Trong thế giới của blockchain, tính mở rộng của mạng lưới là một vấn đề vô cùng quan trọng. Và với Ethereum, một trong những giải pháp được đưa ra là Danksharding (DS). Tuy nhiên, để triển khai Danksharding, Ethereum cần phải vượt qua nhiều thử thách về mặt kỹ thuật. Vậy Proto-Danksharding (PDS) và EIP-4488 là những đề xuất gì và sẽ hoạt động như thế nào để giúp Ethereum hoàn thành mục tiêu Danksharding?

Proto-Danksharding và EIP-4488 là những đề xuất sẽ giúp Ethereum hoàn thành mục tiêu Danksharding
Proto-Danksharding và EIP-4488 là những đề xuất sẽ giúp Ethereum hoàn thành mục tiêu Danksharding

Proto-danksharding (PDS) là gì?

Proto-danksharding (PDS hay còn gọi là EIP-4844) là một đề xuất của Ethereum nhằm mục đích triển khai hầu hết các logic và "khung xương" cơ sở (ví dụ như định dạng giao dịch, quy tắc xác minh) của Danksharding (DS). Có thể xem PDS chính là bước đệm giúp Ethereum hiện thực hóa giấc mơ DS.

 

Proto-danksharding đã giới thiệu một định dạng giao dịch mới là blob-carrying transaction. Theo đó, định dạng trên sẽ mang theo một mảnh dữ liệu bổ sung được gọi là blob mà các Rollup protocol sẽ sử dụng để lưu trữ dữ liệu trong tương lai. Điều này sẽ giúp các Rollup protocol hoạt động một cách hiệu quả hơn trong việc lưu trữ dữ liệu, đồng thời giảm đáng kể chi phí cho các người dùng.

 

Tuy nhiên, phí đăng dữ liệu lên Ethereum vẫn chiếm một phần lớn trong tỷ lệ phí giao dịch mà người dùng phải trả trên các Rollup protocol. Vì vậy, PDS sẽ giảm đáng kể phí này cho các Rollup protocol bằng cách dùng định dạng giao dịch blob thay vì calldata.

PDS sẽ giảm đáng kể phí cho các Rollup protocol
PDS sẽ giảm đáng kể phí cho các Rollup protocol

Phiên bản đầu tiên của PDS sẽ trình làng các tính năng:

 

  • Data blob-carrying transaction format (Định dạng giao dịch mang dữ liệu blob).
  • KZG commitments to the blobs.
  • Tất cả logic lớp thực thi cần thiết cho DS.
  • Tất cả logic xác minh chéo thực thi/đồng thuận cần thiết cho DS.
  • Phân tách lớp giữa xác minh BeaconBlock và các DAS blob.
  • Hầu hết logic BeaconBlock được yêu cầu cho DS.
  • Phí gas độc lập tự điều chỉnh cho các blob.

 

Sau khi PDS được triển khai thành công, Ethereum sẽ bổ sung thêm các tính năng như PBS, DAS, 2D KZG scheme và Proof of Custody vào phiên bản cuối cùng của Danksharding (DS). Nhờ đó, Ethereum sẽ hoạt động hiệu quả hơn và đáp ứng được nhu cầu sử dụng mạng lưới đang ngày một tăng cao.

 

Lưu ý: nhiều user nghĩ rằng Proto-danksharding sẽ làm giảm phí gas Ethereum, nhưng nó chỉ làm giảm chi phí giao dịch của các giao thức Layer-2.

Sau khi PDS được triển khai thành công, Ethereum sẽ bổ sung thêm các tính năng như PBS, DAS, 2D KZG scheme và Proof of Custody
Sau khi PDS được triển khai thành công, Ethereum sẽ bổ sung thêm các tính năng như PBS, DAS, 2D KZG scheme và Proof of Custody 

Lý do Proto-danksharding ra đời

Proto-Danksharding là một mô hình Layer 2 Rollup lấy cảm hứng từ hai nhà nghiên cứu là Protolambda và Dankrad Feist. Hiện nay, mô hình hoạt động của các roll-up diễn ra theo trình tự:

 

  • Các Sequencer sẽ sắp xếp các giao dịch trên Layer 2 thành một block sau đó đi kèm với bằng chứng giao dịch do Prover tạo ra.
  • Các block sẽ được gửi xuống Layer 1 theo dạng calldata.
  • Các Validator trên Ethereum sẽ xác thực bằng chứng giao dịch và nếu thành công dữ liệu dưới dạng calldata sẽ được đưa vào blockchain của Ethereum và không thể thay đổi.

 

Tuy nhiên, chi phí lưu trữ dữ liệu của Layer 2 trên Layer 1 dưới dạng calldata là vô cùng đắt đỏ có thể lên đến 40% tổng phí giao dịch mà người dùng phải trả khi giao dịch trên Layer 2. Điều này làm cho calldata trở nên rất tốn kém, và nguyên nhân chính là:

 

  • Tất cả các validator phải tham gia xử lý bằng chứng giao dịch mà Layer 2 gửi xuống Layer 1 cùng với calldata.
  • Calldata sẽ tồn tại mãi mãi trên blockchain của Ethereum nên phí lưu trữ sẽ rất lớn.
Chi phí lưu trữ dữ liệu dưới dạng Call Data là một trong những nguyên nhân khiến phí trên Ethereum tăng cao
Chi phí lưu trữ dữ liệu dưới dạng calldata là một trong những nguyên nhân khiến phí trên Ethereum tăng cao

Trong bối cảnh đó, để giải quyết vấn đề này, bản cập nhật EIP-4844 được phát triển và giới thiệu một loại dữ liệu mới thay cho calldata đó chính là Blob Data. Điểm khác biệt ở đây chính là Blob Data sẽ được đính kèm vào các block trên Ethereum từ 1 - 3 tháng sau đó sẽ tự động được xóa. Bởi vì không lưu trữ vĩnh viễn nên Blob Data giúp các Layer 2 sử dụng mô hình Rollup sẽ rẻ đi rất nhiều.

 

Đọc thêm: Nâng cấp Dencun là gì? Bước tiến mới giúp Ethereum giảm phí giao dịch

 

Điều này giúp cho việc lưu trữ và xử lý dữ liệu trên Layer 2 trở nên dễ dàng hơn và giảm chi phí cho người dùng. Ngoài ra, các Layer 2 còn có thể sử dụng nhiều cách khác nhau để tối ưu chi phí và nâng cao hiệu suất, giúp cho quá trình giao dịch trở nên nhanh chóng hơn và tiết kiệm hơn.

Cơ chế hoạt động của PDS
Cơ chế hoạt động của PDS

EIP-4488 là gì?

EIP-4488 là một đề xuất cải tiến Ethereum, tập trung vào việc giảm phí gas cho việc lưu trữ calldata trên Ethereum cho những giải pháp Rollup như Optimism, Arbitrum, zkSync,... được giới thiệu vào tháng 11/2021 bởi Vitalik Buterin và Ansgar Dietrichs.

 

Có thể xem EIP-4844 như một Layer riêng biệt khác (mặc dù về mặt kỹ thuật, đề xuất này là một phần của layer đồng thuận) trên Ethereum. Theo đó, EIP-4844 là lớp dữ liệu, giúp cải thiện khả năng có sẵn dữ liệu.

EIP-4488 là một đề xuất cải tiến Ethereum
EIP-4488 là một đề xuất cải tiến Ethereum

Giống như proto-danksharding, đề xuất EIP-4488 cũng muốn giải quyết vấn đề khả năng mở rộng của Ethereum nhưng phiên bản này đơn giản và trực tiếp hơn vì có thể giải quyết vấn đề với 2 bước:

 

  • Giới hạn 1MB mỗi block, cộng thêm 300 byte cho mỗi giao dịch (vì vậy theo lý thuyết, mỗi block tối đa là 1,4 MB)
  • Giảm phí gas calldata từ 16 gas mỗi byte xuống còn 3 gas mỗi byte

 

Đây được xem là phương án đơn giản nhất giúp mạng lưới vẫn hoạt động bình thường và không dẫn đến tải trọng tối đa trên một block nếu lập trình viên tăng tải trung bình trên block.

 

Điểm tương đồng giữa Proto-Denk Sharding (EIP-4844) và EIP-4488 là cả hai đề xuất đều đang cố gắng giảm chi phí gas cho calldata. Tuy nhiên, EIP-4488 là một giải pháp ngắn hạn, bởi vì nếu sharding được triển khai hoàn toàn, giải pháp này sẽ trở nên không cần thiết.

 

Trong khi đó, proto-danksharding tạo ra một loại giao dịch riêng biệt có thể lưu trữ dữ liệu trong các blobs lớn với chi phí thấp hơn rất nhiều.

So sánh kích thước block giữa EIP-4488 và Proto-danksharding
So sánh kích thước block giữa EIP-4488 và Proto-danksharding

Lợi ích và nhược điểm của EIP-4488

Lợi ích của EIP-4488

Trong đề xuất EIP 4488, Buterin và Dietrichs đã đưa ra những lợi ích mà EIP-4488 đem lại mà không cần đánh đổi về bảo mật và phi tập trung của mạng lưới. Một số những lợi ích mà EIP-4488 đem lại cho các giải pháp Rollup như sau:

 

  • Giảm chi phí calldata từ 16 gas/byte xuống còn 3 gas/byte.
  • Thêm giới hạn calldata lên thêm 1 MB cho mỗi block.
  • Tăng thêm 300 byte cho mỗi giao dịch.

 

Nhờ vào việc giảm chi phí calldata từ Layer 2 về Layer 1 từ 16 gas/byte xuống còn 3 gas/byte, theo lý thuyết, EIP-4488 có thể làm giảm khoảng 80% chi phí khi lưu trữ dữ liệu của các Layer 2 trên Layer 1. 

 

Hiện tại, chi phí lưu trữ dữ liệu chiếm khoảng 30% tổng chi phí giao dịch trên Layer 2, vì vậy khả năng với EIP-4488 phí giao dịch trên Layer 2 sẽ giảm khoảng 20 - 25%. Điều này có nghĩa là Rollup sẽ trở nên phổ biến hơn vì chi phí của chúng đã giảm đáng kể.

Phí hiện tại trên các rollup
Phí hiện tại trên các rollup

Ngoài ra, EIP-4488 còn có thể giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch cho các giải pháp Rollup. Với việc tăng thêm giới hạn calldata lên thêm 1 MB cho mỗi block, các Rollup có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong cùng một khoảng thời gian. Bên cạnh đó, việc tăng thêm 300 byte cho mỗi giao dịch cũng có thể giúp tăng tốc độ xử lý giao dịch.

 

Một ưu điểm nữa của EIP-4488 là nó tương đối dễ thực hiện và sẽ được đưa vào hoạt động sớm hơn Proto-Danksharding rất nhiều. Theo đó, các giải pháp Rollup sẽ được cải thiện sớm hơn và hoạt động tốt hơn.

 

Mặc dù EIP-4488 không làm giảm chi phí giao dịch và tăng tốc độ giao dịch trên Ethereum, nhưng nó đem lại nhiều lợi ích khác cho các giải pháp Rollup và có thể giúp cải thiện hiệu suất của mạng Ethereum nói chung.

Những bên đang tập trung vào rollup
Những bên đang tập trung vào rollup

Nhược điểm của EIP-4488

Bên cạnh những ưu điểm hay lợi ích của EIP 4488 mang lại cho người dùng thì EIP-4488 cũng có một số nhược điểm như sau:

 

  • EIP-4488 là một giải pháp tạm thời và không được coi là một giải pháp dài hạn cho các Layer 2 sử dụng công nghệ Rollup. Tuy nhiên, nó là một bước đột phá lớn đối với việc nâng cao hiệu suất và tốc độ giao dịch của chuỗi Ethereum.
  • Khối lượng công việc của các validator sẽ nặng hơn so với trước khi khối lượng của calldata tăng lên và buộc các validator phải nâng cấp thêm phần cứng. Tuy nhiên, đây cũng là một cơ hội để các validator tìm kiếm các phần cứng tốt hơn và cải thiện hiệu suất của mình. Ngoài ra, sẽ có những EIP tiếp theo khắc phục điểm yếu này và tối ưu hóa việc xử lý giao dịch.
  • Kích thước của chuỗi Ethereum sẽ tăng nhanh hơn từ 0.1 MB/s thành 0.5 MB/s.

 

Bên cạnh những ưu điểm và lợi ích ngắn hạn, EIP-4488 cũng đặt thêm "áp lực" cho các validator và mạng lưới về phương diện phần cứng. Tuy nhiên, đây cũng là cơ hội để cải thiện hiệu suất và tìm kiếm các giải pháp tốt hơn để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng và công nghiệp.

Bên cạnh những ưu điểm và lợi ích ngắn hạn, EIP-4488 cũng có một số nhược điểm cần khắc phục
Bên cạnh những ưu điểm và lợi ích ngắn hạn, EIP-4488 cũng có một số nhược điểm cần khắc phục

Sự khác biệt giữa EIP-4488 và EIP-4844 (PDS)

Một trong những điểm khác biệt lớn nhất giữa EIP-4488 và EIP-4844 là giao thức proto-danksharing tuân thủ toàn bộ lộ trình sharding còn EIP-4488 chỉ là một giải pháp ngắn hạn.

 

Khác biệt thứ hai là EIP-4488 đặt mục tiêu nâng cấp nhưng không thay đổi quá nhiều cấu trúc của mạng, trong khi proto-danksharding lại gần như sẽ tinh chỉnh toàn bộ hệ thống và trở thành bước đệm, giúp Ethereum có thể nâng cấp sharding hoàn toàn.

 

Mặc dù quy trình trên tương đối phức tạp nhưng sharding chỉ tồn tại ở lớp đồng thuận (consensus layer). Do đó, sau khi tiến hành proto-danksharding, đội ngũ của lớp thực thi (implementation layer), nhà phát triển phía roll-up và người dùng không phải tốn nhiều công sức làm quen với sharding.

Proto-danksharding là bước đệm giúp Ethereum nâng cấp sharding hoàn toàn, trong khi EIP-4488 chỉ là giải pháp ngắn hạn
Proto-danksharding là bước đệm giúp Ethereum nâng cấp sharding hoàn toàn, trong khi EIP-4488 chỉ là giải pháp ngắn hạn

Tác động của PDS và EIP-4488

Ở mức độ sử dụng hiện tại, phí chi cho calldata chiếm khoảng 25-35% số phí giao dịch mà người dùng phải trả trên các Rollup protocol như Arbitrum hay Optimism. Tuy nhiên, EIP-4488 và PDS có thể giảm thiểu chi phí này và giúp cho người dùng tiết kiệm được chi phí đáng kể.

 

  • EIP-4488 giảm chi phí calldata từ 16 gas mỗi byte xuống 3 gas mỗi byte. Điều này sẽ giảm chi phí calldata tổng thể của các Rollup protocol xuống còn 81.25%, giúp cho người dùng có thể tiết kiệm chi phí giao dịch.
  • PDS tạo ra một cơ chế định giá mới cho việc đăng data lên Ethereum, chi phí có thể giảm từ 85-95% so với phương pháp calldata được sử dụng hiện tại. Điều này sẽ giúp cho những người dùng đang sử dụng các Rollup protocol như Arbitrum hay Optimism có thể tiết kiệm được chi phí đáng kể.

 

Chi phí đăng dữ liệu lên Ethereum là chi phí biến đổi và phụ thuộc vào mức độ hoạt động của người dùng trên Rollup protocol. Hiện tại, chi phí này chỉ chiếm từ 25-35% trên tổng phí giao dịch mà người dùng phải trả. 

 

Tuy nhiên, khi nhu cầu sử dụng tăng lên 100-1.000 lần thì tỷ trọng của chi phí đăng dữ liệu lên Ethereum trên tổng chi phí người dùng phải trả sẽ tăng mạnh. Vì thế, EIP-4488 và PDS là các nâng cấp rất cần thiết cho Ethereum trong ngắn hạn.

EIP-4488 và PDS là các nâng cấp rất cần thiết cho Ethereum trong ngắn hạn
EIP-4488 và PDS là các nâng cấp rất cần thiết cho Ethereum trong ngắn hạn

Hiện tại của Proto-Danksharding

Kể từ khi đề xuất cải tiến Proto-Danksharding được giới thiệu vào tháng 2, nhiều chuyên gia đã mong chờ những bước tiến tiếp theo của Ethereum.

 

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu vẫn đang gặp một số vấn đề quan trọng trong quá trình tìm hiểu và phát triển proto-danksharding. Một trong những điểm khó khăn nhất đó là việc lấy mẫu dữ liệu khả dụng để thực nghiệm vì đây vẫn chỉ là lý thuyết và chưa được triển khai. 

 

Phía lập trình vẫn đang cân nhắc và quyết định liệu đề xuất cải tiến Ethereum (EIP) có nên áp dụng biên dịch đánh giá điểm (point evaluation precompile) hay nên kết hợp nó với biên dịch trước xác minh blob.

 

Cộng đồng Ethereum đang cân nhắc rất kỹ lưỡng nhiều phương án khác nhau để giải quyết vấn đề này. Trong đó, quá trình biên dịch trước xác minh blob là một trong những phương án được đánh giá cao nhất. Tuy nhiên, việc triển khai quá trình này giữa các Layer-2 vẫn cần được xem xét kỹ lưỡng để đảm bảo tính thực tế và an toàn.

Nhóm nghiên cứu vẫn đang gặp một số vấn đề quan trọng trong quá trình tìm hiểu và phát triển proto-danksharding
Nhóm nghiên cứu vẫn đang gặp một số vấn đề quan trọng trong quá trình tìm hiểu và phát triển proto-danksharding

Tương lai của proto-danksharding và EIP-4844

Proto-danksharding là một bước đệm giúp triển khai thành công lộ trình sharding hoàn chỉnh và mục đích chính của nó là giảm chi phí giao dịch cho các giao thức Layer-2 thông qua định dạng giao dịch lấy blob làm trung tâm. Theo kế hoạch, khi đã hoàn thiện, proto-danksharding sẽ giúp giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn và nâng cao hiệu suất giao dịch trên mạng Ethereum.

 

Cộng đồng Ethereum rất quan tâm đến việc nâng cao mục tiêu mô đun hóa của họ bằng cách cung cấp cho các blockchain Layer-2 kiến trúc cần thiết để xây dựng quy mô lớn hơn trên giao thức Ethereum. Đây là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển và đẩy mạnh sự phát triển của blockchain và tiền điện tử trên toàn thế giới.

 

Dù PDS là lựa chọn hoàn hảo cho mục tiêu triển khai DS nhưng đề xuất trên lại khá phức tạp và yêu cầu các ứng dụng trên lớp đồng thuận và lớp thực thi phải thay đổi cấu trúc để xử lý các blob data.

 

Vì thế, việc có thể triển khai PDS vẫn còn là một câu hỏi bỏ ngỏ.

PDS là lựa chọn hoàn hảo cho mục tiêu triển khai DS nhưng đề xuất trên lại khá phức tạp
PDS là lựa chọn hoàn hảo cho mục tiêu triển khai DS nhưng đề xuất trên lại khá phức tạp

Ngoài ra, DS là một thiết kế sharding dễ thực hiện hơn nhưng trên thực tế, danksharding vẫn chỉ là lý thuyết trên giấy tờ và Ethereum cũng như nhiều mạng blockchain khác vẫn chưa thể triển khai ở thời điểm hiện tại và có lẽ phải rất lâu về sau, công nghệ này mới thành hiện thực. Trong thời gian đó, có lẽ đội ngũ lập trình viên có thể sẽ tìm ra thiết kế sharding khác phù hợp hơn cho mạng lưới.

 

Ở chiều ngược lại, EIP-4488 là một EIP tương đối đơn giản. Tuy nhiên, để triển khai EIP-4488, đội ngũ nhà phát triển phải tìm cách giải quyết bài toán hiện tại, xây dựng kế hoạch và triển khai hành động. Nhưng một khi bắt tay vào quy trình, những công việc này có thể được hoàn thành trong vòng vài tuần.

Tổng kết

Tóm gọn, proto-danksharding và EIP-4488 được Ethereum đề xuất nhằm giải quyết vấn đề về hiệu suất và tốc độ giao dịch của mạng. Hai giải pháp đánh dấu một bước đột phá đáng kể trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của người dùng.

 

Hiện tại, để thực hiện tầm nhìn dài hạn của mình là DS, Ethereum sẽ tìm cách triển khai PDS và cố gắng đẩy lên mainnet trong tương lai gần. Tuy vậy, trong ngắn hạn, EIP-4844 là phương án mà đội ngũ mạng lưới tập trung vào thời gian tới nhằm giảm chi phí và tăng tốc độ xử lý giao dịch.