Nâng cấp Cancun của Ethereum còn được gọi là Cancun-Deneb hoặc Dencun.Bài viết này sẽ giới thiệu toàn diện về Cancun Upgrade cho MEXCer bằng cách đề cập đến ba lĩnh vực quan trọng: Các nguyên tắc cơ bản về khả năng mở rộng, nội dung của Cancun Upgrade và tác động của Cancun Upgrade.
Vào năm 2014, Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum, đã xuất bản Ethereum Whitepaper có tiêu đề "Hợp đồng thông minh thế hệ tiếp theo và Nền tảng ứng dụng phi tập trung", mở ra một kỷ nguyên mới của "hợp đồng thông minh" trong công nghệ blockchain. Vô số người đi đầu trong kỹ thuật số đã tạo ra các ứng dụng phi tập trung trên Ethereum blockchain và các khái niệm mới như DeFi, NFT và GameFi đã xuất hiện, dẫn đến sự bùng nổ trong hệ sinh thái blockchain.
Tuy nhiên, khi ngày càng có nhiều ứng dụng được phát triển, các vấn đề về hiệu suất với Ethereum bắt đầu xuất hiện, chẳng hạn như tắc nghẽn blockchain, phí gas cao và giao dịch mỗi giây (TPS) thấp. So với hệ thống dịch vụ tài chính tập trung nổi tiếng VISA, có thể xử lý 50,000 giao dịch mỗi giây, Ethereum, "máy tính thế giới", chỉ có thể xử lý 30-40 giao dịch mỗi giây, điều này rõ ràng là không đủ. Để đáp ứng nhu cầu tương tác ngày càng tăng của người dùng và cải thiện tốc độ giao dịch, khả năng mở rộng đã trở thành lựa chọn duy nhất cho Ethereum.
Các giải pháp về khả năng mở rộng Ethereum có thể được chia thành hai loại chính: Khả năng mở rộng on-chain và khả năng mở rộng off-chain. Khả năng mở rộng on-chain đề cập đến việc cải thiện hiệu suất của chính Ethereum blockchain, bao gồm: 1) Tăng kích thước khối, 2) Triển khai phân mảnh và 3) Thay đổi cơ chế đồng thuận (lưu ý: Ethereum 2.0 đã hoàn thành quá trình chuyển đổi từ bằng chứng (PoW) thành cơ chế đồng thuận bằng chứng cổ phần (PoS). Khả năng mở rộng off-chain đề cập đến việc triển khai các giải pháp khả năng mở rộng riêng biệt với mạng Ethereum Layer 1 mà không thay đổi giao thức Ethereum. Các giải pháp khả năng mở rộng off-chain phổ biến bao gồm sidechain và Layer 2.
Các giải pháp khả năng mở rộng khác nhau sử dụng các phương pháp khác nhau để tăng số lượng giao dịch được xử lý mỗi giây và cải thiện tốc độ của từng giao dịch trong Ethereum. Ở đây, chúng tôi sẽ chỉ giới thiệu các khái niệm liên quan đến Nâng cấp Cancun: Giải pháp phân mảnh và Rollup Layer 2. Để biết thông tin về các giải pháp mở rộng khác, vui lòng tham khảo các bài viết về khả năng mở rộng trên MEXC Learn.
Giải pháp Rollup Layer 2 hiện bao gồm hai loại: Optimistic Rollup và ZK Rollup (Bằng chứng không kiến thức Rollup). Ý tưởng cốt lõi đằng sau Layer 2 là xử lý các giao dịch off-chain trong khi vẫn dựa trên mạng Ethereum mà không trực tiếp cải thiện hiệu suất của Ethereum. Ngoài ra, phân mảnh là một giải pháp khả năng mở rộng được triển khai ở cấp Ethereum Layer 1. Bản nâng cấp Cancun có thể được coi là tiền thân của giải pháp phân mảnh của Ethereum (Proto-danksharding).
Theo các Ethereum Magician của cộng đồng Ethereum, bản nâng cấp Cancun dự kiến ra mắt vào ngày 13/03/2024. Các Đề xuất cải tiến Ethereum (EIP) đã được xác nhận triển khai bao gồm EIP-4844, EIP-6780, EIP-1153 và EIP-6475. EIP-4844 đóng vai trò trung tâm của bản nâng cấp Cancun và cũng là đề xuất Proto-danksharding của Ethereum.
Mục tiêu của EIP-4844 là cho phép lưu trữ và truy xuất dữ liệu off-chain thông qua các node Ethereum để đáp ứng nhu cầu lưu trữ và dữ liệu của các ứng dụng blockchain. Trước khi Nâng cấp Cancun, dữ liệu Rollup được lưu trữ trong Calldata của Ethereum, dữ liệu này phát sinh chi phí lưu trữ cao do tài nguyên đắt đỏ của Ethereum. EIP-4844 giới thiệu một loại giao dịch mới được gọi là Giao dịch Blob, hoạt động như một cơ sở dữ liệu bên ngoài bổ sung. Sau khi Nâng cấp Cancun, dữ liệu Rollup có thể được tải lên Ethereum ở định dạng Blob. Chi phí lưu trữ Blob thấp hơn đáng kể, cho phép Rollup đạt được TPS cao hơn và chi phí tài nguyên thấp hơn. Hơn nữa, Blob là một gói dữ liệu tạm thời được xóa sau mỗi 30 ngày, giúp giảm gánh nặng cho các nút.
EIP-1153 là đề xuất quan trọng thứ hai trong Nâng cấp Cancun. Giới thiệu một opcode lưu trữ tạm thời, cho phép các giao thức thực hiện lưu trữ tạm thời và tiết kiệm phí gas mạng Ethereum. EIP-6780 đề xuất sửa đổi opcode SELFDESTRUCT để chuẩn bị cho ứng dụng cây Merkle trong tương lai. Bằng cách sử dụng cây Merkle, Ethereum sẽ cải thiện đáng kể hiệu quả lưu trữ. EIP-6475 là một đề xuất bổ sung cho EIP-4844. Giới thiệu loại giao dịch được mã hóa SSZ, cung cấp khả năng đọc tốt hơn và trình tự hóa nhỏ gọn.
3.1 Kích hoạt Ethereum Sharding
Trong Ethereum blockchain hiện tại, các node lưu trữ tất cả thông tin trạng thái (tính toán, lưu trữ, v.v.), điều này hạn chế rất nhiều khả năng mở rộng của Ethereum. Ý tưởng cơ bản của sharding là chia các node trong mạng Ethereum thành nhiều phân đoạn độc lập, trong đó mỗi phân đoạn xử lý một tập hợp giao dịch nhỏ hơn và lưu trữ một phần trạng thái mạng. Với nhiều phân đoạn xử lý giao dịch song song, thông lượng lý thuyết của toàn bộ mạng Ethereum sẽ tăng theo cấp số nhân.
Trong lộ trình Ethereum, quá trình triển khai phân mảnh được chia thành ba bước: Proto-danksharding (EIP-4844), Proposal-Builders Separation (PBS) và Sharding hoàn chỉnh (Danksharding). Nâng cấp Cancun là bước đầu tiên quan trọng đối với Ethereum sharding.
3.2 Mang lại lợi ích cho Rollup Track
Như đã đề cập trước đó, Nâng cấp Cancun giới thiệu một loại giao dịch mới gọi là Giao dịch Blob, trong đó dữ liệu bổ sung của Blob mở rộng thành 16MB-32MB. Điều này làm tăng đáng kể thông lượng dữ liệu của Ethereum, giảm chi phí lưu trữ dữ liệu và nâng cao tính khả dụng của dữ liệu. Thông lượng dữ liệu được cải thiện có nghĩa là các block có thể chứa nhiều giao dịch hơn, do đó tăng tốc độ giao dịch và giảm phí gas mạng, điều này mang lại lợi ích cho Optimistic Rollup và ZK Rollup.
Trước đây, các ứng dụng Rollup gặp phải những hạn chế do TPS thấp hơn của Ethereum và phí gas cao. Với việc triển khai Nâng cấp Cancun, DEX futures on-chain, quyền chọn và các ứng dụng khác trong theo dõi Rollup sẽ được hưởng lợi từ khả năng cải thiện mở rộng và hiệu suất.
4.1 Opcodebộ nhớ tạm thời:
Chúng đề cập đến việc giới thiệu 2 opcode mới - TSTORE và TLOAD, cung cấp bộ nhớ tạm thời sẽ bị xóa sau khi hoàn tất giao dịch.
4.2 Cây Merkle:
Cây Merkle là một cách tổ chức dữ liệu hiệu quả và an toàn, giúp nhanh chóng xác minh sự tồn tại của các giao dịch cụ thể.
4.3 Bằng chứng không kiến thức:
Bằng chứng không kiến thức cho phép người dùng chứng minh rằng họ có kiến thức nhất định hoặc quyền sở hữu dữ liệu cụ thể mà không tiết lộ thông tin nhạy cảm, chẳng hạn như khóa riêng tư của ví.
4.4 Lược đồ giao dịch được mã hóa SSZ:
SSZ (Simple Serialize) là một phương thức trình tự hóa giao dịch được sử dụng trên Beacon Chain.