng Ethereum từ góc độ kỹ thuật, mà còn từ góc độ kiến trúc tổng thể, đưa ra một kế hoạch mở rộng được thúc đẩy theo từng giai đoạn, nhằm cung cấp nền tảng cho việc tiếp tục mở rộng dung lượng mạng của Ethereum trong những năm tới.

Đồng thời, ông cũng đăng một bài tweet trên X để giải thích thêm về bài viết này. Chúng ta hãy thử tìm hiểu một cách dễ hiểu xem kế hoạch mở rộng mới mà Vitalik đề xuất lần này thực sự là gì và tại sao lại phải làm như vậy.

Mở rộng tài nguyên thực thi và tài nguyên dữ liệu trong ngắn hạn và dài hạn

Vitalik chỉ ra ở phần đầu bài viết dài rằng, "Để mở rộng Ethereum trong năm năm tới, cần mở rộng ba loại tài nguyên":

- Tài nguyên thực thi: Tính toán EVM, xác minh chữ ký, v.v.

- Tài nguyên dữ liệu: Người gửi, người nhận, chữ ký của giao dịch, v.v.

- Tài nguyên trạng thái: Số dư tài khoản, mã, lưu trữ

Hai loại đầu có giải pháp mở rộng ngắn hạn và dài hạn.

Đối với tài nguyên thực thi, ngắn hạn đạt được mức tăng trưởng khoảng 10-30 lần thông qua danh sách truy cập khối (BAL), ePBS và định giá lại phí Gas; dài hạn đạt được mức tăng trưởng khoảng 1000 lần thông qua ZK-EVM, và đối với một số loại tính toán cụ thể (chữ ký, SNARK/STARK), việc tổng hợp ngoài chuỗi có thể cải thiện hiệu suất khoảng 10000 lần.

Đối với tài nguyên dữ liệu, ngắn hạn đạt được mức tăng trưởng khoảng 10-20 lần thông qua cải tiến p2p và Gas đa chiều; dài hạn đạt được mức tăng trưởng khoảng 500 lần thông qua Blobs + PeerDAS.

Việc mở rộng ngắn hạn tập trung vào việc giúp Ethereum chạy nhanh hơn. Ethereum hiện tại chậm là do phương thức xác minh hiện tại là tuần tự - kiểm tra từng giao dịch một. Nếu một giao dịch bị kẹt, toàn bộ quá trình xác minh sẽ bị kẹt.

Vì vậy, bản nâng cấp Glamsterdam trong năm nay sắp tới sẽ ra mắt danh sách truy cập khối (BAL) và ePBS.

Danh sách truy cập khối cho phép người đóng gói khối thông báo trước cho trình xác thực: "Các giao dịch trong khối này sẽ truy cập vào các tài khoản và vị trí lưu trữ này". Với thông tin này, trình xác thực có thể chuẩn bị trước, tải dữ liệu từ ổ cứng vào bộ nhớ. Sau đó, trình xác thực có thể kiểm tra nhiều giao dịch song song thay vì kiểm tra từng cái một. Giống như dây chuyền sản xuất trong nhà máy: trước đây một công nhân phụ trách toàn bộ sản phẩm, bây giờ nhiều công nhân xử lý các phần khác nhau cùng một lúc.

ePBS tách quá trình đóng gói và xác minh khối - người xây dựng khối chịu trách nhiệm đóng gói giao dịch, người đề xuất chịu trách nhiệm đề xuất khối, trình xác thực chịu trách nhiệm xác minh khối. Mỗi vai trò thực hiện nhiệm vụ của mình, đều làm tốt phần việc của mình, khi đó người xây dựng khối có thể đóng gói nhiều giao dịch hơn một cách mạnh mẽ hơn, vì người đề xuất và trình xác thực sẽ giúp anh ta kiểm tra, không phải lo lắng về vấn đề bảo mật.

Định giá lại phí Gas + Gas đa chiều có thể nói là "chiêu thức cốt lõi". Hiện tại, tất cả các hoạt động trên Ethereum đều sử dụng cùng một loại phí Gas. Nhưng ý tưởng của Vitalik là, các hoạt động khác nhau nên có mức giá khác nhau.

Đặc biệt, việc tạo trạng thái mới (chẳng hạn như tạo tài khoản mới, triển khai hợp đồng mới) nên có "phí tạo trạng thái" đặc biệt. Bởi vì việc tạo trạng thái mới là hoạt động tốn kém nhất. Nó không chỉ chiếm dụng tài nguyên tính toán mà còn chiếm dụng tài nguyên lưu trữ. Hơn nữa, chi phí này là vĩnh viễn - một khi được tạo ra, trạng thái này sẽ tồn tại mãi mãi.

Vì vậy, ý tưởng của Vitalik là: Làm cho việc tạo trạng thái mới trở nên đắt đỏ hơn, nhưng làm cho các giao dịch thông thường trở nên rẻ hơn.

Phương pháp thực hiện là "cơ chế hồ chứa". Hãy tưởng tượng có hai thùng, một thùng chứa "phí tạo trạng thái", thùng kia chứa "phí Gas thông thường". Khi các hợp đồng gọi lẫn nhau, Gas sẽ tự động vay từ hai thùng này, đảm bảo không bị rối loạn.

Giao dịch của người dùng thông thường sẽ trở nên rẻ hơn, vì những giao dịch này không phải trả "phí tạo trạng thái". Còn các nhà phát triển muốn tạo trạng thái mới sẽ phải trả phí cao hơn. Bằng cách này, tổng dung lượng mạng tăng vọt, nhưng sự tăng trưởng trạng thái được kiểm soát, không làm nổ ổ cứng của các node đầy đủ.

Việc mở rộng dài hạn là làm cho mạng chính tự thân lớn mạnh hơn, giảm sự phụ thuộc vào Layer 2. Điều này bao gồm Blobs + PeerDAS và việc triển khai theo giai đoạn của ZK-EVM.

Blobs, một loại lưu trữ tệp lớn tạm thời, hiện chủ yếu được sử dụng cho Layer 2. Sau này, mạng chính Ethereum cũng sẽ sử dụng Blobs để lưu trữ dữ liệu. Nhưng vấn đề cũng theo đó mà đến - nếu mỗi node đều phải tải xuống tất cả Blobs, mạng sẽ bị quá tải.

Ở đây phải dựa vào PeerDAS - không cần tải xuống toàn bộ dữ liệu, chỉ cần tải xuống một phần nhỏ. Giống như điều tra chọn mẫu, không cần hỏi tất cả mọi người, chỉ cần hỏi một nhóm nhỏ là có thể suy ra tình hình của toàn bộ nhóm. Kết hợp với bằng chứng ZK, ngay cả khi chỉ tải xuống 1/16 tổng dữ liệu, bạn cũng có thể xác nhận tính toàn vẹn của dữ liệu.

Sau đó là việc triển khai theo giai đoạn của ZK-EVM, điều này khiến việc xác minh một khối không còn cần phải thực thi lại tất cả các giao dịch trong khối, các node chỉ cần tin tưởng vào bằng chứng ZK, chi phí xác minh giảm từ "thực thi tất cả giao dịch" xuống còn "xác minh một bằng chứng ZK".

Kế hoạch của Vitalik là, năm 2026, một số node thử nghiệm xác minh ZK. Đến năm 2027, khuyến khích nhiều node sử dụng hơn. Cuối cùng, để một khối có hiệu lực, nó phải chứa 3 trong số 5 loại bằng chứng từ các hệ thống chứng minh khác nhau. Ông dự đoán, tất cả các node (ngoại trừ node chỉ mục) cuối cùng sẽ phụ thuộc vào bằng chứng ZK-EVM.

Mở rộng trạng thái không có "viên đạn bạc"

Bây giờ chúng ta hãy xem xét "tài nguyên trạng thái" chưa được đề cập trong việc mở rộng ngắn hạn và dài hạn. Mặc dù trong ngắn hạn, vẫn có thể cải thiện khoảng 5-30 lần thông qua đồng bộ hóa với danh sách truy cập khối, cải tiến p2p và tối ưu hóa cơ sở dữ liệu, nhưng về lâu dài thì sao?

Câu trả lời của Vitalik là, không có.

Tại sao tài nguyên trạng thái lại khó mở rộng như vậy? Trạng thái của Ethereum giống như một cơ sở dữ liệu khổng lồ. Cơ sở dữ liệu này lưu trữ số dư của tất cả tài khoản, mã của tất cả hợp đồng, dữ liệu của tất cả vị trí lưu trữ.

Hiện tại cơ sở dữ liệu này chưa lớn, chỉ khoảng 100 GB, nhưng nếu mở rộng trạng thái lên 20 lần, đó là 2 TB. Vậy nếu thời gian dài hơn nữa thì sao? 8 TB?

Vấn đề không phải là ổ cứng không chứa nổi, mà là:

- Hiệu quả cơ sở dữ liệu bị ảnh hưởng: Cơ sở dữ liệu hiện đại sử dụng cấu trúc cây (chẳng hạn như cây Merkle) để tổ chức dữ liệu. Khi ghi một dữ liệu mới, cần cập nhật toàn bộ cây. Điều này có nghĩa là, nếu bạn thực hiện X lần cập nhật, ở cấp độ cơ sở dữ liệu sẽ là X lần thao tác, thay vì cập nhật một lần, cơ sở dữ liệu chỉ thao tác một lần. Càng nhiều cập nhật, càng nhiều thao tác, việc ghi sẽ chậm đến mức nổ tung.

- Đồng bộ hóa khó khăn: Một node mới tham gia mạng Ethereum cần tải xuống toàn bộ trạng thái để xác minh các khối mới. Nếu quy mô dữ liệu đạt 8 TB, tốc độ mạng hiện tại của hầu hết mọi người sẽ phải tải rất lâu.

Giải pháp là có, nhưng Vitalik cho rằng đều có vấn đề:

- "Tính không trạng thái mạnh": Node không cần lưu trữ trạng thái đầy đủ, chỉ cần người dùng cung cấp bằng chứng Merkle. Vitalik cho rằng, giải pháp này tồn tại vấn đề tập trung hóa lưu trữ trạng thái, truy cập lưu trữ động dẫn đến thất bại giao dịch và vấn đề chi phí băng thông.

- "Trạng thái hết hạn": Trạng thái không thường xuyên truy cập, tự động bị xóa khỏi trạng thái hoạt động. Node chỉ cần lưu trữ trạng thái được truy cập gần đây là có thể giảm đáng kể không gian lưu trữ. Vitalik cho rằng tồn tại một vấn đề cơ bản "vấn đề tồn tại", tức là khi tạo một trạng thái mới, làm thế nào để chứng minh rằng một trạng thái "chưa bao giờ tồn tại". Giả sử tạo một tài khoản mới, thì cần chứng minh rằng địa chỉ tài khoản mới chưa bao giờ được tạo trên Ethereum. Điều này có nghĩa là, việc tạo mỗi tài khoản mới đều cần kiểm tra dữ liệu lịch sử 10 năm, việc tạo tài khoản mới sẽ trở nên phức tạp và đắt đỏ.

Phương pháp cuối cùng của Vitalik là, kết hợp hai giải pháp này, đề xuất một số dạng trạng thái mới, đây là sự thay đổi tổng thể về kiến trúc tài nguyên trạng thái của Ethereum:

- Lưu trữ tạm thời: Một loại lưu trữ sẽ tự động hết hạn. Ví dụ, có thể tạo một cây mới, tự động xóa về 0 mỗi tháng. Loại lưu trữ này có thể được sử dụng cho dữ liệu tạm thời, sổ lệnh, bể thanh khoản, bộ đếm tạm thời, v.v. Những dữ liệu này thường không cần lưu trữ vĩnh viễn, sau một tháng, các đơn đặt hàng cũ hết hạn, bể thanh khoản mới lại được tạo.

- Lưu trữ định kỳ: Tương tự như lưu trữ tạm thời, nhưng chu kỳ dài hơn, ví dụ 1 năm.

- Lưu trữ bị hạn chế: Một số lưu trữ chỉ có thể được truy cập theo cách cụ thể. Ví dụ, lưu trữ số dư của một token ERC20, có thể chỉ được truy cập thông qua một giao diện cụ thể. Bằng cách này, hệ thống có thể tối ưu hóa loại lưu trữ này.

Đồng thời, giữ nguyên các dạng trạng thái hiện có. Bằng cách này, việc thực thi có thể rẻ hơn 1000 lần (thông qua ZK-EVM), nhưng việc tạo trạng thái mới có thể chỉ rẻ hơn 20 lần.

Vitalik cho rằng, với các dạng trạng thái mới, nhà phát triển có sự lựa chọn. Tiếp tục sử dụng các dạng trạng thái hiện có, nhưng trả phí cao hơn, hoặc thiết kế lại