Hướng phát triển tương lai của hệ thống Bằng chứng Ethereum
Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã phát hành một loạt bài viết, khám phá hướng phát triển tương lai của giao thức Ethereum. Những bài viết này bao gồm sáu phần chính trong lộ trình Ethereum, bao gồm hợp nhất (The Merge), mở rộng (The Surge), làm sạch (The Scourge), xác minh (The Verge), tinh chế (The Purge) và bùng nổ (The Splurge). Bài viết này sẽ tập trung phân tích phần đầu tiên của lộ trình "hợp nhất", khám phá còn những gì có thể cải tiến trong cơ chế Bằng chứng, cũng như cách thực hiện những cải tiến này.
Buterin cho rằng, "sát nhập" là sự kiện mốc quan trọng nhất trong lịch sử Ethereum, đánh dấu sự chuyển đổi từ Bằng chứng công việc (PoW) sang Bằng chứng cổ phần (PoS). Hiện tại, Ethereum với tư cách là một hệ thống PoS đã hoạt động ổn định gần hai năm, thể hiện xuất sắc về độ ổn định, hiệu suất và tính phi tập trung. Tuy nhiên, cơ chế PoS vẫn còn một số lĩnh vực quan trọng cần được cải thiện thêm.
Lộ trình năm 2023 sẽ tập trung vào một số khía cạnh sau: cải thiện các đặc tính kỹ thuật ( như tính ổn định, hiệu suất và khả năng tiếp cận của các người xác thực nhỏ ), cũng như thực hiện các cải cách kinh tế để đối phó với rủi ro tập trung. Buterin nhấn mạnh rằng đây không phải là một danh sách cải tiến đầy đủ, mà là một số ý tưởng đang được xem xét tích cực hiện nay.
Mục tiêu chính của việc hợp nhất
Định tính trong một khoảng thời gian (SSF): Hiện tại, các khối của Ethereum cần khoảng 15 phút để được xác nhận cuối cùng. Bằng cách cải thiện hiệu quả của cơ chế đồng thuận, thời gian này có thể được rút ngắn đáng kể, cho phép các khối được đề xuất và xác nhận cuối cùng trong cùng một khoảng thời gian.
Trong khi duy trì tính phi tập trung, đạt được xác nhận và hoàn thành giao dịch nhanh nhất.
Tăng khả năng tham gia của các người xác thực độc lập.
Tăng cường tính ổn định tổng thể của hệ thống.
Nâng cao khả năng chống lại các cuộc tấn công 51% của Ethereum, bao gồm ngăn chặn đảo ngược tính cuối cùng, ngăn chặn và kiểm duyệt.
Định nghĩa thời gian đơn và dân chủ hóa việc stak
Hiện tại, Ethereum cần 2-3 epoch ( khoảng 15 phút ) để xác nhận cuối cùng một khối, và ít nhất cần 32 ETH để trở thành người xác thực. Đây là kết quả của sự thỏa hiệp giữa ba mục tiêu:
Tối đa hóa số lượng người xác thực tham gia staking
Giảm thiểu thời gian xác nhận cuối cùng
Giảm thiểu chi phí vận hành của nút
Ba mục tiêu này tồn tại mâu thuẫn. Để đạt được tính cuối cùng kinh tế (, kẻ tấn công cần phải phá hủy một lượng lớn Ether để hủy bỏ các khối đã được xác nhận ), mỗi lần xác nhận cuối cùng đều cần mỗi xác thực viên ký hai thông điệp. Do đó, nếu số lượng xác thực viên rất đông, sẽ cần thời gian dài để xử lý tất cả các chữ ký, hoặc cần các nút rất mạnh để xử lý tất cả các chữ ký cùng một lúc.
Trong điều kiện lý tưởng, Ethereum hy vọng đạt được hai mục tiêu trong khi duy trì tính cuối cùng kinh tế:
Trong một khoảng thời gian lý tưởng, giữ hoặc rút ngắn độ dài hiện tại là 12 giây ( để hoàn thành việc xác nhận khối, thay vì 15 phút.
Điểm đầu tiên có thể đảm bảo rằng tất cả người dùng đều có thể hưởng lợi từ sự bảo vệ an ninh cao hơn. Điểm thứ hai giúp hỗ trợ các người đặt cược độc lập, giảm bớt rào cản tham gia.
Tuy nhiên, hai mục tiêu này đều mâu thuẫn với mục tiêu tối thiểu hóa chi phí. Đây cũng là lý do tại sao Ethereum ban đầu không áp dụng tính nhất quán theo thời gian đơn. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã đề xuất một số giải pháp khả thi.
![Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93f3ed93a0381371efdfb72d23e8c693.webp(
Đề xuất xác định thời gian đơn
Để đạt được tính xác định trong một khoảng thời gian duy nhất với số lượng lớn các người xác thực, trong khi không làm tăng quá cao chi phí vận hành của các nút, hiện có một vài giải pháp chính:
Tấn công bạo lực: Phát triển một giao thức tổng hợp chữ ký hiệu quả hơn, có thể sử dụng công nghệ ZK-SNARKs, giúp xử lý hàng triệu chữ ký của các xác thực viên trong một khoảng thời gian duy nhất trở nên khả thi.
Ủy ban Orbit: Đây là một cơ chế mới, cho phép một ủy ban trung bình được chọn ngẫu nhiên chịu trách nhiệm về sự xác nhận cuối cùng của chuỗi, đồng thời giữ lại đặc tính chi phí tấn công. Orbit sử dụng sự đa dạng trong quy mô tiền gửi của các nhà xác thực để đạt được sự cân bằng giữa tính cuối cùng về kinh tế và sự tham gia của các nhà xác thực nhỏ.
Gửi kép: Cơ chế này có hai loại người gửi, một loại yêu cầu gửi cao, loại còn lại yêu cầu thấp hơn. Chỉ có cấp độ yêu cầu gửi cao mới trực tiếp tham gia cung cấp tính cuối cùng kinh tế. Đối với quyền và nghĩa vụ của người gửi cấp thấp hơn, đã có nhiều đề xuất, bao gồm gửi ủy thác, chọn ngẫu nhiên tham gia xác nhận khối, v.v.
Mỗi giải pháp đều có ưu và nhược điểm, cần phải cân nhắc giữa tính bảo mật, tính phi tập trung và tính khả thi về kỹ thuật.
Hiện tại, người đề xuất khối tiếp theo có thể biết trước, điều này sẽ tạo ra lỗ hổng bảo mật. Kẻ tấn công có thể theo dõi mạng, xác định địa chỉ IP của người xác thực, và khi họ sắp đề xuất khối, sẽ phát động cuộc tấn công DoS.
Giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề này là ẩn thông tin của người đề xuất khối tiếp theo, ít nhất là giữ bí mật cho đến khi khối được tạo ra. Giao thức bầu cử lãnh đạo bí mật duy nhất giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng công nghệ mã hóa để tạo ra "ID người xác thực mù" cho mỗi người xác thực, sau đó cho phép nhiều người đề xuất có cơ hội tái cấu trúc và mã hóa lại hồ bơi ID mù.
Tuy nhiên, việc thực hiện một giao thức bầu cử lãnh đạo bí mật đơn giản đủ không phải là điều dễ dàng. Sự đơn giản của giao thức Ethereum là rất quan trọng, và không muốn làm tăng thêm độ phức tạp của nó. Hiện tại, một giải pháp SSLE đơn giản hóa sử dụng chữ ký vòng đang được khám phá, nhưng vẫn cần giải quyết các vấn đề như làm thế nào để thực hiện SSLE chống lại lượng tử một cách hiệu quả.
Xác nhận giao dịch nhanh hơn
Tiếp tục rút ngắn thời gian xác nhận giao dịch của Ethereum ) từ 12 giây xuống còn 4 giây ( sẽ cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng, nâng cao hiệu quả của các giao thức DeFi, và làm cho L2 trở nên phi tập trung hơn. Có hai hướng công nghệ chính:
Rút ngắn thời gian khoảng cách xuống còn 8 giây hoặc 4 giây.
Cho phép người đề xuất phát hành xác nhận trước trong khoảng thời gian đơn.
Tuy nhiên, việc rút ngắn thời gian khoảng trống có thể làm tăng rủi ro tập trung của các nhà xác thực, vì một số khu vực có thể khó khăn trong việc nhận chứng minh kịp thời. Phương pháp xác nhận trước mặc dù có thể cải thiện thời gian xác nhận trung bình, nhưng không thể cải thiện hiệu suất trong trường hợp tồi tệ nhất, và cách khuyến khích xác nhận trước vẫn là một vấn đề cần giải quyết.
![Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7bc9f3396191ee49aa1225eb188586df.webp(
Kháng tấn công lượng tử
Đối mặt với mối đe dọa từ máy tính lượng tử tiềm năng, Ethereum cần tích cực phát triển các giải pháp thay thế chống lại tấn công lượng tử. Mọi phần của giao thức hiện tại dựa vào đường cong elip đều cần có các giải pháp thay thế dựa trên hàm băm hoặc các giải pháp chống lượng tử khác. Điều này chứng minh tính hợp lý của việc áp dụng các giả thuyết hiệu suất bảo thủ trong thiết kế Bằng chứng, và cũng là lý do để tích cực phát triển các giải pháp thay thế chống lại tấn công lượng tử.
Kết luận
Sự tiến hóa công nghệ của hệ thống Bằng chứng Ethereum gặp nhiều thách thức. Để đối phó với những thách thức này, tính chắc chắn cuối cùng trong một khoảng thời gian, dân chủ hóa việc staking, bầu cử một lãnh đạo bí mật duy nhất, xác nhận giao dịch nhanh hơn và phát triển các giải pháp thay thế chống tấn công lượng tử đều là những vấn đề quan trọng mà Ethereum cần giải quyết.
Buterin đã có những suy nghĩ toàn diện về việc nâng cấp "hợp nhất", đề xuất nhiều giải pháp kỹ thuật kết hợp, thảo luận về tiềm năng thiết kế của công nghệ Bằng chứng và các con đường nâng cấp khả thi hiện tại. Trong quá trình nâng cấp kỹ thuật, Ethereum đang không ngừng khám phá và đổi mới, cân nhắc giữa các giải pháp khác nhau để tìm ra con đường phát triển phù hợp nhất, đạt được độ an toàn, hiệu suất và mức độ phi tập trung cao hơn.
![Ethereum giao thức công nghệ nâng cấp triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-8a62f08e888c99c5c5d45ad550de5927.webp(
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.
10 thích
Phần thưởng
10
5
Đăng lại
Chia sẻ
Bình luận
0/400
BlockImposter
· 07-18 11:06
Ngày nào cũng giao dịch ý tưởng nhưng vẫn không tăng lên.
Xem bản gốcTrả lời0
FundingMartyr
· 07-16 17:55
bull về bull, tôi đã đổi eth sang u từ sớm.
Xem bản gốcTrả lời0
BearMarketBro
· 07-16 17:49
Nhìn xuống thì có sao đâu, không bán thì không lỗ.
Xem bản gốcTrả lời0
ZenChainWalker
· 07-16 17:44
Hợp nhất thật sự rất tâm huyết, cả chuỗi chính đều khác nhau.
Xem bản gốcTrả lời0
EntryPositionAnalyst
· 07-16 17:27
Chờ đến khi thu nhập được dọn dẹp xong rồi hãy vào!
Lộ trình nâng cấp Bằng chứng Ethereum: Sáu hướng phát triển từ Ghép nối đến Bước nhảy.
Hướng phát triển tương lai của hệ thống Bằng chứng Ethereum
Người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, gần đây đã phát hành một loạt bài viết, khám phá hướng phát triển tương lai của giao thức Ethereum. Những bài viết này bao gồm sáu phần chính trong lộ trình Ethereum, bao gồm hợp nhất (The Merge), mở rộng (The Surge), làm sạch (The Scourge), xác minh (The Verge), tinh chế (The Purge) và bùng nổ (The Splurge). Bài viết này sẽ tập trung phân tích phần đầu tiên của lộ trình "hợp nhất", khám phá còn những gì có thể cải tiến trong cơ chế Bằng chứng, cũng như cách thực hiện những cải tiến này.
Buterin cho rằng, "sát nhập" là sự kiện mốc quan trọng nhất trong lịch sử Ethereum, đánh dấu sự chuyển đổi từ Bằng chứng công việc (PoW) sang Bằng chứng cổ phần (PoS). Hiện tại, Ethereum với tư cách là một hệ thống PoS đã hoạt động ổn định gần hai năm, thể hiện xuất sắc về độ ổn định, hiệu suất và tính phi tập trung. Tuy nhiên, cơ chế PoS vẫn còn một số lĩnh vực quan trọng cần được cải thiện thêm.
Lộ trình năm 2023 sẽ tập trung vào một số khía cạnh sau: cải thiện các đặc tính kỹ thuật ( như tính ổn định, hiệu suất và khả năng tiếp cận của các người xác thực nhỏ ), cũng như thực hiện các cải cách kinh tế để đối phó với rủi ro tập trung. Buterin nhấn mạnh rằng đây không phải là một danh sách cải tiến đầy đủ, mà là một số ý tưởng đang được xem xét tích cực hiện nay.
Mục tiêu chính của việc hợp nhất
Định tính trong một khoảng thời gian (SSF): Hiện tại, các khối của Ethereum cần khoảng 15 phút để được xác nhận cuối cùng. Bằng cách cải thiện hiệu quả của cơ chế đồng thuận, thời gian này có thể được rút ngắn đáng kể, cho phép các khối được đề xuất và xác nhận cuối cùng trong cùng một khoảng thời gian.
Trong khi duy trì tính phi tập trung, đạt được xác nhận và hoàn thành giao dịch nhanh nhất.
Tăng khả năng tham gia của các người xác thực độc lập.
Tăng cường tính ổn định tổng thể của hệ thống.
Nâng cao khả năng chống lại các cuộc tấn công 51% của Ethereum, bao gồm ngăn chặn đảo ngược tính cuối cùng, ngăn chặn và kiểm duyệt.
Định nghĩa thời gian đơn và dân chủ hóa việc stak
Hiện tại, Ethereum cần 2-3 epoch ( khoảng 15 phút ) để xác nhận cuối cùng một khối, và ít nhất cần 32 ETH để trở thành người xác thực. Đây là kết quả của sự thỏa hiệp giữa ba mục tiêu:
Ba mục tiêu này tồn tại mâu thuẫn. Để đạt được tính cuối cùng kinh tế (, kẻ tấn công cần phải phá hủy một lượng lớn Ether để hủy bỏ các khối đã được xác nhận ), mỗi lần xác nhận cuối cùng đều cần mỗi xác thực viên ký hai thông điệp. Do đó, nếu số lượng xác thực viên rất đông, sẽ cần thời gian dài để xử lý tất cả các chữ ký, hoặc cần các nút rất mạnh để xử lý tất cả các chữ ký cùng một lúc.
Trong điều kiện lý tưởng, Ethereum hy vọng đạt được hai mục tiêu trong khi duy trì tính cuối cùng kinh tế:
Trong một khoảng thời gian lý tưởng, giữ hoặc rút ngắn độ dài hiện tại là 12 giây ( để hoàn thành việc xác nhận khối, thay vì 15 phút.
Giảm ngưỡng staking tối thiểu từ 32 Ether xuống 1 Ether.
Điểm đầu tiên có thể đảm bảo rằng tất cả người dùng đều có thể hưởng lợi từ sự bảo vệ an ninh cao hơn. Điểm thứ hai giúp hỗ trợ các người đặt cược độc lập, giảm bớt rào cản tham gia.
Tuy nhiên, hai mục tiêu này đều mâu thuẫn với mục tiêu tối thiểu hóa chi phí. Đây cũng là lý do tại sao Ethereum ban đầu không áp dụng tính nhất quán theo thời gian đơn. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây đã đề xuất một số giải pháp khả thi.
![Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-93f3ed93a0381371efdfb72d23e8c693.webp(
Đề xuất xác định thời gian đơn
Để đạt được tính xác định trong một khoảng thời gian duy nhất với số lượng lớn các người xác thực, trong khi không làm tăng quá cao chi phí vận hành của các nút, hiện có một vài giải pháp chính:
Tấn công bạo lực: Phát triển một giao thức tổng hợp chữ ký hiệu quả hơn, có thể sử dụng công nghệ ZK-SNARKs, giúp xử lý hàng triệu chữ ký của các xác thực viên trong một khoảng thời gian duy nhất trở nên khả thi.
Ủy ban Orbit: Đây là một cơ chế mới, cho phép một ủy ban trung bình được chọn ngẫu nhiên chịu trách nhiệm về sự xác nhận cuối cùng của chuỗi, đồng thời giữ lại đặc tính chi phí tấn công. Orbit sử dụng sự đa dạng trong quy mô tiền gửi của các nhà xác thực để đạt được sự cân bằng giữa tính cuối cùng về kinh tế và sự tham gia của các nhà xác thực nhỏ.
Gửi kép: Cơ chế này có hai loại người gửi, một loại yêu cầu gửi cao, loại còn lại yêu cầu thấp hơn. Chỉ có cấp độ yêu cầu gửi cao mới trực tiếp tham gia cung cấp tính cuối cùng kinh tế. Đối với quyền và nghĩa vụ của người gửi cấp thấp hơn, đã có nhiều đề xuất, bao gồm gửi ủy thác, chọn ngẫu nhiên tham gia xác nhận khối, v.v.
Mỗi giải pháp đều có ưu và nhược điểm, cần phải cân nhắc giữa tính bảo mật, tính phi tập trung và tính khả thi về kỹ thuật.
![Ethereum协议技术升级前景解析（1）：The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-153ba8816e34fe273a854b70b061774c.webp(
Cuộc bầu cử lãnh đạo bí mật duy nhất
Hiện tại, người đề xuất khối tiếp theo có thể biết trước, điều này sẽ tạo ra lỗ hổng bảo mật. Kẻ tấn công có thể theo dõi mạng, xác định địa chỉ IP của người xác thực, và khi họ sắp đề xuất khối, sẽ phát động cuộc tấn công DoS.
Giải pháp tốt nhất để giải quyết vấn đề này là ẩn thông tin của người đề xuất khối tiếp theo, ít nhất là giữ bí mật cho đến khi khối được tạo ra. Giao thức bầu cử lãnh đạo bí mật duy nhất giải quyết vấn đề này bằng cách sử dụng công nghệ mã hóa để tạo ra "ID người xác thực mù" cho mỗi người xác thực, sau đó cho phép nhiều người đề xuất có cơ hội tái cấu trúc và mã hóa lại hồ bơi ID mù.
Tuy nhiên, việc thực hiện một giao thức bầu cử lãnh đạo bí mật đơn giản đủ không phải là điều dễ dàng. Sự đơn giản của giao thức Ethereum là rất quan trọng, và không muốn làm tăng thêm độ phức tạp của nó. Hiện tại, một giải pháp SSLE đơn giản hóa sử dụng chữ ký vòng đang được khám phá, nhưng vẫn cần giải quyết các vấn đề như làm thế nào để thực hiện SSLE chống lại lượng tử một cách hiệu quả.
Xác nhận giao dịch nhanh hơn
Tiếp tục rút ngắn thời gian xác nhận giao dịch của Ethereum ) từ 12 giây xuống còn 4 giây ( sẽ cải thiện đáng kể trải nghiệm người dùng, nâng cao hiệu quả của các giao thức DeFi, và làm cho L2 trở nên phi tập trung hơn. Có hai hướng công nghệ chính:
Tuy nhiên, việc rút ngắn thời gian khoảng trống có thể làm tăng rủi ro tập trung của các nhà xác thực, vì một số khu vực có thể khó khăn trong việc nhận chứng minh kịp thời. Phương pháp xác nhận trước mặc dù có thể cải thiện thời gian xác nhận trung bình, nhưng không thể cải thiện hiệu suất trong trường hợp tồi tệ nhất, và cách khuyến khích xác nhận trước vẫn là một vấn đề cần giải quyết.
![Ethereum giao thức nâng cấp công nghệ triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-7bc9f3396191ee49aa1225eb188586df.webp(
Kháng tấn công lượng tử
Đối mặt với mối đe dọa từ máy tính lượng tử tiềm năng, Ethereum cần tích cực phát triển các giải pháp thay thế chống lại tấn công lượng tử. Mọi phần của giao thức hiện tại dựa vào đường cong elip đều cần có các giải pháp thay thế dựa trên hàm băm hoặc các giải pháp chống lượng tử khác. Điều này chứng minh tính hợp lý của việc áp dụng các giả thuyết hiệu suất bảo thủ trong thiết kế Bằng chứng, và cũng là lý do để tích cực phát triển các giải pháp thay thế chống lại tấn công lượng tử.
Kết luận
Sự tiến hóa công nghệ của hệ thống Bằng chứng Ethereum gặp nhiều thách thức. Để đối phó với những thách thức này, tính chắc chắn cuối cùng trong một khoảng thời gian, dân chủ hóa việc staking, bầu cử một lãnh đạo bí mật duy nhất, xác nhận giao dịch nhanh hơn và phát triển các giải pháp thay thế chống tấn công lượng tử đều là những vấn đề quan trọng mà Ethereum cần giải quyết.
Buterin đã có những suy nghĩ toàn diện về việc nâng cấp "hợp nhất", đề xuất nhiều giải pháp kỹ thuật kết hợp, thảo luận về tiềm năng thiết kế của công nghệ Bằng chứng và các con đường nâng cấp khả thi hiện tại. Trong quá trình nâng cấp kỹ thuật, Ethereum đang không ngừng khám phá và đổi mới, cân nhắc giữa các giải pháp khác nhau để tìm ra con đường phát triển phù hợp nhất, đạt được độ an toàn, hiệu suất và mức độ phi tập trung cao hơn.
![Ethereum giao thức công nghệ nâng cấp triển vọng phân tích (1): The Merge])https://img-cdn.gateio.im/webp-social/moments-8a62f08e888c99c5c5d45ad550de5927.webp(