Beam Chain: Cuộc cách mạng của lớp nhận thức chung Ethereum

Gần đây, tại hội nghị Devcon 2024, những nhân vật quan trọng trong hệ sinh thái Ethereum đã tụ hội để cùng thảo luận về những tiến triển mới nhất của ngành và xu hướng tương lai. Trong đó, một đề xuất được gọi là "Ethereum 3.0" đã thu hút được sự chú ý rộng rãi.

Đề xuất có tên Beam Chain này nhằm mục đích nâng cấp đáng kể lớp nhận thức chung của Ethereum. Ý tưởng cốt lõi là sử dụng công nghệ chứng minh không kiến thức để giảm bớt gánh nặng tính toán và truyền thông của các xác thực viên, từ đó hạ thấp rào cản để trở thành xác thực viên. Cải tiến này hy vọng sẽ thu hút nhiều xác thực viên hơn tham gia vào mạng lưới, tăng cường tổng thể an ninh và nâng cao đáng kể hiệu quả mạng.

Mục tiêu quan trọng khác của đề xuất Beam Chain là giải quyết các vấn đề kỹ thuật còn tồn tại trong Beacon Chain do lý do lịch sử, đồng thời chuẩn bị cho những mối đe dọa từ tính toán lượng tử có thể xuất hiện trong tương lai. Điều này phù hợp với lộ trình The Verge mà Vitalik Buterin, đồng sáng lập Ethereum, đã đề xuất trước đó, nhấn mạnh tầm quan trọng của việc cải cách hoàn toàn Ethereum bằng cách sử dụng chứng minh không kiến thức.

Beam Chain chủ yếu tập trung vào việc cải tiến lớp nhận thức chung, cốt lõi của nó là biến đổi hàm chuyển đổi trạng thái thành chứng minh không kiến thức. Điều này bao gồm hàm chuyển đổi trạng thái cho mỗi thời gian, mỗi khối và mỗi epoch. Những hàm này liên quan đến việc thực hiện thuật toán nhận thức chung và logic đặt cược, đề xuất khối, xác minh kết quả lớp thực thi, xác minh gốc cây Merkle, xác minh và tổng hợp chữ ký nhận thức chung, tính toán băm cũng như các hoạt động đặt cược và rút tiền liên quan đến trạng thái lưu trữ tài khoản.

Cần lưu ý rằng, Ethereum vẫn kiên định với nguyên tắc phi tập trung và đa dạng trong quá trình thúc đẩy hóa chứng minh không kiến thức ở lớp đồng thuận. Điều này có nghĩa là sẽ không yêu cầu bắt buộc sử dụng thuật toán hoặc giao thức chứng minh không kiến thức cụ thể, mà cho phép người đề xuất tự do lựa chọn.

Thách thức lớn nhất trong việc hiện thực hóa ý tưởng Beam Chain là làm thế nào để cải thiện đáng kể hiệu quả chứng minh, rút ngắn thời gian chứng minh hiện tại cần vài chục đến hàng trăm giây xuống còn cấp độ giây. Để giải quyết vấn đề này, một số chuyên gia đã đề xuất sử dụng công nghệ mạch tích hợp chuyên dụng (ASIC) để tăng tốc toàn bộ quá trình chứng minh không biết, hy vọng trong vài năm tới có thể cải thiện thời gian tạo chứng minh lên gấp mười lần, đạt được chứng minh theo thời gian thực.

Hiện nay, ngành công nghiệp đã và đang sử dụng các nền tảng phần cứng như GPU, FPGA và ASIC để tăng tốc các hệ thống chứng minh không kiến thức khác nhau, một số thuật toán cốt lõi đã đạt được mức tăng hiệu suất hơn trăm lần. Những tiến bộ công nghệ này không chỉ thúc đẩy việc ứng dụng chứng minh không kiến thức trong lĩnh vực blockchain, mà còn mở ra những khả năng mới cho sự hội nhập giữa AI và blockchain.

Với sự ra mắt của đề xuất Beam Chain, dự kiến sẽ kích thích nhiều cuộc thảo luận và đổi mới về việc cải cách tầng nhận thức chung. Sự kết hợp giữa tầng nhận thức chung và tầng thực thi với chứng minh không biết sẽ mang lại bước đột phá lớn cho khả năng mở rộng và tính phi tập trung của Ethereum. Trong tương lai, máy ảo dựa trên công nghệ chứng minh không biết có thể đóng vai trò ngày càng quan trọng trong hệ sinh thái Ethereum. Thông qua việc giới thiệu chứng minh SNARK và mật mã hậu lượng tử, đồng thời giảm ngưỡng đặt cọc và tăng tốc độ xác nhận khối, Beam Chain có khả năng mang đến cho Ethereum sự phi tập trung mạnh mẽ hơn và hiệu suất cao hơn.