Vitalik Buterin cho biết Ethereum mà đa số mọi người biết đến ngày nay—một mạng lưới được xây dựng để gửi tiền, giao dịch token và chạy các ứng dụng phi tập trung—đang tiến tới một thiết kế căn bản khác vào cuối thập kỷ này. Trong một bài đăng công bố hôm Chủ nhật với tiêu đề “The cryptographic world computer” (Máy tính thế giới dựa trên mật mã), người đồng sáng lập Ethereum đã phác thảo một tầm nhìn về khả năng mở rộng của Ethereum trong tương lai, dựa vào các bằng chứng mật mã và các mạng máy tính bên ngoài thay vì kiểu kiểm chứng bằng sức mạnh thô vốn mà blockchain hiện tại đang dựa vào.

Những ý chính

• Vitalik Buterin mô tả kiến trúc Ethereum năm 2030 là một hệ lai kết hợp blockchain với các bằng chứng mật mã và mạng máy tính bên ngoài, vẫn được gọi là blockchain nhưng vận hành theo cách rất khác.

• Phương thức xác thực hiện tại của Ethereum khiến mọi node phải lặp lại cùng các phép tính cho từng giao dịch, giúp mạng lưới trung thực nhưng lại giới hạn mức thông lượng mà việc bổ sung máy tính thực sự mang lại.

• Các bằng chứng toán học ngắn có thể cho phép các máy tính xác minh công việc của nhau mà không cần tính lại mọi thứ, nhờ đó các máy khác nhau có thể đảm nhiệm các tác vụ khác nhau cùng lúc.

• Kế hoạch về quyền riêng tư của Buterin sẽ che giấu việc kiểm tra số dư ví và chi tiết thanh toán, dựa trên các kỹ thuật đã được dùng bởi Zcash; các “pool” được bảo vệ của Zcash đã nắm giữ khoảng 4,9 triệu ZEC tính đến hôm thứ Sáu.

• Một bài viết liên quan mang tên “Shielded Bitcoin” được công bố trong tuần này đề xuất mượn thiết kế thanh toán được mã hóa của Zcash cho BTC, dù vẫn thiếu cơ chế hoàn chỉnh để gửi và rút bitcoin thực sự.

Tầm nhìn của Vitalik Buterin về Ethereum vào năm 2030

Tuyên bố cốt lõi của Buterin là thẳng thắn: Ethereum năm 2030 có thể vẫn mang nhãn “blockchain”, nhưng nó sẽ không hoạt động như một blockchain theo cách mà mọi người hiện đang hiểu thuật ngữ đó. Mạng lưới mà ông mô tả sẽ kết hợp blockchain với các bằng chứng mật mã và mạng lưới các máy tính hoạt động bên ngoài chuỗi gốc, qua đó thay đổi cả những gì Ethereum có thể xử lý lẫn những gì người dùng có thể tự kiểm tra.

Khái niệm máy tính thế giới mật mã

Buterin mô tả sự chuyển dịch này là đi từ một sổ cái đơn giản sang một thứ mà ông gọi là “máy tính thế giới mật mã”. Kiến trúc lai được xây dựng để kết hợp blockchain với mật mã hiện đại nhằm mở khóa những tính chất mà hệ thống hiện tại không thể cung cấp.

Kiến trúc lai kết hợp blockchain và mật mã

Theo Vitalik Buterin, các lý luận về bằng chứng mật mã: quá trình chuyển đổi đã đang diễn ra. Theo Buterin, các bản nâng cấp trong tương lai sẽ dựa nhiều hơn vào các bằng chứng toán học, các công cụ kiểm tra lỗi phần mềm và bảo mật chống lại các máy tính lượng tử trong tương lai.

Xác thực Ethereum hiện tại và các giới hạn về khả năng mở rộng

Hiện tại, để kiểm tra Ethereum một cách đầy đủ nghĩa là phải lặp lại các phép tính phía sau mọi giao dịch. Một node đầy đủ xác nhận rằng bên gửi có đủ tiền và ứng dụng tuân theo đúng các quy tắc của chính nó, và nó làm điều đó bằng cách tính lại cùng một kiểu toán mà mọi node “trung thực” khác đã thực hiện.

Sự dư thừa đó chính là thứ giúp Ethereum trở nên đáng tin cậy. Và cũng chính điều đó là thứ giới hạn nó. Việc thêm nhiều máy tính vào mạng không tự động chuyển hóa thành nhiều năng lực xử lý giao dịch hơn, vì mỗi máy vẫn bận re-verifying hoạt động mà các máy khác đã kiểm tra. Đây là trọng tâm của các giới hạn về khả năng mở rộng của blockchain mà đề xuất của Buterin được thiết kế để giải quyết.

Một thập kỷ trước, các nhà phát triển đã thử khắc phục bằng cách tách công việc ra thành các nhóm máy tính nhỏ hơn, nhưng việc phối hợp giữa các nhóm lại gây ra độ trễ, và toàn mạng gặp khó khăn trong việc phục hồi mỗi khi một nhóm thất bại. Như Buterin nói: “Hồi đó, điều này không khả thi vì một lý do chính: thiếu mất khâu kiểm chứng.”

Những tiến bộ trong bằng chứng mật mã cho khả năng mở rộng và xác minh

Các công cụ mật mã mới hiện cung cấp một cách để phá vỡ ràng buộc đó, theo Buterin, bằng việc thay thế phép tính tính lại đầy đủ bằng các bằng chứng gọn mà các máy tính khác có thể kiểm tra gần như ngay lập tức.

Thay vì tính lại, dùng các bằng chứng toán học ngắn

Theo mô hình này, một máy tính xử lý một lô giao dịch và tạo ra một bằng chứng toán học ngắn cho thấy nó đã tuân theo các quy tắc của mạng. Các máy khác có thể xác thực bằng chứng đó nhanh hơn rất nhiều so với việc phải tính lại toàn bộ phép toán ban đầu, trong khi các kiểm tra ngẫu nhiên riêng rẽ đảm bảo dữ liệu giao dịch gốc vẫn sẵn có để bất kỳ ai muốn kiểm tra sau này đều có thể truy cập.

Xử lý song song các tác vụ bởi các máy tính khác nhau

Cách thiết lập đó cho phép các máy tính khác nhau cùng lúc xử lý các nhiệm vụ khác nhau, nhưng vẫn kiểm tra kết quả của nhau, nhờ đó tăng tổng năng lực của Ethereum mà không hy sinh cơ chế xác minh độc lập khiến mạng đáng tin cậy. Tuy nhiên có một điểm vướng: Ethereum vẫn phải giải quyết những câu hỏi mà thứ tự giao dịch quan trọng, ví dụ giao dịch nào trong hai giao dịch xung đột đã xảy ra trước. Buterin gợi ý rằng phần công việc đó có thể được hoàn tất trước, sau đó dùng các bằng chứng kết hợp lại để giảm lượng thông tin được ghi trực tiếp lên blockchain.

Tăng cường quyền riêng tư và các phát triển rộng hơn trong hệ sinh thái

Song song với khả năng mở rộng, lộ trình của Buterin giải quyết một lỗ hổng quyền riêng tư yên lặng hơn: thông tin người dùng trao cho hệ thống chỉ bằng cách kiểm tra chính ví của họ. Đây là một mảnh ghép then chốt trong nỗ lực rộng hơn về nâng cấp quyền riêng tư của Ethereum mà hiện đang dần hình thành trên toàn hệ sinh thái.

Che giấu dữ liệu sử dụng ví và các truy vấn về số dư

Việc kiểm tra số dư ngày nay thường là hỏi một máy chủ bên ngoài về một địa chỉ cụ thể, và nhà vận hành máy chủ đó có thể biết được những tài khoản mà một người đang theo dõi, ngay cả khi bản thân các khoản thanh toán vẫn được giữ riêng tư. Buterin hình dung việc ẩn các yêu cầu kiểm tra số dư đó cùng với chi tiết thanh toán và các quy tắc chi tiêu mà một tài khoản sử dụng, để chẳng hạn một doanh nghiệp có thể giữ bí mật các khoản thanh toán của mình mà không phải lộ các tài khoản mỗi lần một nhân viên kiểm tra số dư.

Các dự án tập trung vào quyền riêng tư tương tự và các phát triển dùng chung

Ethereum không phải là dự án duy nhất theo đuổi mục tiêu này. Zcash đã cho phép người dùng gửi các khoản thanh toán được bảo vệ (shielded) với địa chỉ và số tiền được mã hóa, và theo phân tích dữ liệu ZecStats của CoinDesk, các “pool” được bảo vệ của Zcash đã nắm giữ xấp xỉ 4,9 triệu ZEC vào thứ Sáu, với token giao dịch quanh mức $1,660 sau khi tăng khoảng 15% trong tuần. Riêng rẽ, các nhà nghiên cứu đứng sau một bài báo “Shielded Bitcoin” được công bố trong tuần này đề xuất mượn chính thiết kế thanh toán được mã hóa đó cho BTC: lưu giá trị được quy đổi theo bitcoin trong các ghi chú được mã hóa và xác minh các lần chi tiêu bằng các bằng chứng toán học do phần mềm độc lập kiểm tra thay vì dựa trên các quy tắc đồng thuận riêng của Bitcoin. Các tác giả của bài báo để ngỏ cơ chế thực tế để gửi và rút bitcoin cho các nghiên cứu trong tương lai.

Lộ trình dài hạn mà chính Buterin đưa ra cũng đi theo hướng tương tự: các bản nâng cấp tiếp theo của Ethereum sẽ ngày càng dựa vào các bằng chứng toán học, các công cụ tự động kiểm tra phần mềm để phát hiện lỗi, và thiết kế bảo mật nhằm chống chịu trước các máy tính lượng tử trong tương lai.

Vì sao điều này quan trọng đối với thập kỷ tới của Ethereum

Những thay đổi này khi gộp lại sẽ định nghĩa lại ý nghĩa của “mở rộng Ethereum”. Thay vì chỉ đơn giản là thêm nhiều trình xác thực làm cùng một công việc giống hệt nhau, mạng lưới sẽ phân tán các phép tính khác nhau sang các máy khác nhau, đồng thời dùng các bằng chứng để giữ cho mọi người đều trung thực. Với các nhà phát triển và tổ chức đang cân nhắc liệu Ethereum có thể cuối cùng xử lý được quy mô hoạt động phổ biến hay không, sự khác biệt này quan trọng hơn nhiều so với các con số giao dịch/giây thô.

Lớp quyền riêng tư có vai trò của riêng nó đối với việc thúc đẩy được việc áp dụng. Các doanh nghiệp và người dùng thường ngày từ lâu đã nêu lý do không muốn chạy các thao tác nhạy cảm trên một chuỗi hoàn toàn minh bạch: các lần kiểm tra số dư công khai và hoạt động ví có thể lần theo dấu. Nếu cách tiếp cận của Buterin để che giấu truy vấn số dư và quy tắc thanh toán vận hành đúng như mô tả, nó có thể loại bỏ một trong những rào cản khó chịu nhất ngăn việc sử dụng ngoài đời thực, dù cách các cơ quan quản lý phản ứng với mức độ bảo mật thông tin bổ sung đó vẫn là một câu hỏi mở mà lộ trình không đề cập.

Không có gì trong số này sẽ được triển khai qua đêm. Cách Buterin tự đóng khung vấn đề coi sự thay đổi là một quá trình chuyển đổi kéo dài nhiều năm, hướng tới năm 2030. Phần tiếp theo nhằm mang lại “một tính toán độ an toàn cao tiết kiệm chi phí hơn, có khả năng mở rộng hơn và riêng tư hơn” so với bất cứ công nghệ trước đây của mạng có thể tự nó hỗ trợ.

Câu hỏi thường gặp

Ethereum hiện xác thực giao dịch như thế nào và vì sao điều đó lại giới hạn?

Hiện tại, Ethereum xác thực giao dịch bằng cách lặp lại mọi phép tính trên từng node, điều này tốn tài nguyên và hạn chế khả năng mở rộng.

Các bằng chứng mật mã đóng vai trò gì trong khả năng mở rộng tương lai của Ethereum?

Các bằng chứng mật mã cho phép xác minh giao dịch bằng các bằng chứng ngắn thay vì tính lại đầy đủ, qua đó cho phép xử lý song song và tăng năng lực.

Theo tầm nhìn của Buterin, quyền riêng tư trên Ethereum sẽ được cải thiện như thế nào?

Các cải tiến về quyền riêng tư nhằm che giấu các mẫu sử dụng ví, truy vấn số dư và chi tiết thanh toán để người dùng có thể giữ bí mật thông tin giao dịch của mình.

Những cải tiến bảo mật nào được lên kế hoạch cho Ethereum trong tương lai?

Các nâng cấp trong tương lai sẽ tập trung vào bảo mật chống lại máy tính lượng tử, kiểm chứng hình thức tự động đối với phần mềm, và tính toán có thể mở rộng nhưng vẫn riêng tư.

Bài viết được sản xuất với sự trợ giúp của trí tuệ nhân tạo và được đội ngũ biên tập xem xét.