Biên tập viên chú ý: Ethereum đang tiến vào kỷ nguyên mở rộng 10.000 TPS, trong khi công nghệ chứng minh không kiến thức (ZK) đang trở thành động lực chính. Bài viết này là phần đầu tiên trong bộ tài liệu "Lộ trình 10.000 TPS của Ethereum", giải thích công nghệ ZK, lộ trình zkEVM và kế hoạch mở rộng L1 của Ethereum một cách dễ hiểu nhất có thể. Phần tiếp theo sẽ đi sâu vào thách thức thực hiện ZK, sự tiến hóa của hệ sinh thái L2 và ảnh hưởng tương lai đến cấu trúc kinh tế của Ethereum.
Vào ngày 30 tháng 7 năm 2025, Ethereum sẽ kỷ niệm 10 năm ngày ra mắt khối genesis, và sau 10 năm khám phá, lộ trình mở rộng của Ethereum cũng đang khám phá những hướng đi và tầm nhìn mới.
Tất nhiên, sự tăng giá của ETH gần đây cũng đã mang lại niềm tin cho cộng đồng, nhưng điều làm người ta phấn khích thực sự là sau nhiều năm khám phá xung quanh việc mở rộng L2, Ethereum L1 cuối cùng đã có một con đường đáng tin cậy để đạt được khả năng mở rộng cực độ mà vẫn giữ được mức độ phi tập trung tối đa.
Nói ngắn gọn, từ bây giờ, **Gas tối đa của Ethereum và kế hoạch TPS sẽ được nâng cao gấp nhiều lần mỗi năm, các xác thực viên (Validators) sẽ không còn thực hiện lại mỗi giao dịch (chú thích của biên tập viên: tức là không cần tính toán lại sự thay đổi trạng thái của giao dịch), mà chỉ cần xác minh một chứng cứ không tri thức (zk-SNARK) duy nhất, ** để chứng minh rằng lô giao dịch này đã được thực hiện đúng, từ đó có thể nâng cao TPS của mạng lưới cơ sở lên đến hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây.
Trong khi đó, L2 cũng sẽ đồng bộ mở rộng, đạt hàng trăm nghìn thậm chí hàng triệu TPS, và một loại L2 mới có tên là "Rollup nguyên sinh" (Native Rollup) sẽ hoạt động giống như phân đoạn có thể lập trình, cung cấp độ an toàn tương tự như L1.
Mặc dù những đề xuất này chưa được phê duyệt chính thức qua quy trình quản trị của Ethereum, nhưng chúng được xây dựng trên những ý tưởng mà Vitalik Buterin đã bắt đầu khám phá vào năm 2017 và nhận được sự hỗ trợ từ Justin Drake, một nhà nghiên cứu chính của Quỹ Ethereum.
Tại hội nghị EthCC tháng 7, Drake đã nói: "Chúng ta đang ở một bước ngoặt quan trọng trong việc mở rộng Ethereum, tôi tin chắc rằng chúng ta sắp bước vào kỷ nguyên GigaGas của L1 - khoảng 10.000 TPS, và chìa khóa mở ra kỷ nguyên này là zkEVM và chứng minh thời gian thực (real-time proving)."
Mục tiêu cuối cùng của Drake là trong 10 năm tới, hệ sinh thái Ethereum có thể đạt được 10 triệu TPS, nhưng điều này có nghĩa là không có bất kỳ blockchain đơn lẻ nào có thể đáp ứng yêu cầu về thông lượng này. Tương lai chắc chắn sẽ là một kiến trúc "mạng trong mạng": các L2 khác nhau đảm nhận các tình huống, sự cân nhắc và lợi thế khác nhau, cùng nhau mở rộng toàn bộ hệ sinh thái để đáp ứng nhu cầu toàn cầu.
Tại sao Ethereum L1 không thể mở rộng quy mô một cách lớn?
Mặc dù các blockchain khác đã bắt đầu cố gắng sử dụng phần cứng và khả năng tính toán mạnh mẽ hơn để mở rộng thông lượng, nhưng Ethereum luôn có một sự kiên định gần như ý thức hệ đối với tính phi tập trung, thậm chí có người cảm thấy sự kiên trì đó mang tính "utopia".
Từ góc độ của những người theo chủ nghĩa tối đa hóa ETH (ETH maxis), các "chuỗi trung tâm dữ liệu" như Solana có hàng triệu điểm rủi ro tập trung, chính phủ có thể trực tiếp tiến hành kiểm tra giao dịch đối với những nút này, ngay cả những chuỗi như Sui có yêu cầu phần cứng thấp hơn cũng có chi phí và băng thông khiến người ta ngao ngán, từ đó ảnh hưởng đến mức độ phi tập trung.
So với đó, Ethereum thậm chí có thể chạy trên Raspberry Pi, thiết kế với ngưỡng thấp này cho phép hơn 15,000~16,000 nút công khai và hàng triệu người xác thực tham gia vào mạng, vì vậy gần như không thể kiểm duyệt các giao dịch trên Ethereum, và điều này khiến toàn bộ mạng có độ bền rất cao trước các cuộc tấn công.
Tất nhiên, cái giá phải trả là tốc độ rất chậm - hiện tại TPS khoảng 18~20 giao dịch mỗi giây, trong khi TPS của Solana khoảng 1500 giao dịch mỗi giây.
Từ một góc độ nào đó, kiến trúc blockchain vốn dĩ kém hiệu quả, hơi giống như một bảng Google, mỗi khi bạn sửa một ô, trước tiên tất cả các máy tính có bản sao trên toàn thế giới đều phải tính toán lại toàn bộ bảng, sau đó mới có thể cập nhật khi xác nhận không sai.
Người đồng sáng lập của công ty công nghệ ZK Succinct Labs, Uma Roy, giải thích rằng: "Thiết kế của Ethereum là mong muốn bất kỳ ai cũng có thể theo kịp mạng lưới và thực hiện lại tất cả các giao dịch," điều này cũng có nghĩa là khối lượng giao dịch không thể tùy ý mở rộng vô hạn, vì mỗi giao dịch đều cần có người tính toán lại.
Chính vì trong khi giữ nguyên tính phi tập trung, không gian mở rộng mạng chính có giới hạn, Ethereum đã phải đi theo con đường mở rộng phân lớp L2 có nhiều tranh cãi vào năm 2020.
ZK làm thế nào để phá vỡ tam giác không thể của blockchain?
Nhà sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã đề xuất khái niệm "Tam giác bất khả thi của blockchain" để mô tả tình huống khó có thể đạt được đồng thời ba yếu tố: bảo mật, khả năng mở rộng và phi tập trung trong chuỗi công khai.
Hầu hết các giải pháp mở rộng chỉ có thể đáp ứng đồng thời hai trong ba yếu tố, chắc chắn sẽ hy sinh yếu tố còn lại.
Cho đến bây giờ.
zk-SNARK (ZK-Proof) được Drake mô tả là công nghệ "toán học lên mặt trăng (moon math)" - có khả năng chứng minh một loạt giao dịch phức tạp đã được thực hiện đúng cách mà không tiết lộ chi tiết giao dịch.
Quá trình tạo ra chứng minh ZK rất phức tạp, nhưng việc xác minh một chứng minh có đúng hay không thì nhanh chóng và nhẹ nhàng.
Do đó, tầm nhìn tương lai của Ethereum là: thay vì để một đống nút Raspberry Pi có hiệu suất kém tính toán lại tất cả các giao dịch, tốt hơn là để các xác nhận chỉ cần kiểm tra kết quả toán học của một ZK chứng minh cực nhỏ.
Co-founder của Succinct Labs, Uma Roy, tiếp tục giải thích rằng, 「Thay vì để mọi người thực hiện lại tất cả các giao dịch, tốt hơn là cung cấp cho họ một chứng nhận, cho biết rằng những hoạt động này đã xảy ra, để bất kỳ ai cũng có thể xác minh chứng nhận này mà không cần thực hiện lại các phép tính」.
Drake thậm chí còn đùa rằng, trong tương lai, khối lượng tính toán để xác minh chứng minh ZK nhỏ đến mức ngay cả Raspberry Pi Pico có giá 7 USD (hiệu suất chưa đến một phần mười của Raspberry Pi thông thường) cũng có thể đảm nhiệm, hoàn toàn không cần các trung tâm dữ liệu lớn.
zkEVM: Lộ trình đến 10,000 TPS
Thông báo gần đây của Sophia Gold từ Quỹ Ethereum trên blog đã gây ra nhiều tranh luận trong cộng đồng: Trong năm tới, mạng chính L1 có thể tích hợp máy ảo Ethereum (zkEVM) dựa trên zk-SNARK.
Cần lưu ý rằng, nhiều cuộc khám phá ứng dụng của công nghệ ZK thực chất bắt đầu từ mạng L2, chẳng hạn như Linea được Consensys, do Joe Lubin - một trong những người sáng lập Ethereum - ấp ủ, là một chuỗi công khai ZK Rollup 100% tương thích với EVM - bất kỳ ứng dụng nào có thể chạy trên Ethereum đều có thể chạy liền mạch trên Linea.
Linea thậm chí coi mình như một sự mở rộng của Ethereum, gần đây còn tuyên bố sẽ đốt 20% phí giao dịch ETH để hỗ trợ việc hồi lưu giá trị L1.
Người phụ trách Linea, Declan Fox, giải thích rằng công nghệ ZK cung cấp câu trả lời cho tam giác không thể của blockchain: "Ma thuật của ZK là chúng ta có thể tăng đáng kể giới hạn Gas của L1, trong khi việc mở rộng khối lượng tính toán không làm cho việc xác minh trở nên phức tạp hơn."
Ông bổ sung rằng, với việc giảm dần độ trễ và chi phí của ZK chứng minh, chúng tôi có thể xử lý được lưu lượng cao hơn, trong khi yêu cầu phần cứng để xác minh vẫn rất thấp - thậm chí một chiếc đồng hồ thông minh cũng có thể đảm nhiệm công việc xác minh.
Tuy nhiên, cộng đồng cũng không cần quá lạc quan, ngay cả khi zkEVM được tích hợp thành công vào L1 trong vòng một năm tới, nó cũng sẽ không đạt 10.000 TPS ngay trong ngày đầu tiên.
Ngày ngày từng bước, rồi bỗng chốc hoàn thành
Ethereum hiện có năm phần mềm khách hàng chính có thể được sử dụng để vận hành mạng lưới, điều này có nghĩa là ngay cả khi một khách hàng gặp vấn đề, mạng lưới cũng sẽ không ngừng hoạt động như Solana.
Trong lộ trình nâng cấp trong tương lai, Ethereum dự định phát hành từ hai đến ba phiên bản khách hàng cải tiến hỗ trợ xác thực ZK, cho phép các xác thực viên chọn hoàn thành xác thực bằng cách kiểm tra zk-SNARK, thay vì thực hiện lại từng giao dịch.
Ban đầu, chỉ có một số ít người xác thực sẽ chuyển sang chế độ xác thực mới để phát hiện và sửa chữa các vấn đề tiềm ẩn trong giai đoạn đầu.
Nhóm điều phối giao thức của Quỹ Ethereum, Ladislaus, cho biết, "Việc chuyển sang EVM được snark hóa sẽ là một quá trình dần dần" - ở đây "snark" đề cập đến việc áp dụng loại chứng minh không kiến thức SNARK.
Người dùng chủ yếu sẽ dần dần cảm nhận được việc tăng giới hạn Gas của L1, tức là khả năng hoạt động kinh tế của mạng được nâng cao, mặc dù việc chuyển đổi từ L1 sang xác minh ZK cần thời gian, nhưng việc mở rộng giới hạn Gas gần như đã sẵn sàng.
Tuần trước, giới hạn Gas L1 vừa được tăng lên 22%, đạt 45 triệu, nhà nghiên cứu Dankrad Feist đã đề xuất một EIP, khuyến nghị các client tự động điều chỉnh giới hạn Gas ba lần mỗi năm, theo kế hoạch này, sau bốn năm, mạng chính Ethereum có thể đạt khoảng 2000 TPS.
Justin Drake thậm chí còn đề xuất kéo dài nhịp độ này thêm hai năm, đến năm 2031 có thể đạt được thông lượng 1 gigagas, thực hiện khoảng 10.000 TPS.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
如何用 ZK 技术破解「Bộ ba tàn ác」
Biên tập viên chú ý: Ethereum đang tiến vào kỷ nguyên mở rộng 10.000 TPS, trong khi công nghệ chứng minh không kiến thức (ZK) đang trở thành động lực chính. Bài viết này là phần đầu tiên trong bộ tài liệu "Lộ trình 10.000 TPS của Ethereum", giải thích công nghệ ZK, lộ trình zkEVM và kế hoạch mở rộng L1 của Ethereum một cách dễ hiểu nhất có thể. Phần tiếp theo sẽ đi sâu vào thách thức thực hiện ZK, sự tiến hóa của hệ sinh thái L2 và ảnh hưởng tương lai đến cấu trúc kinh tế của Ethereum.
Vào ngày 30 tháng 7 năm 2025, Ethereum sẽ kỷ niệm 10 năm ngày ra mắt khối genesis, và sau 10 năm khám phá, lộ trình mở rộng của Ethereum cũng đang khám phá những hướng đi và tầm nhìn mới.
Tất nhiên, sự tăng giá của ETH gần đây cũng đã mang lại niềm tin cho cộng đồng, nhưng điều làm người ta phấn khích thực sự là sau nhiều năm khám phá xung quanh việc mở rộng L2, Ethereum L1 cuối cùng đã có một con đường đáng tin cậy để đạt được khả năng mở rộng cực độ mà vẫn giữ được mức độ phi tập trung tối đa.
Nói ngắn gọn, từ bây giờ, **Gas tối đa của Ethereum và kế hoạch TPS sẽ được nâng cao gấp nhiều lần mỗi năm, các xác thực viên (Validators) sẽ không còn thực hiện lại mỗi giao dịch (chú thích của biên tập viên: tức là không cần tính toán lại sự thay đổi trạng thái của giao dịch), mà chỉ cần xác minh một chứng cứ không tri thức (zk-SNARK) duy nhất, ** để chứng minh rằng lô giao dịch này đã được thực hiện đúng, từ đó có thể nâng cao TPS của mạng lưới cơ sở lên đến hàng chục nghìn giao dịch mỗi giây.
Trong khi đó, L2 cũng sẽ đồng bộ mở rộng, đạt hàng trăm nghìn thậm chí hàng triệu TPS, và một loại L2 mới có tên là "Rollup nguyên sinh" (Native Rollup) sẽ hoạt động giống như phân đoạn có thể lập trình, cung cấp độ an toàn tương tự như L1.
Mặc dù những đề xuất này chưa được phê duyệt chính thức qua quy trình quản trị của Ethereum, nhưng chúng được xây dựng trên những ý tưởng mà Vitalik Buterin đã bắt đầu khám phá vào năm 2017 và nhận được sự hỗ trợ từ Justin Drake, một nhà nghiên cứu chính của Quỹ Ethereum.
Tại hội nghị EthCC tháng 7, Drake đã nói: "Chúng ta đang ở một bước ngoặt quan trọng trong việc mở rộng Ethereum, tôi tin chắc rằng chúng ta sắp bước vào kỷ nguyên GigaGas của L1 - khoảng 10.000 TPS, và chìa khóa mở ra kỷ nguyên này là zkEVM và chứng minh thời gian thực (real-time proving)."
Mục tiêu cuối cùng của Drake là trong 10 năm tới, hệ sinh thái Ethereum có thể đạt được 10 triệu TPS, nhưng điều này có nghĩa là không có bất kỳ blockchain đơn lẻ nào có thể đáp ứng yêu cầu về thông lượng này. Tương lai chắc chắn sẽ là một kiến trúc "mạng trong mạng": các L2 khác nhau đảm nhận các tình huống, sự cân nhắc và lợi thế khác nhau, cùng nhau mở rộng toàn bộ hệ sinh thái để đáp ứng nhu cầu toàn cầu.
Tại sao Ethereum L1 không thể mở rộng quy mô một cách lớn?
Mặc dù các blockchain khác đã bắt đầu cố gắng sử dụng phần cứng và khả năng tính toán mạnh mẽ hơn để mở rộng thông lượng, nhưng Ethereum luôn có một sự kiên định gần như ý thức hệ đối với tính phi tập trung, thậm chí có người cảm thấy sự kiên trì đó mang tính "utopia".
Từ góc độ của những người theo chủ nghĩa tối đa hóa ETH (ETH maxis), các "chuỗi trung tâm dữ liệu" như Solana có hàng triệu điểm rủi ro tập trung, chính phủ có thể trực tiếp tiến hành kiểm tra giao dịch đối với những nút này, ngay cả những chuỗi như Sui có yêu cầu phần cứng thấp hơn cũng có chi phí và băng thông khiến người ta ngao ngán, từ đó ảnh hưởng đến mức độ phi tập trung.
So với đó, Ethereum thậm chí có thể chạy trên Raspberry Pi, thiết kế với ngưỡng thấp này cho phép hơn 15,000~16,000 nút công khai và hàng triệu người xác thực tham gia vào mạng, vì vậy gần như không thể kiểm duyệt các giao dịch trên Ethereum, và điều này khiến toàn bộ mạng có độ bền rất cao trước các cuộc tấn công.
Tất nhiên, cái giá phải trả là tốc độ rất chậm - hiện tại TPS khoảng 18~20 giao dịch mỗi giây, trong khi TPS của Solana khoảng 1500 giao dịch mỗi giây.
Từ một góc độ nào đó, kiến trúc blockchain vốn dĩ kém hiệu quả, hơi giống như một bảng Google, mỗi khi bạn sửa một ô, trước tiên tất cả các máy tính có bản sao trên toàn thế giới đều phải tính toán lại toàn bộ bảng, sau đó mới có thể cập nhật khi xác nhận không sai.
Người đồng sáng lập của công ty công nghệ ZK Succinct Labs, Uma Roy, giải thích rằng: "Thiết kế của Ethereum là mong muốn bất kỳ ai cũng có thể theo kịp mạng lưới và thực hiện lại tất cả các giao dịch," điều này cũng có nghĩa là khối lượng giao dịch không thể tùy ý mở rộng vô hạn, vì mỗi giao dịch đều cần có người tính toán lại.
Chính vì trong khi giữ nguyên tính phi tập trung, không gian mở rộng mạng chính có giới hạn, Ethereum đã phải đi theo con đường mở rộng phân lớp L2 có nhiều tranh cãi vào năm 2020.
ZK làm thế nào để phá vỡ tam giác không thể của blockchain?
Nhà sáng lập Ethereum Vitalik Buterin đã đề xuất khái niệm "Tam giác bất khả thi của blockchain" để mô tả tình huống khó có thể đạt được đồng thời ba yếu tố: bảo mật, khả năng mở rộng và phi tập trung trong chuỗi công khai.
Hầu hết các giải pháp mở rộng chỉ có thể đáp ứng đồng thời hai trong ba yếu tố, chắc chắn sẽ hy sinh yếu tố còn lại.
Cho đến bây giờ.
zk-SNARK (ZK-Proof) được Drake mô tả là công nghệ "toán học lên mặt trăng (moon math)" - có khả năng chứng minh một loạt giao dịch phức tạp đã được thực hiện đúng cách mà không tiết lộ chi tiết giao dịch.
Quá trình tạo ra chứng minh ZK rất phức tạp, nhưng việc xác minh một chứng minh có đúng hay không thì nhanh chóng và nhẹ nhàng.
Do đó, tầm nhìn tương lai của Ethereum là: thay vì để một đống nút Raspberry Pi có hiệu suất kém tính toán lại tất cả các giao dịch, tốt hơn là để các xác nhận chỉ cần kiểm tra kết quả toán học của một ZK chứng minh cực nhỏ.
Co-founder của Succinct Labs, Uma Roy, tiếp tục giải thích rằng, 「Thay vì để mọi người thực hiện lại tất cả các giao dịch, tốt hơn là cung cấp cho họ một chứng nhận, cho biết rằng những hoạt động này đã xảy ra, để bất kỳ ai cũng có thể xác minh chứng nhận này mà không cần thực hiện lại các phép tính」.
Drake thậm chí còn đùa rằng, trong tương lai, khối lượng tính toán để xác minh chứng minh ZK nhỏ đến mức ngay cả Raspberry Pi Pico có giá 7 USD (hiệu suất chưa đến một phần mười của Raspberry Pi thông thường) cũng có thể đảm nhiệm, hoàn toàn không cần các trung tâm dữ liệu lớn.
zkEVM: Lộ trình đến 10,000 TPS
Thông báo gần đây của Sophia Gold từ Quỹ Ethereum trên blog đã gây ra nhiều tranh luận trong cộng đồng: Trong năm tới, mạng chính L1 có thể tích hợp máy ảo Ethereum (zkEVM) dựa trên zk-SNARK.
Cần lưu ý rằng, nhiều cuộc khám phá ứng dụng của công nghệ ZK thực chất bắt đầu từ mạng L2, chẳng hạn như Linea được Consensys, do Joe Lubin - một trong những người sáng lập Ethereum - ấp ủ, là một chuỗi công khai ZK Rollup 100% tương thích với EVM - bất kỳ ứng dụng nào có thể chạy trên Ethereum đều có thể chạy liền mạch trên Linea.
Linea thậm chí coi mình như một sự mở rộng của Ethereum, gần đây còn tuyên bố sẽ đốt 20% phí giao dịch ETH để hỗ trợ việc hồi lưu giá trị L1.
Người phụ trách Linea, Declan Fox, giải thích rằng công nghệ ZK cung cấp câu trả lời cho tam giác không thể của blockchain: "Ma thuật của ZK là chúng ta có thể tăng đáng kể giới hạn Gas của L1, trong khi việc mở rộng khối lượng tính toán không làm cho việc xác minh trở nên phức tạp hơn."
Ông bổ sung rằng, với việc giảm dần độ trễ và chi phí của ZK chứng minh, chúng tôi có thể xử lý được lưu lượng cao hơn, trong khi yêu cầu phần cứng để xác minh vẫn rất thấp - thậm chí một chiếc đồng hồ thông minh cũng có thể đảm nhiệm công việc xác minh.
Tuy nhiên, cộng đồng cũng không cần quá lạc quan, ngay cả khi zkEVM được tích hợp thành công vào L1 trong vòng một năm tới, nó cũng sẽ không đạt 10.000 TPS ngay trong ngày đầu tiên.
Ngày ngày từng bước, rồi bỗng chốc hoàn thành
Ethereum hiện có năm phần mềm khách hàng chính có thể được sử dụng để vận hành mạng lưới, điều này có nghĩa là ngay cả khi một khách hàng gặp vấn đề, mạng lưới cũng sẽ không ngừng hoạt động như Solana.
Trong lộ trình nâng cấp trong tương lai, Ethereum dự định phát hành từ hai đến ba phiên bản khách hàng cải tiến hỗ trợ xác thực ZK, cho phép các xác thực viên chọn hoàn thành xác thực bằng cách kiểm tra zk-SNARK, thay vì thực hiện lại từng giao dịch.
Ban đầu, chỉ có một số ít người xác thực sẽ chuyển sang chế độ xác thực mới để phát hiện và sửa chữa các vấn đề tiềm ẩn trong giai đoạn đầu.
Nhóm điều phối giao thức của Quỹ Ethereum, Ladislaus, cho biết, "Việc chuyển sang EVM được snark hóa sẽ là một quá trình dần dần" - ở đây "snark" đề cập đến việc áp dụng loại chứng minh không kiến thức SNARK.
Người dùng chủ yếu sẽ dần dần cảm nhận được việc tăng giới hạn Gas của L1, tức là khả năng hoạt động kinh tế của mạng được nâng cao, mặc dù việc chuyển đổi từ L1 sang xác minh ZK cần thời gian, nhưng việc mở rộng giới hạn Gas gần như đã sẵn sàng.
Tuần trước, giới hạn Gas L1 vừa được tăng lên 22%, đạt 45 triệu, nhà nghiên cứu Dankrad Feist đã đề xuất một EIP, khuyến nghị các client tự động điều chỉnh giới hạn Gas ba lần mỗi năm, theo kế hoạch này, sau bốn năm, mạng chính Ethereum có thể đạt khoảng 2000 TPS.
Justin Drake thậm chí còn đề xuất kéo dài nhịp độ này thêm hai năm, đến năm 2031 có thể đạt được thông lượng 1 gigagas, thực hiện khoảng 10.000 TPS.