20 giây xuống 162 mili giây: Ethereum rút ngắn thời gian tái tạo blob, siêu node vẫn không thể thiếu

Một thử nghiệm mới cho thấy gánh nặng tính toán khi tái tạo lại dữ liệu blob mà các rollup trên Ethereum(ETH) sử dụng có thể giảm mạnh. Trong mô phỏng với 1.000 node, thời gian tái tạo mỗi slot giảm từ mức tối đa 20 giây xuống còn 162 mili giây.

Diễn đàn nghiên cứu Ethereum (ethresear.ch) công bố kết quả này trong một bài viết nghiên cứu ngày 3 (giờ địa phương). Bài viết cho biết một phiên bản rút gọn (reduced variant) của thiết kế mang tên “RowDAS” đã được kiểm chứng qua mô phỏng quy mô 1.000 node. Với 128 blob, chi phí tái tạo đo được là 162 mili giây mỗi slot, trong khi phương thức hiện hành PeerDAS mất tối đa 20 giây mỗi slot trong cùng điều kiện.

Kết quả cũng tương tự khi mở rộng ra toàn mạng. Khi tỷ lệ siêu node - các node lưu trữ dung lượng lớn - chiếm 10% tổng số node, tổng thời gian CPU dùng để tái tạo giảm từ 48,6 giây xuống 2,75 giây. Khi tỷ lệ này là 20%, con số giảm từ 91 giây xuống 6,6 giây.

Phiên bản rút gọn đạt được mức giảm này mà không cần kích hoạt kênh liên lạc mới gọi là “row topics”. Tuy nhiên, bài viết lưu ý rằng ngay cả khi đó, sự phụ thuộc vào các node lưu trữ nhiều (high-custody), tức siêu node, vẫn không thay đổi. Thiết kế này giữ nguyên tuyến cột (column) - vốn dùng để xác định dữ liệu có sẵn để sử dụng hay không - và chỉ bổ sung tuyến hàng (row) mới như một công cụ hỗ trợ lấp đầy dữ liệu (backfill). Theo bài viết, mức thay đổi thời gian hoàn thành tuyến cột trong thử nghiệm chỉ dao động từ -30 mili giây đến +6 mili giây, cho thấy tuyến hiện hành gần như không bị ảnh hưởng.

PeerDAS là phương thức lấy mẫu tính khả dụng dữ liệu (DAS), chia dữ liệu blob thành nhiều mảnh (cell) để các node cùng lưu trữ. Các mảnh này được sắp xếp theo dạng lưới, trong đó tuyến cột theo chiều dọc đóng vai trò tuyến chuẩn để xác nhận dữ liệu thực sự tồn tại. RowDAS đề xuất bổ sung tuyến hàng theo chiều ngang, nhằm phân chia khối lượng công việc để gánh nặng tái tạo không dồn vào một số node nhất định.

Phiên bản đầy đủ của RowDAS đã được đăng ký thành đề xuất cải tiến Ethereum (EIP) 8371 vào ngày 5 tháng trước, do Csaba Kiraly và Marco Munizaga soạn thảo. Bản dự thảo này lấy EIP-7594 và EIP-8136 làm tiền đề, đề xuất thiết lập 128 subnet hàng và trao đổi thông điệp cell theo từng hàng để phân tán công việc tái tạo.

Tài liệu khẳng định việc phân tán qua tuyến hàng chỉ là biện pháp tối ưu, còn tuyến có thẩm quyền để xác định tính khả dụng của dữ liệu vẫn là tuyến cột. Phiên bản rút gọn được kiểm chứng lần này là một giải pháp trung gian: giảm gánh nặng tính toán trước, mà chưa cần đến tuyến hàng.

Kết quả lần này mang tính chất bổ sung tiếp theo cho PeerDAS, vốn đã lên mainnet trong bản nâng cấp Fusaka hồi tháng 12 năm ngoái. Trong bản cập nhật ưu tiên giao thức ngày 18 tháng 2, Quỹ Ethereum (Ethereum Foundation) cho biết việc áp dụng PeerDAS giúp các validator chỉ cần lấy mẫu một phần dữ liệu blob thay vì tải toàn bộ, và về lý thuyết dung lượng blob đã tăng gấp 8 lần. Ethereum đã chuyển các thành phần mở rộng, trong đó có việc tăng tham số blob nêu trong bản cập nhật tháng 2, sang giai đoạn testnet công khai ở bản nâng cấp tiếp theo mang tên Glamsterdam.

Cách các rollup lưu lại dữ liệu giao dịch trên Ethereum vốn dựa vào blob. Dung lượng blob càng tăng, rollup càng có thể đưa nhiều dữ liệu lên với chi phí rẻ hơn, nhưng đi kèm với đó là gánh nặng tính toán để tái tạo dữ liệu cũng lớn hơn. Cho đến nay, gánh nặng này gần như do siêu node - vốn có đủ năng lực lưu trữ và băng thông - gánh vác, và điều này từng bị chỉ ra là khiến toàn mạng phụ thuộc vào một số ít node cấu hình cao.

Tại cuộc gọi dành cho nhà phát triển (ACDC #184) diễn ra ngày 6 tháng trước, Csaba Kiraly giới thiệu RowDAS như một đề xuất nhằm giảm bài toán tái tạo tốn nhiều tính toán của PeerDAS cũng như sự phụ thuộc vào siêu node. Ông cho biết sẽ phân chia công việc bằng cách gửi thông điệp từng phần và phân bổ theo cơ chế xoay vòng.

Trong khi đó, Guillaume Ballet, nhà phát triển cốt lõi của go-ethereum (Geth), nhận định trên mạng xã hội rằng RowDAS có ích cho việc phi tập trung hóa, nhưng chưa phải là vấn đề cấp bách hơn khả năng chống lượng tử hay quyền riêng tư. Đây là phản ứng nghiêng về việc dời ưu tiên, hơn là phủ nhận sự cần thiết về mặt kỹ thuật của đề xuất.

Tuy nhiên, thử nghiệm lần này chỉ là kết quả mô phỏng, chưa được chạy trên devnet hay mainnet thực tế. Mục tiêu cốt lõi của RowDAS đầy đủ - khôi phục dữ liệu mà không cần siêu node - chỉ khả thi khi kích hoạt row topics, trong khi phiên bản rút gọn được kiểm chứng lần này mới chỉ giảm gánh nặng CPU mà chưa có tính năng đó. Giao thức truy vấn riêng lẻ để lấy về từng blob cụ thể cũng vẫn là bài toán để ngỏ.

EIP-8371 hiện vẫn ở dạng dự thảo, việc có được thông qua hay không và thời điểm triển khai vẫn chưa được xác định.