Vitalik Buterin nhắm đến các điểm nghẽn cốt lõi của Ethereum với kế hoạch cải tổ táo bạo

Vitalik Buterin đang chuyển hướng cuộc trò chuyện về việc mở rộng Ethereum từ Layer 2 (L2) trở về tập trung vào kiến trúc cốt lõi của giao thức này.

Nhà sáng lập người Nga-Canada này lập luận rằng những trở ngại lớn nhất về lâu dài của Ethereum không nằm ở rollup hay dung lượng blob, mà là những điểm nghẽn sâu hơn trong cấu trúc cây trạng thái của mạng lưới và máy ảo.

Vitalik Buterin đề xuất cải tổ sâu Ethereum, tập trung vào nút thắt cổ chai của state tree và virtual machine

Theo Buterin, hai thành phần — cây trạng thái và máy ảo (virtual machine) của mạng lưới — chiếm hơn 80% chi phí xác minh bằng chứng. Ông cho rằng đây là vấn đề rất quan trọng khi công nghệ zero-knowledge (ZK) ngày càng trở thành trung tâm trong lộ trình phát triển của Ethereum.

“Hôm nay tôi sẽ tập trung vào hai vấn đề lớn: thay đổi cây trạng thái và thay đổi máy ảo,” Buterin chia sẻ, đồng thời cho biết đây chính là “hai điểm nghẽn lớn mà chúng ta phải giải quyết nếu muốn xác minh hiệu quả.”

Cải tổ cấu trúc cây nhị phân

Trọng tâm của đề xuất này là EIP-7864, trong đó sẽ thay thế cây Merkle Patricia sáu nhánh đang dùng hiện tại của Ethereum bằng thiết kế cây nhị phân.

Thay đổi nghe có vẻ nhỏ, nhưng tác động lại rất lớn. Với cây nhị phân, Merkle proof sẽ ngắn hơn gấp 4 lần so với hiện tại, qua đó giảm mạnh nhu cầu băng thông khi xác minh.

Nhờ vậy, các client nhẹ (light client) và những ứng dụng ưu tiên yếu tố riêng tư sẽ tiết kiệm chi phí và triển khai dễ dàng hơn.

Cấu trúc mới này cũng sẽ gom các vị trí lưu trữ thành từng “trang”, giúp những ứng dụng cần truy xuất nhiều dữ liệu liên quan hoạt động hiệu quả hơn.

Nhiều ứng dụng phi tập trung (dApp) thường xuyên truy cập các slot lưu trữ liền kề nhau. Do đó, nâng cấp này có thể giúp tiết kiệm hơn 10,000 gas cho mỗi giao dịch trong một số trường hợp.

Buterin cũng đề xuất bổ sung các hàm băm hiệu quả hơn cho cây trạng thái, từ đó tăng thêm tốc độ tạo proof.

Quan trọng hơn, cách thiết kế mới sẽ giúp lớp nền tảng của Ethereum thân thiện hơn với quá trình xác minh (prover-friendly), cho phép ứng dụng ZK tích hợp trực tiếp vào trạng thái của Ethereum mà không cần xây dựng hệ thống song song.

Nói chung, đề xuất cây nhị phân này nhằm tổng kết 10 năm kinh nghiệm về quản lý trạng thái, tạo thành một nền tảng vững chắc, dễ phát triển về sau.

Tương lai vượt ra ngoài EVM?

Tham vọng lớn hơn nữa là tầm nhìn lâu dài của Buterin đối với bộ máy thực thi của Ethereum. Ông gợi ý rằng Ethereum có thể sẽ chuyển sang kiến trúc dựa trên RISC-V, thay vì chỉ dùng Ethereum Virtual Machine (EVM) như hiện tại.

RISC-V là bộ tập lệnh mã nguồn mở được sử dụng rộng rãi, có thể giúp tăng hiệu quả và đơn giản hóa hệ thống.

Buterin cho rằng việc Ethereum ngày càng phụ thuộc vào các precompile riêng biệt cho thấy bản thân EVM đang tồn tại những hạn chế khó giải quyết.

Nếu Ethereum hướng tới một nền tảng linh hoạt cho mọi lập trình ứng dụng, thì máy ảo cần thực sự hỗ trợ mục tiêu đó mà không cần quá nhiều giải pháp “vòng vo”. Một máy ảo mới dựa trên RISC-V có thể:

• Giảm sự phức tạp
• Tăng tốc độ xử lý các tác vụ
• Phù hợp hơn với các hệ thống zero-knowledge hiện đại, vốn đã áp dụng môi trường RISC-V bên trong.

Trong ngắn hạn, Buterin còn đề xuất một “precompile toán học vector”, giống như “GPU dành cho EVM”, có thể đẩy nhanh đáng kể các phép toán mã hóa.

Về dài hạn, ông hướng đến lộ trình chuyển đổi từng bước: RISC-V sẽ trước tiên dùng cho các precompile, sau đó hỗ trợ hợp đồng do người dùng triển khai, và cuối cùng là bổ sung lớp tương thích cho EVM.

Tranh luận về độ phức tạp

Tuy vậy, không phải ai cũng đồng tình với việc Ethereum tiếp tục thay đổi sâu về mặt kiến trúc. Nhà phân tích DBCrypto đã chỉ trích các lớp trừu tượng ngày càng nhiều trong lộ trình Ethereum, bao gồm cả những framework mới nhằm giải quyết sự phân mảnh của các rollup.

Mỗi lớp bổ sung như vậy, theo anh, lại khiến hệ thống phức tạp hơn, tăng giả định về sự tin tưởng và mở rộng nguy cơ tấn công từ nhiều phía.

Sự tranh luận này thể hiện cuộc tranh cãi lớn hơn: Liệu Ethereum nên tiếp tục chồng thêm giải pháp lên mô hình hiện tại, hay nên mạnh dạn tái cấu trúc nền móng của mình?

Tuy nhiên, theo Vitalik Buterin, kiến trúc của Ethereum cần không ngừng tiến hóa để bắt kịp khi các bằng chứng zero-knowledge trở nên không còn là công nghệ ngách, mà đã thành công cụ thiết yếu.

Giai đoạn tiếp theo của quá trình mở rộng, theo ông, có thể sẽ không còn ở Layer 2, mà phải đi sâu vào chính lõi cốt của Ethereum.