Danksharding : Cuộc cách mạng về khả năng mở rộng của Ethereum giải thích

Le danksharding thể hiện nhiều hơn một sự tiến bộ kỹ thuật đơn thuần. Được đặt tên để vinh danh nhà nghiên cứu Ethereum Dankrad Feist, khái niệm này là trụ cột trung tâm trong chiến lược mở rộng quy mô của mạng Ethereum cho những năm tới. Khi blockchain ngày càng được chấp nhận rộng rãi, câu hỏi về khả năng xử lý trở nên cực kỳ quan trọng, và chính xác ở đây danksharding đóng vai trò như một giải pháp chuyển đổi.

Các nền tảng của sharding: tại sao Ethereum cần đến

Trước khi hiểu về danksharding, cần nắm rõ vấn đề mà nó giải quyết. Hãy tưởng tượng một mạng gồm 1.000 nút. Trong kiến trúc truyền thống không phân đoạn, mỗi nút phải xác thực và lưu trữ toàn bộ mọi giao dịch. Điều này tạo ra một điểm nghẽn đáng kể: càng nhiều người dùng tham gia, mạng càng trở nên tắc nghẽn, phí giao dịch tăng cao, thời gian xác nhận kéo dài.

Sharding đề xuất một cách tiếp cận hoàn toàn khác. Thay vì tập trung toàn bộ công việc tại một điểm, mạng chia thành các phân đoạn song song gọi là shard. Mỗi shard chịu trách nhiệm xử lý một phần cụ thể của các giao dịch. Ví dụ, một shard xử lý các hoạt động của các tài khoản bắt đầu bằng chữ cái ‘A’ đến ‘E’, trong khi shard khác xử lý từ ‘F’ đến ‘J’. Phương pháp phân chia theo chiều ngang này giảm đáng kể khối lượng công việc, tăng tốc độ xử lý và nâng cao hiệu suất chung của mạng.

Trung tâm của danksharding: kiến trúc sáng tạo

Điểm khác biệt của danksharding so với các phương pháp phân đoạn trước đó nằm ở thiết kế kiến trúc của nó. Khác với các phương pháp truyền thống giả định nhiều đề xuất viên khối phân bổ đều giữa các shard, danksharding hoạt động với một hệ thống đề xuất viên khối duy nhất. Cách tiếp cận tập trung này, trái ngược với suy nghĩ ban đầu, lại đơn giản hóa và hợp lý hóa toàn bộ quá trình.

Danksharding còn tích hợp một chiến lược mới mẻ trong việc hợp nhất phí thị trường. Cơ chế này cách mạng hóa cách tính toán và phân phối phí giao dịch trong mạng. Kết quả là một hạ tầng hiệu quả hơn, có khả năng xử lý khối lượng giao dịch chưa từng có, đồng thời duy trì an toàn và phân quyền.

Ethereum 2.0: hiện thực hóa danksharding với 64 shard

Trong Ethereum 2.0, tầm nhìn về danksharding được hiện thực hóa qua việc tạo ra 64 shard riêng biệt. Mỗi shard hoạt động song song, xử lý độc lập các giao dịch và hợp đồng thông minh của riêng mình. Các shard sau đó liên lạc với Beacon Chain, chuỗi điều phối trung tâm của mạng, đóng vai trò như một nhà điều phối chính.

Việc triển khai này đánh dấu bước quan trọng trong quá trình chuyển đổi Ethereum thành một mạng thực sự mở rộng quy mô. Dù nhiều dự án blockchain đã thử nghiệm các dạng sharding khác nhau, nhưng khái niệm cốt lõi vẫn là: chia nhỏ để mở rộng khả năng xử lý. Danksharding, trong cách tiếp cận của Ethereum, là kết quả của nhiều năm nghiên cứu nhằm tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa khả năng mở rộng, an toàn và phân quyền.

Từ Proto-Danksharding đến Danksharding hoàn chỉnh: các bước tiến của khả năng mở rộng

Ethereum không chuyển trực tiếp sang danksharding hoàn chỉnh. Trước đó có Proto-Danksharding, được giới thiệu qua nâng cấp Cancun và thực thi EIP-4844. Giai đoạn trung gian này như một bước đệm công nghệ.

Proto-Danksharding tập trung ban đầu vào việc giảm phí giao dịch cho các giải pháp Layer 2, đặc biệt là rollup. Nó giới thiệu khái niệm “giao dịch mang theo blob” – dữ liệu tạm thời rẻ hơn nhiều so với lưu trữ vĩnh viễn trên chuỗi. Các rollup có thể thêm dữ liệu ít tốn kém hơn vào các khối, giảm đáng kể phí người dùng, ước tính từ 100 đến 10.000 giao dịch mỗi giây.

Danksharding hoàn chỉnh, ngược lại, hướng tới việc biến Ethereum thành một mạng thực sự mở rộng quy mô ở cấp độ cao hơn. Nó đòi hỏi nhiều nâng cấp bổ sung của giao thức và hứa hẹn nâng khả năng xử lý vượt quá 100.000 giao dịch mỗi giây. Trong khi Proto-Danksharding chuẩn bị nền móng, danksharding hoàn chỉnh cung cấp không gian lưu trữ riêng biệt và vĩnh viễn cho các rollup, đánh dấu bước chuyển sang khả năng mở rộng thực sự.

Sharding truyền thống so với danksharding: một bước đột phá về khái niệm

Sharding không phải là một phát minh mới. Trong nhiều năm, các dự án blockchain khác nhau đã khám phá việc phân mảnh dữ liệu để tăng tốc độ xử lý. Tuy nhiên, danksharding phá vỡ các phương pháp truyền thống đó.

Sharding cổ điển chia một blockchain thành các chuỗi song song nhỏ hơn. Mỗi shard xử lý độc lập các giao dịch của mình. Phương pháp này hiệu quả để mở rộng quy mô, nhưng lại phát sinh các phức tạp trong giao tiếp giữa các shard. Các thông điệp phải chuyển qua lại giữa các phân đoạn, có thể chậm và phức tạp.

Danksharding đi xa hơn. Bằng cách sử dụng một hệ thống đề xuất viên khối duy nhất và đơn giản hóa logic đồng thuận, nó loại bỏ nhiều phức tạp vốn có của sharding truyền thống. Đổi mới này đặc biệt phù hợp với chiến lược của Ethereum trong việc quản lý cái gọi là “sharding bậc hai” – một phương pháp toán học tăng cường khả năng mở rộng theo cấp số nhân trong khi giảm thiểu rủi ro về an ninh liên quan đến phân mảnh.

Beacon Chain: nhà điều phối các shard

Ở trung tâm của Ethereum 2.0 là Beacon Chain, một blockchain dựa trên Proof of Stake chưa tồn tại trong kiến trúc cũ. Nó đóng vai trò then chốt trong hoạt động của danksharding.

Beacon Chain điều phối toàn bộ mạng, theo dõi các validator và quản lý giao thức đồng thuận. Nhưng vai trò của nó không dừng lại ở đó: nó phân bổ ngẫu nhiên các validator cho từng chuỗi shard, đảm bảo an ninh được phân phối đều và không nhóm nào có thể độc quyền kiểm soát một chuỗi cụ thể. Chính sự điều phối trung tâm này làm cho danksharding khả thi và an toàn.

Lợi ích của danksharding cho Ethereum

Danksharding mang lại các lợi ích rõ ràng định hình tương lai của Ethereum. Trước tiên, nó giúp chuyển đổi mượt mà Ethereum sang Proof of Stake, một bước chuyển bắt buộc để thực thi sharding. Tiếp theo, nó cho phép các chuỗi shard hoạt động tối ưu đồng thời duy trì an ninh phân quyền.

Ưu điểm đột phá nhất là khả năng chuẩn bị cho Ethereum một kỷ nguyên mới. Giao dịch trở nên nhanh hơn, phí giảm đáng kể, và độ an toàn của mạng được giữ vững. Các rủi ro tấn công 51% và các lỗ hổng liên quan đến phân mảnh được giảm thiểu nhờ kiến trúc thông minh của danksharding.

Đối với các nhà phát triển hợp đồng thông minh, bước tiến này còn có nghĩa là các ứng dụng của họ có thể hoạt động trơn tru hơn giữa các shard, nhờ vào các nghiên cứu của Ethereum nhằm giảm thiểu độ phức tạp của lập trình đa shard.

Thực tiễn triển khai: danksharding thay đổi cách xử lý giao dịch như thế nào

Cụ thể, danksharding thay đổi cách các giao dịch được xử lý. Thay vì mỗi nút trong mạng xác thực mọi giao dịch, các nút sẽ chuyên môn hóa. Một nút có thể chỉ xác thực các giao dịch của shard 1, nút khác của shard 32, còn nút thứ ba xác thực dữ liệu của Beacon Chain.

Điều này có nghĩa là yêu cầu phần cứng để vận hành một nút giảm mạnh. Người dùng có thiết bị trung bình vẫn có thể tham gia xác thực mạng, tăng cường tính phân quyền thay vì làm yếu đi. Mạng trở nên mạnh mẽ hơn, bao gồm nhiều hơn và an toàn hơn một cách kỳ lạ.

Các câu hỏi chính về triển khai danksharding

Phân quyền sẽ bị ảnh hưởng chứ? Không. Bằng cách giảm yêu cầu tài nguyên qua phân chia công việc, nhiều người tham gia hơn có thể gia nhập mạng. Ngược lại, điều này thúc đẩy phân quyền chứ không làm trung tâm hóa.

Khi nào sẽ hoạt động chính thức? Proto-Danksharding bắt đầu được triển khai cùng với nâng cấp Cancun. Danksharding hoàn chỉnh sẽ theo sau sau một hoặc nhiều nâng cấp nữa của giao thức. Thời gian chính xác vẫn chưa được xác nhận, nhưng quá trình đã bắt đầu.

Hợp đồng thông minh có khó viết hơn không? Có thể ban đầu sẽ phức tạp hơn, nhưng các nhóm của Ethereum đang tích cực phát triển các lớp trừu tượng để làm quá trình này dễ hiểu và dễ thực hiện hơn cho các nhà phát triển.

Di sản của danksharding: nhiều hơn một bản cập nhật kỹ thuật

Danksharding không chỉ đơn thuần là một cải tiến kỹ thuật. Nó là một tuyên ngôn về ý chí: Ethereum cam kết duy trì khả năng mở rộng, khả năng tiếp cận và phân quyền trong bối cảnh ngày càng nhiều người dùng. Bằng cách kết hợp Proof of Stake với kiến trúc sharding cách mạng, Ethereum xây dựng nền móng để hỗ trợ hàng tỷ giao dịch hàng ngày.

Đối với từng người dùng, nhà phát triển hay nhà đầu tư trong hệ sinh thái Ethereum, hiểu về danksharding chính là hiểu về tương lai của mạng. Đó là câu trả lời của Ethereum cho câu hỏi cấp bách nhất của blockchain: làm thế nào để duy trì phân quyền trong khi vẫn đạt hiệu suất thực sự cao? Danksharding không chỉ trả lời câu hỏi này – nó còn định hình lại toàn bộ cuộc trò chuyện về khả năng mở rộng của blockchain, đưa Ethereum không chỉ là một nền tảng lịch sử mà còn là nền tảng của một hạ tầng tài chính phi tập trung của tương lai.