Bản nâng cấp Pectra: Yếu tố cách mạng hóa Staking trên Ethereum
Cuộc cách mạng nâng cấp không ngừng nghỉ của Ethereum
Ethereum, ra mắt vào năm 2015, đặt mục tiêu trở thành một blockchain toàn cầu, phục vụ hàng triệu người dùng và ứng dụng. Tuy nhiên, mạng lưới này đã đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm tốc độ giao dịch chậm, khả năng mở rộng hạn chế và phí giao dịch cao khi mạng lưới quá tải.
Để khắc phục những vấn đề này, Ethereum đã thực hiện một loạt nâng cấp quan trọng, tập trung vào ba yếu tố chính:
- Khả năng mở rộng: Ethereum cần xử lý một lượng lớn giao dịch một cách nhanh chóng và hiệu quả. Các giải pháp như Danksharding, Single-slot finality và Verkle tree đang được triển khai để tối ưu hóa khả năng mở rộng của mạng lưới.
- Trải nghiệm người dùng: Ethereum cần trở nên dễ sử dụng hơn đối với tất cả mọi người. Ví dụ, account abstraction sẽ mang đến các tính năng mới như gộp giao dịch, khôi phục tài khoản và cho phép người khác trả phí gas, giúp việc tương tác với Ethereum trở nên đơn giản và thuận tiện hơn.
- Bảo mật: Ethereum cần đảm bảo an toàn cho tài sản và dữ liệu của người dùng. Các cơ chế như Proposer-Builder Separation (PBS) và các phương pháp mã hóa tiên tiến giúp tăng cường bảo mật và ngăn chặn các cuộc tấn công.
Để đạt được mục tiêu của mình, Ethereum đã vạch ra một lộ trình nâng cấp rõ ràng, với mỗi giai đoạn tập trung vào việc giải quyết những thách thức cụ thể:
- The Merge (9/2022): Ethereum chuyển từ cơ chế Proof of Work (PoW) sang Proof of Stake (PoS), giúp giảm tiêu thụ năng lượng và tăng cường bảo mật.
- Shanghai (4/2023): Cho phép người dùng rút ETH đã stake, tạo sự linh hoạt và khuyến khích tham gia staking.
- Dencun (3/2024): Cải thiện khả năng mở rộng và giảm phí giao dịch layer 2 thông qua proto-danksharding.
Sắp tới, Ethereum sẽ triển khai bản nâng cấp Pectra, tiếp tục tập trung vào việc cải thiện hiệu suất, khả năng mở rộng và trải nghiệm người dùng. Cụ thể, Pectra sẽ tập trung vào:
- Nâng cao hiệu suất mạng lưới: Pectra sẽ tối ưu hóa hoạt động của các validator, từ đó tăng tốc độ xử lý giao dịch và giảm độ trễ.
- Cải thiện trải nghiệm người dùng: Pectra sẽ mang đến những cải tiến đáng kể về giao diện và tính năng, giúp người dùng dễ dàng tương tác với các ứng dụng phi tập trung (dApp) trên Ethereum.
- Tăng cường khả năng cung cấp dữ liệu: Pectra sẽ nâng cao khả năng truy cập và xử lý dữ liệu của mạng lưới, hỗ trợ sự phát triển của các giải pháp layer 2.
Những cải tiến này sẽ mang lại trải nghiệm tương tác nhanh chóng và liền mạch hơn với dApp, cùng với quy trình staking thân thiện hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng Ethereum.
Bản nâng cấp Ethereum Pectra
Tính đến 12/2024, Pectra bao gồm 10 đề xuất cải tiến (EIP), mỗi EIP tập trung vào một khía cạnh cải tiến khác nhau:
- EIP 2537: Cải thiện hiệu suất & bảo mật cho các ứng dụng blockchain.
- EIP 2935: Lưu trữ lịch sử blockchain hiệu quả hơn, giúp đồng bộ hóa dữ liệu nhanh hơn.
- EIP 6110: Cải thiện quy trình gửi tiền cho validator.
- EIP 7002: Linh hoạt hơn trong việc rút tiền staking.
- EIP 7251: Cho phép stake nhiều ETH hơn (từ 32 ETH lên 2048 ETH).
- EIP 7549: Nâng cao khả năng xử lý dữ liệu trên layer 2.
- EIP 7685: Mở rộng chức năng cho hợp đồng thông minh.
- EIP 7702: Giao diện thân thiện hơn với người dùng.
- EIP 7742: Tách số lượng blob giữa lớp đồng thuận và lớp thực thi, tối ưu hóa việc quản lý dữ liệu.
- TBD: Giảm chi phí lưu trữ dữ liệu trên Ethereum.
Trong đó, EIP 6110, EIP 7002, EIP 7251, EIP 7549 và EIP 7742 sẽ được triển khai trong lớp đồng thuận; EIP 2537, EIP 2935, EIP 6110, EIP 7685, EIP 7002, EIP 7702 và EIP 7742 sẽ thay đổi lớp thực thi của Ethereum.
Những đề xuất cải tiến của nâng cấp Pectra mang đến những thay đổi lớn, ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh của mạng lưới Ethereum, bao gồm:
Cải thiện cho Validator
Bản nâng cấp Pectra của Ethereum mang đến một số điều chỉnh đáng chú ý đối với các validator - những người đóng vai trò quan trọng trong việc vận hành và bảo mật mạng lưới.
EIP-7251: Nới rộng giới hạn stake
Một trong những thay đổi đáng chú ý nhất là EIP 7251, cho phép validator stake tối đa 2048 ETH, thay vì giới hạn 32 ETH như trước đây.
Quyết định này xuất phát từ việc số lượng validator trên mạng lưới Ethereum đã tăng đáng kể, vượt quá 1 triệu và tiềm ẩn nguy cơ gây quá tải khi con số này đạt 1.4 triệu, theo mô phỏng của các kỹ sư thuộc Ethereum Foundation.
Trước đây, giới hạn 32 ETH được đặt ra nhằm khuyến khích sự phân tán và phi tập trung, cho phép nhiều người tham gia vào việc vận hành mạng lưới.
Tuy nhiên, sự phát triển của các giải pháp liquid staking (như Lido và Coinbase) đã khiến số lượng validator tăng nhanh chóng, gây áp lực lên hệ thống. EIP 7251 được kỳ vọng sẽ giúp giảm bớt áp lực này bằng cách khuyến khích việc hợp nhất các validator.
Ngoài EIP 7251, Pectra còn bao gồm một số cải tiến khác như EIP 7549 (nâng cao hiệu quả phần mềm cho các validator), EIP 6110 (tăng cường bảo mật cho việc gửi ETH để stake), EIP 2935 (cho phép truy cập thông tin từ các khối trước đó) và EIP 7685 (tạo khung cho phép các hợp đồng thông minh tương tác với lớp đồng thuận).
Cải thiện trải nghiệm người dùng (UX)
Bên cạnh những cải thiện về mặt kỹ thuật, bản nâng cấp Pectra cũng hướng đến việc nâng cao trải nghiệm người dùng (UX) trên Ethereum, giúp nền tảng này trở nên dễ sử dụng và tiện lợi hơn cho cả người dùng phổ thông lẫn nhà phát triển.
EIP 2537: Tối ưu hóa chữ ký số
Đầu tiên là EIP 2537, đề xuất này nhằm gộp nhiều chữ ký của người dùng lại thành một chữ ký duy nhất, giúp giảm thiểu không gian lưu trữ và tăng hiệu quả xử lý giao dịch, giúp việc xác minh chữ ký BLS trở nên an toàn và hiệu quả hơn.
EIP 7002: Linh hoạt hơn trong việc rút tiền staking
Hiện tại, người dùng có thể tham gia staking ETH bằng hai cách: tự vận hành validator (solo-staking) hoặc ủy quyền ETH cho bên thứ ba để staking. Tuy nhiên, việc ủy quyền này tiềm ẩn rủi ro do người dùng phải phụ thuộc vào bên thứ ba, nếu bên thứ ba hành có các hành vi sai trái dẫn đến bị phạt hết tài sản thì người dùng tự chịu trách nhiệm.
Trong bối cảnh đó, nếu người dùng muốn rút tiền từ các dịch vụ ủy quyền, phải gửi yêu cầu lên Execution Layer và chờ xử lý cùng nhiều yêu cầu khác.
Việc ủy quyền này đòi hỏi sự tin tưởng vì bên thứ ba quyết định việc gửi hoặc rút ETH. EIP 7002 sẽ đơn giản hóa quá trình này, cho phép người dùng tự kiểm soát việc rút tiền mà không cần chữ ký của bên thứ ba.
EIP 7702: Mở rộng tính năng cho tài khoản người dùng
EIP 7702 mang đến một số tính năng mới cho tài khoản người dùng trên Ethereum, bao gồm:
- Batching: Cho phép người dùng thực hiện nhiều giao dịch cùng lúc hoặc gộp nhiều thao tác nhỏ thành một thao tác duy nhất.
- Sponsorship: Cho phép người dùng ủy quyền cho người khác trả phí giao dịch (gas fee).
- Privilege de-escalation: Cho phép người dùng có thể tạo khóa con (sub-key) và thiết lập các điều kiện chi tiêu cụ thể. Ví dụ như chỉ cho phép sử dụng một loại token ERC-20 nhất định hoặc giới hạn số dư chi tiêu mỗi ngày
Cải thiện khả năng cung cấp dữ liệu (DA) trên Ethereum
Bản nâng cấp Pectra tiếp tục tập trung vào việc cải thiện khả năng cung cấp dữ liệu (DA) trên Ethereum, đặc biệt là cho các giải pháp layer 2. Trọng tâm của nỗ lực này là việc điều chỉnh số lượng "blob" - một dạng dữ liệu mới được giới thiệu trong bản nâng cấp Dencun (EIP-4844).
Blob cho phép các giải pháp layer 2 lưu trữ dữ liệu giao dịch trên Ethereum với chi phí thấp hơn. Hiện tại, mỗi khối trên Ethereum có thể chứa tối đa 6 blob, với mục tiêu trung bình là 3 blob mỗi khối.
Nhà phát triển Francis Li đã đề xuất tăng mục tiêu này lên 5 blob mỗi khối và giới hạn tối đa lên 8 blob thông qua EIP 7742. Mục đích là để giảm chi phí lưu trữ dữ liệu cho layer 2, từ đó giảm phí giao dịch cho người dùng và tăng khả năng mở rộng của Ethereum.
Tuy nhiên, việc tăng số lượng blob cũng gây ra một số lo ngại. Một số nhà phát triển cho rằng điều này có thể làm tăng yêu cầu về tài nguyên tính toán để vận hành validator. Điều này có thể dẫn đến việc một số validator độc lập (solo staker) với ít tài nguyên hơn sẽ gặp khó khăn trong việc đáp ứng yêu cầu và buộc phải ngừng hoạt động.
Tác động của Pectra đối với các nhóm người dùng
Bản nâng cấp Pectra của Ethereum được kỳ vọng sẽ mang lại những thay đổi tích cực cho các nhóm người dùng khác nhau, từ những người tham gia vận hành mạng lưới (validator) đến người dùng phổ thông và nhà phát triển ứng dụng.
Đối với các validator/staker, Pectra sẽ giúp việc kích hoạt validator sẽ diễn ra nhanh hơn, giúp họ tham gia vào mạng lưới và bắt đầu kiếm phần thưởng sớm hơn. Pectra cũng mang đến sự linh hoạt trong việc lựa chọn số lượng ETH để stake (từ 32 ETH đến 2048 ETH).
Tính năng tự động gộp phần thưởng sẽ giúp tối ưu hóa lợi nhuận cho staker, trong khi việc giảm chi phí slashing sẽ giảm thiểu rủi ro cho họ. Đặc biệt, Pectra trao cho staker toàn quyền kiểm soát validator của mình và khả năng thoát khỏi staking một cách độc lập mà không cần phải phụ thuộc vào nhà điều hành.
Đối với người dùng phổ thông, Pectra mang đến những tính năng mới giúp việc sử dụng Ethereum trở nên thuận tiện hơn. Người dùng có thể gộp nhiều giao dịch lại với nhau để tiết kiệm thời gian và phí gas.
Các nhà phát triển cũng sẽ được hưởng lợi từ Pectra với những cải tiến cho Máy ảo Ethereum (EVM). Việc code và triển khai hợp đồng thông minh sẽ trở nên nhanh và rẻ hơn, giúp tạo ra các ứng dụng phi tập trung (dApp) hiệu quả. Pectra cung cấp cho nhà phát triển những công cụ đa dạng để xây dựng những ứng dụng phức tạp và sáng tạo trên Ethereum.
Pectra được kỳ vọng sẽ thúc đẩy sự phát triển của Ethereum, nền tảng hiện có hơn 279 triệu ví Ethereum trên toàn cầu. Bản nâng cấp này sẽ mang đến những cải thiện về khả năng mở rộng, bảo mật và trải nghiệm người dùng, đồng thời đặt nền móng cho những phát triển trong tương lai.
Mekong Testnet
Ban đầu, Pectra được lên kế hoạch triển khai đồng thời, nhưng các nhà phát triển nhận thấy việc này quá phức tạp và rủi ro. Do đó, họ quyết định chia bản nâng cấp thành hai phần:
- Giai đoạn 1 (đầu 2025): Tập trung vào những cải tiến trước mắt như Account Abstraction (trừu tượng hóa tài khoản) và nâng cấp Validator (quy trình staking thuận tiện hơn). Điều này giúp Ethereum thân thiện hơn với người dùng mới.
- Giai đoạn 2 (dự kiến 2026): Tập trung vào những thay đổi kỹ thuật phức tạp hơn, ví dụ như EVM Object Format (EIP 6110) giúp hợp đồng thông minh hoạt động hiệu quả hơn và PeerDAS (EIP 7549) tăng cường khả năng mở rộng layer 2.
Để chuẩn bị kỹ lưỡng cho Pectra, Quỹ Ethereum đã ra mắt testnet Mekong vào ngày 07/11/2024. Mekong giống như một phiên bản thử nghiệm của Ethereum, nơi các nhà phát triển, nhà xây dựng ứng dụng và người dùng có thể trải nghiệm các tính năng mới của Pectra trong một môi trường an toàn trước khi chúng được chính thức áp dụng trên mạng chính.
Mekong hiện đã tích hợp hầu hết các EIP của Pectra, bao gồm EIP 7702 (giao diện thân thiện hơn), EIP 7251 (stake nhiều ETH hơn), EIP 6110/EIP 7002 (cải thiện quy trình staking). Với 110 node và 100,000 validator, Mekong đủ mạnh để thực hiện các thử nghiệm quy mô lớn.
Tuy nhiên, Mekong vẫn đang trong quá trình hoàn thiện và một số EIP, ví dụ như EIP 7742 (liên quan đến "blob"), vẫn chưa được tích hợp.
Dự kiến hoạt động trong vài tháng, Mekong sẽ cung cấp những dữ liệu đáng giá để hoàn thiện Pectra. Sau Mekong, các testnet công khai khác sẽ được triển khai trước khi Pectra chính thức ra mắt trên mạng chính Ethereum.
Thú vị là, cái tên "Mekong" được chọn để vinh danh dòng sông Mekong, nơi diễn ra sự kiện Devcon năm nay. Đây là truyền thống đặt tên testnet theo địa điểm tổ chức Devcon của Quỹ Ethereum.
Ethereum Foundation khuyến khích cộng đồng, đặc biệt là các nhà phát triển, tham gia thử nghiệm Mekong, đặc biệt là các tính năng liên quan đến trải nghiệm người dùng, và đóng góp ý kiến để hoàn thiện bản nâng cấp Pectra.
Các bước tiếp theo sau Pectra
Sau Pectra, Ethereum sẽ tiếp tục được nâng cấp với bản cập nhật tiếp theo mang tên Fusaka, dự kiến ra mắt vào cuối năm 2025. Fusaka sẽ là sự kết hợp của hai bản nâng cấp nhỏ hơn là Osaka (lớp thực thi) và Fulu (lớp đồng thuận).
Một trong những điểm nhấn đáng chú ý của Fusaka là việc tập trung vào "verkle tree". Công nghệ này được kỳ vọng sẽ là bước tiến quan trọng hướng tới "trạng thái không trạng thái" (statelessness) cho Ethereum.
Statelessness cho phép các nút mạng (node) tham gia xác thực giao dịch mà không cần lưu trữ toàn bộ lịch sử blockchain, giúp giảm đáng kể dung lượng lưu trữ, tăng tốc độ đồng bộ hóa và mở rộng khả năng tham gia của các nút mạng nhỏ.
Ngoài ra, Fusaka có thể sẽ bao gồm các cải tiến khác như:
- Tăng giới hạn gas: Giới hạn gas là giới hạn lượng tính toán mà một khối có thể xử lý. Việc tăng giới hạn gas sẽ cho phép Ethereum xử lý nhiều giao dịch phức tạp hơn trong mỗi khối.
- Cải thiện hiệu suất EVM: Tiếp tục tối ưu hóa Máy ảo Ethereum (EVM) để tăng tốc độ xử lý và giảm chi phí giao dịch.
- Nâng cao trải nghiệm người dùng: Cải thiện giao diện người dùng và các công cụ hỗ trợ để giúp người dùng dễ dàng tương tác với Ethereum hơn.
Tuy nhiên, nội dung chính xác của Fusaka vẫn còn là ẩn số và sẽ được Ethereum Foundation công bố chi tiết hơn khi Pectra chính thức được triển khai.