Nghiên cứu về các client không lưu dữ liệu đối với Ethereum được coi là công cụ duy trì tình trạng hoạt động lâu dài của mạng. Tuy có nhiều tiến bộ ở khía cạnh này nhưng một số hạn chế cơ bản gây khó khăn cho quá trình áp dụng vào thực tế cho đến nay.
Vitalik Buterin – Đồng sáng lập Ethereum
Tại hội nghị Unitize, Vitalik Buterin, đồng sáng lập Ethereum, cập nhật về tiến trình và vấn đề mới nhất trong quá trình chuyển đổi client không lưu dữ liệu.
Nói một cách ngắn gọn, client không lưu dữ liệu là một cách để cho phép các node tham gia đầy đủ vào xác thực mà không cần phải có toàn bộ lịch sử trước đó của blockchain. Dữ liệu đại diện cho tất cả số dư hiện tại, mã hợp đồng thông minh và dữ liệu tương ứng.
Mỗi khối mới chỉ thực hiện các thay đổi rất nhỏ đối với dữ liệu, nhưng tất cả phải được xác minh trên toàn bộ blockchain, khiến nó trở thành quy trình rất kém hiệu quả. Các client không lưu dữ liệu là trọng tâm cốt lõi của sáng kiến Ethereum 1.x, nhằm duy trì chuỗi hiện tại ở trạng thái dữ liệu có thể sử dụng được. Nhưng nghiên cứu cũng có ý nghĩa quan trọng đối với Ethereum 2.0:
“Trong bối cảnh sharding Ethereum 2.0, các client không lưu dữ liệu về cơ bản là bắt buộc vì node được bố trí nhanh chóng giữa các shard khác nhau”.
Buterin cũng nhấn mạnh client không lưu dữ liệu đang được nghiên cứu trong các blockchain khác, bao gồm cả Bitcoin. Các client không lưu dữ liệu dựa vào kỹ thuật mã hóa để tính toán thay đổi dữ liệu và xác minh chúng mà không phải giữ trong bộ nhớ. Nhưng mật mã liên quan vẫn chưa hoàn hảo.
Các vấn đề tạo bằng chứng
Giải pháp hiện đại dựa trên bằng chứng Merkle để xác nhận dữ liệu thông qua khái niệm nhân chứng, bao gồm thông tin về các phần dữ liệu đã bị sửa đổi. Nhưng công nghệ này có một số nhược điểm quan trọng do sự thiếu hiệu quả hiện tại của Ethereum, có thể dẫn đến kích thước nhân chứng tối đa là 405 megabyte cho mỗi khối.
Tối ưu hóa có thể giảm kích thước nhân chứng xuống tối đa 2 megabyte và trung bình 600 kilobyte – nhưng vẫn cao hơn kích thước khối Ethereum hiện tại khoảng 50 kilobyte.
Giải pháp thay thế mà Buterin hiện đang tập trung vào là Cam kết đa thức, một hệ thống chứng minh dựa trên các hàm đa thức để biểu diễn dữ liệu. Thông qua một số thuộc tính mật mã, chỉ sử dụng một nhân chứng nhỏ để chứng minh cho “toàn bộ các giá trị”.
Nhưng anh giải thích rằng có vấn đề lớn với phương pháp này. Bằng chứng Merkle dễ dàng cập nhật một phần do cấu trúc giống như cây của chúng, nhưng Cam kết đa thức đòi hỏi phải thay đổi hoàn toàn toàn bộ đường cong, khiến việc tính toán trở nên đắt đỏ.
Có rất nhiều giải pháp tiềm năng cho vấn đề này, ví dụ như mô hình lai của cây Verkle, kết hợp các Cam kết đa thức thành một cấu trúc giống như cây.
Nghiên cứu vẫn đang được thực hiện
Buterin lưu ý mỗi giải pháp tiềm năng có những vấn đề riêng cần nghiên cứu bổ sung. Kết thúc phần trình bày của mình, anh nói:
“Có một loạt các kỹ thuật số học lạ mắt cho phép chúng tôi cắt giảm kích thước nhân chứng xuống đến mức dữ liệu bổ sung mà các client không lưu dữ liệu cần tải xuống thực sự không nhiều. Nhưng vẫn nghiên cứu và còn rất nhiều tinh chỉnh. Đây là lý do mà chúng tôi tích cực khẩn cầu sự giúp đỡ từ cộng đồng nghiên cứu học thuật”.
Bài thuyết trình cho thấy các client không lưu dữ liệu có thể sẽ không đến với Ethereum ngay khi họ xoay quanh những đột phá trong nghiên cứu mật mã. Hiện tại, năng lực giao dịch Ethereum đang bị giới hạn một cách có chủ đích do lo ngại làm cho blockchain quá nặng đối với các thiết bị trung bình.
Đối với người dùng trung bình, điều này có nghĩa là giá gas sẽ duy trì ở mức cao trong tương lai gần, trừ khi nhu cầu giảm xuống hoặc giải pháp lớp hai đẩy nhanh tốc độ.
