Ethereum tiến tới 10,000 TPS: Vai trò then chốt của chứng minh thời gian thực và Rollup gốc
Ethereum đang tiến tới một kỷ nguyên mở rộng mới với khả năng xử lý 10,000 giao dịch mỗi giây ( TPS ), trong khi công nghệ chứng minh không biết ( ZK ) đang trở thành động lực chính cho quá trình này. Bài viết này sẽ tập trung vào những khó khăn kỹ thuật của chứng minh thời gian thực, logic tham gia của người chứng minh, thách thức an ninh trong quá trình chuyển đổi L1, cũng như cách mà "Rollup gốc" trở thành hình thức mở rộng ZK tối thượng.
Chứng minh thời gian thực: Mảnh ghép quan trọng cho việc mở rộng Ethereum
Chứng minh ngay lập tức đề cập đến việc hoàn thành việc tạo chứng minh ZK cho một khối trên mạng chính Ethereum trong vòng chưa đến 12 giây. Khi điều này được thực hiện, Ethereum có thể tích hợp logic xác minh khối vào chính giao thức, đồng thời đảm bảo tính khả chứng minh và tăng đáng kể giới hạn Gas, từ đó đạt được khả năng mở rộng quy mô lớn cho L1.
Việc hiện thực hóa chứng minh thời gian thực không chỉ cần công nghệ zkVM mà còn cần thay đổi tầng giao thức Ethereum. Dự kiến, bản nâng cấp Glamsterdam vào năm sau sẽ giới thiệu cơ chế "tách biệt xác minh khối và thực thi ngay lập tức", cung cấp cho người chứng minh nhiều thời gian hơn để tạo ra chứng minh zkEVM.
Một công ty mới đây đã phát triển zkVM có khả năng tạo ra chứng minh cho 93% khối trên mạng chính trong thời gian thực dưới cụm 200 GPU, dự kiến sẽ nâng lên 99% trước cuối năm. Ethereum còn xem xét việc rút ngắn thời gian khối từ 12 giây xuống 6 giây, điều này sẽ cải thiện trải nghiệm người dùng nhưng cũng tạo thêm áp lực cho những người chứng minh.
Ngưỡng phần cứng của người chứng minh ZK Ethereum
Việc tạo ra chứng minh ZK theo thời gian thực cần tài nguyên tính toán mạnh mẽ. Mục tiêu kỹ thuật ban đầu mà Quỹ Ethereum đặt ra cho người chứng minh là: chi phí phần cứng dưới 100.000 USD, tiêu thụ điện năng dưới 10 kilowatt.
Cần lưu ý rằng trách nhiệm của người chứng minh và người xác thực là khác nhau. Người xác thực chạy nút tham gia đồng thuận, trong khi nhiệm vụ của người chứng minh là tạo ra chứng minh ZK. Chỉ cần có một người chứng minh trung thực đáp ứng các điều kiện phần cứng, Ethereum có thể tiếp tục hoạt động an toàn.
Dự kiến đến đầu năm sau, nhu cầu GPU của những người chứng minh có thể giảm xuống còn khoảng 16 card đồ họa, tổng chi phí được kiểm soát trong khoảng từ 10.000 đến 30.000 USD. Một công ty đã xây dựng một mạng lưới phi tập trung gồm hàng trăm người chứng minh trên mạng thử nghiệm, sử dụng cơ chế chứng minh cạnh tranh.
Thách thức chuyển đổi mạng chính sang kiến trúc ZK
Chuyển đổi mạng chính L1 Ethereum sang kiến trúc ZK là một thách thức kỹ thuật lớn tiếp theo sau sự chuyển đổi từ PoW sang PoS. Cần xem xét nhiều rủi ro tiềm ẩn khác nhau, chẳng hạn như kẻ tấn công độc hại chèn vào "kẻ giết chứng nhân" dẫn đến cơ chế xác minh không còn hiệu lực, hoặc sự suy giảm đột ngột về mức độ hoạt động của mạng ảnh hưởng đến tính bền vững.
Toàn bộ quá trình chuyển tiếp có thể mất vài năm. Khi hệ sinh thái trưởng thành, có thể nâng cao tính khả thi và độ tin cậy thông qua việc giới thiệu các hệ thống chứng minh đa dạng, hoàn thiện cơ chế khuyến khích, xác thực hình thức và các biện pháp khác.
Ethereum còn có kế hoạch xây dựng một cấu trúc mới có tên là "Beam Chain", được thiết kế từ đầu để thân thiện với tối ưu hóa ZK. Trong tương lai, toàn bộ công việc xác thực dữ liệu của Ether có thể được thực hiện trên CPU của một chiếc laptop thông thường.
Rollup gốc: Hình thái cuối cùng của việc "Snark hóa" trên mạng chính
Trong khi tích hợp zkEVM vào mạng chính của Ethereum, ý tưởng về Rollup nguyên thủy cũng bắt đầu xuất hiện. Bằng cách tích hợp zkEVM vào mạng chính, các xác thực L1 của Ethereum có thể trực tiếp xác thực chứng minh chuyển đổi trạng thái của Rollup, đạt được L2 thực sự được xác thực bởi mạng chính, đảm bảo an toàn.
Điều này cần phải thêm mã "execute precompile" vào khách hàng L1 của Ether, cho phép người xác thực trực tiếp kiểm tra chứng nhận chuyển trạng thái ZK được tạo ra từ L2. Nếu được thực hiện, độ an toàn của giao dịch trên Rollup gốc sẽ tương đương với mạng chính.
Rollup gốc có thể là dị thể, cung cấp cho người dùng trải nghiệm ứng dụng đa dạng và khác biệt hơn. Mặc dù vẫn chưa chính thức được ghi vào lộ trình, nhưng với sự ra mắt của zkEVM và việc tái cấu trúc kiến trúc L1, việc thiết lập giao diện và logic biên dịch trước cho nó đã trở thành xu hướng kỹ thuật có thể dự đoán.
Dự đoán lạc quan, có thể nộp EIP liên quan vào cuối năm và sẽ ra mắt trong đợt fork sau bản nâng cấp Glamsterdam. Tuy nhiên, lịch trình này vẫn có tính không chắc chắn cao, cần được xem xét cẩn thận.
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.
Thời đại mới của việc mở rộng Ethereum: Chứng minh thời gian thực và Rollup gốc cùng đẩy 10.000 TPS
Ethereum tiến tới 10,000 TPS: Vai trò then chốt của chứng minh thời gian thực và Rollup gốc
Ethereum đang tiến tới một kỷ nguyên mở rộng mới với khả năng xử lý 10,000 giao dịch mỗi giây ( TPS ), trong khi công nghệ chứng minh không biết ( ZK ) đang trở thành động lực chính cho quá trình này. Bài viết này sẽ tập trung vào những khó khăn kỹ thuật của chứng minh thời gian thực, logic tham gia của người chứng minh, thách thức an ninh trong quá trình chuyển đổi L1, cũng như cách mà "Rollup gốc" trở thành hình thức mở rộng ZK tối thượng.
Chứng minh thời gian thực: Mảnh ghép quan trọng cho việc mở rộng Ethereum
Chứng minh ngay lập tức đề cập đến việc hoàn thành việc tạo chứng minh ZK cho một khối trên mạng chính Ethereum trong vòng chưa đến 12 giây. Khi điều này được thực hiện, Ethereum có thể tích hợp logic xác minh khối vào chính giao thức, đồng thời đảm bảo tính khả chứng minh và tăng đáng kể giới hạn Gas, từ đó đạt được khả năng mở rộng quy mô lớn cho L1.
Việc hiện thực hóa chứng minh thời gian thực không chỉ cần công nghệ zkVM mà còn cần thay đổi tầng giao thức Ethereum. Dự kiến, bản nâng cấp Glamsterdam vào năm sau sẽ giới thiệu cơ chế "tách biệt xác minh khối và thực thi ngay lập tức", cung cấp cho người chứng minh nhiều thời gian hơn để tạo ra chứng minh zkEVM.
Một công ty mới đây đã phát triển zkVM có khả năng tạo ra chứng minh cho 93% khối trên mạng chính trong thời gian thực dưới cụm 200 GPU, dự kiến sẽ nâng lên 99% trước cuối năm. Ethereum còn xem xét việc rút ngắn thời gian khối từ 12 giây xuống 6 giây, điều này sẽ cải thiện trải nghiệm người dùng nhưng cũng tạo thêm áp lực cho những người chứng minh.
Ngưỡng phần cứng của người chứng minh ZK Ethereum
Việc tạo ra chứng minh ZK theo thời gian thực cần tài nguyên tính toán mạnh mẽ. Mục tiêu kỹ thuật ban đầu mà Quỹ Ethereum đặt ra cho người chứng minh là: chi phí phần cứng dưới 100.000 USD, tiêu thụ điện năng dưới 10 kilowatt.
Cần lưu ý rằng trách nhiệm của người chứng minh và người xác thực là khác nhau. Người xác thực chạy nút tham gia đồng thuận, trong khi nhiệm vụ của người chứng minh là tạo ra chứng minh ZK. Chỉ cần có một người chứng minh trung thực đáp ứng các điều kiện phần cứng, Ethereum có thể tiếp tục hoạt động an toàn.
Dự kiến đến đầu năm sau, nhu cầu GPU của những người chứng minh có thể giảm xuống còn khoảng 16 card đồ họa, tổng chi phí được kiểm soát trong khoảng từ 10.000 đến 30.000 USD. Một công ty đã xây dựng một mạng lưới phi tập trung gồm hàng trăm người chứng minh trên mạng thử nghiệm, sử dụng cơ chế chứng minh cạnh tranh.
Thách thức chuyển đổi mạng chính sang kiến trúc ZK
Chuyển đổi mạng chính L1 Ethereum sang kiến trúc ZK là một thách thức kỹ thuật lớn tiếp theo sau sự chuyển đổi từ PoW sang PoS. Cần xem xét nhiều rủi ro tiềm ẩn khác nhau, chẳng hạn như kẻ tấn công độc hại chèn vào "kẻ giết chứng nhân" dẫn đến cơ chế xác minh không còn hiệu lực, hoặc sự suy giảm đột ngột về mức độ hoạt động của mạng ảnh hưởng đến tính bền vững.
Toàn bộ quá trình chuyển tiếp có thể mất vài năm. Khi hệ sinh thái trưởng thành, có thể nâng cao tính khả thi và độ tin cậy thông qua việc giới thiệu các hệ thống chứng minh đa dạng, hoàn thiện cơ chế khuyến khích, xác thực hình thức và các biện pháp khác.
Ethereum còn có kế hoạch xây dựng một cấu trúc mới có tên là "Beam Chain", được thiết kế từ đầu để thân thiện với tối ưu hóa ZK. Trong tương lai, toàn bộ công việc xác thực dữ liệu của Ether có thể được thực hiện trên CPU của một chiếc laptop thông thường.
Rollup gốc: Hình thái cuối cùng của việc "Snark hóa" trên mạng chính
Trong khi tích hợp zkEVM vào mạng chính của Ethereum, ý tưởng về Rollup nguyên thủy cũng bắt đầu xuất hiện. Bằng cách tích hợp zkEVM vào mạng chính, các xác thực L1 của Ethereum có thể trực tiếp xác thực chứng minh chuyển đổi trạng thái của Rollup, đạt được L2 thực sự được xác thực bởi mạng chính, đảm bảo an toàn.
Điều này cần phải thêm mã "execute precompile" vào khách hàng L1 của Ether, cho phép người xác thực trực tiếp kiểm tra chứng nhận chuyển trạng thái ZK được tạo ra từ L2. Nếu được thực hiện, độ an toàn của giao dịch trên Rollup gốc sẽ tương đương với mạng chính.
Rollup gốc có thể là dị thể, cung cấp cho người dùng trải nghiệm ứng dụng đa dạng và khác biệt hơn. Mặc dù vẫn chưa chính thức được ghi vào lộ trình, nhưng với sự ra mắt của zkEVM và việc tái cấu trúc kiến trúc L1, việc thiết lập giao diện và logic biên dịch trước cho nó đã trở thành xu hướng kỹ thuật có thể dự đoán.
Dự đoán lạc quan, có thể nộp EIP liên quan vào cuối năm và sẽ ra mắt trong đợt fork sau bản nâng cấp Glamsterdam. Tuy nhiên, lịch trình này vẫn có tính không chắc chắn cao, cần được xem xét cẩn thận.