Nâng cấp Dencun của Ethereum: Proto-Danksharding và sự phát triển của mạng lưới vào tháng 3 năm 2024

Ethereum đứng ở một ngã rẽ quan trọng trong hành trình mở rộng quy mô của mình. Việc triển khai mainnet của nâng cấp Cancun-Deneb vào ngày 13 tháng 3 năm 2024 đánh dấu một bước ngoặt cho hệ sinh thái, định hình lại cách thức xử lý giao dịch và lưu trữ dữ liệu một cách căn bản. Trung tâm của sự biến đổi này là EIP-4844, một cải tiến giao thức đột phá giới thiệu “blob” và công nghệ Proto-Danksharding. Cập nhật then chốt này không chỉ là một bản vá kỹ thuật, mà còn là một bước nhảy chiến lược hướng tới mục tiêu làm cho Ethereum có thể mở rộng gấp 100-1000 lần.

Hiểu về Proto-Danksharding và Kiến trúc Nâng cấp Dencun

Nâng cấp Cancun-Deneb (Dencun) hoạt động trên hai lớp hạ tầng riêng biệt của Ethereum. Thành phần Cancun nhắm vào Lớp Phục vụ Dữ liệu, trong khi Deneb ảnh hưởng đến Lớp Đồng thuận, tạo ra một sự nâng cấp phối hợp nhằm củng cố nền tảng của mạng lưới. Được đặt theo tên ngôi sao sáng Deneb trong chòm sao Cygnus, nâng cấp này thể hiện cam kết của Ethereum trong việc giải quyết thách thức cấp bách nhất của mình: khả năng mở rộng của mạng lưới.

Proto-Danksharding là đổi mới cốt lõi, giới thiệu một cơ chế lưu trữ tạm thời cho dữ liệu giao dịch thông qua “blob” — các container dữ liệu lớn, chuyên biệt, tối ưu cho các giải pháp Layer-2. Những blob này hoạt động với băng thông dữ liệu cố định là 1 MB mỗi slot, thay đổi căn bản cách dữ liệu ngoài chuỗi được truy cập và định giá. Khác với lưu trữ vĩnh viễn trên blockchain, blob tồn tại tạm thời rồi hết hạn, tạo ra một mô hình kinh tế hiệu quả hơn để mở rộng quy mô.

Nâng cấp này cũng tích hợp tính năng Hết hạn Trạng thái (State Expiry) nhằm loại bỏ dữ liệu mạng lưới cũ kỹ, giúp dọn dẹp hệ thống và giảm tải tính toán cho các validator. Cách tiếp cận kép này — tăng khả năng qua việc sử dụng blob trong khi loại bỏ nợ kỹ thuật — thể hiện một thiết kế mạng lưới tinh vi.

Các thành phần kỹ thuật vượt ra ngoài Proto-Danksharding

Trong khi EIP-4844 thu hút sự chú ý, nâng cấp Dencun còn tích hợp nhiều cải tiến bổ sung:

EIP-1153 giới thiệu các opcode lưu trữ tạm thời, cho phép hợp đồng thông minh sử dụng bộ nhớ tạm trong quá trình thực thi. Tối ưu này giảm tiêu thụ gas cho các tương tác hợp đồng phức tạp mà không làm rối loạn lưu trữ vĩnh viễn.

EIP-4788 củng cố lớp đồng thuận bằng cách nhúng các gốc khối Beacon Chain vào các khối Ethereum, tạo ra các kênh trực tiếp để hợp đồng thông minh truy cập thông tin đồng thuận. Cải tiến này mở ra các trường hợp sử dụng mới trước đây không thể thực hiện mà không cần oracle bên ngoài.

EIP-5656 thêm opcode MCOPY để thực hiện các thao tác dữ liệu trong bộ nhớ hiệu quả hơn, giảm tải tính toán trong quá trình thực thi hợp đồng.

EIP-6493 tinh chỉnh cơ chế chọn lựa fork của validator, nâng cao tính cuối cùng của chuỗi khối và có thể giảm áp lực tập trung trong xác thực mạng.

EIP-6780 hạn chế hoạt động SELFDESTRUCT trong hợp đồng thông minh, đóng các lỗ hổng bảo mật đồng thời duy trì khả năng tương thích ngược cho các ứng dụng quan trọng.

Hành trình đến tháng 3 năm 2024: Lịch trình thử nghiệm và triển khai

Đội ngũ phát triển Ethereum đã thực hiện chiến lược triển khai có hệ thống:

• 17 tháng 1 năm 2024: Kích hoạt trên mạng thử nghiệm Goerli
• 30 tháng 1 năm 2024: Triển khai trên mạng thử nghiệm Sepolia
• 7 tháng 2 năm 2024: Thực hiện trên mạng thử nghiệm Holesky
• 13 tháng 3 năm 2024: Kích hoạt trên mainnet

Phương pháp theo từng giai đoạn này, kéo dài gần hai tháng, giúp các nhà phát triển xác định các trường hợp ngoại lệ và hành vi của mạng trước khi chính thức ra mắt. Lịch trình này là một bước chuyển có chủ đích so với kế hoạch ban đầu dự kiến vào Quý 4 năm 2023, đã được điều chỉnh sau các cuộc thảo luận đồng thuận của nhà phát triển vào tháng 11 năm 2023 để đảm bảo tính ổn định.

Ảnh hưởng ngay lập tức trên thị trường: Phí gas và Kinh tế Layer-2

Chất xúc tác chính thúc đẩy sự chấp nhận là giảm phí. Cơ chế định giá blob của EIP-4844 cho phép giảm chi phí giao dịch Layer-2 từ 10 đến 100 lần bằng cách tách biệt chi phí khả dụng dữ liệu khỏi chi phí thực thi.

Các cấu trúc phí Layer-2 hiện tại trên các nền tảng lớn minh họa cơ hội này:

• Arbitrum: Chuyển ETH mất $0.24; hoán đổi token mất $0.67
• Optimism: Chuyển ETH mất $0.47; hoán đổi token mất $0.92
• Polygon: Chuyển ETH mất $0.78; hoán đổi token mất $2.85

Nghiên cứu của Fidelity cho thấy các mạng Layer-2 hiện chiếm khoảng 10% tổng phí của Ethereum Layer-1. Sau Dencun, tỷ lệ này dự kiến sẽ thay đổi đáng kể khi mô hình blob giúp nhóm các giao dịch trên L2 rẻ hơn nhiều so với tương tác trực tiếp với Layer-1.

Tác động lan tỏa của Dencun đối với hệ sinh thái Ethereum

Nâng cấp này kích hoạt nhiều cải tiến liên kết chặt chẽ:

Mở rộng thông lượng: Lớp cơ bản của Ethereum dự kiến sẽ phát triển từ khoảng 15 giao dịch mỗi giây (TPS) lên 1.000 TPS nhờ tối ưu hóa xử lý dữ liệu. Các giải pháp Layer-2 kế thừa khả năng này, cho phép kết thúc nhanh hơn trên các giao dịch thanh toán chính.

Nâng cao khả năng tương tác: Bằng cách giảm chi phí và độ phức tạp của việc neo dữ liệu giữa các lớp, nâng cấp này cải thiện khả năng kinh tế của giao tiếp chéo lớp, mở ra các kiến trúc mở rộng quy mô phức tạp hơn.

Khuyến khích nhà phát triển: Khả năng mở rộng 1 MB mỗi slot dữ liệu mở ra các kiến trúc ứng dụng mới. Các nhà phát triển có thể tận dụng không gian này để lưu trữ dữ liệu oracle, bằng chứng tính toán, và trạng thái hợp đồng trực tiếp trên Ethereum với chi phí hợp lý.

Tăng cường an ninh: EIP-6780 và EIP-4788 cùng nhau củng cố vị thế an ninh của Ethereum bằng cách giảm các lỗ hổng hợp đồng và cho phép validator thực thi các quy tắc đồng thuận phức tạp hơn.

Staking thanh khoản và kinh tế Ethereum đang tiến hóa

Nâng cấp Dencun thúc đẩy các incentives cho ETH staking thanh khoản bằng cách cải thiện hiệu quả mạng lưới và giảm chi phí vận hành cho các giao thức staking. Khi khả năng mở rộng của mạng tăng lên, việc staking trở nên hấp dẫn về mặt kinh tế hơn, có thể thúc đẩy dòng vốn hướng tới bảo vệ đồng thuận của Ethereum thay vì các chuỗi Layer-1 khác.

Lộ trình Danksharding: Từ Proto đến Triển khai đầy đủ

Nâng cấp Dencun chiếm vị trí nhất định trong quá trình phát triển kiến trúc nhiều năm của Ethereum. Proto-Danksharding là cầu nối giữa giới hạn hiện tại của mạng và việc triển khai Danksharding hoàn chỉnh — một tương lai nơi Ethereum sẽ chia thành nhiều shard song song, mỗi shard xử lý giao dịch và hợp đồng thông minh riêng biệt.

Danksharding đầy đủ là mục tiêu tối thượng về khả năng mở rộng, có thể cho phép mạng xử lý hàng triệu giao dịch mỗi giây. Tuy nhiên, tầm nhìn này đòi hỏi các phát triển hạ tầng bổ sung, bao gồm Verkle Trees (dự kiến trong giai đoạn nâng cấp Electra + Prague) để có các chứng minh truy cập trạng thái hiệu quả hơn.

Bối cảnh lịch sử: Con đường của Ethereum đến tháng 3 năm 2024

Việc hiểu ý nghĩa của Dencun cần xem xét các mốc quan trọng trước đó:

Beacon Chain (Tháng 12 năm 2020) giới thiệu hạ tầng Proof of Stake song song với lớp thực thi của Ethereum. The Merge (Ngày 15 tháng 9 năm 2022) hợp nhất các hệ thống này, giảm tiêu thụ năng lượng tới 99.5% và chuyển sang đồng thuận PoS hoàn chỉnh. Nâng cấp Shanghai/Capella (Tháng 4 năm 2023) cho phép unstaking ETH, tạo ra nền kinh tế staking thanh khoản.

Dencun là bước tiến hợp lý — giờ Ethereum hoạt động an toàn dưới PoS, trọng tâm chuyển sang khả năng mở rộng và hiệu quả dữ liệu.

Thách thức triển khai và các rủi ro cần xem xét

Nâng cấp kỹ thuật này đi kèm một số thách thức đã biết:

Phức tạp trong chuyển đổi: Các nhà phát triển hợp đồng thông minh cần hiểu rõ về mô hình blob và điều chỉnh ứng dụng phù hợp. Trong vài tuần đầu sau ra mắt, có thể xảy ra biến động tạm thời về phí khi thị trường khám phá giá blob thực sự.

Xem xét khả năng tương thích: Mặc dù nâng cấp duy trì khả năng tương thích ngược, các dApp dựa trên giả định cũ về cấu trúc phí Layer-2 có thể cần tối ưu để tận dụng tối đa lợi ích giảm chi phí.

Hạ tầng validator: Việc vận hành hạ tầng Ethereum sau Dencun đòi hỏi yêu cầu lưu trữ và băng thông cao hơn chút ít để xử lý dữ liệu blob, nhưng các client được quản lý tốt sẽ giảm thiểu các lo ngại này.

Phụ thuộc vào sự chấp nhận: Các giảm phí thực tế phụ thuộc vào các nhà phát triển Layer-2 triển khai hỗ trợ blob và người dùng di chuyển sang các nền tảng cập nhật. Sự chấp nhận sớm có thể tạo ra các hiệu quả tạm thời không tối ưu.

Ảnh hưởng thị trường đối với nhà giao dịch và nhà phát triển

Xét về thị trường, Dencun là một điểm chuyển đổi mang tính cấu trúc. Các nhà giao dịch nên dự đoán:

Cơ hội arbitrage: Thay đổi cấu trúc phí trên các nền tảng Layer-2 có thể tạo ra các chênh lệch giá tạm thời giữa các AMM trên các chuỗi khác nhau.

Chuyển dịch khối lượng: Khối lượng giao dịch dự kiến sẽ dịch chuyển từ Layer-1 sang Layer-2 khi mô hình phí trở nên hợp lý hơn, có thể thúc đẩy tính hợp tác và TVL trong các giao thức native của Layer-2.

Chuyển đổi dự án: Các dự án hiện bị hạn chế bởi kinh tế Layer-1 có thể chuyển hoặc ra mắt các phiên bản chỉ dành cho Layer-2, mở ra các chu kỳ câu chuyện mới.

Kinh tế staking: Hiệu quả mạng được cải thiện sẽ củng cố vị thế cạnh tranh của Ethereum so với các chuỗi PoS thay thế, có thể ảnh hưởng đến dòng vốn staking.

Quỹ đạo sau Dencun

Nâng cấp Dencun được định vị như một giải pháp trung gian. Cộng đồng Ethereum đã bắt đầu nghiên cứu giai đoạn tiếp theo, mang tên mã Petra (Electra + Prague), có khả năng tích hợp Verkle Trees để cải thiện hiệu quả truy cập trạng thái.

Danksharding đầy đủ vẫn là tầm nhìn dài hạn, đòi hỏi các đổi mới về giao thức và cải tiến kiến trúc chưa sẵn sàng để triển khai trên mainnet. Proto-Danksharding tạo nền tảng cho các cải tiến tương lai này.

Kết luận: Chuyển đổi khả năng mở rộng của Ethereum

Nâng cấp Dencun tháng 3 năm 2024 đánh dấu bước tiến lớn đầu tiên của Ethereum trong việc giải quyết các thách thức về khả năng mở rộng đã hạn chế sự chấp nhận. Bằng cách giới thiệu Proto-Danksharding và các cải tiến kỹ thuật liên quan, nâng cấp này giảm rào cản cho việc áp dụng Layer-2 đồng thời duy trì các đặc tính an ninh làm Ethereum có giá trị.

Đối với nhà giao dịch, nhà phát triển và người dùng, Dencun báo hiệu rằng quá trình chuyển đổi của Ethereum từ một mạng lưới tắc nghẽn do các lựa chọn thiết kế cũ sang một hệ sinh thái đa lớp có khả năng mở rộng đang diễn ra. Các lợi ích về hiệu quả được mở khóa bởi nâng cấp này tạo ra không gian kinh tế cho các ứng dụng mới, mô hình kinh doanh và hành vi người dùng trước đây không khả thi dưới các mức phí cao.

Khi thị trường tiền điện tử theo dõi việc triển khai của Ethereum, nâng cấp này chứng minh rằng các chuỗi khối Layer-1 đã thành lập có thể phát triển thành công thông qua phát triển giao thức phối hợp, tránh được sự trì trệ đe dọa các mạng không thể đổi mới. Nâng cấp Dencun không phải là điểm đến cuối cùng — đó là một điểm dừng có chủ đích trên hành trình của Ethereum hướng tới một mạng lưới khả năng mở rộng, hiệu quả như ban đầu đã hình dung.