Fusaka: Bước nhảy tiến hóa của Ethereum hướng tới khả năng mở rộng vô hạn sau Pectra

Sau thành công của bản cập nhật Pectra, cộng đồng Ethereum đang chuẩn bị cho bước đi lớn tiếp theo. Vào ngày 3 tháng 12 năm 2025, Fusaka sẽ ra mắt, một bản hard fork thể hiện tầm nhìn của mạng lưới hướng tới khả năng mở rộng gần như vô hạn. Tên gọi chính nó phản ánh tham vọng này: Fusaka kết hợp “Fulu” (tầng thực thi) và “Osaka” (tầng đồng thuận), tượng trưng cho sự tích hợp giữa hai trụ cột của giao thức.

Tại sao Fusaka lại quan trọng cho tương lai của Layer 2

Những năm gần đây đã cho thấy các Rollup Layer 2 trở thành giải pháp chính cho chi phí cao trên Ethereum mainnet. Tuy nhiên, các giao thức này vẫn còn gặp phải những trở ngại đáng kể: phí vẫn còn quá cao trong thời kỳ tắc nghẽn, và kiến trúc mạng chưa tối ưu để xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Fusaka giải quyết trực tiếp những vấn đề này qua chín đề xuất cải tiến (EIP), mỗi đề xuất nhằm nâng cao một khía cạnh cụ thể của mạng.

PeerDAS (EIP-7594): Ethereum sẽ xác minh dữ liệu mà không làm quá tải các nút

Việc giới thiệu EIP-4844 đã cách mạng hóa khả năng truy cập dữ liệu, nhưng cũng tạo ra một giới hạn mới: mỗi nút phải tải xuống một lượng lớn blob dữ liệu để xác minh tính xác thực của chúng. Điều này đe dọa đến tính phân quyền của mạng lưới. Yêu cầu băng thông tăng lên, mức độ phi tập trung giảm, và các validator nhỏ gặp khó khăn để theo kịp.

PeerDAS ()Mẫu chọn ngẫu nhiên khả năng truy cập dữ liệu của các nút( giải quyết vấn đề này bằng cách cho phép các nút xác minh tính toàn vẹn của dữ liệu bằng cách tải xuống chỉ các đoạn ngẫu nhiên, thay vì toàn bộ dataset. Cơ chế hoạt động bằng cách chia mỗi blob thành các đơn vị nhỏ gọi là “ô”, được tổ chức thành cột. Mỗi nút chịu trách nhiệm một số cột nhất định và lấy mẫu các cột khác từ các peer. Nếu một nút thu thập ít nhất 50% tổng số cột )ví dụ, 32 trên 64###, nó có thể reconstruct hoàn toàn blob nhờ mã xóa dữ liệu bổ sung tạo ra redundancy.

Cách tiếp cận này tạo ra sự cân bằng: các validator, với phần cứng mạnh hơn, có thể lưu trữ khối lượng lớn hơn và đóng vai trò như điểm neo của mạng. Các nút thông thường vẫn tham gia tích cực mà không phải gánh chịu toàn bộ tải tính toán. Kết quả? Ethereum có thể tăng đáng kể khả năng xử lý blob trong khi vẫn giữ yêu cầu phần cứng thấp cho các thành viên.

Một quy tắc quan trọng đi kèm với đổi mới này: không có giao dịch nào được chứa quá 6 blob. Giới hạn này bảo vệ hệ thống khỏi lạm dụng và phân phối tải đều hơn trên mạng.

Thay đổi giá gas: MODEXP và các giới hạn an toàn

Ba EIP đề cập đến vấn đề nhạy cảm của việc định giá gas, mỗi cái giải quyết các vấn đề cụ thể trong cơ chế precompile MODEXP.

( EIP-7823: Giới hạn dữ liệu MODEXP

Precompile MODEXP của Ethereum từ trước đến nay chấp nhận đầu vào có kích thước vô hạn về lý thuyết. Điều này gây ra nhiều lỗ hổng đồng thuận: các client thực thi khác nhau, các bài kiểm tra trở nên không thể, và công thức định giá trở nên khó dự đoán.

EIP-7823 giới thiệu quy tắc đơn giản nhưng quan trọng: base, exponent và modulus không thể vượt quá 1024 byte )8192 bit###. Giới hạn này an toàn cho tất cả các ứng dụng thực tế—chữ ký RSA dùng khóa tối đa 4096 bit, các đường cong elliptic còn nhỏ hơn nữa. Phân tích lịch sử blockchain từ 2018 đến tháng 1 năm 2025 cho thấy chưa từng có cuộc gọi MODEXP thành công nào vượt quá 513 byte. Như vậy, thay đổi này không làm vô hiệu các giao dịch lịch sử hay tạo ra rủi ro mới, mà loại bỏ các trường hợp cực đoan đe dọa sự ổn định của mạng.

( EIP-7825: Giới hạn tối đa gas cho một giao dịch

Một lỗ hổng khác: một giao dịch có thể tiêu thụ gần như toàn bộ gas của một block )40 triệu(. Nếu ai đó gửi một giao dịch tiêu tốn 38 triệu gas, block đó gần như không thể chứa các giao dịch khác, tạo ra hiệu ứng tương tự tấn công từ chối dịch vụ.

EIP-7825 đặt giới hạn nghiêm ngặt là 16.777.216 gas )2²⁴( cho mỗi giao dịch, bất kể giới hạn tổng của block. Điều này đảm bảo mỗi block sẽ chứa nhiều giao dịch hơn, tránh độc quyền một giao dịch duy nhất. Việc chọn 2²⁴ không phải ngẫu nhiên: là lũy thừa của 2 )dễ thực thi###, đủ lớn cho các hợp đồng phức tạp, và xấp xỉ một nửa kích thước trung bình của một block.

Ảnh hưởng đến cộng đồng là tối thiểu—hầu hết các giao dịch hiện tại tiêu thụ ít hơn 16 triệu gas. Chỉ các thao tác cực đoan mới cần chia nhỏ thành nhiều bước.

EIP-7883: Tính toán lại chi phí thực của MODEXP

Các phép tính MODEXP từ trước đến nay bị định giá thấp hơn so với chi phí tính toán thực tế. Điều này tạo ra nút cổ chai: các nhà tạo block xử lý các phép tính nặng với phần thưởng nhỏ, và các tấn công có thể lấp đầy block bằng các phép tính đắt tiền mà không tốn nhiều chi phí.

Sử dụng công thức thực nghiệm cập nhật, EIP-7883 tăng chi phí tối thiểu từ 200 lên 500 gas và nhân ba các chi phí chung, với các hình phạt cao hơn cho các phép tính với input trên 32 byte. Chi phí cho các phép tính trên số lớn có thể tăng đến 76-80 lần. Khoảng 99,69% các cuộc gọi lịch sử sẽ thấy ít nhất một lần tăng gấp ba. Điều này không thay đổi cách hoạt động của MODEXP, mà điều chỉnh giá phù hợp với công việc thực tế yêu cầu.

Độ ổn định của blob và dự đoán các đề xuất

( EIP-7918: Liên kết phí blob với chi phí thực thi

Phí blob )được giới thiệu bởi EIP-4844( dao động mạnh. Khi gas thực thi chiếm phần lớn chi phí tổng của Rollup, việc giảm phí cơ bản của blob không làm tăng cầu—một hiện tượng kinh tế gọi là cầu không đàn hồi. Giao thức tiếp tục giảm giá xuống còn 1 gwei )giá thấp nhất###, đến mức cơ chế này không còn hiệu quả.

EIP-7918 giới thiệu “giá dự trữ” tối thiểu là BLOB_BASE_COST × base_fee_per_gas ÷ GAS_PER_BLOB. Điều này đảm bảo phí cơ bản của blob luôn duy trì mối liên hệ hợp lý với chi phí thực thi, tạo ra sự ổn định dự đoán được cho các Rollup. Phân tích dữ liệu blockchain trong bốn tháng cho thấy cơ chế mới ngăn chặn giảm xuống còn 1 gwei và giảm đáng kể độ biến động.

( EIP-7917: Làm cho kế hoạch của các đề xuất hoàn toàn dự đoán được

Việc chọn validator đề xuất cho các epoch tương lai hiện chưa thể dự đoán trước. Ngay cả khi biết seed RANDAO, các thay đổi trong số dư thực tế )EB### trong một epoch có thể thay đổi danh sách đề xuất của epoch tiếp theo. Điều này gây khó khăn cho các giao thức xác nhận trước và tạo điều kiện cho thao túng.

EIP-7917 giải quyết vấn đề này bằng cách giới thiệu một cơ chế dự đoán xác định, tính toán và lưu trữ kế hoạch đề xuất cho hai epoch tiếp theo ngay từ đầu mỗi epoch. Một khi đã xác định, danh sách không thay đổi do các cập nhật EB muộn. Tính dự đoán này rất cần thiết cho sự ổn định của Layer 2 và ngăn chặn “balance brushing”—các validator cố gắng thao túng số dư của họ sau khi xem RANDAO.

An ninh và hiệu quả của mạng lưới

( EIP-7934: Giới hạn kích thước block

Không có giới hạn về kích thước RLP của block, kẻ tấn công có thể tạo ra các block khổng lồ làm tê liệt các nút và làm chậm quá trình truyền tải. EIP-7934 đặt giới hạn tối đa là 10 MiB )với biên an toàn 2 MiB###, phù hợp với giới hạn đã có trong giao thức gossip của lớp đồng thuận. Điều này loại bỏ các mâu thuẫn giữa các layer và ngăn chặn các cuộc tấn công DoS dựa trên kích thước quá lớn.

( EIP-7939: Opcode CLZ cho các phép toán bit nhanh

Các nhà phát triển từ trước đến nay phải tự triển khai thủ công các hàm đếm số bit 0 đầu tiên trong Solidity, tiêu tốn gas và bytecode lớn. EIP-7939 giới thiệu opcode mới CLZ )0x1e### với chi phí 5 gas, bằng với ADD. Điều này tăng tốc các thư viện toán học, thuật toán nén, bitmap, sơ đồ ký và các phép toán mã hóa, giảm phí và chi phí của các chứng minh không kiến thức.

( EIP-7951: Hỗ trợ tích hợp sẵn cho các chữ ký phần cứng hiện đại

Apple Secure Enclave, Android Keystore, FIDO2/WebAuthn và các thiết bị phần cứng bảo mật sử dụng đường cong secp256r1 )P-256(. EIP-7951 giới thiệu precompile P256VERIFY tại địa chỉ 0x100, cho phép Ethereum xác minh chữ ký ECDSA trên đường cong P-256 một cách an toàn và tích hợp sẵn, với chi phí 6900 gas. Điều này sửa các lỗ hổng bảo mật của đề xuất trước )RIP-7212 và cuối cùng cho phép người dùng truy cập ví hỗ trợ phần cứng hiện đại một cách dễ dàng như Ethereum.

Kết luận: Hạ tầng mở rộng của ngày mai

Fusaka không phải là một thay đổi mang tính cách mạng đơn lẻ, mà là một chuỗi các cải tiến phối hợp nhằm giải quyết các giới hạn cụ thể của mạng. PeerDAS cho phép mở rộng khả năng xử lý dữ liệu, các thay đổi giá gas đảm bảo ổn định kinh tế, tính dự đoán của các đề xuất tăng cường khả năng dự đoán, và các primitive mới tối ưu hóa hiệu quả.

Kết quả là một Ethereum sẵn sàng cho tương lai: Layer 2 Rollup có thể hoạt động với chi phí thấp hơn và tốc độ cao hơn, các nút vẫn duy trì tính phân quyền nhờ các cơ chế lấy mẫu, và an ninh mạng được củng cố bởi các giới hạn và khuyến khích được điều chỉnh hợp lý. Khi Fusaka chính thức ra mắt vào ngày 3 tháng 12 năm 2025, nó sẽ đánh dấu bước chuyển chính thức sang hạ tầng khả năng mở rộng vô hạn mà Ethereum luôn hứa hẹn.