Ethereum Fork là gì? Những đợt Fork quan trọng của Ethereum

Ethereum Fork là các bản nâng cấp của Ethereum blockchain giúp mạng lưới giải quyết các vấn đề hiện tại và nâng cấp thành các phiên bản tốt hơn.

Tương tự như các phần mềm máy tính, Ethereum cũng cần những đợt nâng cấp để giúp mạng lưới khắc phục các vấn đề hoặc áp dụng thêm những cải tiến mới. Trong bài viết này, Coin98 Insights sẽ đề cập đến:

• Ethereum Fork là gì?
• EIP - Đề xuất cải tiến Ethereum là gì?
• Lịch sử Fork của Ethereum

Ethereum Fork là gì?

Trước khi tìm hiểu Ethereum Fork thì cùng tìm hiểu qua về Fork. Fork là các bản nâng cấp của blockchain, chúng có 2 dạng phổ biến là Hard Fork và Soft Fork.

• Hard Fork: Hard Fork là sự thay đổi của giao thức tiền điện tử mà không tương thích với các phiên bản trước. Có nghĩa là các node cũ không được cập nhật phiên bản mới sẽ không thể xử lý giao dịch hay đẩy các block mới lên blockchain.
• Soft Fork: Soft Fork là sự thay đổi trong giao thức tiền điện tử theo phương thức tương thích ngược (backward-compatible). Các node chưa cập nhật sẽ vẫn có thể xử lý các giao dịch và đẩy các block mới lên blockchain, miễn là không vi phạm vào các quy tắc của giao thức mới.

Như vậy, Ethereum Hard Fork là sự kiện thay đổi các quy tắc, luật lệ đang được áp dụng trên chuỗi khối của Ethereum khiến cho các khối (block), giao dịch được xác nhận bởi quy tắc cũ trở nên không hợp lệ.

Không giống như nhiều blockchain khác, các Hard Fork diễn ra trong mạng lưới của Ethereum hầu như đều được lên kế hoạch trước và chuỗi khối mới sẽ đi theo hướng của chuỗi fork ra. Đó là lý do số chain tách ra từ Ethereum không nhiều, chỉ có Ethereum Classic (Sự kiện The DAO Hack) và Ethereum POW (sự kiện The Merge).

Còn Bitcoin thì Fork thành rất nhiều chain khác nhau như Bitcoin Gold, Bitcoin Cash, BitcoinABC, BitcoinSV,...

Tại sao Ethereum Hard Fork diễn ra?

Hard fork diễn ra để thực hiện các thay đổi mới, thêm các tính năng mới nhằm cải thiện hệ thống mạng lưới của Ethereum trở nên tốt hơn.

Các hard fork của Ethereum đều được lên kế hoạch trước theo roadmap (lộ trình phát triển) từ những ngày đầu tiên. Nên thường hard fork của Ethereum rất ít khi gặp trục trặc bởi họ chuẩn bị rất kỹ thông qua những đợt thử nghiệm trên testnet.

Đề xuất cải tiến trước khi Fork Ethereum

EIP - Đề xuất cải tiến Ethereum

Trước khi các đợt Fork được diễn ra, cộng đồng sẽ có những đề xuất để mọi người cùng xem xét và biểu quyết, và đó chính là EIP (Ethereum Improvement Proposals) - đề xuất cải tiến Ethereum. Bất kỳ ai trong cộng đồng đề được quyền tạo ra một EIP để đề xuất, có những EIP với tác động khá nhỏ như dời lịch triển khai nhưng có những EIP tác động rất lớn đến cơ chế đồng thuận, tiêu chuẩn token như EIP 1559, EIP 721,...

Đây là ý đến từ Bitcoin Improvement Proposals (BIPs) và Python Enhancement Proposals (PEPs) process, điều này giúp Ethereum có thể tự thân phát triển dựa trên đề xuất của cộng đồng. Mỗi EIP đưa lên đều được chỉnh sửa lại theo đúng format, trước đây Vitalik Buterin và Gavin Wood từng đảm nhiệm các vị trí này.

Quy trình thực thi EIP

Để mỗi EIP được thực thi, chúng cần trải qua nhiều giai đoạn:

• Idea: Ý tưởng được phác thảo và chưa được lưu trong kho EIP.
• Draft: Bản phác thảo lúc này đã được theo dõi editor của Ethereum, sau khi chỉnh sửa đúng format, chúng sẽ được lưu trữ vào kho EIP.
• Review: Lúc này bản đề xuất đã hoàn thành, tác giả sẽ cho phép tất cả mọi người đánh giá và gửi phản hồi.
• Last Call: Đây là đợt xem xét cuối cùng đi đến Final, tác giả thường sẽ đổi trạng thái Last Call để mọi người xem xét sau 14 ngày Review.
• Final: Đây là bản hoàn thiện cuối cùng, không được chỉnh sửa quá nhiều phần gốc mà chỉ chỉnh sửa các lỗi nhỏ.
• Stagnant: Bất kỳ EIP nào trong trạng thái Draft, Review và Last Call không được hoạt động trong 6 tháng sẽ chuyển sang trạng thái Trì trệ. Nếu có người chỉnh sửa lại thì chúng sẽ quay về trạng thái cũ.
• Withdrawn: Tác giả của EIP có thể rút đề xuất trong trạng thái Draft, Review và Last Call trước khi đến Final. Sau khi đã rút, nếu như muốn khôi phục lại, họ cần tạo một đề xuất mới.
• Living: Đây là trạng thái đặc biệt dành cho các EIP được cập nhật liên tục và không đạt đến trạng thái cuối cùng, ví dụ như EIP-1 nằm trong số này.

Phân loại các EIP

Trên thị trường có 3 dạng EIP khác nhau, đó là:

• EIP Tiêu chuẩn

Đây là EIP tiêu chuẩn có sự tác động đến Ethereum như cơ chế đồng thuận, các ứng dụng trên blockchain, quy chuẩn cho block/transaction. Mỗi EIP này sẽ bao gồm một bản thiết kế phác thảo, một kế hoạch áp dụng và một bản nâng cấp/thay đổi trong từng trường hợp cụ thể.

Sâu hơn nữa, EIP tiêu chuẩn sẽ chia thành 4 loại là Core (Cốt lõi), Networking (kết nối), Interface (Giao diện), ERC (Tiêu chuẩn).

• Meta EIP

Đây là EIP diễn ra một quy trình xoay quanh Ethereum chứ không chỉ riêng về bản thân Ethereum protocol. Họ có thể đề xuất cách để triển khai nhưng không có code cụ thể. Dạng EIP này cần sự đồng thuận của cộng đồng để duyệt và được xem là một Process EIP.

• Informational EIP

Đây là các bản đề xuất mô tả sự cố của Ethereum, cung cấp bản hướng dẫn hoặc thông tin chung cho cộng đồng mà không đề xuất tính năng mới. Vì vậy EIP này không cần sự chấp thuận của động đồng, người triển khai EIP có thể nghe theo hoặc bỏ qua đề xuất.

Các bạn có thể xem tất cả các EIP đã được đề xuất tại đây.

Lịch sử Fork của Ethereum

Frontier (30/7/2015)

Frontier là cột mốc đầu tiên của Ethereum, đánh dấu sự bắt đầu bới block 0. Trong giai đoạn này, các miner bắt đầu cài đặt phần mềm để tham gia mạng lưới, gas limit cao nhất là 5,000.

Frontier thawing (7/9/2015)

Frontier thawing hard fork (block thứ 200,000) đã dỡ bỏ giới hạn gas limit 5,000 và đặt gas price mặc định là 51 gwei, các giao dịch sẽ yêu càu 21,000 gas limit. Bom độ khó cũng được giới thiệu ở giai đoạn này, đây là tính năng giúp Ethereum tránh bị tấn công khi chuyển sang Proof of Stake trong thời gian vừa rồi.

Homestead (14/5/2016)

Lần hard fork thứ 3 của Ethereum tại block số 1,150,000 đánh dấu sự chuyển đổi giai đoạn phát triển của Ethereum từ Frontier sang Homestead với ba sự thay đổi lớn:

• Loại bỏ chức năng hợp đồng Canary.
• Giới thiệu code mới trong ngôn ngữ lập trình Solidity.
• Giới thiệu ví Mist, cho phép người dùng giữ, chuyển ETH, viết và triển khai hợp đồng thông minh.

The DAO Hard Fork (20/7/2016)

Ethereum hoạt động được tầm 1 năm đã bắt đầu hình thành nên hệ sinh thái. Trong đó, không thể không nhắc đến dự án The DAO - một quỹ đầu tư theo mô hình tự trị phi tập trung đầu tiên được xây dựng trên Ethereum.

Tuy nhiên, một hacker đã kích hoạt lỗ hổng chia tách (split function) trong mã code của The DAO smart contract. Nó cho phép hacker chuyển đi và kiểm soát 50 triệu đô. Để ngăn chặn sự kiện không mong muốn, Ethereum quyết định Hard Fork và kết quả của lần này chia tách chuỗi khối Ethereum thành 2 chuỗi khác nhau là Ethereum (ETH) và Ethereum Classic (ETC). Trong đó ETC chính là chuỗi gốc của Ethereum.

Tangerine Whistle (18/10/2016)

EIP-150 hard fork (a.k.a Tangerine Whistle) là lần thứ 3 hard fork của Ethereum, nó được diễn ra tại khối 2,463,000 vào ngày 18/10/2016 với việc cập nhật lại phí gas trong mạng lưới nhằm giải quyết vấn đề về tấn công dịch vụ DoS.

Spurious Dragon (22/11/2016)

Ethereum diễn ra lần hard fork thứ 4 - Spurious Dragon tại block số 2,675,000 với việc áp dụng chính thức các EIPs mới (EIP-155, EIP-160, EIP-161 và EIP-170) vào chuỗi khối của Ethereum.

Cụ thể:

• EIP-155: Ngăn chặn giao dịch trên chuỗi khối Ethereum được phát lại trên các chuỗi khối thay thế (testnet).
• EIP-160: Tăng phí EXP theo độ phức tạp tính toán.
• EIP-161: Cho phép xóa một số lượng lớn tài khoản trống được đưa vào trạng thái với chi phí rất thấp do các cuộc tấn công DoS trước đó tạo ra.
• EIP-170: Thay đổi kích thước mã tối đa mà hợp đồng trên blockchain của Ethereum có thể có (24,576 byte)

Metropolis (12/10/2017)

Metropolis là bản kế hoạch soft fork gồm 2 phần. Phần 1 là Byzantium, phần 2 là Constantinople. 

Byzantium (12/10/2017)

Đây là soft fork của Ethereum diễn ra tại block 4,370,000 với sự cập nhật của 9 bản đề xuất EIPs nhằm cải thiện các thuộc tính bảo mật, khả năng mở rộng và bảo mật của Ethereum.

Các EIPs bao gồm: EIP-140, EIP-658, EIP-196 & EIP-197,EIP-198,EIP-211, EIP-214, EIP-100, EIP-649.

Các bạn có thể vào https://eips.ethereum.org/erc để tham khảo thêm các EIPs của Ethereum.

Ngoài ra còn có thêm các thay đổi:

• Giảm block reward từ 5 xuống 5 ETH
• Trì hoãn bom độ khó 1 năm
• Thêm khả năng thực hiện các cuộc gọi không thay đổi trạng thái cho các hợp đồng khác
• Thêm một số phương pháp mã hóa để ủng hộ giải pháp mở rộng Layer 2

Constantinople - St. Petersburg (28/2/2019)

Là lần hard fork thứ 6 và cũng là 1 trong các hard fork quan trọng trong quá trình chuyển đổi cơ chế đồng thuận PoW sang PoS của Ethereum. Sau nhiều  lần trì hoãn, ngày 16/1/2019 tại khối 7,280,000 hard fork Constantinople đã được diễn ra thành công với sự cập nhật của 4 EIPs với những thay đổi như sau:

• Tối ưu hoá việc sử dụng gas (EIP-145, EIP-1052)
• Cho phép kích hoạt các giải pháp layer2 như state channel (EIP-1014)
• Trì hoãn độ khó và giảm phần thưởng khối từ 3ETH về 2ETH cho mỗi block được khai thác (EIP-1234)
• Loại bỏ EIP-1283 do tiềm ẩn nguy cơ bị hack

Atlantic (12/9/2019)

Đây là đợt hard fork giúp Ethereum Classic có thể nâng cấp tương tự Ethereum qua bản Byzantium, diễn ra tại block 8,772,000. Bản nâng cấp Atlantis sẽ giúp Ethereum Classic ổn định hơn, đây là nỗ lực của nhiều phía bao gồm ETC Labs, Chainsafe System, ETC Cooperative và các thành viên trong cộng đồng.

Istanbul (4/12/2019)

Đây là lần hard fork gần nhất của Ethereum diễn ra tại khối 9,069,000 với cập nhật của 6 bản đề xuất EIPs

• EIP-152: Kích hoạt khả năng tương thích với ZCash và các blockchain sử dụng Equihash khác.
• EIP-1108: Giảm phí gas cho STARKs và SNARKs.
• EIP-1344: Bổ sung hệ thống ID ngăn chặn các cuộc tấn công phát lại giữa các blockchain khác nhau.
• EIP-1844: Tăng chi phí gas của một số hoạt động EVM chuyên sâu nhằm ngăn chặn các cuộc tấn công spam và đạt sự cân bằng tiêu thụ khí / tài nguyên tốt hơn.
• EIP-2028: Việc triển khai các hợp đồng thông minh zk-SNARK và zk-STARK trở nên rẻ hơn.
• EIP-2200: Thay đổi cách tính chi phí lưu trữ trong EVM.

Muir Glacier (2/1/2020)

Đây là bản fork có một đề xuất cải tiến là EIP-2384 để trì hoãn tính năng bom độ khó - tính năng giúp bảo vệ mạng lưới Ethereum khi chuyển từ Proof of Work sang Proof of Stake, diễn ra vào block 9,200,000. 

Đây là lần thứ 3 Ethereum Foundation trì hoãn bom độ khó. Lần này diễn ra vì độ khó của mạng lưới đã tăng từ tháng 10/2019 so với dự kiến giữa tháng 10/2020 của Ethereum foundation. Nếu độ khó tăng quá cao sẽ khiến mạng lưới trở nên kém hiệu quả.

Triển khai Staking Smart Contract (14/10/2020)

Đây là sự kiện diễn ra vào block 11,052,984, giới thiệu tính năng staking cho hệ sinh thái Ethereum và đánh dấu mốc quan trọng để ra mắt Beacon chain sau này.

Beacon Chain genesis (1/12/2020)

Beacon Chain cần 16,384 người gửi, mỗi người 32 ETH stake vào chain để đủ độ an toàn và bảo mật. Điều này diễn ra từ 27/11/2020 và cho đến 1/12/2020 thì Beacon Chain mới ra mắt block đầu tiên.

Berlin (15/4/2021)

Đây là bản nâng cấp diễn ra vào block 12,244,000 với 4 đề xuất cải tiến là:

• EIP-2565: giảm phí gas của ModExp
• EIP-2929: tăng phí gas cho các yếu cầu lần đầu
• EIP-2718: cho phép gộp nhiều giao dịch với nhau
• EIP-2930, cho phép giao dịch với tính năng danh bạ lưu trữ

London (5/8/2021)

Đây là bản nâng cấp diễn ra vào block 12,965,000 với 5 đề xuất cải tiến. Tuy nhiên, EIP-1559 là bản cập nhật đáng chú ý hơn cả vì chúng kích hoạt tính năng đốt ETH sau mỗi giao dịch, thúc đẩy ETH lạm phát ít hơn hoặc giảm phát.

Ngoài ra, London tiếp tục trì hoãn bom đồ khó vì chưa sẵn sàng cho đợt chuyển từ PoW sang PoS tiếp theo.

Những đợt Fork của Ethereum. Nguồn ảnh: Visual Capitalist

Altair (27/10/2021)

Đây là bản nâng cấp lớn đầu tiên của Beacon Chain diễn ra vào block 74,240, giúp các nhà xác thực có thể tham gia với yêu cầu kĩ thuật thấp hơn và giảm nhẹ đi các khoản phạt khi sự kiện The Merge sắp đến.

Arrow Glacier (9/12/2021)

Bản nâng cấp này không có điểm nổi bật ngoài việc dời lại tính năng bom độ khó thêm vài tháng, diễn ra vào block 13,773,000. Đây là đợt thứ 5 Ethereum Foundation dời tính năng bom độ khó sau các đợt Muir Glacier, Byzantium, Constantinople và London.

Gray Glacier (30/6/2022)

Tiếp tục là đợt thông báo dời tính năng bom độ khó thêm 3 tháng, diễn ra vào block 15,050,000.

Bellatrix (6/9/2022)

Đây là đợt nâng cấp thứ 2 của Beacon chain diễn ra vào epoch 144,896. Bellatrix tập trung vào việc áp dụng các hình phạt cho validator nếu họ có hành vi không đúng. Ngoài ra, Bellatrix cũng cập nhật thêm bản quy tắc chựa chọn trước khi đến The Merge.

Paris - The Merge (15/9/2022)

Đợt nâng cấp Paris diễn ra vào block 15,537,394. Mấu chốt của The Merge là việc loại bỏ hẳn cơ chế đồng thuận PoW sang PoS. Đây là đợt nâng cấp có tác động lớn nhất kể từ đợt Homestead.

Để The Merge có thể diễn thành công, Ethereum Foundation đã phải trải qua nhiều đợt testnet như Kintsugi, Kiln, Ropsten, Sepolia, Goerli,... Các bạn có thể tìm hiểu sâu hơn về tác động của The Merge qua bài viết tại đây.

Shanghai (Dự kiến 3/2023)

Đợt nâng cấp Shanghai dự kiến sẽ diễn ra vào 3/2023 với 6 bản nâng cấp là EIP 4895, EIP 3540, EIP 3670, EIP 4200, EIP 4570, EIP 5450. Để đợt nâng cấp Shanghai diễn ra êm xuôi, đội ngũ Ethereum Foundation đã ra mắt testnet Shangdong để làm testnet cho Shanghai, dự kiến hoàn thành vào tháng 3/2023.

Trong đó, điểm mấu chốt của đợt nâng cấp Shanghai là cho phép những ETH 2.0 staker có thể rút ETH. Ngoài ra, còn có đề xuất EIP-4844 được cộng đồng chú ý, đây là bản hard fork để áp dụng công nghệ proto danksharding nhằm hỗ trợ các mạng lưới Layer 2 của Ethereum.

Ngoài ra, các bạn có thể đọc về Nâng cấp Shanghai và sự tác động tới Ethereum qua bài viết tại đây.

Tương lai của Ethereum

Trong tương lai, Ethereum chắc chắn còn nhiều đợt nâng cấp nữa. Sau The Merge sẽ đến The Surge, The Verge, The Purge, The Splurge,... Mỗi đợt nâng cấp có thể kéo dài từ 3-5 năm, khiến roadmap của Ethereum có thể kéo dài đến 20 năm. 

Tuy nhiên, mỗi sự thay đổi và nâng cấp của Ethereum sẽ tác động đến toàn ngành Crypto chứ không chỉ riêng họ. 

• The Surge (Dự kiến 2023): Tập trung việc mở rộng khả năng xử lý của mạng lưới qua cơ chế Sharding.
• The Verge: Áp dụng mô hình Verkle Trees giúp kích thước proof có thể nhỏ hơn, từ đó giảm kích thước node, giúp nhiều người có tiếp cận Ethereum node hơn.
• The Purge: Giảm dung lượng ổ cứng cần thiết cho trình xác nhận. Điều này giúp loại bỏ dữ liệu lịch sử và nợ xấu. Hợp lý hóa việc lưu trữ, do đó làm giảm tắc nghẽn mạng.
• The Splurge: Nâng cấp, sửa lỗi để Ethereum có thể hoạt động trơn tru sau 4 giai đoạn nâng cấp trước.

Tổng kết

Bài viết phía trên đã cung cấp tổng quan về các đợt nâng cấp Ethereum. Cùng với sự hợp lực của Ethereum Foundation, các dự án/developer và người dùng cuối thì Ethereum sẽ còn phát triển hơn nữa trong tương lai.

Tuy nhiên, để Ethereum có thể giải quyết vấn đề bảo mật, ứng dụng và mở rộng thì Ethereum Foundation dự tính khoảng thời gian từ 10-20 năm. Đây là khoảng thời gian không ngắn nhưng đảm bảo mọi đợt nâng cấp sau khi diễn ra sẽ không bị lỗi.