Sau The Merge, Beacon Chain và Execution Layer của Ethereum đã chính thức sát nhập làm một. Đây là bước đầu trong quá trình phát triển Ethereum PoS, vẫn còn rất nhiều việc phải làm để đảm bảo lớp đồng thuận của Ethereum có thể đáp ứng nhu cầu trở thành world computer tiếp theo. Trong bài viết hôm nay, Macrochain sẽ tiếp tục series viết về một trong số các innovation đang diễn ra đối với Ethereum, và cũng có thể là đối với những hệ sinh thái khác.

Introduction to Distributed Validator Technology (DVT)

Distrubuted Validator Technology (DVT) là dạng công nghệ cho phép nhiều nodes có thể cộng tác để trở thành một validator trên Ethereum PoS thay vì mỗi node là một validator như hiện tại. Việc chạy validator theo cụm (nodes) giúp cải thiện hiệu quả hoạt động, giảm thiểu rủi ro slashing (bị trừ phần tiền đã stake do không đảm bảo được chất lượng công việc). Đồng thời giúp việc staking trở nên linh hoạt và dễ tiếp cận hơn. DVT sẽ đóng vai trò như lực lượng tiên phong củng cố tính phân quyền / phi tập trung trên Ethereum.

Tại sao Ethereum lại cần DVT?

Validators với node đơn (single-node validators) gây ra những yếu điểm cho lớp đồng thuận của Ethereum, có thể dẫn tới một số vấn đề / rủi ro như sau :

  • Tình trạng validator ngoại tuyến (go offline) quá đỗi phổ biến. Trục trặc thiết bị, máy móc gặp lỗi, dính cúp điện.. khiến node đơn ngừng hoạt động, đồng nghĩa với việc validator dừng hoạt động, dẫn tới thâm hụt rewards cho validators và cả stakers. Từ đó tính ổn định chung của toàn bộ mạng lưới cũng sẽ bị ảnh hưởng.
  • Giải pháp của những validators ‘nhiều tiền’ là chạy một setup phụ dự phòng để chủ động tiếp ứng trong trường hợp gặp sự cố.Tuy nhiên, phương án này cũng không hề tối ưu, chỉ mang tính chất chữa cháy. Để thiết lập node dự phòng hiệu quả yêu cầu bộ scripts tự động (có thể hiểu như một phần mềm) khởi chạy ngay khi phát hiện hệ thống gặp downtime. Để tránh diễn ra tình trạng 2 nodes sử dụng chung key tham gia xác thực mạng lưới cùng lúc dẫn tới slashing, đoạn scripts phải được cấu hình chuẩn chỉ, yêu cầu theo dõi sát sao và đảm bảo chúng không gặp lỗi.
  • Hot keys của validators có thể bị xâm nhập. Do mỗi validator node đều sở hữu hot key riêng và liên tục kết nối internet, cũng có thể xảy ra trường hợp bị hackers tấn công và đánh cắp keys. Trường hợp này có thể liên tưởng tới vụ hack ~$600m của Axie Infinity, khi hackers chiếm được quyền truy cập máy tính của các nodes và tấn công.
  • Dù yêu cầu tối thiểu về lượng $ETH để trở thành validator đã giảm tương đối với Ethereum PoS, song 32 $ETH vẫn là một khoản đầu tư 5 số đổ lên (chưa tính tới công sức, thời gian setup). Đây vẫn là một rào cản lớn cho những cá nhân muốn tham gia thay vì ký gửi $ETH và chấp nhận tin tưởng vào bên thứ ba.
  • Vậy là cần tới nhân lực, tài sản, và cả tài nguyên để trở thành một validator tròn vai. Từ đó mở đường cho các lực lượng với quy mô lớn muốn đảm nhiệm việc này để gia tăng lợi nhuận, sự tập trung hóa sẽ dần hình thành. Điều này gây tác động xấu lên toàn bộ mạng lưới, đặc biệt khi xuất hiện node / đơn vị vận hành staking pool có hành vi gian lận.

How does DVT work?

Có thể hình dung áp dụng DVT cho validators tương tự như Multisig cho wallets. Mỗi nodes trong cụm sẽ sở hữu một key thành phần thuộc validator key (key chung cho toàn bộ 1 mạng lưới DVT) hoàn chỉnh. Khi hoạt động, các nodes tham gia xác thực các giao dịch trên Ethereum bằng cách sử dụng phần key của mình để  bầu và sau đó các phiếu bầu được tổng hợp lại để lấy phiếu cuối cùng cho toàn bộ validator. Hay ở chỗ, chỉ cần đạt đủ số lượng nodes túc trực (3 trên 4, 5 trên 7, 7 trên 10…), dù một vài nodes trong cụm ngoại tuyến thì cụm DV vẫn sẽ hoạt động bình thường, không làm ảnh hưởng đến hiệu suất chung.

Dưới đây là các bước để thiết lập cụm DV với Obol:

  • Thành lập tổ chức  những người điều hành nodes, gọi là nhóm các operators có trách nhiệm theo dõi tình hình của cụm của mình.
  • Khởi tạo cluster definition file thông qua Obol DV Launchpad. Cluster ở đây có thể hiểu là 1 cụm nodes. Definition file này sẽ nêu ra trong cụm có bao nhiêu nodes, cấu hình ra sao... và launchpad là 1 phần mềm giúp cho các nhóm validators có thể tự làm việc này dễ dàng.
  • Phát hành và phân phối key thành phần với  công nghệ Distributed Key Generation (DKG) giúp tạo 1 key lớn từ nhiều key nhỏ.
  • Mỗi thành viên (operators) trong cluster sẽ tự setup node của mình và cùng nhau tạo nên mạng lưới P2P (mạng ngang hàng) trong cụm của mình.
  • Tùy vào mong muốn của clusters, thì clusters có thể chạy số validator nodes tùy ý miễn là có đủ số ETH staked cho số nodes đó (32 ETH ~ 1 nodes)
  • Một khi đạt đủ số lượng nodes hoạt động, cụm DV sẽ chính thức tham gia xác thực mạng lưới.

Vây DVT đem tới những gì cho Ethereum?

Bằng cách loại bỏ single points of failure, DVT mang tới những điểm vượt trội so với vận hành validator bằng node đơn bất kể quy mô của validators

  • Thời gian uptime và tính khả dụng được đảm bảo
  • Rủi ro slashing giảm kéo theo phí bảo hiểm cho sự kiện này cũng giảm
  • Lượng nodes có thể vận hành trên số máy tính sẵn có tăng lên vừa tối ưu thặng dư, vừa tiết kiệm được chi phí phần cứng
  • Hạ thấp yêu cầu về lượng $ETH cho các cá nhân muốn chạy node (≤ 32 $ETH), mở ra một kỷ nguyên hứa hẹn với sự bùng nổ của các validators tại gia. ).

Obol DVT middleware giúp ích gì cho các Liquid Staking protocol  ( LSP) ?

  • Với DVT các LSPs sẽ không phải lo về downtine và rủi ro bị slashing. Các LSPs sẽ được phép cho các validators của mình offline 1 phần mà  hệ thống vẫn vận hành trơn tru và nhận rewards từ đó đảm bảo nguồn yield bền vững cho các liquid stakers. Kết nối 2 thành phần, 1 bên có ETH nhưng không biết / không muốn chạy nodes và 1 bên có hệ thống nodes ưu việt nhưng không có ETH để stake.
  • Với mỗi 1 LSP, khi dùng DVT có thể tạo thành nhiều clusters cho protocol của mình. Ngay cả khi 1 cluster bị sập thì sẽ có các cluster khác hỗ trợ. Slashing gần như không thể xảy ra
  • DVT sẽ giúp đa dạng hóa các thành phần chạy nodes cho LSPs và tăng tính decentralized. Các thành phần chạy nodes nhỏ lẻ (small operators) có thể được làm việc chung với các bên lớn như Coinbase, Chorus, Figment để tăng danh tiếng và tăng tính phi tập trung cho Ethereum. Tầm nhìn của Obol, là 1 operator nhỏ như 1 máy tính bàn ở nhà cũng có thể tham gia vào mạng lưới của các LSPs mà không cần xin phép.
  • Giảm tương quan địa lý của các nodes, như đã biết việc chạy nodes thì không phải ai cũng chạy được với các nodes nhỏ việc giành được block rewards là rất khó dẫn tới chạy nodes thường dành cho 1 số nước phát triển. Nhưng với DVT thì nodes nhỏ hay to vẫn có thể tham gia và làm cho mạng lưới của Ethereum trải dài khắp thế giới và khó bị đánh sập hay ngăn cản hơn.
  • Hiện đã có Lido và Stakewise, 2 trong số các LSPs lớn nhất đồng ý tích hợp DVT của Obol.

Những điều DVT cần phải khắc phục:

  • Về tổng thể, mức độ phức tạp khi triển khai validator với DVT sẽ tăng lên do có thêm các bước cần thực hiện và yêu cầu sự phối hợp giữa những người điều hành nodes trong cụm.
  • Thiết lập DVT sẽ bổ sung một vài tinh chỉnh vào cơ chế đồng thuận. Những thao tác này bao gồm phục vụ nhu cầu tương tác giữa các nodes trong cụm. Điều này gây ra độ trễ nhất định.
  • Chi phí vận hành validator ít nhiều tăng lên khi phải theo dõi và quản lý nhiều hơn một node.

Kết luận

Kiến trúc của Ethereum vốn kém linh hoạt, nhu cầu cho những bên cung cấp các dịch vụ cần thiết mà không yêu cầu sự thay đổi ở cấp giao thức sẽ ngày một tăng : Restaking, DVT, LSP. Các middlewares như vậy là một trong những mảng đáng quan tâm để đầu tư vì không bị phụ thuộc vào performance của 1 network nào đó và cũng rất dễ dàng để có thể tạo network effect vì hầu như các blockchain L1s nổi bật nhất hiện nay đều có xu hướng chuyển qua Proof-of-stake và không tránh khỏi phát sinh những nhu cầu tương tự nhau.