Khi được ra mắt lần đầu, Ethereum được coi là đồng tiền thay thế (alt) cho đồng tiền điện tử hàng đầu, Bitcoin. Trong suốt những năm qua, chuỗi khối này đã trở thành nơi đón nhận những tiến bộ công nghệ sắp tới. Đầu tiên là NFT và các thị trường khác nhau của chúng, sau đó là De-Fi, mang lại cơ hội cho người dùng Ethereum vay, cho vay và trồng cây sinh lợi.

Mỗi thay đổi bắt đầu từ một Đề xuất Cải thiện Ethereum, được các nhà phát triển hoặc cộng đồng thành viên đều gửi để phát triển mạng lưới Ethereum.

EIPs vẫn là một phần lớn của việc phát triển Ethereum, với các đề xuất được chấp nhận được áp dụng và thêm vào lộ trình mạng. Một đề xuất mới, Ethereum Beam Chain, đã thu hút sự chú ý của cộng đồng với cách tiếp cận cơ chế đồng thuận mới và phát triển lộ trình nhanh hơn.

Beam Chain là gì?

Tại sự kiện Devcon vào tháng 11 năm 2024, Justin Drake, một Nhà Nghiên cứu của Ethereum Foundation, đã đề xuất một cải cách lớn về lớp đồng thuận Ethereum. Đề xuất của anh, được gọi là Chuỗi Beam Ethereum, đến từ quan sát rằng “tham vọng của lộ trình Ethereum không tương xứng với tốc độ thay đổi trên mạng lưới.”

Lộ trình Ethereum là một danh sách các tính năng được triển khai vào mạng Ethereum theo một tốc độ tăng dần và định kỳ, chủ yếu thông qua các lần cắt đôi mạng. Một ví dụ về một tính năng hiện có trên Ethereum mà đã được triển khai từ lộ trình làcập nhật chuỗi Beacon, which changed the network’s consensus mechanism fromBằng chứng công việc (PoW) thành chứng thực cổ phần (PoS). Tuy nhiên, vấn đề của những nâng cấp này là với tốc độ hiện tại, có thể mất đến vài thập kỷ để cộng đồng thưởng thức các tính năng quan trọng hơn trên lộ trình Ethereum.

Như một phản ứng, Justin Drake đã đưa ra ý tưởng về Beam fork, về cơ bản là cách để kết hợp nhiều cải tiến thành một fork lớn hơn, cho phép mạng Ethereum phù hợp hơn so với các mạng cạnh tranh với công nghệ tiên tiến hơn được giới thiệu vào chuỗi thông qua Beam Fork này. Beam nhắm vào lớp đồng thuận và thực thi của Ethereum, đề xuất các thay đổi về việc sản xuất khối, staking và mật mã trên mạng.

Beam Chain Explained

Tóm lại, chuỗi beam là một phiên bản viết lại của lớp đồng thuận tích hợp một số tiến bộ lớn và mới nhất trong công nghệ blockchain vào mạng lưới ethereum. Với chuỗi beam, các tính năng trên lộ trình mà thông thường sẽ mất hàng thập kỷ để hoàn thành được tổ chức thành một bản nâng cấp lớn có thể hoàn thành và triển khai vào năm 2029 (4-5 năm). Hai nhóm phát triển, nhóm ZIM và Lambda Class, đã cam kết xây dựng chuỗi beam.

Đề xuất chuỗi beam bao gồm chín mục khác nhau từ lộ trình Ethereum mà tất cả đều liên quan đến tầng đồng thuận. Trong số chín mục này, có năm mục thay đổi theo hướng tăng dần từ lộ trình mà thông thường sẽ được triển khai vào lộ trình Ethereum thông qua một hard fork, trong khi bốn mục còn lại được gọi là các mục lớn phù hợp hơn để xây dựng từ đầu. Đề xuất chuỗi beam có ba ngăn chính: sản xuất khối, đặt cược và mật mã học.

Beam Chain’s Buckets: Sản xuất khối

Thùng chứa sản xuất khối bao gồm ba tính năng đáng kể: khả năng chống kiểm duyệt, các bộ xử lý cô lập và khe cắm nhanh hơn. Hai tính năng đầu tiên là các thay đổi tăng dần.

Sự chống kiểm duyệt

Trên blockchain, sự chống kiểm duyệt đề cập đến sự tự do mà người dùng trên mạng có để thực hiện giao dịch mà không bị tịch thu và tính không thể thay đổi giao dịch (nghĩa là sự thay đổi của bên thứ ba về giao dịch đã hoàn thành). Quá trình xác minh của mạng Ethereum bao gồm người xây dựng sắp xếp giao dịch và gửi khối và người đề xuất chọn khối nào để ký và khối nào là tốt nhất để đề xuất cho chuỗi. Cấu trúc hiện tại của quy trình này tập trung cao theo một cách mà người đề xuất là người quyết định cuối cùng và mở khả năng hợp tác giữa người đề xuất và người xây dựng để kiểm duyệt giao dịch và thu lợi nhuận.

Giải pháp tốt nhất cho vấn đề hiện nay được áp dụng theo lộ trình chuỗi beam là khái niệm Danh sách Bao gồm Bắt buộc (FOCIL) giúp phân tán quá trình sản xuất khối bằng cách làm cho việc kiểm tra lại danh sách bao gồm tổng hợp của mỗi người xác minh cùng với danh sách được phát sóng bởi các thành viên trong ủy ban danh sách bao gồm.

Các Nhà Xác Minh Cô Độc

Isolated Validators là một tính năng khác liên quan đến MEV. Điểm quan trọng là giảm mức độ phức tạp cần thiết để xác minh giao dịch trên blockchain, từ đó cải thiện sức khỏe của mạng.

Khe nhanh hơn

Thời gian khe Ethereum là 12 giây và mất khoảng 15 phút để mỗi khối đạt được tính kết thúc. Tác động của điều này đặc biệt rõ ràng khi áp dụng quy mô lớn và xây dựng rollups trên mạng. Ethereum sử dụng một khái niệm được gọi là Gasper cho tính kết thúc một khe duy nhất. Và mặc dù nó đã hoạt động, vẫn còn không gian để cải tiến. Thuật toán Gasper sử dụng cơ sở kỷ nguyên để đạt được kết nối và, kết quả, tính kết thúc, vì mỗi khe phải được xem xét trước an ninh kinh tế.

Beam chain đề xuất một thời gian khe cắm ngắn hơn là 4 giây sẽ được đạt được thông qua việc xác nhận trước, một tính năng mà có thể dễ dàng triển khai trên mạng lưới Ethereum ngay cả khi nó tồn tại ngày hôm nay. Việc xác nhận trước về cơ bản là một quy trình chuỗi khối mà “đảm bảo” cho người dùng rằng giao dịch của họ sẽ được bao gồm trong khe cắm tiếp theo, cho phép người dùng nhận được xác nhận giao dịch nhanh hơn nhiều so với thời gian khe thông thường.

Các Hòm của Beam Chain: Giao Dịch Staking

Thùng thứ hai trong đề xuất có các mục sau: phát hành thông minh hơn, xác nhận viên nhỏ hơn và hoàn thành nhanh hơn. Trọng tâm ở đây là tối ưu hóa đường cong phát hành của mạng và giảm yêu cầu cược tối thiểu để trở thành xác nhận viên. Kết quả là sức khỏe tổng thể của mạng tăng lên và mục tiêu về hoàn thành nhanh hơn được đạt được dễ dàng hơn.

Các Thùng Rác của Beam Chain: Mật Mã Học

Đây là chiếc xe tải khó nhất, vì hai mục được đánh dấu màu đỏ là một phần của bốn mục hàng lớn. Những ý tưởng chính ở đây liên quan đến việc biến Ethereum thành snark và khả năng chống lại lượng tử.

Công nghệ Snark không còn xa lạ với ngành công nghiệp blockchain nói chung. Các dự án Layer 2 đã tận dụng sự đổi mới này trong một thời gian dài, trong khi các mạng lớn hơn như Ethereum đang chậm kém. Mục tiêu của Justin Drake, như đã nêu trong đề xuất của anh ấy, là sử dụng công nghệ ZK để đưa ra các dự án với công nghệ Snark. Chuỗi beam đề xuất thay thế quá trình re-execution của chuỗi beacon của Ethereun để xác nhận trạng thái gốc kết quả bằng một hệ thống xác minh được cung cấp bởi công nghệ ZK. Ý tưởng với phương pháp mới này là tính toán và dữ liệu cần thiết để đạt được sự nhất quán trên mạng được cung cấp thông qua ZK, mang lại hiệu quả cho kích thước dữ liệu và khả năng mở rộng của mạng, vấn đề mà Ethereum đã gặp phải trong thời gian dài.

Cuối cùng, có bảo mật lượng tử. Ethereum hiện tại sử dụng chữ ký BLS để xác nhận chữ ký như dữ liệu chứng thực. Vấn đề là chữ ký BLS sử dụng đường cong elip, mà đang ngày càng trở nên kém hơn so với sức mạnh tính toán của máy tính lượng tử. Vì vậy, mục tiêu trong đề xuất là đạt được các thuật toán chữ ký chống lại lượng tử và cách tiếp cận là một lần nữa công nghệ ZK.

Cuộc tranh luận về Thời gian Triển khai Beam Chain

Ý tưởng lớn của Justin Drake mang đến những thay đổi lớn cho mạng liên quan đến khả năng mở rộng và bảo mật, nhưng không phải không có chi phí. Việc triển khai đề xuất đặt năm 2025 cho việc thỏa thuận cụ thể, 2026 cho việc lập trình sản xuất, và những năm từ 2027 đến 2029 cho việc kiểm tra kỹ lưỡng.

Về cơ bản, với lịch trình đề xuất, việc triển khai đầy đủ có thể mất tới 5 năm, ra mắt công khai vào năm 2030. Những người phê phán cho rằng điều này sẽ làm cho mạng Ethereum tụt hậu hơn so với đối thủ. Tuy nhiên, những người ủng hộ đề xuất cảm thấy lịch trình kéo dài là cần thiết cho một phiên bản nâng cấp quy mô này.

Beam Chain sẽ ảnh hưởng như thế nào đến Ethereum?

Beam Chain là một phiên bản cứng của Ethereum nhằm nâng cấp lớp đồng thuận của Ethereum. Những cải tiến chính mà nó đang nhắm đến Ethereum là khả năng mở rộng và bảo mật bằng cách giới thiệu thời gian và tính kết thúc của khối nhanh hơn, ẩn danh chuỗi sử dụng zkEVMs và chống lại lượng tử và kiểm duyệt.

Không thể phủ nhận, đề xuất chuỗi beam đại diện cho một bước quan trọng đến hình thức cuối cùng của mạng. Nếu được chính thức chấp nhận, nó có thể mang lại sự thay đổi quan trọng và lâu dài hơn đối với trạng thái của mạng Ethereum.

Beam Chain vs. Beacon Chain

Được ra mắt vào cuối năm 2020, việc nâng cấp chuỗi beacon đã thay đổi đáng kể mạng Ethereum bằng cách thay thế cơ chế đồng thuận proof of work đang hoạt động bằng cơ chế proof of stake nhanh hơn và không phụ thuộc vào năng lượng nhiều hơn.

Kể từ khi đề xuất ra mắt công khai lần đầu, các thành viên cộng đồng đã bắt đầu so sánh chuỗi beam với việc nâng cấp chuỗi beacon cũ hơn. Mặc dù có những điểm tương đồng, nhưng cũng có sự khác biệt lớn. Chuỗi beacon, được đưa ra như một phần của việc nâng cấp hợp nhất, đã thay đổi toàn bộ tầng đồng thuận: các thành viên tham gia và quá trình xác nhận giao dịch hoạt động. Trong khi chuỗi beam thực sự đề xuất thay đổi tầng đồng thuận, nhưng những thay đổi đề xuất không mạnh mẽ như vậy.

Chuỗi đèn hiệu đã thay đổi những người tham gia đồng thuận từ người khai thác bằng chứng công việc thành bằng chứng về trình xác thực cổ phần, nhưng chuỗi chùm tia dự định giữ các trình xác thực ở cả hai bên của ngã ba. Thay vào đó, những gì chuỗi chùm tia đề xuất là một sự thay đổi trong các quy tắc, chẳng hạn như các quy tắc liên quan đến số vị trí và tính cuối cùng của giao dịch, cũng như yêu cầu đặt cọc tối thiểu.

Kết luận

Ethereum Beam Chain là một đề xuất đột phá nhằm cải thiện mức độ đồng thuận của Ethereum một cách đáng kể. Bằng cách tích hợp các tiến bộ như thời gian khối nhanh hơn, khả năng mở rộng cải thiện và bảo mật tăng cường thông qua zk-EVMs và sự chống chịu với lượng tử, Beam Chain nhằm đẩy Ethereum vào một kỷ nguyên mới về hiệu suất và hiệu quả.