Vitalik phân tích chi tiết bài phát biểu mới nhất về EIP-8288: Giải pháp "cuối cùng" cho việc mở rộng Ethereum, giao dịch trong tương lai sẽ nhanh và rẻ hơn
Diễn giả: Vitalik Buterin
Biên soạn: Yuliya, PANews
Xin chào mọi người! Chào mừng đến với ETHShanghai 2026. Hôm nay tôi muốn thảo luận với mọi người về một chủ đề công nghệ khá phức tạp nhưng rất quan trọng cho tương lai của Ethereum------nó có thể giúp Ethereum đạt được khả năng mở rộng cực cao trong khi vẫn đảm bảo quyền riêng tư và phi tập trung, và cả ba điều này có thể đạt được cùng một lúc. Đề xuất này rất có thể sẽ thực sự thay đổi cấu trúc hoạt động của nhiều thành phần trong blockchain. Nó có thể thay đổi rất nhiều thứ, nhưng điều bất ngờ là việc thực sự triển khai nó vào Ethereum hiện tại không quá khó khăn. Đây chính là EIP-8288: Chữ ký đệ quy và Tập hợp (Recursive Signature and Aggregation).
Điểm đau chính: Bất khả hòa giữa an toàn, quyền riêng tư và khả năng mở rộng
Hôm nay tôi muốn tập trung thảo luận về một số vấn đề lớn mà mọi người rất quan tâm: an toàn lượng tử, quyền riêng tư và khả năng mở rộng. Hiện tại, một vấn đề lớn là an toàn lượng tử và quyền riêng tư đang tồn tại xung đột lớn với khả năng mở rộng:
Một giao dịch Ethereum thông thường hiện tiêu tốn khoảng 21,000 gas; việc xác minh một chữ ký ECDSA (khoảng 65 byte) tiêu tốn khoảng 4,000 gas.
Nếu chuyển sang chữ ký an toàn lượng tử (bất kể loại chữ ký chống lượng tử nào), mức tiêu thụ gas sẽ rơi vào khoảng từ 100,000 đến 300,000 gas, tùy thuộc vào kích thước tham số được chọn (ví dụ như có cần tương thích với ví blockchain hay không). Nhưng dù chọn thế nào, chi phí cũng sẽ cao gấp nhiều lần so với giao dịch hiện tại------chữ ký an toàn lượng tử vừa lớn vừa đắt.
Vấn đề thứ hai: Chứng minh của các giao thức quyền riêng tư cũng lớn và đắt. Nếu ai đó đã sử dụng bất kỳ giao thức quyền riêng tư nào dựa trên công nghệ không biết (ZK), họ sẽ biết rằng trên Ethereum, loại thao tác này tối thiểu cũng tiêu tốn khoảng 350,000 gas. Do nhiều thiết kế của các giao thức này không hiệu quả, đôi khi chi phí thực tế thậm chí có thể lên tới khoảng 1 triệu gas------điều này rất đắt. Hôm nay một giao dịch thông thường có thể chỉ tốn vài xu, trong khi loại giao dịch này có thể tốn đến 20 xu, thậm chí hai đô la.
Vấn đề nghiêm trọng hơn là: Nếu bạn muốn có cả an toàn lượng tử và quyền riêng tư, bạn sẽ cần sử dụng chứng minh STARK để thay thế các phương án trước đó. Tuy nhiên, một chứng minh STARK tiêu tốn khoảng 8 triệu gas, có thể còn hơn thế nữa. Điều này có nghĩa là, nếu chúng ta bắt đầu cho mọi người sử dụng giao dịch "an toàn lượng tử + quyền riêng tư" ngay bây giờ, khả năng xử lý của Ethereum vốn khoảng 25 TPS sẽ giảm xuống còn khoảng 0.25 TPS, gần như mất khả năng sử dụng.
Một vấn đề khác là: Mọi người có thể cũng muốn hỗ trợ các phương án mật mã tùy chỉnh. Ví dụ, từ đường cong elip hiện tại, chuyển sang mật mã dựa trên lưới (lattice-based cryptography) trong tương lai. Vấn đề là, mỗi lần bạn muốn hỗ trợ các phương án mới như vậy, sẽ làm tăng kích thước của giao thức, cần nhiều tệp tính toán trước hơn (kích thước lớn, chi phí cao). Và nếu bạn không hỗ trợ các phương án này một cách bản địa trong EVM, hoặc không có tệp tính toán trước tương ứng, thì việc xác minh bất kỳ chữ ký nào như vậy trên chuỗi sẽ tiêu tốn một lượng gas rất lớn.
Nói cách khác, tất cả các mục tiêu của chúng ta về an toàn và quyền riêng tư thực sự đang cản trở khả năng mở rộng, ít nhất là với kiến trúc hiện tại.
Giải pháp chính: Đưa tính toán tập hợp lên trước trong mempool
Vậy, chúng ta nên giải quyết vấn đề này như thế nào? Đây chính là cơ chế cốt lõi mà EIP-8288 thực hiện.
Ý tưởng cốt lõi là: Chúng ta không trực tiếp đưa tất cả các chữ ký này, tất cả các chứng minh STARK (những đối tượng lớn và phức tạp này) lên chuỗi, mà giữ chúng lại ở bên ngoài chuỗi, hoàn thành việc tập hợp trong mempool.
Cụ thể: Khi một người dùng phát hành một giao dịch, trong mempool có một nhóm nút, những nút này đã bắt đầu làm việc trước khi giao dịch được đóng gói vào khối. Những gì các nút này làm được gọi là "tập hợp"------chúng thay thế nhiều chữ ký và chứng minh bằng một chứng minh duy nhất, chứng minh này có thể xác minh rằng tất cả các chữ ký và chứng minh này thực sự tồn tại và hợp lệ.
Vì vậy, từ góc độ của người dùng: Người dùng phát hành một giao dịch, cùng với giao dịch đó là đối tượng lớn này (chữ ký/chứng minh), nhưng đối tượng lớn này sẽ không bao giờ thực sự lên chuỗi. Thực sự lên chuỗi chỉ có một chứng minh STARK duy nhất, dùng để xác minh tất cả các chữ ký và chứng minh trong giao dịch của người dùng thực sự tồn tại và hợp lệ.
Cơ chế này được xây dựng dựa trên EIP-8141 (trừu tượng tài khoản bản địa) sẽ được giới thiệu trong lần hard fork tiếp theo. EIP-8141 đã tập hợp những thành quả nghiên cứu của cộng đồng Ethereum trong gần một thập kỷ qua trong lĩnh vực trừu tượng tài khoản, cho phép mỗi giao dịch tuyên bố trực tiếp và chính xác các thành phần, quy tắc chữ ký và thuật toán xác minh của nó, mang lại cho giao dịch khả năng lập trình và cấu trúc kiểu mạnh mẽ hơn.
Trong EIP-8288, chúng tôi đã thêm một loại khung mới, có thể hiểu là "phụ thuộc", có tổng cộng hai loại phụ thuộc: một loại tương ứng với chữ ký, một loại tương ứng với chứng minh (STARK). Khác với mô hình hiện tại, nơi chữ ký được nhúng trực tiếp vào thân giao dịch, trong cơ chế mới, giao dịch chỉ chứa một đoạn tuyên bố trừu tượng, chỉ ra loại chữ ký và chứng minh mà giao dịch phụ thuộc vào. Khi giao dịch được phát sóng, mặc dù dữ liệu đầy đủ sẽ được gửi cùng, nhưng cuối cùng chỉ có cấu trúc khung nhỏ chứa phụ thuộc được ghi vào khối. Mỗi dữ liệu phụ thuộc chỉ chiếm 96 byte, phần lớn thậm chí chỉ thấp tới 65 byte. Các thực thể mật mã lớn khác đều được hấp thụ và tập hợp trong mempool, cuối cùng chỉ xuất hiện dưới dạng một chứng minh duy nhất trên sổ cái blockchain.
Trong kiến trúc này, các nút trong mempool sẽ liên tục lắng nghe một loại dữ liệu mang tên "bao thư". Một bao thư đơn lẻ có thể chứa nhiều giao dịch và chứng minh đi kèm.
Các nút sẽ thu thập tất cả các đối tượng bao thư quan sát được trong một khoảng thời gian cố định, thực hiện tính toán tập hợp cục bộ và sau đó phát sóng ra ngoài. Khi phát sóng, tất cả các chứng minh độc lập ban đầu đã được thay thế bằng một chứng minh tập hợp toàn cầu, chứng minh này về mặt toán học bao quát tính chính xác của tất cả các chữ ký cơ bản trong lô này.
Điều này có nghĩa là, trước khi các nút đóng gói khối thực hiện cập nhật trạng thái chính thức, mạng Ethereum đã hoàn thành phần lớn các tính toán xác minh cường độ cao trong giai đoạn mempool không đồng thuận.
Bản chất kiến trúc: "Phân đoạn chuyên biệt"
Một cách để hiểu cơ chế này là xem nó như một phân đoạn chuyên biệt. Ý tưởng của nó là: Chúng ta có thể tách ra những phần tính toán cực kỳ tốn kém, liên quan đến một lượng dữ liệu lớn, để toàn bộ mạng phân phối xử lý phần tính toán này một cách rất lỏng lẻo và phi cấu trúc.
Cách này không yếu, mà ngược lại rất mạnh mẽ------bất kỳ nút nào cũng có thể đảm nhận bất kỳ phần nào trong công việc này. Những gì chúng ta đang làm, về bản chất, là tách mỗi giao dịch thành hai phần:
Một phần mô tả "giao dịch này đã làm gì, nó tương tác với trạng thái như thế nào, tương tác với các giao dịch khác ra sao";
Phần còn lại là phần lớn, tốn kém của giao dịch------đó chính là công việc xác minh thuần túy.
Bằng cách thực hiện tách biệt phân đoạn nhắm vào tải trọng xác minh, tải trọng dữ liệu mà lớp đồng thuận của chuỗi chính cuối cùng cần các nút xác minh toàn mạng cùng gánh chịu được nén chặt trong khoảng từ 100 đến 300KB mỗi khối. Chi phí này chỉ khoảng gấp đôi lượng dữ liệu khối hiện tại của Ethereum, và với sự mở rộng tuyến tính của tổng thông lượng mạng, chi phí hằng số này sẽ liên tục được pha loãng trong tổng tải trọng của toàn mạng.
Về bản chất, những gì chúng ta đang làm là: chuyển công việc ra khỏi các xác minh viên, thậm chí ra khỏi các nút đóng gói khối, đẩy phần công việc này cho những nút nằm giữa "người dùng phát hành giao dịch" và "các nút thực sự đóng gói giao dịch vào khối".
Điều này có nghĩa là gì đối với Ethereum?
Từ góc độ kỹ thuật, điều này có nghĩa là Ethereum đang thực hiện siêu mở rộng (hyper-scaling) cho một loại tính toán cụ thể. Tôi nghĩ rằng đây cũng là một xu hướng mà chúng ta sẽ thấy ngày càng nhiều khi Ethereum tiếp tục phát triển.
Ethereum ra đời cách đây mười năm chủ yếu tập trung vào tính toán hoàn toàn tổng quát, nhưng hoàn toàn không có khả năng mở rộng. Vì vậy, những gì chúng ta đang làm bây giờ là tách tính toán thành các loại khác nhau, sau đó nhắm vào những loại tính toán "tự nhiên phù hợp hơn với việc mở rộng", làm cho chúng cực kỳ có khả năng mở rộng------chúng ta đang tạo ra những "công cụ" chuyên dụng hơn để hoàn thành điều này.
Trong khi đó, chúng ta cũng làm cho những tính toán phải xử lý theo cách kém hiệu quả trở nên nhỏ gọn hơn và dễ xử lý hơn. EIP-8288 chính là siêu mở rộng cho "xác minh chữ ký" và "xác minh chứng minh không biết" của hai loại đối tượng này.
Một điểm thú vị khác là: Tôi biết nhiều người luôn tò mò về việc Ethereum khi nào sẽ chuyển sang RISC-V------bởi vì so với các phương án hiện tại, RISC-V hoặc một số tập lệnh hiện đại khác có hiệu suất cao hơn nhiều, đồng thời cũng đơn giản hơn nhiều. Và EIP-8288 rất có thể sẽ trở thành trường hợp đầu tiên thực sự giới thiệu RISC-V (hoặc tập lệnh tương tự) trên Ethereum. Lý do là: EIP-8288 cho phép người dùng gửi chứng minh, và khi người dùng gửi chứng minh, họ cần sử dụng một ngôn ngữ để diễn đạt những tuyên bố mà họ đang xác minh------RISC-V chính là ngôn ngữ đó.
Nói cách khác, logic xác minh được diễn đạt bằng RISC-V chỉ cần thực hiện một lần tính toán vật lý tại máy khách của người dùng: người dùng tạo ra chứng minh tương ứng (trong trường hợp quyền riêng tư là ZK-STARK), ngay lập tức đưa nó vào mempool; nút trung gian đầu tiên theo sau sẽ nén nó với hàng trăm, hàng nghìn chứng minh tương tự trên toàn mạng thành một thực thể duy nhất.
Điều này cũng tương đương với việc chia toàn bộ tính toán thành hai loại lớn:
Một loại là "phụ thuộc"------đó là những phần cần đảm bảo tính chính xác để giao dịch có hiệu lực;
Loại còn lại là "logic kinh doanh"------đó là những gì giao dịch thực sự làm.
Logic kinh doanh do đó có thể trở nên nhẹ hơn, sạch hơn, điều này cũng có nghĩa là phần logic xây dựng khối phụ thuộc vào thứ tự giao dịch sẽ trở nên đơn giản hơn. Còn phần "phụ thuộc", có thể được xử lý song song ở quy mô lớn, gần như không cần thay đổi trải nghiệm phát triển của các nhà phát triển Ethereum.
Giá trị thực tế đối với nhà phát triển, người dùng và Layer 2
Đối với bất kỳ ai xây dựng ứng dụng trên chuỗi, ý nghĩa cốt lõi của tất cả những điều này là: những thao tác tốn kém nhất ngày hôm nay sẽ trở nên rẻ hơn rất nhiều.
Chi phí thực hiện giao dịch an toàn lượng tử sẽ được nén xuống gần như mức không đáng kể;
Các ứng dụng bảo vệ quyền riêng tư dựa trên zk-SNARK/STARK sẽ thoát khỏi gánh nặng chi phí gas cao, phổ biến với chi phí bình dân, và có khả năng kháng lượng tử bản địa.
Ngoài các trường hợp quyền riêng tư, hiệu suất ứng dụng của zk-SNARK trong việc mở rộng (đặc biệt là Layer 2) sẽ có bước nhảy vọt chất lượng. Hiện tại, nhiều ZK-Rollup để làm giảm chi phí gas cao khi phát hành chứng minh trạng thái lên mạng chính thường bị buộc phải kéo dài chu kỳ nộp, thực hiện thanh toán theo lô với tần suất 10 phút hoặc thậm chí một giờ. Điều này đã hạn chế nghiêm trọng tốc độ xác nhận cuối cùng trong thời kỳ giao dịch thấp điểm của mạng.
Hiện tại, nhiều ZK-Rollup để làm giảm chi phí gas cao khi phát hành chứng minh trạng thái lên mạng chính thường bị buộc phải kéo dài chu kỳ nộp, thực hiện thanh toán theo lô với tần suất 10 phút hoặc thậm chí một giờ. Điều này đã hạn chế nghiêm trọng tốc độ xác nhận cuối cùng trong thời kỳ giao dịch thấp điểm của mạng.
Tiến hóa cuối cùng: Đẩy tính toán hoàn toàn ra rìa
Cuối cùng, nếu có những phép tính khác mà bạn muốn thực hiện, nhưng chi phí thực hiện bên trong EVM quá cao, tôi hy vọng chúng ta có thể thực sự bắt đầu chuyển hướng - không còn để giao thức Ethereum tự mình gánh vác tất cả các phép tính mà mọi người muốn thực hiện, mà là khuyến khích người dùng hoàn thành phần tính toán này trên máy khách địa phương, sau đó phát hành một chứng minh, để chứng minh này được xác minh trên Ethereum.
Về bản chất, điều này đạt được việc mở rộng Ethereum bằng cách di chuyển tính toán ra khỏi "trung tâm" của chuỗi, hướng tới "biên". Kết quả là: những thứ đắt đỏ nhất trên Ethereum ngày nay (các hình thức an ninh khác nhau, các hình thức riêng tư khác nhau, cũng như khả năng tương thích với các ứng dụng bên ngoài khác nhau) ngày nay quá đắt, mọi người hoàn toàn không thực hiện, trong tương lai sẽ trở nên rẻ hơn nhiều, có thể thực sự sử dụng cho mọi người.
Tôi hy vọng, đây chỉ là bước đầu tiên để biến Ethereum từ bộ khung mà nó đã sử dụng gần như từ lúc ra đời cho đến nay, thành một bộ khung hoàn toàn khác, cũng mạnh mẽ hơn - bộ khung mới này sẽ thực sự kết hợp hai điều: một điều đến từ ý tưởng blockchain rất đơn giản và sớm nhất của Satoshi Nakamoto; điều còn lại là công nghệ mật mã cực kỳ mạnh mẽ và hiện đại mà chúng ta đã tích lũy được sau này.
Tham gia hệ sinh thái và tiến triển thực hiện
Hiện tại, các khám phá và xác minh kỹ thuật ban đầu xung quanh kế hoạch này đang diễn ra một cách dày đặc, cộng đồng kỹ thuật đã có thể tham gia xây dựng từ nhiều điểm tiếp cận khác nhau:
Mô hình mô phỏng cấp mạng: Công cụ mô phỏng ban đầu cho topo bộ nhớ và cơ chế phát tán tổng hợp đã được mở;
Vận hành mạng thử nghiệm: Mạng thử nghiệm EIP-8141 hỗ trợ hình thức giao dịch khung đã được đưa vào thử nghiệm;
Cuộc thi tối ưu hóa thuật toán: Cuộc thi thuật toán đặc biệt dành cho cộng đồng phát triển đang được thúc đẩy, tập trung vào việc hiện thực hóa hiệu quả hệ thống chứng minh cơ sở;
Thực hiện và xác minh mã: Thư viện mã nguyên mẫu cơ sở đã có hình dáng, phục vụ cho các nhà phát triển hệ sinh thái thực hiện máy khách độc lập và xác minh hình thức.
Rất nhiều mảnh ghép công nghệ cơ sở đang nhanh chóng được hoàn thiện, chào mừng các nhà phát triển tham gia sâu vào quá trình công nghệ này, thúc đẩy bộ khung cách mạng này sớm trở thành tiêu chuẩn thực tế của mạng chính Ethereum.
