EIP-2537: Hành trình dài từ 2020 đến 2025

EIP-2537 là lệnh biên dịch EVM được xác định sẽ thêm vào trong bản nâng cấp phân nhánh Pectra mới nhất của Ethereum. Lệnh này bổ sung nhiều chức năng tính toán của đường cong BLS12-381 cho EVM, chẳng hạn như tính toán cặp trên miền đường cong.

EIP-2537 được đề xuất lần đầu vào năm 2020, và mãi đến năm 2025 mới được xác nhận đưa vào nâng cấp Ethereum. Bài viết này sẽ giới thiệu về quá trình quản trị của EIP-2537, khám phá lý do tại sao đề xuất này mất 5 năm mới được chấp nhận.

Bối cảnh đề xuất

Vào tháng 1 năm 2017, Vitalik Buterin lần đầu tiên giới thiệu thuật toán ghép đôi và đường cong alt_bn128 trong một bài viết. Sau đó, vào tháng 2, Vitalik và Christian Reitwiessner đã đề xuất EIP-196 và EIP-197, khuyến nghị thêm hỗ trợ tính toán đường cong alt_bn128 vào EVM.

Bản nâng cấp Byzantium vào tháng 10 năm 2017 chính thức đưa vào đường cong alt_bn128, thực hiện tính toán cặp miền đường cong trong EVM, cho phép xác minh chứng minh ZK-Snarks có thể được thực hiện trong EVM.

Nhưng với sự phát triển của mật mã, vào tháng 11 năm 2017, nhóm zcash đã đề xuất đường cong BLS12-381, so với alt_bn128 có độ an toàn cao hơn và hiệu suất tốt hơn. Nhiều giao thức blockchain sau đó đã áp dụng đường cong BLS12-381 thay thế cho alt_bn128.

Tháng 5 năm 2018, Justin Drake đã đăng bài chỉ ra rằng việc nâng cấp PoS và phân đoạn của Ethereum trong tương lai có thể sử dụng thuật toán BLS đa chữ ký dựa trên BLS12-381. Điều này đã đặt nền tảng cho việc nâng cấp ETH2 sau này.

Với sự phát triển của ETH2, tiếng nói kêu gọi đưa BLS12-381 vào lớp thực thi ngày càng tăng. Vào tháng 2 năm 2020, các nhà nghiên cứu đã đề xuất EIP-2537, hy vọng sẽ thử nghiệm cùng với mạng thử nghiệm ETH2. Tác giả của EIP-2537, Alex Stokes, đã kêu gọi đưa nó vào phân nhánh cứng Berlin.

Đáng chú ý là tác giả EIP-2537 cũng là đồng sáng lập của Matter Labs, công ty nổi tiếng nhất với sản phẩm ZKSync.

Berlin động đậy

Trước khi giới thiệu nội dung tiếp theo, cần phải hiểu EIP-1962. Đây là đề xuất biên dịch trước đầu tiên về cặp miền đường cong mà Matter Labs đưa ra vào tháng 4 năm 2019, hỗ trợ ba loại đường cong BLS12, BN và MNT4/6.

Kế hoạch EIP-1962 sẽ tăng cường 10 lệnh biên dịch được lập trình sẵn để xử lý các đường cong khác nhau. Tuy nhiên, nhiều nhà phát triển cho rằng điều này quá phức tạp và khó thực hiện, cũng như không thân thiện với kỹ sư hợp đồng thông minh. Tuy nhiên, Matter Labs đã hoàn thành việc phát triển thuật toán và cung cấp các triển khai tham khảo đa ngôn ngữ.

Để giải quyết vấn đề EIP-1962, Matter Labs đã đề xuất nhiều phương án tách EIP vào tháng 2 năm 2020:

• EIP-2537 cung cấp hỗ trợ BLS12-381
• EIP-2539 cung cấp hỗ trợ BLS12-377
• PR#2541 cung cấp hỗ trợ đường cong BLS12-377(Zexe ), nhưng chưa nhận được số EIP.

Trong số đó, EIP-2537 là quan trọng nhất, vì lớp đồng thuận cũng sử dụng đường cong BLS12-381. Mục tiêu chính của EIP-1962 và EIP-2537 đều là thực hiện xác minh chữ ký BLS của lớp đồng thuận trên mạng chính.

Lúc đó ETH2 đang phát triển hợp đồng gửi tiền. Do lớp thực thi không có xác thực BLS, hợp đồng gửi tiền theo thiết kế ban đầu không xác thực chữ ký, mà được xác thực bởi lớp đồng thuận, nếu không đúng sẽ dẫn đến việc gửi tiền thất bại và gây ra thiệt hại tài chính.

Do đó, các nhà phát triển cốt lõi muốn đưa vào BLS12-381 được biên dịch trước, để xác minh chữ ký trong hợp đồng gửi tiền nhằm tránh rủi ro tài chính. Đây cũng là lý do mà các nhà phát triển khi đó quan tâm đến EIP-1962 và EIP-2537.

Sau khi EIP-2537 được đề xuất, Vitalik ngay lập tức chỉ ra một loạt các vấn đề, chủ yếu tập trung vào nội dung tài liệu. Tác giả sau đó đã có phản hồi và thảo luận.

Cuộc họp các nhà phát triển cốt lõi vào ngày 6 tháng 3 năm 2020 đã thảo luận về EIP-2537. Vitalik cho rằng nó rất hiệu quả cho việc chứng minh SNARK đệ quy, và về lâu dài sẽ không gây hại cho Ethereum. Cuộc họp đã xác nhận vị trí ưu tiên của EIP-2537, và tất cả các khách hàng đều đồng ý thực hiện càng sớm càng tốt và hoàn tất phát triển trước bản nâng cấp Berlin.

Sau đó, EIP-2537 trở thành nhiệm vụ ưu tiên cao. Cuộc họp vào ngày 20 tháng 3 đã ưu tiên thảo luận lại đề xuất này, xác nhận nó sẽ thay thế EIP-1962 trở thành đề xuất BLS cốt lõi và được đưa vào danh sách đề cử cho bản nâng cấp Berlin.

Cuộc họp tháng 4 đã chính thức đưa EIP-2537 vào phân nhánh cứng Berlin, xác định thời gian thực hiện vào tháng 4 và thời gian thử nghiệm vào tháng 5-6. EIP-2537 được xếp vào danh sách các vấn đề ưu tiên cao nhất.

Sau đó, EIP-2537 đã bước vào giai đoạn phát triển và thử nghiệm quy mô lớn, gần như mỗi lần trong gần 20 cuộc họp nhà phát triển cốt lõi sau đó đều có thảo luận liên quan.

Cuộc họp 85 đã thảo luận về vấn đề mã hóa ABI. Do Matter Labs đã hoàn thành cơ bản việc triển khai Rust, khách hàng Besu cho biết đã cơ bản thực hiện chức năng EIP-2537, nhưng Geth cho biết vẫn chưa bắt đầu triển khai công việc.

Cuộc họp 86 các nút lại đồng bộ hóa tình hình thực hiện, Geth cho biết đã hoàn thành một phần công việc nhưng vẫn còn nhiều nhiệm vụ cần hoàn thành.

Nội dung cốt lõi của cuộc họp 87 là vấn đề thực hiện EIP-2537. Các nhà phát triển Geth cho biết có một PR dài 16000 dòng thực hiện EIP-2537, nhưng không thể xác định liệu nó có an toàn và hiệu quả hay không, chỉ có thể đánh giá thông qua thử nghiệm mờ đơn giản. Geth cho rằng rất khó để hoàn thành phát triển liên quan trước thời gian dự kiến ở Berlin.

Hudson Jameson đề xuất tìm kiếm kỹ sư mật mã cho Geth hỗ trợ kiểm tra PR, và đề nghị sử dụng mạng thử nghiệm để kiểm tra tính an toàn của việc thực hiện. Đội ngũ ETH2 cũng có thể tham gia thử nghiệm.

Cần bổ sung rằng, PR thực hiện EIP-2537 của Geth đã sử dụng rất nhiều mã lắp để đảm bảo hiệu suất, rất khó để đọc và hiểu. Alex Vlasov đề xuất loại bỏ tối ưu hóa mã lắp phức tạp để giảm độ khó trong việc kiểm tra.

Mặc dù một mục tiêu cốt lõi của EIP-2537 là hỗ trợ hợp đồng gửi ETH2, nhưng các nhà phát triển hợp đồng gửi tại cuộc họp này cho biết phiên bản không sử dụng EIP-2537 đã được kiểm toán, một số nhà phát triển đề nghị không phát hành phiên bản mới sử dụng EIP-2537.

Cuộc họp cuối cùng quyết định tăng cường thử nghiệm mạng YOLO để kiểm tra EIP-2537. Lúc này có thể thấy, với việc hoàn thành hợp đồng gửi tiền, tầm quan trọng của EIP-2537 đã giảm đáng kể, và các nhà phát triển Geth cho rằng rất có thể không thể thực hiện trước khi nâng cấp Berlin. EIP-2537 không được đưa vào Berlin dường như đã trở thành một điều chắc chắn.

Trong cuộc họp 88, các nhà phát triển Geth phát hiện ra rằng việc thực hiện PR cho EIP-2537 có một loạt vấn đề, cho biết cần phải thử nghiệm sửa chữa thêm. Lúc này, Geth có hai phiên bản thực hiện, một phiên bản chứa tối ưu hóa hợp ngữ và phiên bản còn lại hoàn toàn được viết bằng Go. Có người đề xuất sử dụng trực tiếp phiên bản Go để giảm bớt độ khó của việc xem xét mã nguồn.

Cuộc họp 89 đã xuất hiện vấn đề nghiêm trọng hơn, mạng thử nghiệm YOLO gặp phải sự cố, nghi ngờ do chữ ký BLS gây ra, nhưng các nhà phát triển EIP-2537 đã phản bác lại. Tin tốt là hợp đồng gửi tiền dựa trên EIP-2537 đã hoàn thành cơ bản việc phát triển, đang chờ kiểm toán.

Cuộc họp 90 đã xác định thời hạn ra mắt bản nâng cấp Berlin vào tháng 7. Cuộc họp cũng đã thảo luận về vấn đề đa dạng hóa khách hàng, một số người đã đề xuất đóng băng việc thực hiện EIP hiện tại để giảm chi phí phát triển cho các khách hàng khác. Cuộc họp 91 thậm chí đã đề xuất sử dụng giải pháp mô-đun để tăng cường sự đa dạng của khách hàng.

Hội nghị 92 một lần nữa xác nhận EIP-2537 là EIP cần thiết cho nâng cấp Berlin.

Cuộc họp 96 thảo luận về việc có nên đưa EIP-2539 vào thử nghiệm Berlin hay không, vì Celo đã đưa EIP-2537 và EIP-2539 vào nâng cấp mạng của mình. Tuy nhiên, các nhà phát triển Geth phản đối, cho rằng EIP-2537 vẫn chưa được thử nghiệm hoàn toàn. Cuối cùng quyết định không thêm EIP-2696 vào Berlin.

Cuộc họp 99 quyết định loại bỏ EIP-2537 khỏi mạng thử nghiệm YOLO v3 và nâng cấp Berlin, lý do chính là nó đã tiêu tốn quá nhiều thời gian của các nhà phát triển ảnh hưởng đến việc phát triển các EIP khác. Yếu tố thứ yếu là Quỹ Ethereum đã đề xuất EVM384 như một giải pháp thay thế. Tuy nhiên, các nhà phát triển bày tỏ lo ngại về tính an toàn của nó.

Đây là những bước đầu tiên của EIP-2537. Nó từng là một trong những EIP quan trọng nhất trong nâng cấp Berlin, nhưng cuối cùng đã bị loại bỏ do vấn đề thực hiện. Vào tháng 4 năm 2021, Ethereum đã hoàn thành nâng cấp Berlin, các EIP cốt lõi như EIP-2565 đều có sự thực hiện tương đối đơn giản, trở nên hơi mỏng manh, chính vì EIP-2537 phức tạp nhất đã bị loại bỏ.

Phát triển tiếp theo

Như mọi người đều biết, mỗi lần nâng cấp Ethereum đều có các đề xuất cốt lõi, chẳng hạn như London sau Berlin đã giới thiệu EIP-1559. Đối với EIP-2537, từng là đề xuất cốt lõi, các nâng cấp tiếp theo sẽ rất khó để đưa nó vào.

Khi nâng cấp London, các nhà phát triển đã xem xét việc thêm EIP-2537. Cuộc họp 109 đã đồng bộ hóa tình hình phát triển của nó, do việc sử dụng thư viện mới đã gây ra cuộc thảo luận về gas. Có người đề xuất thay thế bằng EVM384. Tuy nhiên, cuộc họp 111 đã loại bỏ nó khỏi nâng cấp London do tính phức tạp, chủ yếu là do việc thay đổi thư viện dẫn đến sự thay đổi giá gas, cần phải đánh giá lại.

Vào tháng 6 năm 2021, đã chính thức đề xuất đưa EIP-2537 vào nâng cấp Shanghai. Nhưng sau London, The Merge đã chiếm rất nhiều thời gian của các nhà phát triển. Sau khi The Merge hoàn thành vào tháng 9 năm 2022, các nhà phát triển lớp thực thi mới có cơ hội tiếp tục thảo luận về mục tiêu của Shanghai.

Cuộc họp tháng 11 năm 2022 đã thảo luận ngắn gọn về việc có nên đưa vào Shanghai hay không, nhưng các nhà phát triển cho rằng nên hoãn lại, cốt lõi của Shanghai là hỗ trợ rút tiền PoS. Cuối cùng, EIP-2537 đã không được đưa vào nâng cấp Shanghai tập trung vào rút tiền.

Thậm chí tồi tệ hơn, việc nâng cấp Cancun vẫn chưa thảo luận về EIP-2537, vì cốt lõi của nó là hỗ trợ EIP-4844, cung cấp khả năng truy cập dữ liệu Blob cho lớp hai.

Cuối cùng, cuộc họp 181 vào tháng 2 năm 2024 đã thảo luận về việc nâng cấp Pectra đưa vào EIP-2537, các nhà phát triển cho rằng việc thực hiện không còn là vấn đề, chỉ còn tồn tại vấn đề định giá gas.

Vào ngày 19 tháng 12 năm 2024, trong cuộc họp 202, các nhà phát triển Nethermind đã hoàn thiện mô hình định giá EIP-2537. Người đề xuất ban đầu là Matter Labs lúc này gần như đã rút lui khỏi cuộc thảo luận. Cuộc họp 203 vào tháng 1 năm 2025 đã thảo luận về việc định giá lại, các nhà phát triển Geth đã đề xuất tăng 20% chi phí gas, nhận được sự ủng hộ từ đội ngũ Besu.

Tóm tắt

EIP-2537 đã trải qua một thời gian dài 5 năm từ khi được đề xuất đến khi được chấp nhận. Nó từng là cốt lõi của bản nâng cấp Berlin, nhưng đã bị từ bỏ do khó khăn trong việc thực hiện. Sau đó, Ethereum đã bước vào quá trình lịch sử PoS, các EIP chỉ thực thi phức tạp không được chú trọng, và rất nhiều EIP liên quan đến PoS trở thành mục tiêu chính, dẫn đến việc EIP-2537 không được chấp nhận trong thời gian dài. Đến năm 2025, với việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật chính, EIP-2537 cuối cùng có hy vọng được thực hiện trong bản nâng cấp Pectra.

Quá trình này cho thấy, việc EIP có được đưa vào nâng cấp Ethereum hay không, không chỉ phụ thuộc vào giá trị công nghệ của nó, mà còn cần xem xét giai đoạn phát triển và ưu tiên của toàn bộ Ethereum. Mỗi lần nâng cấp đều có chủ đề riêng, chỉ có những EIP phù hợp với nhu cầu hiện tại và công nghệ đã trưởng thành mới có thể được chấp nhận cuối cùng.