Hiểu về Ethereum 2.0: Từ Bằng Chứng Công Việc (PoW) đến Bằng Chứng Cổ Phần (PoS) trong Đồng Thuận

Ethereum 2.0 đại diện cho một trong những chuyển đổi quan trọng nhất trong lịch sử tiền điện tử. Khi mạng Ethereum trải qua “The Merge” vào ngày 15 tháng 9 năm 2022, nó đã cơ bản cấu trúc lại cách hàng nghìn máy tính xác thực giao dịch và bảo vệ blockchain. Đây không chỉ là một bản vá phần mềm—đó là một cuộc đại tu toàn diện kiến trúc xác thực cốt lõi của mạng lưới, điều này vẫn còn ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái Web3 ngày nay.

Trong khi Bitcoin tiên phong trong công nghệ blockchain cho các khoản thanh toán ngang hàng, tiền thân của Ethereum 2.0 đã tạo ra một “máy tính toàn cầu” có khả năng chạy các ứng dụng phi tập trung. Kể từ khi ra mắt vào năm 2015, Ethereum đã định vị mình là nền tảng hợp đồng thông minh chiếm ưu thế, cho phép các nhà phát triển bên thứ ba xây dựng các ứng dụng dựa trên blockchain (dApps) hoạt động giống như các dịch vụ internet truyền thống nhưng không có trung gian tập trung. Tuy nhiên, sự phát triển này đã bộc lộ những hạn chế nghiêm trọng của hệ thống ban đầu.

Tại sao Ethereum cần một cuộc cách mạng lớn

Ethereum ban đầu dựa trên mô hình bằng chứng công việc (proof-of-work)—cũng giống như Bitcoin. Trong hệ thống này, các thành viên mạng (gọi là thợ đào) cạnh tranh để giải các câu đố tính toán cực kỳ khó khăn mỗi vài phút. Ai giải được câu đố trước sẽ thêm các giao dịch mới vào sổ cái và nhận phần thưởng bằng tiền điện tử.

Cách tiếp cận này hoạt động, nhưng đi kèm với nhiều nhược điểm lớn. Hệ thống tiêu thụ lượng điện năng khổng lồ, yêu cầu phần cứng đặc biệt đắt tiền, và tạo ra nút thắt cổ chai về khả năng xử lý giao dịch. Người dùng phàn nàn về thời gian xác nhận chậm, tắc nghẽn mạng trong các thời điểm cao điểm, và phí gas đôi khi vượt quá giá trị của chính giao dịch. Từ tháng 5 đến tháng 9 năm 2022, trung bình chi phí giao dịch trên mạng đạt mức cao đến mức không thể chấp nhận được, khiến các giao dịch hàng ngày trở nên không khả thi đối với người dùng trung bình.

Các nhà phát triển hàng đầu của Ethereum, bao gồm đồng sáng lập Vitalik Buterin, nhận ra rằng mô hình bằng chứng công việc không thể mở rộng để phục vụ hàng tỷ người dùng. Quỹ Ethereum xác định rằng một hệ thống xác thực dựa trên cổ phần (staking) có thể giải quyết tất cả các vấn đề này cùng lúc.

The Merge: Ethereum 2.0 thay đổi khung xác thực như thế nào

Ethereum 2.0 giới thiệu bằng chứng cổ phần (proof-of-stake) như cơ chế đồng thuận mới—một cách tiếp cận hoàn toàn khác để bảo vệ mạng lưới. Thay vì các thợ đào cạnh tranh giải các câu đố, các thành viên mạng giờ đây trở thành “xác thực viên” bằng cách khóa tiền điện tử trực tiếp vào blockchain.

Cách hệ thống mới hoạt động: Bất kỳ ai cũng có thể trở thành xác thực viên bằng cách gửi 32 ETH vào Chuỗi Beacon (chuỗi PoS mà Vitalik Buterin giới thiệu vào tháng 12 năm 2020). Sau khi cam kết, các xác thực viên chạy phần mềm blockchain trên máy tính của họ và tham gia vào quá trình xác thực của mạng. Hệ thống sẽ ngẫu nhiên chọn xác thực viên khoảng 7.200 lần mỗi ngày để đề xuất các khối giao dịch mới. Khi một xác thực viên gửi dữ liệu giao dịch thành công, họ nhận phần thưởng ETH trực tiếp vào ví tiền điện tử của mình.

Sự chuyển đổi này đã mang lại những cải thiện ngay lập tức. Thời gian trung bình để xử lý giao dịch giảm xuống còn 12 giây so với khoảng 13-14 giây trước đó. Thậm chí còn ấn tượng hơn, phí gas giảm 93% trong giai đoạn chuyển đổi, giúp các giao dịch trở nên rẻ hơn nhiều.

Để duy trì an ninh và trừng phạt hành vi độc hại, Ethereum 2.0 áp dụng hệ thống “slashing”. Nếu xác thực viên gửi dữ liệu sai hoặc cố gắng khai thác hệ thống, giao thức tự động tịch thu ETH đã đặt cọc của họ. Tương tự, các xác thực viên đi offline hoặc bỏ nhiệm vụ sẽ bị phạt. Cơ chế này đảm bảo các xác thực viên ưu tiên tính toàn vẹn của mạng hơn là thực hiện các giao dịch gian lận.

Tác động môi trường: Một bước ngoặt về nhận thức

Sự khác biệt rõ rệt nhất giữa hệ thống cũ và mới nằm ở tiêu thụ năng lượng. Các blockchain dựa trên bằng chứng công việc như Bitcoin đòi hỏi hạ tầng điện năng khổng lồ để vận hành các máy đào liên tục. Trong khi đó, xác thực viên của Ethereum 2.0 chỉ cần chạy phần mềm trên máy tính tiêu chuẩn trong khi duy trì kết nối internet.

Quỹ Ethereum báo cáo rằng lớp đồng thuận tiêu thụ ít hơn 99,95% năng lượng so với lớp thực thi trước đó. Giảm thiểu này giải quyết một trong những chỉ trích dai dẳng nhất đối với tiền điện tử—dấu chân carbon khổng lồ liên quan đến xác thực blockchain.

Bản đồ phát triển: Các nâng cấp dự kiến của Ethereum 2.0

Trong khi The Merge đã hoàn tất quá trình chuyển đổi sang bằng chứng cổ phần, Ethereum 2.0 vẫn đang trong quá trình phát triển tích cực. Quỹ Ethereum đã đề ra năm nâng cấp bổ sung dự kiến cho mạng lưới:

The Surge nhằm thêm khả năng “sharding”. Sharding phân mảnh dữ liệu blockchain thành các phần nhỏ hơn, giảm tải cho mạng chính và tăng khả năng xử lý giao dịch. Nâng cấp này hướng tới tăng đáng kể khả năng xử lý.

The Scourge tập trung vào củng cố các tham số an ninh. Các nhà phát triển dự định nâng cao khả năng chống kiểm duyệt và cấu trúc lại cách chọn xác thực viên để ngăn chặn khai thác Giá trị tối đa có thể rút ra (MEV), hiện cho phép các nhà giao dịch tinh vi kiếm lợi từ việc sắp xếp thứ tự giao dịch một cách chiến lược.

The Verge giới thiệu công nghệ mật mã tiên tiến gọi là Verkle trees. Đổi mới này giảm yêu cầu lưu trữ cho các xác thực viên, giúp việc tham gia dễ dàng hơn cho người dùng bình thường và củng cố tính phân quyền của mạng.

The Purge liên quan đến việc dọn dẹp dữ liệu lịch sử không còn cần thiết, giải phóng không gian lưu trữ trên mạng. Khi hoàn thành, các nhà phát triển dự kiến Ethereum 2.0 có thể xử lý hơn 100.000 giao dịch mỗi giây—nhanh hơn hàng tỷ lần so với khả năng hiện tại.

The Splurge, mặc dù vẫn còn chưa rõ ràng, hứa hẹn mang lại các cải tiến bổ sung. Vitalik Buterin đã cho biết nó sẽ mang lại những cải tiến đáng kể cho mạng lưới, mặc dù các chi tiết cụ thể vẫn đang trong quá trình phát triển.

Cách tham gia: Lựa chọn xác thực viên và ủy thác

Trở thành xác thực viên trên Ethereum 2.0 yêu cầu 32 ETH—một cam kết lớn hạn chế phần nào khả năng tham gia của nhiều người dùng. Tuy nhiên, mạng lưới cho phép mô hình ủy thác cho những người có số lượng ETH nhỏ hơn.

Các ủy thác viên có thể gửi bất kỳ số lượng ETH nào dưới 32 vào quỹ staking của xác thực viên và nhận phần thưởng tỷ lệ thuận. Các nhà cung cấp dịch vụ bên thứ ba như sàn giao dịch tiền điện tử, ví điện tử, và các nền tảng DeFi như Lido Finance vận hành các dịch vụ ủy thác này. Trong khi các ủy thác viên không có quyền bỏ phiếu trong các quyết định quản trị, họ cũng không chịu trách nhiệm hoàn toàn về việc xác thực giao dịch.

Tuy nhiên, các ủy thác viên phải đối mặt với một rủi ro quan trọng: nếu xác thực viên họ ủy thác có hành vi sai trái hoặc vi phạm quy tắc, ETH đã đặt cọc của họ cũng sẽ bị cắt giảm. Cơ chế này đảm bảo tất cả các bên đều cảnh giác trong việc lựa chọn xác thực viên.

Ethereum 2.0 có ý nghĩa gì đối với ETH và token của bạn

Một hiểu lầm phổ biến là “nâng cấp” ETH hiện có thành “ETH2”. Khái niệm này hoàn toàn không có cơ sở thực tế. Quỹ Ethereum liên tục cảnh báo về các chiêu trò lừa đảo quảng bá “đồng ETH2 giả” hoặc tuyên bố người dùng phải chuyển đổi các khoản holdings của mình.

Khi Ethereum 2.0 chuyển sang bằng chứng cổ phần vào ngày 15 tháng 9 năm 2022, mọi loại tiền điện tử gốc—ETH, token thay thế như LINK hoặc UNI, và token không thể thay thế như CryptoPunks—đều tự động chuyển sang lớp đồng thuận. Người dùng không cần thực hiện bất kỳ hành động nào, và không có token mới nào được tạo ra.

Mã nguồn của các tài sản này không thay đổi. Chỉ có cơ chế xác thực mới được cập nhật.

Ảnh hưởng kinh tế của Ethereum 2.0

Việc chuyển sang bằng chứng cổ phần đã thay đổi căn bản chính sách tiền tệ của Ethereum. Hệ thống ban đầu tạo ra khoảng 14.700 ETH mới mỗi ngày. Sau The Merge, lượng phát hành hàng ngày giảm xuống còn 1.700 ETH—giảm 88%.

Thêm vào đó, nâng cấp EIP-1559 năm 2021 đã thực hiện cơ chế đốt (xóa vĩnh viễn) một phần phí giao dịch. Khi lượng ETH bị đốt hàng ngày vượt quá 1.700 token, tổng cung ETH thực sự giảm—biến nó thành một tài sản giảm phát. Cơ chế khan hiếm này trái ngược hoàn toàn với các tiền tệ truyền thống do ngân hàng trung ương liên tục in thêm.

Tác động rộng lớn đến việc chấp nhận tiền điện tử

Kể từ sau The Merge, cộng đồng tiền điện tử vẫn tập trung cao độ vào tiến trình phát triển của Ethereum 2.0. Nâng cấp này đã thu hút sự chú ý mới từ các nhà đầu tư tổ chức và nhà phát triển, những người trước đây xem tiêu thụ năng lượng của Ethereum là một trở ngại lớn.

Bằng cách chuyển đổi xác thực từ khai thác tiêu tốn năng lượng sang staking hiệu quả, Ethereum 2.0 đã chứng minh rằng các mạng lưới blockchain quy mô lớn có thể hoạt động bền vững. Phát hiện này đã ảnh hưởng đến tư duy thiết kế blockchain trên toàn ngành và giải quyết các mối quan ngại về môi trường của tiền điện tử.

Tiến trình phát triển của lộ trình Ethereum 2.0 sẽ quyết định liệu mạng có thể đạt được các mục tiêu đầy tham vọng của mình: tăng đáng kể khả năng xử lý giao dịch, nâng cao an ninh, cải thiện khả năng tiếp cận cho người tham gia, và vận hành bền vững lâu dài. Những cải tiến này sẽ định vị Ethereum 2.0 như một nền tảng hạ tầng nền tảng cho tài chính phi tập trung, tài sản kỹ thuật số và các ứng dụng Web3 trong nhiều thập kỷ tới.