Ethereum tại sao dám nâng giới hạn Gas lên 60 triệu?

Tác giả: Zhixiong Pan

Trong năm qua, giới hạn Gas của khối Ethereum (Gas Limit) đã nhanh chóng tăng từ khoảng 30 triệu lên 60 triệu. Sự bứt phá này được thúc đẩy bởi nhiều yếu tố kết hợp, bao gồm việc kiểm soát kích thước tình huống xấu nhất của khối ở cấp độ giao thức, tối ưu hóa hiệu suất của khách hàng thực thi một cách đáng kể, và việc xác thực hệ thống cho giới hạn Gas cao hơn.

Nói một cách đơn giản, các nhà phát triển đã giảm thiểu rủi ro trong việc tăng giới hạn Gas bằng cách cải tiến các quy tắc giao thức Ethereum, nâng cao đáng kể tốc độ xử lý khối lớn của các khách hàng khác nhau, và chứng minh rằng mạng vẫn có thể sản xuất và phát tán khối đúng hạn dưới tải trọng cao hơn.

Những nỗ lực này đã khiến cho mạng chính Ethereum không dám nâng giới hạn Gas một cách dễ dàng, đến nay có thể an toàn nâng giới hạn lên đến 60M Gas. Dưới đây, chúng tôi sẽ giải thích chi tiết khái niệm và lịch sử Giới hạn Gas, sau đó đi sâu vào lý do cốt lõi đằng sau việc nâng Giới hạn Gas, và dự đoán các điều kiện cần thiết để mở rộng thêm trong tương lai.

Giới hạn Gas và Blob: Định nghĩa và Sự khác biệt

Giới hạn Gas (Gas Limit) là tham số đo lường khối lượng công việc tính toán tối đa trong mỗi khối trên Ethereum, tức là giới hạn tổng số Gas mà mỗi khối có thể chứa cho việc thực hiện giao dịch. Giới hạn Gas càng cao, số lượng giao dịch mà một khối có thể chứa càng nhiều, dẫn đến thông lượng trên chuỗi càng lớn. Nhưng tác dụng phụ là giới hạn Gas cao hơn sẽ tăng gánh nặng cho những người tham gia mạng: những người xác nhận khối cần phải đóng gói và phát sóng những khối lớn hơn trong khoảng thời gian cố định, và tất cả các nút trong mạng cũng phải tải xuống và thực hiện các khối lớn hơn, dẫn đến tăng băng thông mạng và áp lực phần cứng của các nút.

Blob là một loại nội dung khối khác với tính chất khác, là một yếu tố mới được giới thiệu để mở rộng khả năng sử dụng dữ liệu của Ethereum. Blob xuất phát từ đề xuất EIP-4844, cho phép tạm thời chứa một lượng lớn dữ liệu nhị phân cho Layer 2 trong khối, và chi phí đo lường độc lập với mức tiêu thụ Gas của giao dịch thông thường. Nói một cách đơn giản, Blob cung cấp không gian bổ sung chuyên dụng cho dữ liệu L2 Rollup, trong khi Giới hạn Gas đo lường quy mô giới hạn của tính toán EVM thông thường. Hai yếu tố này không thể so sánh trực tiếp: việc tăng số lượng Blob chủ yếu ảnh hưởng đến dung lượng dữ liệu L2 có thể đính kèm trong khối, trong khi việc tăng Giới hạn Gas thì trực tiếp làm tăng dung lượng tính toán của việc thực hiện giao dịch L1.

Bài viết này tập trung thảo luận về chủ đề Giới hạn Gas, trong khi không mở rộng về sự thay đổi của dung lượng Blob.

Bối cảnh lịch sử: Tại sao trước đây không dám tăng Gas Limit?

Ethereum đã giữ thái độ thận trọng trong việc tăng giới hạn Gas của khối từ sớm. Sau khi EIP-1559 được triển khai vào năm 2021, Ethereum đã đặt mục tiêu Gas của khối ở khoảng 15 triệu (giới hạn tối đa của một khối khoảng 30 triệu), và không có sự gia tăng nào trong nhiều năm sau đó. Nguyên nhân là do một số nút thắt quan trọng vẫn chưa được giải quyết, việc tăng giới hạn Gas một cách vội vàng có thể đe dọa đến an ninh và sự phi tập trung của mạng.

• Hiệu suất thực thi: Phần mềm khách hàng có thể thực hiện nhiều giao dịch nhanh chóng không? Nếu khối quá lớn khiến nút không thể hoàn thành việc thực thi và xác minh trong khoảng thời gian giữa các khối, có thể sẽ bỏ lỡ việc tạo khối kịp thời hoặc xuất hiện phân nhánh chuỗi.
• Truyền thông mạng: Các khối lớn hơn cần được phát sóng đến toàn bộ mạng trong 12 giây chu kỳ tạo khối, đặc biệt trong 4 giây phải được phần lớn các xác thực viên nhận để kịp thời gửi bằng chứng quyền lợi. Các khối quá lớn có thể gây ra độ trễ trong việc phát sóng, dẫn đến vấn đề đồng thuận.
• Tăng trưởng trạng thái: Thông lượng cao hơn sẽ thúc đẩy sự mở rộng trạng thái toàn cầu của Ethereum (dữ liệu sổ cái), làm tăng gánh nặng đồng bộ và lưu trữ cho các nút, có thể làm suy yếu tính phi tập trung của mạng trong dài hạn.
• Yêu cầu phần cứng: Các yếu tố trên có nghĩa là cấu hình phần cứng cần thiết để chạy nút đã tăng lên. Nếu người dùng bình thường sử dụng máy tính gia đình khó theo kịp, giới hạn Gas cao hơn có thể khiến mạng tập trung vào một số nút hiệu suất cao, không có lợi cho tính phi tập trung.

Do những lo ngại nêu trên, trong một thời gian dài, giới hạn Gas của mạng chính Ethereum cơ bản vẫn ổn định, không dễ dàng vượt qua mức 30 triệu. Đặc biệt là sau sự trỗi dậy của Rollup, một lượng lớn giao dịch sẽ nén dữ liệu và phát hành đến L1 thông qua calldata với chi phí thấp, dẫn đến kích thước trung bình của khối Ethereum dần dần tiếp cận giới hạn, trong những trường hợp cực đoan, dữ liệu trong một khối có thể đạt đến hàng megabyte.

Nếu không có cải tiến khác, việc tăng giới hạn Gas chỉ làm gia tăng kích thước và vấn đề hiệu suất của khối. Do đó, cộng đồng Ethereum khi đó đã chọn chủ yếu dựa vào mở rộng Layer 2, thay vì vội vàng tăng giới hạn Gas trên L1.

Nguyên nhân chính khiến Gas Limit tăng nhanh hiện nay

Vậy, tại sao sau năm 2025, Ethereum có thể nhanh chóng tăng gấp đôi giới hạn Gas trong khi vẫn giữ được tính an toàn? Nguyên nhân cơ bản là nhờ vào một số cải tiến công nghệ sau đây cùng lúc được triển khai, dọn đường cho việc mở rộng.

Giới hạn kích thước khối tình huống tồi tệ nhất của việc nâng cấp giao thức

Ethereum đã giới thiệu các quy tắc giao thức mới để thu hẹp giới hạn kích thước khối trong “tình huống xấu nhất”. Một trong những điểm quan trọng là đề xuất EIP-7623, nó làm giảm đáng kể lượng dữ liệu giá rẻ mà một khối có thể chứa trong các tình huống cực đoan bằng cách tăng chi phí Gas cho dữ liệu calldata trong giao dịch.

Trước khi triển khai EIP-7623, kẻ tấn công có thể lợi dụng giá Gas calldata siêu thấp để lấp đầy một khối với dữ liệu lên đến vài MB; trong khi sau khi tăng giá, dữ liệu có kích thước tương tự sẽ tiêu tốn nhiều Gas hơn, thực chất làm giảm giới hạn kích thước khối, giảm bớt vấn đề “sự chênh lệch quá lớn giữa trung bình và giá trị cực trị” của kích thước khối.

Thay đổi này đảm bảo rằng ngay cả khi giới hạn Gas tổng thể được nâng cao, kích thước byte tổng thể của khối sẽ không bị phồng lên một cách không kiểm soát, từ đó tạo ra một khoảng an toàn để nâng cao giới hạn Gas. Nói cách khác, lớp giao thức chủ động thắt chặt chi phí ở cấp dữ liệu, đảm bảo rằng “khối lượng tính toán gấp đôi, kích thước khối không gấp đôi”, đặt nền tảng cho việc nâng giới hạn Gas từ 30 triệu lên 60 triệu.

Trong khi đó, mạng chính đã bắt đầu giới thiệu các giao dịch dữ liệu Blob chuyên dụng cho Rollup trong EIP-4844, đồng thời giảm bớt sự phụ thuộc của Rollup vào calldata giá rẻ. Khi dữ liệu Rollup dần dần chuyển từ không gian Gas thông thường sang không gian Blob, Gas của các khối thông thường được tập trung hơn cho việc tính toán hợp đồng thực sự, các khối trung bình trở nên “nhẹ” hơn, điều này cũng gián tiếp tạo ra điều kiện thuận lợi hơn cho việc nâng cao giới hạn Gas.

Tối ưu hóa hiệu suất khách hàng mạnh mẽ

Các nhóm khách hàng thực thi Ethereum đã thực hiện kiểm tra hiệu suất và tối ưu hóa phần mềm một cách sâu sắc, nâng cao đáng kể tốc độ xử lý các khối lớn. Khung thử nghiệm Gas do các nhóm như Nethermind dẫn dắt đã lấp đầy toàn bộ khối với các lệnh hoặc hợp đồng được biên soạn trước cùng loại, nhằm kiểm tra khả năng xử lý tối đa của khách hàng (đo lường hiệu suất bằng “triệu Gas mỗi giây”).

Thông qua tiêu chuẩn thống nhất này, các nhà phát triển đã phát hiện và sửa chữa một số nút thắt trong thực thi mà trước đây ẩn giấu. Ví dụ, trong quá trình thử nghiệm, phát hiện rằng một số tình huống cực đoan của “làm phép lặp lại” (ModExp) đã tiêu tốn thời gian vượt xa mức giá Gas của nó, trở thành nút thắt chung của tất cả các khách hàng chính.

Đối với những phát hiện này, cộng đồng đã nhanh chóng đề xuất EIP-7883 để định giá lại Gas cho ModExp và phối hợp với các đội ngũ phát triển client để tối ưu hóa thuật toán. Đồng thời, các thao tác mật mã tốn thời gian khác (như tính toán đường cong elliptic BLS12-381 BN256, băm, v.v.) cũng đã được các đội ngũ client tối ưu hóa hoặc định giá lại.

Theo thống kê, sau khi thực hiện một cuộc chạy nước rút hiệu suất “Berlin Interop” xuyên khách hàng vào giữa năm 2025, tốc độ xử lý khối của các khách hàng thực thi trong trường hợp tồi tệ nhất đã được cải thiện đáng kể, hầu hết các hoạt động đã đạt khoảng 20 triệu Gas mỗi giây.

Theo tính toán, nếu khách hàng có thể thực hiện 20 triệu Gas mỗi giây, thì trong khoảng thời gian 4 giây giữa các khối PoS, lý thuyết có thể xử lý tối đa 80 triệu Gas cho một khối. Điều này có nghĩa là việc nâng giới hạn khối lên 60 triệu Gas vẫn nằm trong phạm vi an toàn.

Những cải tiến về hiệu suất này đã loại bỏ mối lo ngại trước đây về “tốc độ thực hiện không theo kịp giới hạn Gas”, đảm bảo rằng ngay cả khi khối chứa gấp đôi khối lượng giao dịch trước đây, khách hàng cũng có thể hoàn tất xác thực trong thời gian quy định mà không bị trễ hạn đồng thuận do thực thi quá chậm.

Kiểm tra toàn diện xác minh giới hạn truyền mạng

Trước khi thực hiện bất kỳ việc nâng giới hạn Gas trên mạng chính nào, các nhà phát triển đã tiến hành thử nghiệm đầy đủ trên nhiều mạng chuyên dụng, đảm bảo rằng các khối lớn hơn vẫn có thể được truyền tải kịp thời và được chấp nhận bởi hầu hết các nút.

Ví dụ, vào năm 2025, các nhà phát triển Ethereum đã nâng giới hạn Gas của khối lên 60M trên mạng thử nghiệm Sepolia và mạng mới phát triển Hoodi, đồng thời liên tục theo dõi các chỉ số hiệu suất mạng. Kết quả cho thấy, ngay cả khi sử dụng khối với Gas tối đa 60M, các khối đề xuất trong các mạng này vẫn có thể được đóng gói kịp thời và nhanh chóng lan truyền qua mạng P2P: 90% nút nhận được khối trong khoảng 0.7~1.0 giây sau khi khối được tạo ra, gần như tất cả các nút đều hoàn thành xác minh và chấp nhận khối trở thành đầu chuỗi mới trong vòng 4 giây.

Nói cách khác, ngay cả khi lượng Gas của khối tăng gấp đôi, khối vẫn có thể được phát tán trên mạng trước thời hạn nộp của người xác thực trong 4 giây theo quy định của Ethereum. Trong các bài kiểm tra áp lực này, các nhà phát triển đã theo dõi xem các nút đề xuất có phát khối đúng thời gian hay không, phân bố thời gian cần thiết cho các nút toàn mạng để chấp nhận khối mới, và không phát hiện ra bất kỳ bất thường rõ ràng nào.

Do trạng thái quy mô và topo nút của mạng thử nghiệm khác với mạng chính, các nhà phát triển giữ thái độ thận trọng lạc quan, nhưng kết quả thử nghiệm chứng minh rằng trên lý thuyết và kỹ thuật, khối 60M Gas là khả thi. Đồng thời, để đảm bảo an toàn cho lớp đồng thuận, các nhà phát triển cũng xem xét các hạn chế ở cấp độ chuỗi tín hiệu (ví dụ, giới hạn phát tán Gossip cho một khối của mạng chuỗi tín hiệu hiện tại khoảng ~10MB). Thông qua các biện pháp như EIP-7623 đã đề cập để giảm số byte trong một khối, cũng như tránh xuất hiện quá nhiều giao dịch bị phạt đồng thời trong các tình huống xấu nhất, tải trọng thực thi 60M Gas không chạm đến các giới hạn này.

Tổng quan, các thử nghiệm và điều chỉnh đã giúp đội ngũ cốt lõi có được sự tự tin đầy đủ về rủi ro từ việc nâng giới hạn Gas trên mạng chính từ 30 triệu lên 60 triệu. Sau khi phần lớn các xác thực viên bày tỏ tín hiệu ủng hộ (khoảng 150.000 + nút xác thực bỏ phiếu đồng ý tăng giới hạn), Ethereum cuối cùng đã bắt đầu nâng giới hạn Gas trên mạng chính vào năm 2025 và dự định chính thức điều chỉnh giá trị mặc định lên 60M trong các bản nâng cấp tiếp theo.

Triển vọng tương lai: Cần gì để nâng cao hơn nữa?

Cộng đồng Ethereum không có kế hoạch dừng lại ở 60M Gas. Trong các kế hoạch nâng cấp tiếp theo như Fusaka, các nhà phát triển đã phác thảo con đường tiếp tục nâng giới hạn Gas của khối lên 100M hoặc thậm chí cao hơn. Để đạt được mục tiêu này, vẫn còn một số vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết hoặc tiếp tục theo dõi:

• Tối ưu hóa các thao tác tính toán nặng hơn: Như đã đề cập ở phần trước, thuật toán ModExp hiện đã cơ bản loại bỏ nút thắt cổ chai thông qua EIP-7883 và tối ưu hóa khách hàng. Tuy nhiên, để hỗ trợ các khối ở mức 100M, có thể vẫn cần tối ưu hóa hoặc thêm tăng tốc chuyên dụng cho các phép toán mật mã tiêu tốn Gas cao khác (như xác minh chữ ký đường cong elip, xác minh chứng minh không kiến thức, v.v.). May mắn thay, nhóm khách hàng đã bắt đầu hợp tác trong các hướng này, và trong các thử nghiệm vào năm 2025, họ đã điều chỉnh việc triển khai các biên dịch liên quan đến đường cong elip BN256, giúp hiệu suất không còn là điểm nghẽn. Có thể thấy, với việc Ethereum giới thiệu thêm nhiều nguyên thủy mật mã hiệu suất cao (thậm chí xem xét hỗ trợ gốc STARK, v.v.), các nút thắt trong thực thi sẽ tiếp tục được phá vỡ, làm sạch rào cản cho việc tăng giới hạn Gas.
• Kiểm soát quy mô trạng thái và chi phí nút: Giới hạn Gas cao hơn có nghĩa là trạng thái trên chuỗi có thể tăng trưởng nhanh hơn. Nếu không được giải quyết, khó khăn trong việc lưu trữ và đồng bộ hóa nút mới sẽ tăng lên đáng kể sau vài năm. Các nhà phát triển Ethereum đã nghiên cứu vấn đề tăng trưởng trạng thái, chẳng hạn như đề xuất thuế trạng thái hoặc cắt tỉa trạng thái lịch sử định kỳ, để tránh sự mở rộng vô hạn. Tuy nhiên, những cơ chế dài hạn này vẫn đang trong giai đoạn thảo luận. Về ngắn hạn, khi giới hạn Gas tăng lên, các nhà điều hành nút có thể cần nâng cấp phần cứng thường xuyên hơn (như SSD nhanh hơn và bộ nhớ lớn hơn) để theo kịp với trạng thái và khối lượng dữ liệu đang tăng. Cộng đồng nhấn mạnh rằng trong khi tăng giới hạn Gas, sẽ không hy sinh sự phi tập trung, do đó sẽ thận trọng đánh giá từng bước mở rộng tác động đến nút thông thường trước khi giải pháp quản lý trạng thái trở nên trưởng thành.
• Cải tiến lớp đồng thuận và tối ưu hóa giao thức mạng: Nếu trong tương lai muốn hỗ trợ 100M Gas hoặc các khối lớn hơn, một số tham số đồng thuận và mạng có thể cần điều chỉnh. Ví dụ, hiện tại khối chuỗi beacon có giới hạn kích thước tổng thể bao gồm tải thực thi, dữ liệu Blob và dữ liệu chứng minh. Các nhà phát triển có thể cần nâng cao giới hạn kích thước tin nhắn của lớp P2P, hoặc giảm độ trễ của các khối lớn thông qua các công nghệ như nén, phân mảnh truyền bá. Hơn nữa, Ethereum đang giới thiệu PeerDAS (mạng mẫu dữ liệu điểm-điểm) để xử lý việc truyền bá hiệu quả dữ liệu Blob, điều này sẽ phần nào giảm áp lực truyền bá khối của lớp thực thi. Sau khi đảm bảo lớp thực thi hoạt động an toàn trên 60M+ Gas, các cải tiến của lớp dữ liệu và lớp mạng sẽ trở thành trọng tâm của giai đoạn mở rộng tiếp theo.

Nhìn về tương lai, chỉ cần các cải tiến ở các khâu trên được thực hiện đồng bộ, việc tăng giới hạn Gas của mạng chính Ethereum không phải là một mục tiêu xa vời. Các nhà phát triển đã xác minh tính khả thi của việc nâng từ 36M lên 45M, 60M trên mạng thử nghiệm, và bước tiếp theo hướng tới 100M cũng đang được lên kế hoạch. Cần nhấn mạnh rằng, cộng đồng Ethereum luôn giữ thái độ thận trọng trong việc mở rộng: mỗi lần nâng cấp đều “trước tiên kiểm tra, sau đó mới lên mạng chính”, chỉ được thực hiện khi xác nhận rằng nó không gây nguy hiểm cho an ninh mạng và tính phi tập trung.

Nói chung, việc tăng đáng kể Gas Limit trong năm qua là kết quả của sự đổi mới hợp tác trong nhiều lĩnh vực: giảm rủi ro ở tầng giao thức, nâng cao hiệu suất của khách hàng, cung cấp dữ liệu thử nghiệm để tạo sự tự tin. Dưới sự hỗ trợ của những nỗ lực này, Ethereum đã thành công trong việc thực hiện bước quan trọng trong mở rộng L1, và đã đặt nền tảng cho việc tiếp tục nâng cao dung lượng, đáp ứng nhiều ứng dụng hơn trong tương lai.