Thảo luận về các giải pháp thực tiễn để cải thiện tốc độ xác nhận giao dịch của Ethereum
Ethereum trong những năm gần đây đã đạt được những tiến bộ đáng kể về tốc độ xác nhận giao dịch. Hiện tại, các giao dịch được gửi bởi người dùng trên L1 thường được xác nhận trong vòng 5-20 giây, điều này tương đương với trải nghiệm thanh toán bằng thẻ tín dụng. Tuy nhiên, việc cải thiện trải nghiệm của người dùng vẫn rất cần thiết, một số ứng dụng thậm chí cần giảm độ trễ xuống chỉ còn vài trăm mili giây. Bài viết này sẽ khám phá một số tùy chọn khả thi để cải thiện thời gian xác nhận giao dịch của Ethereum.
Tổng quan về công nghệ và ý tưởng hiện có
tính cuối cùng một khe
Cơ chế đồng thuận Gasper mà Ethereum hiện đang sử dụng có cấu trúc bao gồm một slot và Epoch. Mỗi 12 giây là một slot, một phần các xác thực viên bỏ phiếu cho đầu chuỗi, trong 32 slot (6.4 phút), tất cả các xác thực viên đều có cơ hội bỏ phiếu một lần. Các phiếu này sau đó được giải thích như các thông điệp trong thuật toán đồng thuận tương tự như PBFT, sau hai Epoch (12.8 phút), cung cấp một loại đảm bảo kinh tế mạnh mẽ được gọi là tính cuối cùng.
Tuy nhiên, phương pháp này có hai vấn đề chính: độ phức tạp cao và thời gian xác nhận cuối cùng 12,8 phút quá dài. Để giải quyết những vấn đề này, Finality Một Khe (Single Slot Finality, SSF) đã đề xuất một cơ chế tương tự như sự đồng thuận Tendermint, tức là hoàn thành xác nhận cuối cùng của khối hiện tại trước khi tạo ra khối tiếp theo.
Thách thức chính của SSF là mỗi người đặt cọc cần phát hành hai tin nhắn mỗi 12 giây, điều này tạo ra gánh nặng lớn cho mạng. Mặc dù có một số ý tưởng đổi mới như đề xuất Orbit SSF cố gắng giảm bớt vấn đề này, nhưng người dùng vẫn phải chờ từ 5-20 giây để xác nhận giao dịch.
Xác nhận trước Rollup
Với sự phát triển theo hướng tập trung vào rollup của Ethereum, các giao thức L2 (như rollups, validiums và plasmas) có thể cung cấp dịch vụ quy mô với mức độ an toàn tương đương với Ethereum cho người dùng. Điều này dẫn đến sự phân công trách nhiệm trong hệ sinh thái Ethereum: L1 tập trung vào việc duy trì và cải thiện khả năng chống kiểm duyệt, độ tin cậy và các chức năng cốt lõi, trong khi L2 nỗ lực phục vụ nhu cầu của người dùng thông qua các công nghệ và văn hóa khác nhau.
Về lý thuyết, L2 có thể tạo ra mạng "bộ sắp xếp phi tập trung" của riêng mình, nơi một nhóm nhỏ các xác minh sẽ ký vào các khối mỗi vài trăm mili giây, và sử dụng tài sản đặt cọc của họ làm đảm bảo. Các tiêu đề khối L2 này cuối cùng sẽ được phát hành lên L1.
Tuy nhiên, yêu cầu tất cả các L2 thiết lập mạng xếp hạng phi tập trung dường như không thực tế, điều này tương đương với việc yêu cầu rollup thực hiện công việc gần như giống hệt với việc tạo ra một L1 hoàn toàn mới. Do đó, một số người đã đề xuất việc để tất cả các L2 (và L1) chia sẻ một cơ chế xác nhận trước trong phạm vi Ethereum: xác nhận trước cơ sở.
xác nhận trước cơ bản
Phương pháp xác nhận trước cơ bản giả định rằng những người đề xuất Ethereum là những người tham gia có độ phức tạp cao. Phương pháp này tận dụng chuyên môn của họ bằng cách khuyến khích những người đề xuất này chấp nhận trách nhiệm cung cấp dịch vụ xác nhận trước.
Ý tưởng cốt lõi là tạo ra một giao thức chuẩn hóa, cho phép người dùng trả thêm phí để nhận được đảm bảo ngay lập tức rằng giao dịch sẽ được bao gồm trong khối tiếp theo, cũng như tuyên bố về kết quả thực hiện giao dịch. Nếu người đề xuất vi phạm cam kết, họ sẽ phải chịu hình phạt.
Cơ chế này không chỉ áp dụng cho giao dịch L1, đối với các rollups "dựa trên" Ethereum, tất cả các khối L2 về cơ bản đều là giao dịch L1, do đó cơ chế tương tự cũng có thể cung cấp dịch vụ xác nhận trước cho bất kỳ L2 nào.
Hướng phát triển tương lai
Giả sử chúng ta đã đạt được tính cuối cùng của một slot đơn và sử dụng công nghệ tương tự như Orbit để giảm số lượng người xác minh trong mỗi slot, đồng thời duy trì mức độ phi tập trung đủ để giảm ngưỡng đặt cọc. Thời gian slot có thể tăng lên 16 giây, sau đó chúng ta có thể tận dụng việc xác nhận trước rollup hoặc xác nhận trước cơ sở để cung cấp xác nhận nhanh hơn cho người dùng. Như vậy, cuối cùng chúng ta có được một kiến trúc epoch-slot.
Cấu trúc này khó tránh khỏi chủ yếu là vì thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận chung về một vấn đề nào đó ít hơn nhiều so với thời gian cần thiết để đạt được "tính cuối cùng kinh tế" tối đa. Các lý do chính bao gồm:
"Sự đồng thuận gần đúng" chỉ cần một số ít nút tham gia, trong khi tính cuối cùng kinh tế thì cần phần lớn các nút tham gia.
Số lượng nút vượt quá một quy mô nhất định thì thời gian thu thập chữ ký sẽ tăng đáng kể.
Do đó, kiến trúc epoch-and-slot có vẻ là hướng phát triển đúng đắn, nhưng các phương pháp triển khai khác nhau có thể có hiệu quả khác nhau. Điều đáng khám phá thêm là thiết lập một sự phân tách quan tâm mạnh mẽ hơn giữa hai cơ chế, thay vì kết nối chặt chẽ như Gasper.
Chiến lược phát triển L2
Đối với L2, hiện tại có ba chiến lược phát triển hợp lý:
Về mặt kỹ thuật và ý tưởng đều "dựa trên" Ethereum, tối ưu hóa các đặc điểm công nghệ cơ bản và giá trị của nó.
Trở thành "máy chủ có khung blockchain", tận dụng hiệu quả của máy chủ tập trung, đồng thời đảm bảo tính an toàn và phi tập trung bằng cách thêm các yếu tố blockchain.
Giải pháp thỏa hiệp: Xây dựng một chuỗi nhanh với khoảng trăm nút, đồng thời tận dụng Ethereum để cung cấp thêm khả năng tương tác và bảo mật.
Đối với các trường hợp ứng dụng khác nhau, ba chiến lược này đều có những ưu điểm riêng. Một vấn đề quan trọng là chúng ta có thể tối ưu hóa đến mức độ nào trong kiến trúc epoch-and-slot nguyên bản của Ethereum. Nếu có thể giảm thời gian slot xuống còn 1 giây, thì không gian của chiến lược thứ ba có thể sẽ thu hẹp đáng kể.
Hiện tại, chúng ta còn một khoảng cách đến câu trả lời cuối cùng cho những vấn đề này. Độ phức tạp của người đề xuất khối, tiềm năng của các thiết kế mới như Orbit SSF và các yếu tố khác đều tồn tại sự không chắc chắn lớn. Tiếp tục khám phá và hoàn thiện các giải pháp này sẽ giúp cung cấp trải nghiệm tốt hơn cho người dùng L1 và L2, đồng thời đơn giản hóa công việc cho các nhà phát triển L2.
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.
Thảo luận về kế hoạch tăng tốc Ethereum: tính cuối cùng của một khe, xác nhận trước Rollup và xác nhận trước cơ bản
Thảo luận về các giải pháp thực tiễn để cải thiện tốc độ xác nhận giao dịch của Ethereum
Ethereum trong những năm gần đây đã đạt được những tiến bộ đáng kể về tốc độ xác nhận giao dịch. Hiện tại, các giao dịch được gửi bởi người dùng trên L1 thường được xác nhận trong vòng 5-20 giây, điều này tương đương với trải nghiệm thanh toán bằng thẻ tín dụng. Tuy nhiên, việc cải thiện trải nghiệm của người dùng vẫn rất cần thiết, một số ứng dụng thậm chí cần giảm độ trễ xuống chỉ còn vài trăm mili giây. Bài viết này sẽ khám phá một số tùy chọn khả thi để cải thiện thời gian xác nhận giao dịch của Ethereum.
Tổng quan về công nghệ và ý tưởng hiện có
tính cuối cùng một khe
Cơ chế đồng thuận Gasper mà Ethereum hiện đang sử dụng có cấu trúc bao gồm một slot và Epoch. Mỗi 12 giây là một slot, một phần các xác thực viên bỏ phiếu cho đầu chuỗi, trong 32 slot (6.4 phút), tất cả các xác thực viên đều có cơ hội bỏ phiếu một lần. Các phiếu này sau đó được giải thích như các thông điệp trong thuật toán đồng thuận tương tự như PBFT, sau hai Epoch (12.8 phút), cung cấp một loại đảm bảo kinh tế mạnh mẽ được gọi là tính cuối cùng.
Tuy nhiên, phương pháp này có hai vấn đề chính: độ phức tạp cao và thời gian xác nhận cuối cùng 12,8 phút quá dài. Để giải quyết những vấn đề này, Finality Một Khe (Single Slot Finality, SSF) đã đề xuất một cơ chế tương tự như sự đồng thuận Tendermint, tức là hoàn thành xác nhận cuối cùng của khối hiện tại trước khi tạo ra khối tiếp theo.
Thách thức chính của SSF là mỗi người đặt cọc cần phát hành hai tin nhắn mỗi 12 giây, điều này tạo ra gánh nặng lớn cho mạng. Mặc dù có một số ý tưởng đổi mới như đề xuất Orbit SSF cố gắng giảm bớt vấn đề này, nhưng người dùng vẫn phải chờ từ 5-20 giây để xác nhận giao dịch.
Xác nhận trước Rollup
Với sự phát triển theo hướng tập trung vào rollup của Ethereum, các giao thức L2 (như rollups, validiums và plasmas) có thể cung cấp dịch vụ quy mô với mức độ an toàn tương đương với Ethereum cho người dùng. Điều này dẫn đến sự phân công trách nhiệm trong hệ sinh thái Ethereum: L1 tập trung vào việc duy trì và cải thiện khả năng chống kiểm duyệt, độ tin cậy và các chức năng cốt lõi, trong khi L2 nỗ lực phục vụ nhu cầu của người dùng thông qua các công nghệ và văn hóa khác nhau.
Về lý thuyết, L2 có thể tạo ra mạng "bộ sắp xếp phi tập trung" của riêng mình, nơi một nhóm nhỏ các xác minh sẽ ký vào các khối mỗi vài trăm mili giây, và sử dụng tài sản đặt cọc của họ làm đảm bảo. Các tiêu đề khối L2 này cuối cùng sẽ được phát hành lên L1.
Tuy nhiên, yêu cầu tất cả các L2 thiết lập mạng xếp hạng phi tập trung dường như không thực tế, điều này tương đương với việc yêu cầu rollup thực hiện công việc gần như giống hệt với việc tạo ra một L1 hoàn toàn mới. Do đó, một số người đã đề xuất việc để tất cả các L2 (và L1) chia sẻ một cơ chế xác nhận trước trong phạm vi Ethereum: xác nhận trước cơ sở.
xác nhận trước cơ bản
Phương pháp xác nhận trước cơ bản giả định rằng những người đề xuất Ethereum là những người tham gia có độ phức tạp cao. Phương pháp này tận dụng chuyên môn của họ bằng cách khuyến khích những người đề xuất này chấp nhận trách nhiệm cung cấp dịch vụ xác nhận trước.
Ý tưởng cốt lõi là tạo ra một giao thức chuẩn hóa, cho phép người dùng trả thêm phí để nhận được đảm bảo ngay lập tức rằng giao dịch sẽ được bao gồm trong khối tiếp theo, cũng như tuyên bố về kết quả thực hiện giao dịch. Nếu người đề xuất vi phạm cam kết, họ sẽ phải chịu hình phạt.
Cơ chế này không chỉ áp dụng cho giao dịch L1, đối với các rollups "dựa trên" Ethereum, tất cả các khối L2 về cơ bản đều là giao dịch L1, do đó cơ chế tương tự cũng có thể cung cấp dịch vụ xác nhận trước cho bất kỳ L2 nào.
Hướng phát triển tương lai
Giả sử chúng ta đã đạt được tính cuối cùng của một slot đơn và sử dụng công nghệ tương tự như Orbit để giảm số lượng người xác minh trong mỗi slot, đồng thời duy trì mức độ phi tập trung đủ để giảm ngưỡng đặt cọc. Thời gian slot có thể tăng lên 16 giây, sau đó chúng ta có thể tận dụng việc xác nhận trước rollup hoặc xác nhận trước cơ sở để cung cấp xác nhận nhanh hơn cho người dùng. Như vậy, cuối cùng chúng ta có được một kiến trúc epoch-slot.
Cấu trúc này khó tránh khỏi chủ yếu là vì thời gian cần thiết để đạt được sự đồng thuận chung về một vấn đề nào đó ít hơn nhiều so với thời gian cần thiết để đạt được "tính cuối cùng kinh tế" tối đa. Các lý do chính bao gồm:
Do đó, kiến trúc epoch-and-slot có vẻ là hướng phát triển đúng đắn, nhưng các phương pháp triển khai khác nhau có thể có hiệu quả khác nhau. Điều đáng khám phá thêm là thiết lập một sự phân tách quan tâm mạnh mẽ hơn giữa hai cơ chế, thay vì kết nối chặt chẽ như Gasper.
Chiến lược phát triển L2
Đối với L2, hiện tại có ba chiến lược phát triển hợp lý:
Đối với các trường hợp ứng dụng khác nhau, ba chiến lược này đều có những ưu điểm riêng. Một vấn đề quan trọng là chúng ta có thể tối ưu hóa đến mức độ nào trong kiến trúc epoch-and-slot nguyên bản của Ethereum. Nếu có thể giảm thời gian slot xuống còn 1 giây, thì không gian của chiến lược thứ ba có thể sẽ thu hẹp đáng kể.
Hiện tại, chúng ta còn một khoảng cách đến câu trả lời cuối cùng cho những vấn đề này. Độ phức tạp của người đề xuất khối, tiềm năng của các thiết kế mới như Orbit SSF và các yếu tố khác đều tồn tại sự không chắc chắn lớn. Tiếp tục khám phá và hoàn thiện các giải pháp này sẽ giúp cung cấp trải nghiệm tốt hơn cho người dùng L1 và L2, đồng thời đơn giản hóa công việc cho các nhà phát triển L2.