Các thành phần kiến trúc của chuỗi khối Ethereum: Chúng là gì?

Ethereum (ETH) đã đi từ chỉ là một whitepaper vào năm 2013 thành một chuỗi khối hàng tỷ đô la mà nhiều dự án đã xây dựng. Blockchain ra đời do sự thúc giục của người đồng sáng tạo Vitalik Buterin về nhiều chức năng hơn so với Bitcoin (BTC) phải cung cấp về mặt xây dựng một hệ sinh thái xung quanh.

Tuy nhiên, chính xác thì blockchain Ethereum là gì? Chuỗi khối Ethereum là một biển sâu các thành phần và phẩm chất, tạo nên một hệ sinh thái bao gồm các giải pháp xung quanh, chẳng hạn như các sàn giao dịch phi tập trung (DEX) và các sản phẩm tài chính phi tập trung (DeFi) khác, có thể thực hiện được. Bài viết này nhằm mục đích giúp mọi người hiểu được những điều cơ bản của Ethereum – những điều cơ bản của nó, điều gì làm cho blockchain trở nên nổi tiếng và tiềm năng được nắm giữ bên trong.

Tổng quan rộng rãi về chuỗi khối Ethereum và các thành phần của nó

Trước hết, Ethereum là gì? Ethereum có blockchain riêng không? Đúng. Ethereum là một blockchain hoạt động hoàn toàn tách biệt với các blockchain gốc khác, chẳng hạn như chuỗi Bitcoin. Ethereum có đồng tiền riêng của mình, giao dịch trên các sàn giao dịch tiền điện tử dưới mã ETH, đôi khi được gọi là Ether, được sử dụng theo nhiều cách khác nhau trong không gian tiền điện tử.

 

Nói tóm lại, Ethereum đóng vai trò là một nền tảng – một khuôn khổ công nghệ mà các nhà phát triển có thể sử dụng để xây dựng các sản phẩm chạy trên chuỗi khối Ethereum, sử dụng cấu trúc phi tập trung của nó.

Ví dụ: các giao thức vay và cho vay của DeFi, cho phép chủ sở hữu tiền điện tử vay và cho vay tài sản tiền điện tử, song song với việc trả hoặc thu lãi (tùy thuộc vào hành động) mà không cần một tổ chức trung gian tập trung nào. Thay vì một người trung gian, các giao thức như vậy dựa vào mã máy tính được lập trình để hoàn thành các hành động nhất định trên chuỗi khối Ethereum, nếu giao thức được xây dựng trên Ethereum. Các blockchain khác cũng tồn tại để các nhà phát triển có thể xây dựng.

Ether

Như đã lưu ý ở trên, ETH, còn được gọi là Ether, là đồng tiền gốc của chuỗi khối Ethereum. ETH có một số cách sử dụng trong hệ sinh thái Ethereum, chẳng hạn như thanh toán phí cho các hoạt động trên chuỗi khối Ethereum.

Ví dụ: gửi ETH từ người này sang người khác, yêu cầu người gửi phải chi một lượng ETH để gửi giao dịch thông qua blockchain – về cơ bản là một khoản thanh toán cho những người sử dụng tài nguyên để chạy blockchain. Thông tin thêm về phí và giao dịch trong phần tiếp theo.

Mỗi đồng ETH chia hết cho một số chữ số thập phân nhất định. Thước đo nhỏ nhất của ETH, 0,000000000000000001 ETH, được gọi là Wei. Ở mức 0,000000001 ETH (10 ^ -9 ETH), một Gwei (đơn vị gas) là một lượng ETH lớn hơn một chút. Thay vì đề cập rằng gas của bạn tốn 0,000000001 Ether, bạn có thể nói rằng nó tốn 1 Gwei. Thuật ngữ “Gwei” là viết tắt của “giga-Wei” và nó dùng để chỉ một đơn vị 1.000.000.000 Wei.

Khái niệm này tương tự như Bitcoin. Mỗi BTC được tạo thành từ 100 triệu Satoshi, có nghĩa là 0,00000001 BTC bằng một Satoshi.

ETH cũng là một tài sản tiền điện tử nổi tiếng được giao dịch trên các sàn giao dịch tiền điện tử, được biết là có khả năng duy trì các biến động giá đáng kể.

Gas, phí và giao dịch

Blockchain Ethereum có miễn phí không? Không hẳn vậy. Khí đốt là thứ khiến thế giới Ethereum quay vòng. Tóm lại, gas là thuật ngữ được sử dụng để mô tả chi phí trong ETH mà nó cần để gửi bất kỳ giao dịch nhất định nào trên chuỗi khối Ethereum. Trên mạng Ethereum, gas là một đơn vị đo lường sức mạnh tính toán được sử dụng để thực hiện một hợp đồng thông minh hoặc một giao dịch.

Về cơ bản, chi phí này đại diện cho công việc cần thiết được tiến hành bởi các thợ đào blockchain để phản ánh và xác nhận những thay đổi như vậy trên mạng. Hơn nữa, trước tiên khách hàng phải thực hiện thanh toán (tức là gửi ETH) để hoàn thành mọi giao dịch trên mạng Ethereum và giá trị tiền tệ tạm thời được gọi là gas. Các giao dịch chuyển khoản đơn giản cần tổng cộng 21000 đơn vị khí đốt. Phí cao trên Ethereum nổi lên như một vấn đề vào năm 2020 và 2021 cùng với sự gia tăng trong hoạt động của DeFi và mã thông báo không thể sử dụng được (NFT).

Tương tác với chuỗi khối Ethereum yêu cầu một giao dịch, về cơ bản là một hướng được đưa ra để thay đổi một thứ gì đó trên chuỗi khối Ethereum – xảy ra khi một người kiểm soát tài khoản thuộc sở hữu bên ngoài (thêm về điều đó bên dưới) ký bằng khóa riêng của họ để ra lệnh giao dịch đó (khóa cá nhân cho phép chủ sở hữu tiền điện tử kiểm soát tài sản của họ).

Gửi ETH cho ai đó đóng vai trò như một ví dụ về giao dịch. Nó thay đổi mạng để phản ánh việc chuyển quyền sở hữu ETH, đòi hỏi sự tham gia của các thợ đào trên blockchain, những người được trả phí cho công việc của họ. Phí này được gọi là phí xăng. Những người bắt đầu giao dịch là những người trả phí cho các giao dịch đó. Các giao dịch mạng Ethereum được hiển thị công khai trên các trình khám phá chuỗi khối Ethereum.

Sau khi nâng cấp London

Ethereum đã trải qua một đợt fork có tên là London vào năm 2021, thay đổi cấu trúc phí của nó, trong số các thay đổi khác. Thay vì một khoản phí trả thẳng cho các thợ đào với mỗi giao dịch, về cơ bản như trường hợp trước đây, các giao dịch sau đợt fork ở London bao gồm phí cơ sở, tiền boa hoặc phí ưu tiên và phí tối đa.

Phí cơ sở: Phí cơ sở được xác định bằng cách so sánh kích thước của khối trước đó (tổng lượng khí tiêu thụ cho tất cả các giao dịch) với quy mô mục tiêu. Nếu kích thước khối mục tiêu bị vượt quá, phí cơ sở sẽ tăng tối đa 12,5% cho mỗi khối. Do sự tăng trưởng theo cấp số nhân này, việc duy trì kích thước khối lớn vô thời hạn là không khả thi về mặt kinh tế.

Phí cơ bản sẽ bị đốt cháy, làm giảm nguồn cung lưu hành của ETH và tiền boa sẽ được chuyển cho các thợ đào dưới dạng thanh toán.

Phí ưu tiên (hoặc tiền boa): Những người khai thác sẽ thấy thuận lợi về mặt kinh tế khi khai thác các khối trống mà không có tiền boa vì họ sẽ nhận được phần thưởng khối giống nhau. Một mẹo nhỏ mang lại cho người khai thác một động lực tối thiểu để bao gồm một giao dịch trong những trường hợp bình thường.

Một mẹo cao hơn sẽ được yêu cầu đối với các giao dịch cần được ưu tiên hơn các giao dịch khác trong cùng một khối để trả giá cao hơn các giao dịch cạnh tranh.

Phí tối đa: Người dùng có thể chọn số tiền tối đa mà họ sẵn sàng trả để giao dịch của họ được thực hiện trên mạng Ethereum, được gọi là tham số maxFeePerGas (là tùy chọn).

Phí tối đa phải lớn hơn tổng phí cơ bản và tiền boa để hoàn thành giao dịch. Chênh lệch giữa phí tối đa và tổng của phí cơ sở và tiền boa sẽ được hoàn trả cho người gửi giao dịch.

Fork cũng mang lại khả năng cho các khối Ethereum mở rộng và hợp đồng dựa trên lưu lượng truy cập, với mức phí cơ sở được điều chỉnh cho phù hợp. Hơn nữa, Ethereum ngăn chặn những kẻ xấu gửi thư rác vào mạng bằng cách tính phí gas cho mỗi phép tính được thực hiện trên nó.

Điểm giao

Nói chung, các nút chuỗi khối đóng vai trò như các điểm lưu trữ thông tin tương tác trên bất kỳ chuỗi khối nhất định nào. Công nghệ chuỗi khối phụ thuộc vào nhiều người tham gia trên toàn cầu, giữ cho nhau trách nhiệm về giao dịch và sự đồng thuận của mạng lưới.

Một bộ ba loại nút riêng biệt tồn tại trên chuỗi khối Ethereum – các nút nhẹ, đầy đủ và lưu trữ – tùy thuộc vào mục tiêu của người chạy nút, sức mạnh tính toán và tính khả dụng của bộ nhớ phần cứng.

Các nút nhẹ chỉ sử dụng một lượng dữ liệu hạn chế, được rút ngắn từ các khối trên chuỗi và chúng phải đồng bộ hóa với các nút đầy đủ khác trên mạng để đảm bảo độ chính xác.

Các nút đầy đủ mang nhiều dữ liệu và lịch sử blockchain hơn đáng kể và có thể tập hợp dữ liệu lịch sử theo lệnh.

Cuối cùng, các nút lưu trữ giữ toàn bộ lịch sử của chuỗi khối Ethereum – tất cả các khối trước đó chứa đầy các giao dịch và dữ liệu. Kích thước của chuỗi khối Ethereum khá lớn, chiếm dung lượng lưu trữ đáng kể, khiến câu hỏi “chuỗi khối Ethereum lớn như thế nào” trở thành một truy vấn hợp lý đối với những người quan tâm đến việc chạy một nút lưu trữ trên Ethereum.

Hai nút còn lại là Máy ảo Ethereum (EVM) và các nút khai thác. EVM về cơ bản chịu trách nhiệm cung cấp thời gian chạy có thể thực thi mã hợp đồng thông minh. Các nút thuộc về các thợ đào được gọi là các nút khai thác. Các nút này được kết nối với cùng một mạng với EVM.

Tài khoản

Các tài khoản trên chuỗi khối Ethereum phục vụ nhiều mục đích và có hai dạng. Đầu tiên được gọi là tài khoản thuộc sở hữu bên ngoài (EOA). Loại tài khoản này là một điểm trên chuỗi khối Ethereum mà bất kỳ ai cũng có thể tạo miễn phí để lưu trữ, nhận và gửi ETH hoặc các mã thông báo được xây dựng trên chuỗi khối Ethereum, chẳng hạn như mã thông báo ERC-20. Việc gửi hoặc nhận tài sản qua EOA yêu cầu hành động từ một nguồn bên ngoài.

Loại tài khoản thứ hai trên chuỗi khối Ethereum được gọi là tài khoản hợp đồng. Tài khoản hợp đồng là các thiết lập được mã hóa trên chuỗi khối Ethereum để hoàn thành các hành động nếu đáp ứng các điều kiện nhất định.

Các tổ chức lập trình hợp đồng để hoàn thành các hành động mà họ muốn xảy ra dựa trên trình kích hoạt. Ví dụ: một hợp đồng thông minh có thể được lập trình để gửi một số lượng ETH nhất định đến một công ty dưới dạng thanh toán vào ngày thứ ba hàng tháng, sử dụng thời gian để kích hoạt hành động. Với việc chủ sở hữu tài khoản gửi ETH từ EOA của họ vào hợp đồng để giữ khi thời gian thanh toán đến gần. Ngược lại với EOA, tài khoản hợp đồng tốn ETH để thiết lập.

Chuỗi khối của Ethereum cũng bao gồm khái niệm Nonces. Số nonce về cơ bản là một số duy nhất là một phần của dữ liệu cho bất kỳ giao dịch hoặc khối nhất định nào. Các phi mã PoW trên Ethereum là các số riêng biệt đi kèm với mỗi khối mới được khai thác. Các tài khoản không có trên blockchain của Ethereum đảm bảo tránh được việc chi tiêu gấp đôi bằng cách theo dõi các số tiền đã giao dịch.

Các EOA có thể tương tác với nhau và với các hợp đồng. Hợp đồng cũng có thể giao tiếp với các hợp đồng khác và EOA, nhưng không thể hoạt động mà không có kích hoạt.

Máy ảo Ethereum (EVM)

EVM là một công cụ tính toán có chức năng như một máy tính phi tập trung với hàng triệu ứng dụng có thể được thực thi. EVM là khung cốt lõi của chuỗi khối Ethereum. Về cơ bản, nó quyết định cách hệ thống tổng thể chạy và duy trì chính nó, có tính đến những thay đổi.

Công việc của EVM là thêm các tính năng mới vào blockchain để giảm các vấn đề với sổ cái phân tán. EVM được sử dụng bởi mọi nút Ethereum để duy trì sự đồng thuận của chuỗi khối.

Ethereum cho phép các hợp đồng thông minh, là các đoạn mã chạy trên nền tảng. Mã bên trong EVM hoàn toàn bị cô lập, có nghĩa là nó không có quyền truy cập vào mạng, hệ thống tệp hoặc các quy trình khác.

Một hợp đồng được viết bằng mã hóa hợp đồng thông minh được chuyển đổi thành cái được gọi là bytecode. Phần lớn mã nguồn được sử dụng trong hợp đồng thông minh được viết bằng ngôn ngữ lập trình Solidity. Dữ liệu sau đó được dịch thành các mã quang học mà EVM có thể hiểu được. Các mã hoạt động sau đó được EVM sử dụng để hoàn thành các nhiệm vụ cụ thể.

Do đó, công việc của EVM là giữ cho chuỗi khối Ethereum thẳng hàng, tương tự như hệ thống xương của cơ thể con người.

Hợp đồng thông minh

Hợp đồng thông minh là các địa chỉ blockchain riêng biệt trên các mạng tương thích được đi kèm với các mã cụ thể. Các nhà phát triển xây dựng các địa chỉ được mã hóa này để hoàn thành một chức năng do nhà phát triển lựa chọn, trong khi chờ xử lý một giao dịch bên ngoài sẽ kích hoạt hợp đồng thông minh. Các hợp đồng thông minh được xử lý trên Máy ảo Ethereum (EVM) trong trường hợp của chuỗi khối Ethereum.

Hơn nữa, hợp đồng thông minh Ethereum về cơ bản là một tài khoản trên chuỗi khối Ethereum, được ra lệnh bằng mã để hoàn thành một hành động tự động nếu người dùng gửi giao dịch đến tài khoản đó. Việc mã hóa và khởi chạy hợp đồng thông minh trên chuỗi khối Ethereum yêu cầu người dùng phải chi ETH dưới dạng phí gas để tương tác với chuỗi khối Ethereum.

Việc thiết lập hợp đồng thông minh tính phí người khởi tạo một lượng ETH lớn hơn so với việc gửi ETH từ ví này sang ví tiếp theo. Sau khi được triển khai, hợp đồng thông minh là không thể thay đổi và là cuối cùng, trong khi các giao dịch được gửi đến hợp đồng thông minh cũng là vĩnh viễn (tức là cản trở việc thay đổi có hiệu lực trở về trước).

Hợp đồng thông minh là một vấn đề lớn trong ngành công nghiệp tiền điện tử vì chúng mở ra tiềm năng đáng kể và là cơ sở cho các ứng dụng phi tập trung (DApps), chẳng hạn như DEX. DApp là một dịch vụ hoặc giải pháp chào hàng một giao diện mà mọi người có thể tương tác, trong khi hoạt động trên phụ trợ được điều hành bởi các hợp đồng thông minh trên một sổ cái phân tán tương thích, chẳng hạn như Ethereum. Tuy nhiên, không phải tất cả các blockchains đều tương thích với hợp đồng thông minh. Ngoài ra, các hợp đồng thông minh có thể được tạo và chạy mà không cần công nghệ sổ cái phân tán.

Khai thác Ethereum, khối và sự đồng thuận

Ethereum là một blockchain chạy theo thuật toán đồng thuận bằng chứng công việc (PoW). Nhiều phần cứng máy tính dành riêng cho việc khai thác Ethereum chạy liên tục trên khắp thế giới, giúp chạy và bảo mật chuỗi khối Ethereum. Mỗi thiết lập phần cứng máy tính được gọi là một thợ đào.

Những người thợ mỏ này chạy không ngừng, cố gắng tìm ra câu trả lời cho những câu đố phức tạp. Tìm lời giải cho một câu đố được gọi là xác nhận khối. Mỗi khối chứa một số lượng giao dịch nhất định và phần thưởng khai thác.

Người khai thác chiến thắng sẽ nhận được phần thưởng đó, cũng như các khoản phí liên quan đến các giao dịch được bao gồm trong khối đó. Chuỗi khối Ethereum được tạo thành từ một số khối liên tục này, mỗi khối bao gồm dữ liệu liên kết nó với các khối trước đó và tiếp theo.

Một trong những người khai thác cuối cùng sẽ giải quyết vấn đề và phát nó đến phần còn lại của mạng. Các thợ đào khác sẽ kiểm tra phản hồi và nếu đúng, sẽ kiểm tra kỹ từng giao dịch trước khi chấp nhận khối và thêm nó vào phiên bản sổ cái của họ và trả phần thưởng.

Ethereum 2.0 – Tương lai của blockchain

Ethereum đang trong quá trình chuyển đổi sang Ethereum 2.0 (Eth2), một giải pháp để mở rộng quy mô blockchain và chuyển đổi cơ chế đồng thuận của nó từ bằng chứng công việc sang bằng chứng cổ phần (PoS). Mở rộng quy mô đã là một vấn đề đối với Ethereum, do các khoản phí cao mà blockchain đã yêu cầu, đôi khi, đối với những người tham gia vào các giải pháp DeFi dựa trên Ethereum nhất định.

Nói chung PoS được quảng cáo là ít tiêu tốn năng lượng hơn PoW và dựa vào những người nắm giữ tài sản gốc của chuỗi khối PoS – được gọi là stakers, trái ngược với những người khai thác trên PoW – để điều hành mạng. Chuỗi khối PoS của Ethereum sẽ dựa vào trình xác thực – những người nắm giữ đã đặt 32 ETH – để chạy chuỗi khối Ethereum 2.0. Quá trình chuyển đổi sang Ethereum 2 bắt đầu vào tháng 12 năm 2020, với sự ra mắt của Chuỗi báo hiệu Ethereum 2, mặc dù quá trình chuyển đổi nói chung dự kiến sẽ mất một thời gian.

Tổng kết

Cảm ơn sự theo dõi và đón đọc của các bạn. Hy vọng là bài viết đã giúp các bạn hiểu rõ hơn về các thành phần kiến trúc của chuỗi khối Ethereum. Đừng quên, mọi thắc mắc về thị trường tiền kỹ thuật số, vui lòng liên hệ đội ngũ Support của Fiahub 24/7.