Ethereum không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu mở rộng và tối ưu hóa chi phí giao dịch trong bối cảnh ngày càng nhiều người dùng và dự án tham gia mạng lưới. Một trong những bước tiến đáng chú ý nhất là EIP-4844, hay còn gọi là Proto-Danksharding. Đây được xem là tiền đề quan trọng để Ethereum tiến tới Danksharding hoàn chỉnh, hứa hẹn mang lại khả năng xử lý hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây. Hãy cùng khám phá chi tiết về bản nâng cấp này và ý nghĩa của nó đối với hệ sinh thái Ethereum.
EIP-4844 là gì?
EIP-4844 (còn được gọi là Proto-Danksharding) là một đề xuất quan trọng nhằm giảm chi phí gửi các gói giao dịch (transaction batch) trên các giao thức rollup. Điều này được thực hiện thông qua việc giới thiệu một định dạng giao dịch mới mang tên “blob” (binary large object), giúp giảm đáng kể phí giao dịch cho người dùng Layer 2.
Với blob, Ethereum cung cấp một không gian lưu trữ dữ liệu tạm thời dành riêng cho các rollup, qua đó nâng cao khả năng lưu trữ trên từng khối (block) và đồng thời cải thiện khả năng mở rộng của toàn bộ mạng lưới.
EIP-4844 được xem như một bước tiến quan trọng, đặt nền móng cho bản nâng cấp Full Danksharding của Ethereum. Đề xuất này đã được thử nghiệm trên mạng devnet vào tháng 8/2022 và dự kiến sẽ chính thức triển khai trên mạng mainnet của Ethereum trong quý 1 năm 2024.
Lịch sử hình thành của EIP-4844
Năm 2018, Vitalik Buterin, nhà sáng lập Ethereum, đã giới thiệu kế hoạch mở rộng mạng lưới Ethereum bằng cách triển khai sharding. Kế hoạch này bao gồm việc chuyển đổi Ethereum từ một blockchain đơn khối (monolithic blockchain) sang blockchain mô-đun (modular blockchain).
Tuy nhiên, kiến trúc sharding truyền thống gặp phải một số hạn chế, chẳng hạn như các shard dễ bị tấn công hơn do có ít node, hay những khó khăn kỹ thuật trong việc luân chuyển validator giữa các shard.
Trong bối cảnh đó, các giải pháp Layer 2, đặc biệt là công nghệ rollup, phát triển mạnh mẽ và chứng minh được tiềm năng mở rộng của chúng trên mạng Ethereum. Đến đầu năm 2020, Vitalik đã công bố một lộ trình mới mang tên Danksharding, tập trung vào việc phát triển các rollup trên nền tảng Ethereum. Điều này đồng nghĩa với việc từ bỏ mô hình shard chain trong kế hoạch sharding ban đầu.
Khi Danksharding được xác định là tầm nhìn dài hạn, nó đòi hỏi một lộ trình thực hiện chi tiết, chia nhỏ thành từng giai đoạn và module. Proto-Danksharding, được định danh là EIP-4844, chính là bước khởi đầu quan trọng trong kế hoạch này.
EIP-4844 giải quyết vấn đề gì?
Hiện nay, đa phần các giao thức rollup đều sử dụng Ethereum làm lớp đảm bảo dữ liệu (data availability layer). Cụ thể, các sequencer của rollup sẽ tổ chức các giao dịch mà người dùng thực hiện trên rollup, sau đó gộp chúng thành các gói giao dịch (transaction batch) và gửi định kỳ lên mạng Ethereum dưới dạng calldata.
Tuy nhiên, dữ liệu trong calldata được lưu trữ vĩnh viễn trên blockchain Ethereum, không thể thay đổi hay xóa bỏ. Khi số lượng giao dịch trên các rollup tăng lên, trạng thái (state) của mạng Ethereum cũng mở rộng nhanh chóng, đòi hỏi các node phải nâng cấp phần cứng và không gian lưu trữ.
Trong kịch bản tồi tệ, nếu nhiều node không đáp ứng được yêu cầu phần cứng, mạng lưới sẽ mất dần tính phân quyền – yếu tố cốt lõi của Ethereum. Điều này không chỉ làm giảm khả năng mở rộng của Ethereum mà còn đẩy chi phí sử dụng rollup lên cao hơn, khiến người dùng phải chịu thêm gánh nặng tài chính.
Để giải quyết các vấn đề trên, EIP-4844 được thiết kế với mục tiêu giảm chi phí giao dịch và tăng khả năng mở rộng cho các giao thức rollup. Thay vì lưu trữ vĩnh viễn dữ liệu trên blockchain, EIP-4844 giới thiệu định dạng giao dịch blob (binary large object), cho phép lưu trữ dữ liệu tạm thời trên mạng Ethereum.
- Tăng khả năng mở rộng: Blob cung cấp một không gian lưu trữ riêng cho dữ liệu giao dịch, giảm áp lực lưu trữ lên các node Ethereum.
- Giảm chi phí giao dịch: Với cơ chế blob, người dùng rollup không phải trả phí cao cho calldata, giúp giao dịch trở nên tiết kiệm hơn.
- Tiền đề cho Fully Danksharding: Đây là bước đệm quan trọng, giúp Ethereum chuyển dần sang mô hình Danksharding, một lộ trình mở rộng dài hạn.
EIP-4844 hoạt động như thế nào?
EIP-4844 giới thiệu một cơ chế mới gọi là giao dịch blob. Thay vì sử dụng calldata, các giao thức rollup có thể xuất bản dữ liệu giao dịch dưới dạng blob. Những dữ liệu này được lưu trữ tạm thời và không ghi vĩnh viễn vào blockchain.
Thị trường phí gas kép
Sau khi EIP-4844 được triển khai, Ethereum sẽ vận hành một hệ thống thị trường phí gas kép:
- Thị trường phí gas tiêu chuẩn (EIP-1559): Dành cho các giao dịch thông thường.
- Thị trường phí gas dữ liệu blob (EIP-4844): Dành riêng cho các giao dịch blob.
Blob không chỉ được định giá riêng mà còn áp dụng cơ chế phí hai chiều, trong đó:
- Mỗi blob tương đương với 128 kB dữ liệu.
- Phí blob được tính toán dựa trên cơ chế EIP-1559, nhưng với mức giá dao động riêng dựa trên cung và cầu trong thị trường blob.
Khi mới triển khai, giá blob sẽ gần như miễn phí để khuyến khích sử dụng. Sau đó, giá sẽ tăng dần và biến động theo nhu cầu thực tế của thị trường.
Tác động của EIP-4844
Lợi ích
Người dùng khi thực hiện giao dịch trên rollup phải trả một khoản phí gọi là phí rollup (rollup fee). Khoản phí này thường được sử dụng để chi trả cho:
- Phí đăng tải dữ liệu lên Ethereum: Bao gồm phí gas cho calldata.
- Chi phí vận hành và bảo trì rollup: Bao gồm lưu trữ và xử lý giao dịch.
Với EIP-4844, các rollup có thể tối ưu hóa chi phí này nhờ cơ chế lưu trữ blob tạm thời. Cụ thể:
- Các node trên rollup có thể xóa dữ liệu blob sau 18 ngày, thay vì lưu trữ vĩnh viễn như trước. Điều này giảm đáng kể chi phí mở rộng phần cứng, qua đó giảm gánh nặng tài chính cho người dùng cuối.
- Khả năng đính kèm tối đa 6 blob/block (tương đương 768 kB) giúp tăng dung lượng dữ liệu xuất bản từ rollup lên Ethereum.
Việc tăng khả năng xử lý dữ liệu này mang lại những lợi ích sau:
- Giảm phí giao dịch: Phí rollup trở nên hợp lý hơn khi chi phí lưu trữ và truyền tải dữ liệu được tối ưu.
- Tăng khả năng mở rộng: Dung lượng lưu trữ bổ sung cho phép xử lý thêm nhiều giao dịch mà không gây áp lực lên mạng lưới Ethereum.
Ngoài ra, EIP-4844 còn là tiền đề để tiến tới Danksharding hoàn toàn (Full Danksharding). Khi đạt đến giai đoạn này, mỗi block Ethereum có thể chứa tối đa 64 blob, cho phép các rollup xử lý hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây (100,000 TPS).
Để đạt được mục tiêu này, Ethereum cần triển khai thêm các kỹ thuật quan trọng như:
- Cam kết KZG: Một cơ chế mã hóa dữ liệu hiệu quả.
- Data Availability Sampling (DAS): Công nghệ giúp xác minh tính sẵn có của dữ liệu mà không cần tải toàn bộ.
- Erasure Coding: Giúp khôi phục dữ liệu bị thiếu.
Hạn chế
Mặc dù mang lại nhiều lợi ích, EIP-4844 cũng đối mặt với một số thách thức:
- Độ phức tạp kỹ thuật: Việc triển khai yêu cầu các nhà phát triển thực hiện nhiều thay đổi lớn trong hệ thống Ethereum và các giao thức rollup.
- Rủi ro gián đoạn giao dịch: Làm thế nào để đảm bảo quá trình xử lý giao dịch blob không gây ra lỗi hoặc gián đoạn?
- Biến động giá blob: Việc quản lý giá cả trên thị trường blob cần được điều chỉnh để tránh tình trạng bất ổn.
- MEV-Boost: Những tác động của cơ chế này đối với giao dịch blob vẫn cần thử nghiệm và đánh giá thêm.
Kế hoạch phát triển EIP-4844
Tầm quan trọng của EIP-4844 đối với các giao thức rollup là không thể phủ nhận, nhưng yếu tố thời gian vẫn là một thách thức lớn.
Theo lộ trình mà Vitalik Buterin công bố, EIP-4844 nằm trong giai đoạn The Surge của Ethereum, tập trung vào việc tăng khả năng xử lý giao dịch lên 100,000 TPS.
- Dự kiến triển khai: EIP-4844 sẽ được triển khai trên mạng mainnet Ethereum vào quý 1 năm 2024, hoàn thiện giai đoạn mở rộng cơ bản cho rollup (basic Rollup scaling).
- Hướng đến Full Danksharding: Sau khi EIP-4844 được triển khai, Ethereum sẽ tiếp tục phát triển các công nghệ hỗ trợ như DAS, thiết kế P2P cho DAS, và khả năng tự khôi phục DA. Dự kiến, Full Danksharding sẽ được triển khai trong vòng 2-4 năm tiếp theo.
EIP-4844 không chỉ mang lại giải pháp thiết thực giúp giảm phí giao dịch và tăng hiệu quả cho các giao thức rollup mà còn là nền tảng để Ethereum hiện thực hóa tầm nhìn về Danksharding. Bản nâng cấp này đánh dấu một bước ngoặt quan trọng trong lộ trình phát triển của Ethereum, mở đường cho một tương lai với khả năng mở rộng vượt bậc và phí giao dịch hợp lý hơn. Nếu bạn quan tâm đến tương lai của Ethereum, EIP-4844 chắc chắn là một trong những cải tiến đáng chú ý nhất cần theo dõi.