Tương lai của hệ thống Proof of Stake trên Ethereum: Tập trung vào việc dân chủ hóa stake, tính finalized một slot và các sáng kiến khác
Mạng lưới Ethereum đã có những thay đổi lớn trong những năm gần đây. Một trong những thay đổi quan trọng nhất là “The Merge”, khi Ethereum chuyển từ Proof of Work sang Proof of Stake. Sự thay đổi này nhằm mục đích làm cho mạng lưới an toàn hơn và tiết kiệm năng lượng hơn. Hiện tại, Ethereum chạy trên Proof of Stake và đã hoạt động tốt trong gần hai năm. Nhưng vẫn còn một số lĩnh vực cần cải thiện.
Một vấn đề là mất khoảng 15 phút để finalized một khối. Finalized một khối có nghĩa là đảm bảo rằng khối đó là một phần của bản ghi vĩnh viễn trên blockchain. Một mối quan tâm khác là bạn cần 32 ETH để trở thành một validator, đây là một số tiền lớn đối với hầu hết mọi người. Các validator là những người giúp bảo mật mạng lưới bằng cách chấp thuận các khối mới.
Ethereum muốn giúp mọi người có thể stake một cách dễ dàng hơn. Giảm yêu cầu stake tối thiểu từ 32 ETH xuống 1 ETH sẽ cho phép nhiều người tham gia hơn. Đây là một phần của quá trình dân chủ hóa stake. Nhiều validator hơn có nghĩa là phi tập trung hơn, điều này rất tốt cho tính bảo mật của mạng lưới.
Tuy nhiên, có một thách thức. Nếu bạn có nhiều validator hơn và muốn tính finalized nhanh hơn, thì mạng lưới phải xử lý nhiều dữ liệu hơn. Mỗi validator cần phải gửi và nhận tin nhắn nhanh chóng. Điều này có thể làm tăng chi phí và khiến các node khó hoạt động hiệu quả.
Một giải pháp cho vấn đề này là Single Slot Finality (SSF). Với SSF, các khối có thể được finalized trong một slot, có thể chỉ mất 12 giây. Điều này nhanh hơn nhiều so với thời gian 15 phút hiện tại. Xác nhận giao dịch nhanh hơn sẽ cải thiện trải nghiệm của người dùng. Mọi người sẽ không phải chờ đợi lâu để biết giao dịch của họ đã được finalized.
Nhưng việc triển khai SSF không hề dễ dàng. Một lựa chọn là sử dụng các phương pháp vũ lực để xử lý nhanh tất cả các chữ ký của validator. Điều này có thể liên quan đến mật mã tiên tiến như các bằng chứng không có kiến thức. Một lựa chọn khác là sử dụng các ủy ban Orbit. Trong hệ thống này, một nhóm các validator ngẫu nhiên, được gọi là ủy ban, chịu trách nhiệm finalized các khối. Điều này giúp giảm chi phí vì chỉ một nhóm nhỏ cần phải giao tiếp.
Mục tiêu của Orbit SSF là duy trì chi phí tấn công mạng ở mức cao. Tính finalized về mặt kinh tế có nghĩa là nếu ai đó cố gắng tấn công mạng, họ sẽ mất rất nhiều ETH. Các ủy ban Orbit duy trì điều này bằng cách đảm bảo rằng ngay cả khi ít validator hơn tham gia vào mỗi khối, thì tính bảo mật chung vẫn được đảm bảo.
Một ý tưởng khác là stake hai tầng. Ở đây, có hai loại validator: những người stake nhiều ETH và những người stake ít ETH. Các validator cấp cao hơn sẽ xử lý nhiều trách nhiệm hơn, chẳng hạn như finalized các khối. Các validator cấp thấp hơn có thể tham gia theo những cách khác, chẳng hạn như tạo danh sách bao gồm hoặc ủy quyền stake của họ.
Single Secret Leader Election (SSLE) là một lĩnh vực trọng tâm khác. Hiện tại, mọi người đều biết validator nào sẽ đề xuất khối tiếp theo. Điều này giúp kẻ tấn công có thể dễ dàng nhắm mục tiêu vào validator đó bằng một cuộc tấn công từ chối dịch vụ (DoS). SSLE ẩn danh tính của người đề xuất tiếp theo cho đến khi họ thực sự tạo ra khối. Điều này giúp ngăn chặn các cuộc tấn công DoS nhằm vào các validator.
Việc triển khai SSLE liên quan đến mật mã phức tạp. Thách thức là tìm ra một phương pháp vừa an toàn vừa thiết thực để triển khai. Một số đề xuất sử dụng các kỹ thuật như chữ ký vòng hoặc mạng trộn để giữ bí mật danh tính của người đề xuất.
Ethereum cũng đang tìm cách để xác nhận giao dịch nhanh hơn. Giảm thời gian đưa một giao dịch vào khối sẽ cải thiện khả năng sử dụng của mạng lưới. Một cách tiếp cận là xác nhận trước của người đề xuất. Điều này cho phép người đề xuất báo hiệu rằng họ sẽ đưa một số giao dịch nhất định vào khối tiếp theo của mình. Người dùng nhận được phản hồi nhanh hơn, giúp nâng cao trải nghiệm của họ.
Tuy nhiên, việc giảm thời gian slot xuống, chẳng hạn như còn 4 giây sẽ có những thách thức riêng. Độ trễ của mạng trở thành một vấn đề lớn hơn. Các validator cần phải giao tiếp nhanh chóng, điều này có thể khó khăn đối với những người ở các khu vực có kết nối internet chậm hơn. Điều này có thể làm tập trung mạng lưới, điều mà Ethereum muốn tránh.
Một chủ đề quan trọng khác là chuẩn bị cho các cuộc tấn công 51% có thể xảy ra. Trong một cuộc tấn công như vậy, một người nào đó kiểm soát hơn một nửa cổ phần của mạng có thể cố gắng đảo ngược các giao dịch hoặc kiểm duyệt những người khác. Ethereum muốn có các chiến lược để phục hồi sau cuộc tấn công 51%. Một ý tưởng là tăng ngưỡng số đại biểu. Hiện tại, 67% validator cần phải đồng ý để finalized một khối. Việc tăng ngưỡng này có thể khiến các cuộc tấn công trở nên khó khăn hơn nhưng cũng có thể làm chậm mạng lưới.
Máy tính lượng tử là một mối quan tâm khác. Các chuyên gia dự đoán rằng máy tính lượng tử có thể phá vỡ các phương pháp mật mã hiện tại trong tương lai. Ethereum đang khám phá mật mã chống lượng tử để đảm bảo an toàn trong dài hạn. Điều này liên quan đến việc tìm các thuật toán mới mà máy tính lượng tử không thể dễ dàng phá vỡ.
Những người stake độc lập đóng một vai trò rất quan trọng trong tính bảo mật của Ethereum. Họ giúp duy trì tính phi tập trung của mạng lưới. Khuyến khích nhiều người trở thành những người stake độc lập sẽ tăng cường sức mạnh cho mạng lưới. Bằng cách giảm số tiền stake tối thiểu, nhiều cá nhân hơn có thể tham gia mà không cần phải tham gia vào các nhóm lớn.
Thiết kế phân tách xác thực-đề xuất cũng đang được xem xét. Điều này có nghĩa là tách biệt các vai trò đề xuất các khối và chứng thực các khối đó. Nó có thể giúp cải thiện tính bảo mật và khiến mạng lưới trở nên linh hoạt hơn.
Nhìn chung, Ethereum đang làm việc trên nhiều mặt trận để cải thiện hệ thống Proof of Stake của mình. Họ đặt mục tiêu làm cho việc stake trở nên dễ tiếp cận hơn, giao dịch nhanh hơn và mạng lưới an toàn hơn. Mặc dù có những thách thức, những nỗ lực này rất quan trọng đối với tương lai của Ethereum.
Tóm lại, việc Ethereum chuyển sang Proof of Stake là một bước tiến lớn. Nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm. Bằng cách tập trung vào việc dân chủ hóa stake, tính finalized một slot và những cải tiến khác, Ethereum đặt mục tiêu xây dựng một mạng lưới tốt hơn và an toàn hơn cho mọi người.
