Tất cả những gì bạn muốn biết về sự kiện Ethereum Merge

Bối cảnh quan trọng để hiểu về sự kiện 'The Merge'

Để hiểu đầy đủ về sự kiện "The Merge" là gì, chúng ta hãy trình bày các khái niệm chính quan trọng.

Cơ chế đồng thuận

00000000000000000003cdd5a7fd45610cc2f0c8cc16693d2e4d1909e9ab8ece

Bạn có để ý đến tất cả những số 0 đứng đầu đó chứ? Các thợ đào phải làm rất nhiều công việc để tìm ra các đầu ra nhiều số 0 đứng đầu này.

Chúng ta hãy cùng xem lại thuật toán khai thác bằng chứng công việc (PoW):

1. Tập hợp một loạt các giao dịch chưa được xác nhận.
2. Xây dựng một khối "ứng cử viên" với chúng.
3. Băm nội dung dữ liệu của khối đó bằng công cụ SHA256.
4. Đầu ra băm có tạo ra đủ số 0 ở đầu không? (hay có thể nói cách khác là: độ khó của nó có nằm dưới mục tiêu được kích hoạt mạng mà bạn mong muốn không?)
5. Nếu câu trả lời là có, vậy là bạn đã thắng! Bạn đã tìm thấy bằng chứng công việc hợp lệ. Hãy gửi khối đó lên mạng và nhận thưởng. Quay lại Bước 1 và lặp lại.
6. Nếu không, hãy lặp lại bước 4.

Cách thức hoạt động của hệ thống PoW của Ethereum cũng như vậy. Nếu bạn muốn thêm các khối vào chuỗi và được thưởng vì làm như vậy, bạn phải đầu tư vào phần cứng để thực hiện thuật toán PoW hàng nghìn tỷ lần.

Như vậy, đó là cách thức hoạt động của mô hình bằng chứng công việc. Các thợ đào mất rất nhiều công sức và thời gian để cạnh tranh với nhau nhằm tìm ra một bằng chứng công việc hợp lệ, một quy trình phục vụ cho việc bảo mật mạng và đạt được sự đồng thuận.

Có nhiều cấp độ đối với cơ chế đồng thuận

Quá trình được mô tả ở trên chỉ là một thuật toán được chạy bởi phần mềm khai thác máy khách Ethereum. Lý thuyết trò chơi buộc chúng ta phải xem xét các yếu tố bên ngoài phần mềm. Mạng lưới blockchain, là động lực mạnh mẽ cho hoạt động xã hội và kinh tế, vượt qua các hệ thống trong cuộc sống thực. Ví dụ: một công cụ khai thác PoW phải sử dụng vốn để:

1. Mua thiết bị phần cứng;
2. Được tiếp cận với nguồn điện giá rẻ dồi dào;
3. Có quyền truy cập WiFi mạnh;
4. Thiết lập không gian và cơ sở hạ tầng để chứa máy móc, thoát nhiệt, bụi.

Đây là tất cả những rủi ro mà một người phải chấp nhận để trở thành "thợ đào" trong hệ thống PoW. Tất cả các mục này là bắt buộc để bạn có mọi thứ cần thiết để có thể gửi các bằng chứng công việc hợp lệ và giữ an toàn cho mạng được đề cập. Trong bằng chứng công việc, các thợ đào chứng minh rằng họ có vốn rủi ro bằng cách sử dụng năng lượng.

Bằng chứng cổ phần (Proof-of-Stake) = Một cơ chế đồng thuận khác

Bằng chứng công việc chỉ là một trong số nhiều cơ chế đồng thuận để điều phối các mạng phi tập trung. Đó là cơ chế đồng thuận trên thực tế, được phổ biến bởi Bitcoin - và được sao chép bởi Ethereum.

Nhưng Ethereum luôn được thiết kế để việc sử dụng bằng chứng đồng thuận công việc chỉ là tạm thời.

Trước khi nói về sự kiện The Merge, chúng ta hãy xem lại bằng chứng cổ phần (PoS).

Bằng chứng cổ phần (proof-of-stake) là một cơ chế đồng thuận, giống như PoW, được sử dụng để cung cấp cho mạng blockchain những thứ mà cơ chế đồng thuận nên cung cấp, chủ yếu là:

1. An ninh mạng (không gian lận, không chi tiêu gấp đôi, không có tấn công 51%);
2. Một cách để các node đồng ý chuỗi nào là chuỗi "thực sự".

Tezos là một mạng trong sản xuất, sử dụng PoS thành công; bạn phải đặt cọc (hay còn gọi là: khóa) 6.000 $XTZ (token gốc của mạng Tezos) để trở thành "baker", thuật ngữ của Tezos dành cho "người xác thực" và "thợ đào". Theo lý thuyết trò chơi, vốn mạo hiểm để hỗ trợ một mạng sẽ khuyến khích những người trở thành trọng tài trung thực của mạng, nếu không, các khoản đầu tư của họ sẽ không sinh lời.

Ethereum + Bằng chứng cổ phần

Ethereum được thiết kế để chỉ sử dụng bằng chứng công việc tạm thời: những người sáng tạo nội dung luôn có kế hoạch chuyển sang bằng chứng cổ phần. Với thành công không thể chối cãi của bằng chứng công việc với tư cách là mô hình đồng thuận cho Bitcoin, Ethereum đã có thể bắt đầu hoạt động với cơ chế PoW, trong khi đó, thiết kế phức tạp của bằng chứng cổ phần Ethereum có thể được cấu trúc đầy đủ với kế hoạch triển khai nó khi đã đến đúng thời điểm và hệ thống đã được nghiên cứu đầy đủ, xử lý sự cố và sẵn sàng.

Để trở thành một người xác thực Ethereum, bạn phải đặt cọc 32 đô la ETH (token gốc của mạng Ethereum) và chạy ứng dụng khách Ethereum trên một máy có nhiều thời gian hoạt động Internet (thậm chí là máy tính xách tay!). Bằng cách này, bạn báo hiệu cho mạng rằng bạn sẽ xác minh và tạo khối một cách trung thực. Tại sao? Bởi vì làm như vậy là vì lợi ích bản thân tốt nhất của bạn. Nếu bạn không trung thực, bạn sẽ mất phần thưởng dành cho người xác thực và thậm chí có thể bắt đầu mất tiền đặt cọc - thậm chí giá trị của chính token có thể giảm, có nghĩa là cuối cùng bạn sẽ tự tấn công chính mình.

So sánh Ethereum bằng chứng cổ phần (PoS) và Ethereum bằng chứng công việc (PoW): Các khái niệm cần biết

• Một khối trong PoW sẽ được thêm vào chuỗi bởi bất kỳ ai giải thành công câu đố băm độ khó mục tiêu. Một khối trong PoS sẽ được thêm vào chuỗi bằng cách chọn một node xác nhận ngẫu nhiên để đề xuất một khối. Sau đó, một nhóm những người xác thực thứ hai sẽ được chọn ngẫu nhiên để xác minh khối được đề xuất của người xác thực đó.
• Ethereum PoW có các "thợ đào" chịu trách nhiệm xác minh + bổ sung khối. Ethereum PoS có những "người xác thực" chịu trách nhiệm xác minh + bổ sung khối. Thợ đào sẽ kiếm được phần thưởng khi tìm ra giải pháp băm mục tiêu hợp lệ, người xác thực sẽ kiếm được phần thưởng bằng cách xây dựng một khối khi được chọn ngẫu nhiên để làm như vậy.
• Để thêm khối, Ethereum PoS không yêu cầu phải tiêu thụ nhiều năng lượng, trong khi đó, Ethereum PoW yêu cầu phải sử dụng năng lượng cực lớn để thực hiện các phép tính băm nhanh chóng. Các ước tính đặt yêu cầu năng lượng PoS là ~ 99,95% ít hơn PoW.
• Vốn dành cho việc đặt cọc PoW chính là thời gian của một người, phần cứng, và điện. Vốn dành cho việc đặt cọc PoS là thời gian của một người + 32 ETH của họ. Theo thiết kế lý thuyết trò chơi, những người trung thực có thể thu được nhiều lợi hơn những người không trung thực.
• Tỷ lệ khối PoW được xác định bởi độ khó của mạng, thường được tinh chỉnh để nhắm đến một thời điểm cụ thể - mà nó có thể vượt hoặc thấp hơn. Một băm mục tiêu hợp lệ có thể mất một lượng thời gian khác nhau để tìm. Tỷ lệ khối PoS là một nhịp độ cố định. Thời gian dành cho PoS Ethereum được chia thành các slot (12 giây) và kỷ nguyên (epoch) (32 slot). Có nhiều cơ chế hoạt động dựa trên nhịp độ cố định này, ví dụ: mọi slot, một ủy ban gồm những người xác thực được chọn ngẫu nhiên và có trách nhiệm bỏ phiếu xem khối được đề xuất bởi một người xác thực ngẫu nhiên khác có hợp lệ hay không.

Các thuật ngữ & khái niệm cần biết về Ethereum + Bằng chứng cổ phần (PoS)

• Người xác thực: với tư cách là người xác thực, bạn sẽ chịu trách nhiệm lưu trữ dữ liệu, xử lý giao dịch và thêm các khối mới vào blockchain - để thực hiện điều này, họ sẽ cần có 32 đô la ETH tiền đặt cọc + phần cứng + phần mềm máy khách đang hoạt động. Người xác thực cần phải duy trì đủ phần cứng và kết nối internet để đạt được phần thưởng thông qua việc xác thực/đề xuất khối.
• Slashing: hành vi độc hại từ một người xác thực có thể dẫn đến việc tiền đặt cọc của người xác thực đó bị "slash" hoặc bị trừ đi số tiền ngày càng tăng (hãy nhớ rằng bạn có thể bị slash ngay cả đối với các hành vi không độc hại, chẳng hạn như node của bạn đang ngoại tuyến!).
• Slot: 12 giây.
• Epoch: 32 slot.
• Mạng chính (mainnet): Chuỗi "thực sự" hiện tại của Ethereum chạy trên sự đồng thuận PoW. Trái ngược với một mạng thử nghiệm như Göerli, Ether đáng giá tiền thật trên mạng này.
• Máy khách Ethereum: gói phần mềm chạy bởi các node Ethereum bao gồm hai layer: thực thi và đồng thuận. Node đang chạy máy khách có thể là một node đầy đủ hoặc một node đang khai thác.
• Layer thực thi: layer máy khách Ethereum chịu trách nhiệm thực hiện các giao dịch và quản lý trạng thái. Đây là nơi EVM chạy các mã hoạt động (operation code) và logic lập trình. Các máy khách thực thi bao gồm: Geth, Erigon và Nethermind.
• Layer đồng thuận: layer máy khách Ethereum chịu trách nhiệm về sự đồng thuận. Đây là nơi áp dụng các quy tắc về những gì làm cho một khối hoặc giao dịch hợp lệ. Các máy khách đồng thuận cho Beacon Chain bao gồm Lighthouse, Prysm và Teku.
• Beacon Chain: Blockchain bằng chứng cổ phần riêng biệt được tạo vào ngày 1/12/2020. Nó tồn tại hoàn toàn song song với Mainnet của Ethereum và đã được sản xuất kể từ khi nó được tạo ra, được sử dụng để thử nghiệm. Sau khi sẵn sàng, nó sẽ trở thành công cụ đồng thuận mới mà trên đó các giao dịch Ethereum trong tương lai sẽ được thực hiện.

Ok, vậy sự kiện The Merge là gì?

Bây giờ chúng ta đã đề cập đến rất nhiều thuật ngữ và ngữ cảnh quan trọng ở trên. Từ đó, việc hiểu sự kiện "The Merge" là cái quái gì sẽ trở nên dễ dàng hơn.

Quá trình chuyển đổi Ethereum sang bằng chứng cổ phần ban đầu được chia thành hai phần chính (không bao gồm các hard fork như Berlin và London, diễn ra với tư cách là các nâng cấp chung cho trước khi diễn ra sự kiện Ethereum Merge):

1. Ra mắt Beacon Chain. Beacon Chain là một blockchain PoS song song riêng biệt được sử dụng để chạy thử nghiệm mà không ảnh hưởng đến Ethereum Mainnet hoặc hàng trăm tỷ đô la được bảo đảm trên đó. Một lý do quan trọng khác để khởi chạy Beacon Chain trước khi hợp nhất chính thức là để có đủ thời gian cho các nhà đầu tư đặt cọc - cần phải có đủ ETH được đặt cọc để đủ bảo mật cho mạng. Tại thời điểm viết bài, Beacon Chain đang nắm giữ 14.000.434 ETH.
2. The Merge. Sự hợp nhất của layer đồng thuận của Beacon Chain với trạng thái EVM của Ethereum Mainnet.

Sự kiện The Merge sẽ thay đổi một cách hiệu quả cách các máy khách Ethereum đang nhóm các layer thực thi và đồng thuận lại với nhau, tách chúng ra thành các máy khách riêng biệt của riêng họ. Điều này có nghĩa là một node đầy đủ của PoS Ethereum có thể chạy một máy khách với: Geth (thực thi) + Lighthouse (đồng thuận) - hoặc bất kỳ biến thể nào của máy khách thực thi/đồng thuận có thể. Và nó sẽ thực hiện tất cả những điều này trong thời gian thực.

Ok, sự kiện The Merge là bước cuối cùng trong quá trình nâng cấp Ethereum lên bằng chứng cổ phần (Proof-of-Stake). Nhưng điều thực sự xảy ra là gì?

Như vậy, bạn đã hiểu sự kiện The Merge là gì. Sau khi đọc bài viết này, bạn nên làm quen với tất cả các thuật ngữ và khái niệm quan trọng liên quan đến hệ thống đồng thuận blockchain, đặc biệt là đối với bằng chứng công việc và bằng chứng cổ phần. Khi ai đó hỏi bạn The Merge là cái quái gì, câu trả lời tự nhiên của bạn sẽ là: "Bước cuối cùng trong quá trình Ethereum chuyển đổi từ mô hình bảo mật PoW sang PoS."

Thay đổi này có rủi ro không? Chắc chắn rồi! Bằng chứng công việc (proof-of-work) là một mô hình bảo mật đã được thử nghiệm trong trận chiến đã mang lại cho Bitcoin thời gian hoạt động gần như hoàn hảo trong gần hai thập kỷ. Mặt khác, bằng chứng cổ phần (proof-of-stake) là một mô hình bảo mật khá mới và phức tạp hơn. Chúng ta vẫn còn phải xem liệu mô hình có hoạt động tốt để đảm bảo hàng trăm tỷ đô la trên mạng Ethereum hay không.

Khi Ethereum đạt đến cột mốc bằng chứng cổ phần, sẽ có nhiều nâng cấp khác nhằm mục đích giúp Ethereum tăng quy mô và có tính phi tập trung hơn nữa. Các cột mốc tiếp theo này bao gồm:

1. The Merge: PoW Ethereum chết, PoS Ethereum bắt đầu (sắp diễn ra vào ngày 15/9)
2. The Surge: sharding để giúp khả năng mở rộng, đặc biệt là cho các rollup (TBD)
3. The Verge: máy khách không trạng thái, giúp các node Ethereum chạy dễ dàng hơn (TBD)
4. The Purge: xóa nợ kỹ thuật + xóa dữ liệu lịch sử (TBD)
5. The Splurge: tính năng bổ sung (TBD)

Bạn nghĩ sao? Liệu việc "nâng cấp" của Ethereum lên một mô hình bảo mật mới có phục vụ tốt cho nó không? Liệu họ có nên vẫn sử dụng sự đồng thuận của PoW bởi vì đó là một mô hình bảo mật có vẻ đáng tin cậy? Điều này sẽ làm cho việc áp dụng Ethereum trở nên phổ biến hay sẽ làm tổn hại nó về lâu dài?

Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn CryptoPunk 6068 đã cung cấp cho chúng tôi chuyên môn nghiên cứu cho bài viết này.