Hướng dẫn hoàn chỉnh nâng cấp Ethereum 2.0: Chặng đường từ PoW đến PoS

Tại sao Ethereum cần nâng cấp

Là nền tảng hợp đồng thông minh quan trọng nhất toàn cầu, Ethereum đã hỗ trợ sự phát triển của các hệ sinh thái như DeFi, NFT và nhiều lĩnh vực khác. Tuy nhiên, cùng với sự gia tăng người dùng, mạng lưới dần đối mặt với một vấn đề không thể tránh khỏi — tắc nghẽn và chi phí cao. Sự gia tăng số lượng giao dịch trực tiếp dẫn đến phí Gas tăng vọt, khiến việc tham gia của người dùng phổ thông ngày càng trở nên khó khăn hơn.

Xét về lâu dài, nếu Ethereum vẫn dựa vào cơ chế chứng minh công việc(PoW), khả năng tính toán cần thiết sẽ tăng theo cấp số nhân, điều này không bền vững về mặt môi trường cũng như kinh tế. Ethereum 2.0 ra đời như một giải pháp, không chỉ là một bản vá nhỏ mà là một cuộc tái cấu trúc toàn diện về kiến trúc.

Ba thay đổi cốt lõi của Ethereum 2.0

Chuyển đổi từ PoW sang chứng minh cổ phần(PoS)

Cơ chế chứng minh công việc dựa trên cạnh tranh tính toán của các thợ mỏ để bảo vệ mạng lưới, mặc dù an toàn nhưng hiệu quả thấp và tiêu tốn nhiều năng lượng.

Chứng minh cổ phần(PoS) sử dụng một ý tưởng hoàn toàn khác — thay thế khả năng tính toán bằng việc đặt cược tài sản. Bất kỳ người dùng nào sở hữu 32 ETH đều có thể trở thành người xác thực, tham gia quản trị mạng và xác nhận khối bằng cách đặt cược, nhận phần thưởng tương ứng. Cơ chế này giảm đáng kể ngưỡng tham gia và tiêu thụ năng lượng, đồng thời tăng cường tính dân chủ của mạng lưới.

Chuỗi phân đoạn: Mở rộng ngang của mạng lưới

Hiện tại, mỗi nút Ethereum cần lưu trữ và xử lý toàn bộ lịch sử giao dịch, điều này trở thành giới hạn về khả năng mở rộng. Chuỗi phân đoạn chia toàn bộ mạng thành nhiều chuỗi song song, mỗi chuỗi chỉ xử lý một phần dữ liệu của toàn mạng.

Thiết kế sáng tạo này cho phép nhiều phân đoạn hoạt động đồng thời, nâng cao đáng kể khả năng xử lý tổng thể. Tưởng tượng một trạm thu phí đông đúc, từ một cửa sổ duy nhất chuyển sang nhiều làn song song, hiệu quả tự nhiên tăng gấp nhiều lần.

Chuỗi beacon: Trung tâm của đồng thuận phân tán

Chuỗi beacon là trung tâm điều phối của Ethereum 2.0. Khi nhiều chuỗi phân đoạn hoạt động song song, cần có một cơ chế đảm bảo chúng duy trì đồng bộ và nhất quán. Chuỗi beacon chính là vai trò đó, cung cấp cơ chế đồng thuận và đồng bộ hóa thống nhất cho tất cả các phân đoạn.

Không có chuỗi beacon, dữ liệu của các phân đoạn sẽ không thể xác thực và hợp nhất lẫn nhau, khả năng mở rộng cũng sẽ không thể thực hiện được. Đó là lý do tại sao chuỗi beacon trở thành thành phần quan trọng đầu tiên trong lộ trình nâng cấp.

Lộ trình thực hiện theo từng giai đoạn

Giai đoạn 0: Ra mắt chuỗi beacon (tháng 12 năm 2020)

Bước đầu của Ethereum 2.0 đã hoàn thành. Chuỗi beacon chính thức ra mắt vào ngày 1 tháng 12 năm 2020, bắt đầu hoạt động song song với mạng chính. Mặc dù chưa có chuỗi phân đoạn, nhưng chuỗi beacon đã tiếp nhận các validator thông qua hợp đồng đặt cược.

Các validator trong giai đoạn này có thể đặt cược ETH, nhưng tạm thời chưa thể rút cược, vì hệ thống vẫn đang trong quá trình hoàn thiện. Chuỗi beacon tập trung vào việc tích lũy đủ số lượng validator và đạt được đồng thuận qua sự tham gia của họ.

Giai đoạn 1/1.5: Khởi động phân đoạn và chuyển đổi sang mạng chính (bắt đầu từ năm 2021)

Giai đoạn 1 giới thiệu khái niệm chuỗi phân đoạn, validator có thể tham gia tạo khối trên phân đoạn bằng cơ chế PoS.

Giai đoạn 1.5 là bước quan trọng, khi mạng chính Ethereum chính thức tích hợp các chuỗi phân đoạn và bắt đầu quá trình chuyển đổi từ PoW sang PoS. Đây không còn là lý thuyết nữa, mà là sự thay đổi thực sự của mạng lưới.

Sự kiện hợp nhất: Chuyển đổi chính thức cơ chế đồng thuận

Hợp nhất là bước ngoặt trong lộ trình Ethereum 2.0. Tại thời điểm này, toàn bộ mạng sẽ chuyển đổi hoàn toàn từ PoW sang PoS, mạng chính Ethereum sẽ hòa nhập vào hệ thống chuỗi beacon.

Điều cần nhấn mạnh là, hợp nhất sẽ không tạo ra phân nhánh. Ethereum sẽ tiếp tục tồn tại như một chuỗi khối duy nhất, tất cả dữ liệu giao dịch lịch sử sẽ được giữ nguyên, người dùng không cần thực hiện hành động nào để bảo vệ tài sản. Các token ETH mới sẽ do các validator của mạng tạo ra và phát hành.

Giai đoạn 2: Hoàn thiện phân đoạn và tích hợp hợp đồng thông minh

Giai đoạn cuối cùng sẽ triển khai một mạng phân đoạn hoàn chỉnh, khi đó Ethereum 2.0 chính thức trở thành mạng Ethereum chính thức. Chuỗi phân đoạn sẽ hỗ trợ hợp đồng thông minh, các nhà phát triển DApp có thể triển khai ứng dụng một cách liền mạch trên Ethereum 2.0.

Giai đoạn này dự kiến sẽ được thực hiện sau khi hợp nhất.

Tại sao lần nâng cấp này lại quan trọng

Ethereum 2.0 không phải là một tùy chọn, mà là một vấn đề sống còn. Cải thiện khả năng mở rộng, hiệu quả năng lượng và kinh tế học sẽ trực tiếp ảnh hưởng đến vị thế dẫn đầu của Ethereum trong hệ sinh thái Web3. Không có sự hỗ trợ của PoS, phân đoạn và chuỗi beacon, Ethereum cuối cùng sẽ rơi vào tình trạng không khả dụng, mất đi khả năng cạnh tranh như một nền tảng hợp đồng thông minh hàng đầu.

Mặc dù việc triển khai đầy đủ sẽ mất thời gian, thậm chí có thể vượt quá dự kiến ban đầu, nhưng quá trình nâng cấp đã được tiến hành đều đặn. Cộng đồng phát triển Ethereum đang nỗ lực hết sức để đảm bảo rằng cuộc chuyển đổi mang tính quyết định này cuối cùng sẽ thành công rực rỡ.