Bài viết mới của Vitalik: Việc mở rộng đáng kể L1 vẫn có giá trị và sẽ giúp phát triển ứng dụng đơn giản và an toàn hơn

Tiêu đề gốc: Lý do cần tăng giới hạn gas L1 ngay cả trong Ethereum nặng về L2

Tác giả gốc: Vitalik Buterin

Bản dịch gốc: Daisy, MarsBit

Một cuộc thảo luận quan trọng trong ngắn hạn trong lộ trình của Ethereum là nên tăng giới hạn gas L1 bao nhiêu. Gần đây, giới hạn khí L1 đã được tăng từ 30 triệu lên 36 triệu, giúp tăng công suất mạng lên 20%. Nhiều người ủng hộ việc tăng đáng kể hơn nữa giới hạn này trong tương lai gần. Những cải tiến này có thể thực hiện được nhờ những cải tiến kỹ thuật gần đây và sắp tới, chẳng hạn như cải thiện hiệu quả của máy khách Ethereum, đề xuất EIP-4444 nhằm giảm nhu cầu lưu trữ dữ liệu lịch sử (xem lộ trình để biết chi tiết) và công nghệ máy khách không trạng thái trong tương lai.

Tuy nhiên, trước khi thực hiện bước này, chúng ta cần suy nghĩ về một câu hỏi quan trọng: Trong lộ trình phát triển tập trung vào rollup, liệu việc tăng giới hạn khí L1 có phải là lựa chọn đúng đắn về lâu dài hay không? Giới hạn khí đốt dễ tăng nhưng khó giảm - và ngay cả khi chúng được hạ xuống trong tương lai, tác động đến sự phân cấp có thể là vĩnh viễn. Nếu L1 bị sử dụng quá mức và gây ra rủi ro tập trung hóa, và chúng tôi không chắc việc sử dụng như vậy sẽ mang lại đủ lợi ích, thì đó sẽ là một kết quả không mong muốn.

Bài viết này sẽ lập luận rằng ngay cả trong thế giới mà hầu hết người dùng và ứng dụng chạy trên L2, việc mở rộng đáng kể L1 vẫn có giá trị vì nó sẽ giúp mô hình phát triển ứng dụng đơn giản và an toàn hơn.

Bài viết này sẽ không cố gắng tranh luận xem liệu có nên chạy nhiều ứng dụng hơn ở L1 vĩnh viễn hay không. Thay vào đó, mục tiêu của bài báo này là lập luận rằng, bất kể kết quả của cuộc tranh luận này là gì, việc tăng dung lượng L1 lên khoảng 10 lần sẽ có giá trị đáng kể về lâu dài.

Chống kiểm duyệt

Mục tiêu là chống lại kiểm duyệt
Ghi chú của Mars Finance: Văn bản trong hình được trích từ tiểu thuyết "1984" "Chiến tranh là hòa bình, tự do là nô lệ, ngu dốt là sức mạnh"

Một trong những giá trị cốt lõi của blockchain là chống kiểm duyệt: nếu một giao dịch hợp lệ và người dùng có thể trả phí gas theo tỷ giá thị trường, thì giao dịch đó phải có thể được đưa vào chuỗi một cách đáng tin cậy và nhanh chóng.

Trong một số trường hợp, việc chống kiểm duyệt cần phải có hiệu lực trong khoảng thời gian cực kỳ ngắn. Ví dụ, người dùng nắm giữ vị thế trong giao thức DeFi có thể bị thanh lý vị thế nếu giá thị trường biến động nhanh chóng, ngay cả khi độ trễ trong các giao dịch trên chuỗi chỉ là 5 phút.

Nhóm người đặt cược có tính phi tập trung cao của L1 khiến việc kiểm duyệt giao dịch trong thời gian dài trở nên cực kỳ khó khăn, thường chỉ trì hoãn giao dịch tối đa một vài khối (khe). Ngoài ra còn có những đề xuất nhằm tăng cường khả năng chống kiểm duyệt của Ethereum để đảm bảo các giao dịch vẫn có thể được đưa vào chuỗi thành công ngay cả khi quá trình xây dựng khối được tập trung hóa và thuê ngoài ở mức độ cao.

Ngược lại, L2 dựa vào các nhà sản xuất khối hoặc trình tự tập trung hơn, các thực thể có thể dễ dàng lựa chọn kiểm duyệt các giao dịch của những người dùng cụ thể. Một số L2 (như Optimism và Arbitrum, hãy xem tài liệu chính thức của họ để biết chi tiết) cung cấp cơ chế bao gồm bắt buộc cho phép người dùng gửi giao dịch trực tiếp thông qua L1. Tuy nhiên, tính khả thi thực tế của cơ chế này phụ thuộc vào hai yếu tố chính: 1. Phí giao dịch L1 đủ thấp để người dùng có thể chi trả chi phí gửi giao dịch trực tiếp trên L1; 2. L1 có đủ không gian khối để ngay cả khi L2 kiểm duyệt các giao dịch của người dùng trên quy mô lớn, L1 vẫn có thể xử lý các giao dịch do người dùng gửi trực tiếp mà bỏ qua L2.

Do đó, việc tăng dung lượng của L1 sẽ không chỉ giảm phí mà còn nâng cao khả năng ứng phó với kiểm duyệt của người dùng L2, đảm bảo duy trì giá trị cốt lõi của blockchain—khả năng chống kiểm duyệt.

Giả định toán học cơ bản

Chúng ta có thể ước tính chi phí thực tế khi sử dụng cơ chế bao gồm bắt buộc bằng cách thực hiện một số phép tính toán học. Trước tiên, chúng ta hãy liệt kê một số giả định mà chúng ta sẽ sử dụng lại trong các phần khác:

1. Phí hiện tại cho giao dịch gửi tiền L1 → L2 là khoảng 120.000 L1 gas. Ví dụ, hãy lấy trường hợp của chủ nghĩa lạc quan.

2. Một hoạt động L1 tối thiểu, chẳng hạn như thay đổi giá trị của khe lưu trữ, tốn 7500 gas L1 (SSTORE lạnh cộng với chi phí dữ liệu cuộc gọi của địa chỉ, cộng với một số chi phí tính toán).

3. Giá của ETH là 2500 USD.

4. Giá khí đốt là 15 gwei, đây là mức giá trung bình hợp lý trong dài hạn.

5. Độ co giãn của cầu gần bằng 1 (tức là khi giới hạn khí đốt tăng gấp đôi, giá sẽ giảm một nửa). Quan điểm này có một số hỗ trợ trong phân tích dữ liệu trước đó, nhưng trên thực tế, chúng ta cần lưu ý rằng độ đàn hồi thực tế có thể thay đổi theo cả hai hướng.

6. Chúng tôi muốn chi phí ứng phó với một cuộc tấn công phải dưới 1 đô la. Phí cho các hoạt động "bình thường" không được vượt quá 0,05 đô la cho mỗi giao dịch. Những hoạt động bất thường nằm ở giữa (chẳng hạn như thay đổi khóa) phải nhỏ hơn 0,25 đô la. Đây rõ ràng là một phán đoán giá trị mang tính trực quan.

Dựa trên những giả định này, chi phí để vượt qua kiểm duyệt hiện nay là: 120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 4,5 đô la

Để có được con số này thấp hơn mục tiêu, chúng ta sẽ cần phải tăng L1 lên 4,5 lần (mặc dù lưu ý rằng đây chỉ là ước tính rất sơ bộ vì tính đàn hồi khó ước tính và ngay cả mức sử dụng tuyệt đối cũng khó dự đoán).

Cần chuyển tài sản giữa các L2

Người dùng thường cần chuyển tài sản từ L2 này sang L2 khác. Đối với các tài sản phổ biến, có khối lượng lớn, cách tiếp cận thực tế nhất là sử dụng giao thức có ý định (như ERC-7683). Trên thực tế, chỉ có một số ít nhà tạo lập thị trường cần chuyển tài sản trực tiếp giữa hai L2; những người dùng khác chỉ cần giao dịch với nhà tạo lập thị trường. Tuy nhiên, cách tiếp cận này không khả thi đối với các tài sản có khối lượng thấp hoặc NFT, do đó, để chuyển các tài sản này từ L2 này sang L2 khác, người dùng cá nhân cần gửi giao dịch qua L1.

Hiện tại, chi phí rút tiền từ L2 là khoảng 250.000 L1 gas và chi phí gửi tiền là 120.000 L1 gas. Về mặt lý thuyết, quá trình này có thể được tối ưu hóa đáng kể. Ví dụ, để chuyển NFT từ Ink sang Arbitrum, quyền sở hữu cơ bản của NFT phải được chuyển từ cầu nối Ink sang cầu nối Arbitrum, diễn ra trên L1. Đây là hoạt động lưu trữ và tốn khoảng 5000 gas. Các hoạt động khác về cơ bản là các cuộc gọi và bằng chứng, miễn là có logic phù hợp thì chi phí có thể được giữ ở mức rất thấp; giả sử tổng chi phí là 7500 gas.

Chúng ta hãy tính toán chi phí cho hai tình huống này.

Tình hình hiện tại: 370000 * 15 * 10**-9 * 2500 = $13,87

Thiết kế lý tưởng: 7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = 0,28 đô la

Mục tiêu lý tưởng của chúng tôi là 0,05 đô la, điều này có nghĩa là L1 cần phải mở rộng khoảng 5,5 lần.

Ngoài ra, chúng ta có thể phân tích trực tiếp hơn dựa trên năng lực. Giả sử mỗi người dùng cần chuyển NFT (hoặc ERC20 hiếm) qua L2 trung bình mỗi tháng một lần. Tổng công suất gas của Ethereum mỗi tháng là: 18.000.000×(1286.400×30​)=3,88 nghìn tỷ gas, đủ để hỗ trợ 518 triệu giao dịch như vậy. Vì vậy, nếu Ethereum muốn phục vụ lượng người dùng toàn cầu (giả sử Facebook có 3,1 tỷ người dùng), nó cần phải mở rộng năng lực lên khoảng 6 lần và đó chỉ là mục đích của L1.

Thoát khối L2

Một tính năng quan trọng của L2 là cho phép người dùng thoát sang L1 khi L2 bị lỗi, đây là tính năng mà "alt L1" không có. Vậy điều gì sẽ xảy ra nếu tất cả người dùng không thể đăng xuất thành công trong vòng một tuần? Đối với kết quả lạc quan, đây có thể không phải là vấn đề lớn: miễn là có một người tham gia trung thực thì không thể xác nhận trạng thái gốc độc hại. Tuy nhiên, trong hệ thống Plasma, nếu dữ liệu không khả dụng, việc thoát thường phải được hoàn tất trong vòng một tuần. Ngay cả trong kịch bản lạc quan, nếu xảy ra nâng cấp quản trị thù địch, người dùng sẽ có thời hạn 30 ngày để rút tài sản của mình (xem: Định nghĩa Giai đoạn 2).

Điều này có nghĩa là gì? Giả sử chuỗi Plasma bị hỏng và chi phí thoát ra là 120.000 gas. Vậy, có bao nhiêu người dùng có thể hoàn tất việc thoát trong vòng một tuần? Chúng ta có thể tính toán như sau: 86400 * 7 / 12 * 18000000 / 120000 = 7,56 triệu người dùng.

Nếu đây là bản cập nhật lạc quan với bản nâng cấp quản trị bị trì hoãn 30 ngày mang tính thù địch, con số sẽ tăng lên 32,4 triệu người dùng. Giả sử có thể tạo ra một giao thức thoát hàng loạt cho phép nhiều người dùng thoát cùng lúc. Nếu chúng ta đẩy hiệu quả lên mức giới hạn và chỉ yêu cầu một thao tác SSTORE cho mỗi người dùng và một chút tính toán bổ sung (tức là 7500 gas), thì cả hai con số đều tăng lên lần lượt là 121 triệu và 518 triệu người dùng.

Sony hiện có L2 trên Ethereum và Playstation có khoảng 116 triệu người dùng hoạt động hàng tháng. Nếu tất cả những người dùng này đều trở thành người dùng Soneium, thì Ethereum tại thời điểm này sẽ không thể mở rộng đủ để hỗ trợ sự kiện thoát hàng loạt. Tuy nhiên, điều này sẽ khó có thể kiểm soát được nếu chúng ta đạt được thỏa thuận rút quân hàng loạt thông minh hơn.

Nếu chúng ta muốn tránh giao thức gửi hàm băm phức tạp về mặt kỹ thuật, chúng ta có thể cần phải dành ra 7500 gas cho mỗi tài sản. Tôi có 9 tài sản có giá trị đáng kể trong ví Arbitrum chính của mình; nếu đây là ước tính, thì L1 có thể cần phải tăng quy mô lên khoảng 9 lần.

Một mối lo ngại khác đối với người dùng là ngay cả khi L1 có thể mở rộng đủ an toàn, họ vẫn sẽ mất rất nhiều tiền do chi phí gas cực kỳ cao.

Chúng ta hãy phân tích chi phí xăng khi thoát ra, sử dụng chi phí thoát ra hiện tại và "lý tưởng" để so sánh:

Tình hình hiện tại:120000 * 15 * 10**-9 * 2500 = 4,5 đô la

Tình hình lý tưởng:7500 * 15 * 10*-9 * 2500 = 0,28 đô la

Tuy nhiên, vấn đề với những ước tính này là trong trường hợp thoát ra hàng loạt, mọi người sẽ cố gắng thoát ra cùng một lúc, do đó chi phí xăng sẽ tăng đáng kể. Chúng tôi đã chứng kiến một số ngày mà chi phí xăng trung bình hàng ngày cho L1 vượt quá 100 gwei. Nếu chúng ta sử dụng 100 gwei làm giá trị cơ sở, chúng ta sẽ có chi phí rút tiền là 1,88 đô la, nghĩa là L1 cần tăng lên 1,9 lần để duy trì mức giá thoát vốn ở mức phải chăng (tức là dưới 1 đô la). Ngoài ra, nếu bạn muốn người dùng có thể rút toàn bộ tài sản của họ cùng một lúc mà không cần sử dụng giao thức xác nhận băm phức tạp về mặt kỹ thuật, thì có thể cần 7500 gas cho mỗi tài sản, làm tăng chi phí rút tiền lên lần lượt là 2,50 đô la hoặc 16,80 đô la, tùy thuộc vào các thông số của bạn và tỷ lệ mà L1 cần mở rộng để đảm bảo chi phí rút tiền vẫn ở mức phải chăng.

Phát hành token ERC20 trên L1

Ngày nay, nhiều token được phát hành trên L2. Nhưng điều này lại nảy sinh một vấn đề bảo mật bị đánh giá thấp: nếu L2 trải qua quá trình nâng cấp quản trị thù địch, thì các token ERC20 được phát hành trên L2 đó có thể bắt đầu phát hành các token mới vô thời hạn và không có cách nào ngăn chặn các token mới này xâm nhập vào toàn bộ hệ sinh thái. Nếu mã thông báo được phát hành trên L1, thì hậu quả của một L2 đi chệch hướng chủ yếu chỉ giới hạn ở chính L2 đó.

Cho đến nay, hơn 200.000 token ERC20 đã được phát hành trên L1. Thậm chí có thể hỗ trợ số lượng token được phát hành gấp 100 lần. Tuy nhiên, để việc phát hành token ERC20 trên L1 trở thành một lựa chọn phổ biến, chi phí phải đủ thấp. Hãy lấy token Railgun, một giao thức bảo mật quan trọng, làm ví dụ. Chi phí giao dịch triển khai là 16,47K gas, dựa trên giả định của chúng tôi, tương đương khoảng 61,76 đô la. Đối với công ty, chi phí này là chấp nhận được. Về nguyên tắc, chi phí này có thể giảm đáng kể thông qua việc tối ưu hóa, đặc biệt đối với các dự án phát hành số lượng lớn token có cùng logic. Tuy nhiên, ngay cả khi chúng ta giảm chi phí xuống còn 120.000 đô la thì giá xăng vẫn là 4,5 đô la.

Nếu mục tiêu của chúng tôi là đưa Polymarket lên L1 (ít nhất là phát hành tài sản; giao dịch vẫn có thể diễn ra trên L2) và chúng tôi muốn có một số lượng lớn các thị trường vi mô, thì với mục tiêu 0,25 đô la ở trên, chúng tôi sẽ cần mở rộng L1 lên khoảng 18 lần.

Hoạt động của ví Keystore

Ví Keystore là loại ví có logic xác minh có thể sửa đổi (để thay đổi khóa, thuật toán ký, v.v.) và những thay đổi này sẽ tự động được truyền đến tất cả L2. Logic xác minh nằm trên L1 và được L2 đọc bằng cách sử dụng lệnh đọc đồng bộ (ví dụ: L1SLOAD, REMOTESTATICCALL). Ví keystore có thể đặt logic xác minh trên L2, nhưng điều này sẽ làm tăng thêm rất nhiều sự phức tạp.

Giả sử mỗi người dùng cần thực hiện thay đổi khóa hoặc nâng cấp tài khoản một lần mỗi năm và chúng ta có 3,1 tỷ người dùng. Nếu mỗi hoạt động tốn 50.000 gas, thì lượng gas tiêu thụ cho mỗi slot là: 50000 * 3100000000 / (31556926 / 12) ~= 59 triệu, gấp khoảng 3,3 lần mục tiêu hiện tại.

Chúng ta có thể giảm chi phí bằng cách thực hiện các tối ưu hóa đáng kể, chẳng hạn như khởi tạo các hoạt động thay đổi khóa trên L2 nhưng lưu trữ dữ liệu trên L1 (xin khen ngợi nhóm Scroll vì ý tưởng này). Điều này sẽ giảm mức tiêu thụ gas xuống chỉ còn một hoạt động ghi lưu trữ và một chút tính toán bổ sung (giả sử là 7500 gas), cho phép cập nhật kho khóa sử dụng khoảng một nửa dung lượng gas hiện tại của Ethereum.

Chúng ta cũng có thể ước tính chi phí cho hoạt động lưu trữ khóa: 7500 * 15 * 10**-9 * 2500 = 0,28 đô la, theo quan điểm này Tỷ lệ mở rộng L1 1,1x sẽ đủ để làm cho ví lưu trữ khóa trở nên hợp túi tiền.

Gửi bằng chứng L2

Để tạo khả năng tương tác chuỗi chéo giữa các L2 nhanh chóng, phổ biến và không cần tin cậy, chúng ta cần các L2 gửi cho các L1 thường xuyên để chúng có thể hiểu trực tiếp trạng thái của nhau. Để đạt được độ trễ thấp tối ưu, L2 cần phải gửi tới L1 trên mỗi khối.

Với công nghệ hiện tại (như ZK-SNARK), mỗi lần gửi L2 tốn khoảng 500.000 gas, do đó Ethereum chỉ có thể hỗ trợ tối đa 36 L2 (trong khi L2beat theo dõi khoảng 150 L2, bao gồm cả validium và optimium). Nhưng quan trọng hơn, cách tiếp cận này hầu như không khả thi về mặt kinh tế: giả sử giá gas trung bình dài hạn là 15 gwei và giá ETH là 2500 đô la, chi phí cam kết hàng năm là: 500.000 * 15 * 10**-9 * (31556926 / 12) * 2500 = 49 triệu đô la/năm.

Nếu chúng ta sử dụng giao thức tổng hợp, chi phí có thể giảm thêm nữa, có khả năng xuống còn khoảng 10.000 gas cho mỗi lần xác nhận, vì cơ chế tổng hợp phức tạp hơn nhiều so với việc chỉ cập nhật một khe lưu trữ duy nhất. Điều này sẽ khiến chi phí cam kết hàng năm cho mỗi L2 vào khoảng 1 triệu đô la.

Trong trường hợp lý tưởng, chúng ta muốn mọi khối đều được gửi tới L1 và đây là điều hiển nhiên. Để đạt được điều này, dung lượng L1 sẽ cần phải tăng đáng kể. Chi phí 100.000 đô la mỗi năm là tương đối nhỏ đối với một nhóm L2, nhưng chi phí 1 triệu đô la mỗi năm thì không phải là không đáng kể.

Kết luận

Chúng ta có thể sắp xếp các trường hợp sử dụng trên vào bảng sau:

Lưu ý rằng cột đầu tiên và cột thứ hai đã được thêm vào. Ví dụ, nếu hoạt động ví khóa chiếm một nửa lượng gas tiêu thụ hiện tại, thì cần phải có đủ dung lượng để chạy hoạt động thoát hàng loạt L2.

Ngoài ra, xin lưu ý rằng ước tính dựa trên chi phí chỉ mang tính chất tham khảo. Độ co giãn của cầu (phí gas phản ứng như thế nào với những thay đổi về giới hạn gas, đặc biệt là về lâu dài) rất khó ước tính và ngay cả ở mức sử dụng cố định vẫn còn nhiều điều không chắc chắn về diễn biến của thị trường phí.

Nhìn chung, phân tích này cho thấy rằng ngay cả trong thế giới do L2 thống trị, việc mở rộng quy mô khí L1 lên 10 lần vẫn có giá trị. Điều này có nghĩa là việc mở rộng L1 trong ngắn hạn có thể đạt được trong 1-2 năm tới vẫn có giá trị bất kể triển vọng dài hạn như thế nào.

Liên kết gốc