Lớp thực thi

Lớp thực thi trong crypto là gì?

Lớp thực thi là thành phần của hệ thống blockchain xử lý giao dịch, chạy mã hợp đồng thông minh, tính phí và cập nhật trạng thái hiện tại của mạng.

Lớp này quyết định điều gì xảy ra sau khi người dùng ký và gửi một giao dịch crypto.

Ví dụ, lớp thực thi có thể chuyển tiền mã hóa giữa các tài khoản, hoán đổi token thông qua hợp đồng thông minh, tạo tài sản kỹ thuật số, cập nhật vị thế vay hoặc từ chối giao dịch không hợp lệ.

Trong Ethereum, lớp thực thi được mô tả chính thức là mạng lưới các execution client xử lý giao dịch và quản lý trạng thái Ethereum, như giải thích trong bảng thuật ngữ Ethereum.

Lớp thực thi tuân theo các quy tắc giao thức cố định để mọi node trung thực đều tính ra cùng một kết quả từ cùng một tập hợp giao dịch.

Tính nhất quán này rất cần thiết vì blockchain không thể hoạt động nếu các node tạo ra số dư tài khoản hoặc kết quả hợp đồng thông minh khác nhau.

Lớp thực thi có mối liên hệ chặt chẽ với lớp đồng thuận, nhưng hai lớp đảm nhiệm các chức năng khác nhau.

Lớp thực thi xác định giao dịch và thay đổi trạng thái có hợp lệ hay không, còn lớp đồng thuận giúp mạng thống nhất khối hợp lệ nào được đưa vào lịch sử blockchain chính thức.

Lớp thực thi làm gì?

Lớp thực thi thực hiện các phép tính cần thiết để chuyển giao dịch thành những thay đổi trạng thái blockchain đã được xác minh.

Lớp này kiểm tra giao dịch có tuân thủ quy tắc giao thức hay không trước khi áp dụng.

Quy trình này bao gồm xác minh chữ ký giao dịch, kiểm tra số dư của người gửi, xác nhận nonce tài khoản, tính lượng gas sử dụng và chạy các chỉ thị trong hợp đồng thông minh.

Lớp thực thi cũng tính toán số dư mới, giá trị lưu trữ của hợp đồng, nhật ký sự kiện và biên nhận giao dịch do giao dịch tạo ra.

Nếu giao dịch không hợp lệ, lớp thực thi sẽ từ chối giao dịch.

Nếu quá trình thực thi hợp đồng thông minh thất bại, các thay đổi trạng thái được yêu cầu thường sẽ bị hoàn tác, dù người gửi vẫn có thể phải trả phí cho phần tính toán đã thực hiện.

Lớp thực thi xử lý giao dịch theo thứ tự cụ thể vì một giao dịch có thể làm thay đổi kết quả của giao dịch tiếp theo.

Ví dụ, giao dịch chuyển token phải cập nhật số dư của người gửi trước khi một giao dịch khác có thể sử dụng chính số token đó.

Sau khi xử lý mọi giao dịch trong một khối, lớp thực thi tính toán trạng thái cuối cùng do khối đó tạo ra.

Các node khác có thể lặp lại phép tính tương tự để xác nhận nhà tạo khối đã tuân thủ quy tắc giao thức.

Lớp thực thi và trạng thái blockchain

Trạng thái blockchain là bản ghi hiện tại về tài khoản, số dư, hợp đồng thông minh và dữ liệu được lưu trong hợp đồng.

Lớp thực thi chịu trách nhiệm chuyển blockchain từ trạng thái hợp lệ này sang trạng thái hợp lệ tiếp theo.

Quá trình này thường được gọi là chuyển đổi trạng thái.

Một lần chuyển đổi trạng thái bắt đầu từ trạng thái blockchain trước đó và một giao dịch hợp lệ.

Sau đó, các quy tắc thực thi được áp dụng để tạo ra trạng thái mới.

Với giao dịch chuyển crypto đơn giản, lớp thực thi giảm số dư của người gửi và tăng số dư của người nhận.

Với giao dịch hợp đồng thông minh, lớp thực thi có thể cập nhật nhiều giá trị lưu trữ và tương tác với một số hợp đồng khác.

Trạng thái Ethereum bao gồm tài khoản do bên ngoài sở hữu, được kiểm soát bằng khóa riêng tư, và tài khoản hợp đồng được kiểm soát bằng mã.

Thông tin tài khoản quan trọng có thể bao gồm số dư, nonce, mã hợp đồng và dữ liệu lưu trữ của hợp đồng.

Ethereum sắp xếp thông tin quan trọng của lớp thực thi thông qua các cấu trúc dữ liệu được xác thực, bao gồm state root, transaction root và receipt root được mô tả trong hướng dẫn chính thức về Merkle Patricia Trie.

Các root mật mã này cho phép node phát hiện việc thay đổi kết quả thực thi hoặc hồ sơ giao dịch.

Lớp thực thi và Máy ảo Ethereum

Máy ảo Ethereum là môi trường tính toán thực thi các chỉ thị hợp đồng thông minh trên Ethereum.

Máy này thường được gọi là EVM.

EVM là thành phần quan trọng của lớp thực thi Ethereum, nhưng EVM và lớp thực thi không hoàn toàn giống nhau.

EVM chạy mã hợp đồng, còn lớp thực thi rộng hơn cũng quản lý giao dịch, trạng thái tài khoản, phí, biên nhận, khối và việc giao tiếp với các thành phần node khác.

Mọi node Ethereum sử dụng execution client đều tuân theo cùng quy tắc EVM.

Thiết kế xác định này có nghĩa là cùng một giao dịch hợp lệ phải tạo ra cùng kết quả trên mọi node trung thực.

Tài liệu chính thức về Máy ảo Ethereum mô tả EVM là môi trường ảo phi tập trung, thực thi mã nhất quán trên các node Ethereum.

Mã hợp đồng thông minh được chuyển thành các chỉ thị cấp thấp gọi là opcode trước khi EVM thực thi.

Mỗi opcode thực hiện một thao tác cụ thể, chẳng hạn như cộng số, đọc dữ liệu lưu trữ, ghi dữ liệu lưu trữ, kiểm tra địa chỉ hoặc gọi hợp đồng khác.

Các thao tác khác nhau đòi hỏi mức độ tính toán khác nhau.

Lớp thực thi đo lường khối lượng tính toán này bằng gas.

Lớp thực thi và gas

Gas là đơn vị dùng để đo khối lượng tính toán cần thiết để thực thi giao dịch Ethereum.

Mỗi thao tác thực thi đều có mức phí gas.

Giao dịch chuyển tiền mã hóa đơn giản thường tiêu thụ ít gas hơn tương tác hợp đồng thông minh phức tạp.

Ví dụ, giao dịch sử dụng nhiều hợp đồng, cập nhật dữ liệu lưu trữ và thực hiện nhiều phép tính thường cần nhiều gas hơn giao dịch chuyển cơ bản.

Gas bảo vệ lớp thực thi khỏi các giao dịch đòi hỏi năng lực tính toán không giới hạn.

Nếu không có giới hạn tài nguyên, mã độc hoặc được viết kém có thể khiến node phải xử lý liên tục vô thời hạn.

Người gửi đặt giới hạn gas để xác định lượng gas tối đa mà giao dịch có thể sử dụng.

Nếu quá trình thực thi cần nhiều gas hơn mức giới hạn khả dụng, giao dịch sẽ hết gas và các thay đổi trạng thái dự định được thực hiện sẽ bị hoàn tác.

Người gửi vẫn có thể phải trả phí cho phần công việc đã hoàn thành trước khi giao dịch thất bại.

Tài liệu chính thức của Ethereum về gas và phí giải thích cách gas đo lường khối lượng tính toán và hỗ trợ phân bổ tài nguyên mạng có hạn.

Phí gas có thể tăng khi nhiều người dùng cạnh tranh không gian khối của lớp thực thi.

Phí cao hơn có thể giúp giao dịch có cơ hội được đưa vào khối cao hơn, nhưng không làm thay đổi quy tắc cơ bản của hợp đồng thông minh.

Giao dịch được chuyển đến lớp thực thi như thế nào?

Giao dịch crypto thường bắt đầu trong ví hoặc ứng dụng phi tập trung.

Người dùng chọn thao tác, xem lại thông tin và ký giao dịch bằng khóa riêng tư.

Chữ ký chứng minh giao dịch được người kiểm soát tài khoản cho phép.

Giao dịch đã ký được gửi đến node blockchain thông qua giao diện lập trình ứng dụng hoặc kết nối ngang hàng.

Execution client thường cung cấp các phương thức JSON-RPC mà ví, ứng dụng, nhà phát triển và dịch vụ hạ tầng sử dụng để giao tiếp với mạng.

Đặc tả Ethereum Execution API chính thức mô tả JSON-RPC là giao diện tiêu chuẩn giữa execution client và các công cụ ở lớp trên.

Giao dịch đang chờ hợp lệ có thể được đưa vào pool giao dịch của execution client, thường gọi là mempool.

Nhà tạo khối chọn giao dịch từ pool hiện có và đưa chúng vào execution payload.

Các giao dịch được thực thi theo thứ tự đã liệt kê.

Lớp thực thi tạo ra thông tin trạng thái được cập nhật, phép tính gas, log, biên nhận và các kết quả khác.

Các node khác độc lập thực thi giao dịch để xác minh kết quả được đề xuất.

Giao dịch ngày càng khó bị đảo ngược sau khi khối chứa giao dịch đó nhận thêm xác nhận đồng thuận và đạt finality.

Các loại giao dịch được lớp thực thi xử lý

Lớp thực thi có thể xử lý nhiều loại giao dịch blockchain.

Giao dịch chuyển giá trị chuyển tiền mã hóa gốc của mạng từ tài khoản này sang tài khoản khác.

Giao dịch triển khai hợp đồng tạo hợp đồng thông minh mới và lưu mã của hợp đồng tại một địa chỉ blockchain.

Giao dịch tương tác hợp đồng gọi một hàm trong hợp đồng thông minh hiện có.

Giao dịch chuyển token thường gọi một hàm trong hợp đồng token thay vì trực tiếp chuyển tài sản gốc của blockchain.

Giao dịch tài chính phi tập trung có thể giao dịch token, cung cấp tài sản thế chấp, vay tài sản, trả nợ hoặc rút thanh khoản.

Giao dịch quản trị có thể bỏ phiếu hoặc gửi đề xuất thông qua hợp đồng thông minh.

Giao dịch ủy quyền có thể tạm thời cấp cho tài khoản do bên ngoài sở hữu thêm khả năng của smart account theo các quy tắc giao thức được hỗ trợ.

Tài liệu giao dịch Ethereum hiện hành mô tả nhiều định dạng giao dịch, bao gồm giao dịch theo thị trường phí, giao dịch blob và giao dịch dùng danh sách ủy quyền mới hơn.

Dù định dạng giao dịch có thể thay đổi, mọi giao dịch được chấp nhận vẫn phải tuân thủ các quy tắc xác thực và chuyển đổi trạng thái của lớp thực thi.

Lớp thực thi và hợp đồng thông minh

Hợp đồng thông minh là chương trình được lưu tại địa chỉ blockchain và thực thi theo các quy tắc blockchain.

Hợp đồng thông minh giúp lớp thực thi có thể lập trình.

Thay vì chỉ hỗ trợ các giao dịch chuyển crypto cơ bản, lớp thực thi có thể lập trình hỗ trợ token, giao thức cho vay, giao dịch phi tập trung, vật phẩm sưu tầm kỹ thuật số, game blockchain, hệ thống bảo hiểm và công cụ quản trị.

Người dùng tương tác với hợp đồng thông minh bằng cách gửi giao dịch có chứa dữ liệu cần thiết.

Lớp thực thi đọc giao dịch và chạy hàm hợp đồng được yêu cầu.

Hợp đồng có thể đọc dữ liệu hiện có, thực hiện phép tính, cập nhật dữ liệu lưu trữ, chuyển tài sản, tạo nhật ký sự kiện hoặc gọi hợp đồng khác.

Phần giới thiệu chính thức về hợp đồng thông minh Ethereum giải thích rằng việc triển khai và tương tác với mã hợp đồng cần giao dịch và gas.

Hợp đồng thông minh có thể tương tác với nhau trong cùng một giao dịch, thường được gọi là tính kết hợp.

Tính kết hợp cho phép nhà phát triển kết hợp các chức năng on-chain hiện có để tạo ứng dụng crypto phức tạp hơn.

Tuy nhiên, tính năng này cũng có thể làm tăng rủi ro thực thi vì vấn đề ở một hợp đồng có thể ảnh hưởng đến hợp đồng khác được kết nối.

Lớp thực thi và lớp đồng thuận

Lớp thực thi và lớp đồng thuận là hai thành phần riêng biệt nhưng có liên kết trong Ethereum.

Lớp thực thi xử lý giao dịch và tính toán những thay đổi trạng thái.

Lớp đồng thuận điều phối validator, đề xuất khối, chứng thực, lựa chọn nhánh và finality.

Có thể hiểu đơn giản rằng lớp thực thi xác định kết quả giao dịch có hợp lệ hay không, còn lớp đồng thuận xác định lịch sử blockchain hợp lệ nào mạng sẽ chấp nhận.

Sau khi Ethereum chuyển sang Proof of Stake, một node đầy đủ bắt đầu sử dụng cả execution client và consensus client.

Trang chính thức về chạy node Ethereum giải thích rằng cần cả hai loại client sau The Merge.

Hai client giao tiếp với nhau để duy trì sự kết nối giữa kết quả thực thi và quyết định đồng thuận Proof of Stake.

Consensus client nhận và xác minh thông tin đồng thuận.

Execution client xác thực giao dịch, thực thi hợp đồng thông minh và duy trì trạng thái thực thi.

Phần giải thích chính thức về The Merge mô tả chuỗi Proof of Work Ethereum trước đây là lớp thực thi và Beacon Chain Proof of Stake là lớp đồng thuận.

Việc tách riêng các trách nhiệm này cho phép nhà phát triển cải thiện thành phần thực thi và đồng thuận mà không coi chúng là cùng một chức năng.

Thực thi và đồng thuận phối hợp với nhau như thế nào?

Một khối blockchain hợp lệ cần cả kết quả thực thi chính xác và sự chấp nhận theo quy tắc đồng thuận.

Khi một khối mới được đề xuất, các giao dịch trong khối phải tạo ra kết quả thực thi hợp lệ.

Execution client kiểm tra chữ ký giao dịch, số dư, nonce, giới hạn gas, hoạt động của hợp đồng thông minh và trạng thái được tạo ra.

Consensus client kiểm tra thông tin liên quan đến người đề xuất, các chứng thực, quy tắc Proof of Stake và lịch sử được chấp nhận của chuỗi.

Validator không đơn thuần tin tưởng kết quả thực thi do nhà tạo khối cung cấp.

Các giao dịch được thực thi lại để các node tham gia có thể độc lập kiểm tra những thay đổi trạng thái được đề xuất.

Hướng dẫn chính thức về Proof of Stake của Ethereum giải thích rằng các giao dịch trong khối được đề xuất được thực thi lại để xác minh thay đổi trạng thái có hợp lệ hay không.

Nếu kết quả thực thi không hợp lệ, các node trung thực sẽ từ chối khối ngay cả khi khối được một validator đang hoạt động đề xuất.

Nếu kết quả thực thi hợp lệ nhưng khối không được chọn theo quy tắc đồng thuận, khối đó có thể không trở thành một phần của chuỗi chính tắc.

Vì vậy, cả hai lớp đều cần thiết để blockchain hoạt động an toàn và hữu ích.

Execution client và lớp thực thi

Execution client là chương trình phần mềm triển khai các quy tắc thực thi của blockchain.

Lớp thực thi là mạng lưới và hệ thống rộng hơn được hình thành bởi tất cả execution client tham gia.

Người vận hành node cài đặt execution client để xử lý giao dịch, duy trì trạng thái, giao tiếp với các peer và cung cấp giao diện ứng dụng.

Các cách triển khai client khác nhau có thể tuân theo cùng một đặc tả giao thức nhưng sử dụng ngôn ngữ lập trình và thiết kế nội bộ khác nhau.

Sự đa dạng client có thể tăng khả năng chống chịu vì toàn bộ mạng ít phụ thuộc hơn vào một cách triển khai phần mềm duy nhất.

Tuy nhiên, mọi execution client tương thích phải thống nhất về kết quả của các giao dịch hợp lệ.

Sự khác biệt trong cách chuyển đổi trạng thái có thể khiến các node tính ra trạng thái blockchain khác nhau.

Đặc tả lớp thực thi Ethereum cung cấp tài liệu tham khảo dễ đọc về hoạt động của execution client và các nâng cấp mạng.

Nhà phát triển execution client sử dụng đặc tả và thử nghiệm rộng rãi để giảm nguy cơ kết quả không nhất quán.

Người dùng thông thường không cần chạy execution client để gửi giao dịch, nhưng chạy node có thể giúp xác minh độc lập tốt hơn và kiểm soát việc truy cập blockchain nhiều hơn.

Lớp thực thi và lớp ứng dụng

Lớp ứng dụng bao gồm ví, giao diện và ứng dụng phi tập trung mà người dùng tương tác.

Lớp thực thi là hệ thống blockchain bên dưới xử lý các giao dịch do những ứng dụng này tạo ra.

Ví có thể tạo và ký giao dịch, nhưng không tự quyết định trạng thái blockchain cuối cùng.

Ứng dụng phi tập trung có thể hiển thị giao diện hoán đổi token, nhưng lớp thực thi chạy hợp đồng thông minh thực hiện việc hoán đổi.

Lớp ứng dụng có thể giúp người dùng sử dụng blockchain dễ dàng hơn, còn lớp thực thi thực thi các quy tắc giao thức.

Sự cố ở giao diện ứng dụng không phải lúc nào cũng có nghĩa lớp thực thi gặp lỗi.

Ví dụ, một trang web có thể hiển thị thông tin không chính xác trong khi hợp đồng thông minh và trạng thái blockchain bên dưới vẫn đúng.

Điều ngược lại cũng có thể xảy ra khi giao diện hoạt động bình thường nhưng hợp đồng thông minh chứa logic không an toàn.

Do đó, khi đánh giá ứng dụng crypto, người dùng nên phân biệt rủi ro giao diện, rủi ro hợp đồng thông minh và rủi ro thực thi blockchain.

Lớp thực thi và lớp thanh toán

Lớp thực thi xử lý giao dịch và tính toán kết quả.

Lớp thanh toán cung cấp một nơi đáng tin cậy để xác lập quyền sở hữu cuối cùng và giải quyết tranh chấp.

Trên blockchain Layer 1, thực thi và thanh toán có thể diễn ra trong cùng một mạng tổng thể dù đây vẫn là các khái niệm riêng biệt.

Trong thiết kế blockchain dạng modular, quá trình thực thi có thể diễn ra trên một mạng, còn mạng khác cung cấp khả năng thanh toán hoặc bảo mật.

Ví dụ, rollup có thể thực thi giao dịch bên ngoài môi trường thực thi chính của Ethereum rồi công bố thông tin hoặc bằng chứng lên Ethereum.

Sau đó, Ethereum đóng vai trò lớp thanh toán cho rollup theo thiết kế của rollup đó.

Việc tách biệt này có thể tăng năng lực xử lý giao dịch vì không phải mọi hành động của người dùng đều cần được thực thi trực tiếp trong môi trường Layer 1.

Tuy nhiên, người dùng cần hiểu hệ thống thực thi thứ cấp đăng dữ liệu, chứng minh kết quả, xử lý việc rút và ứng phó với sự cố như thế nào.

Thực thi cho hệ thống biết điều gì đã thay đổi, còn thanh toán xác định khi nào những thay đổi đó được xem là cuối cùng theo mô hình bảo mật của hệ thống.

Lớp thực thi và lớp khả dụng dữ liệu

Khả dụng dữ liệu đề cập đến việc người tham gia mạng có thể truy cập thông tin cần thiết để xác minh hoạt động blockchain hay không.

Thực thi và khả dụng dữ liệu giải quyết những vấn đề khác nhau.

Lớp thực thi áp dụng quy tắc giao dịch và tính toán các thay đổi trạng thái.

Lớp khả dụng dữ liệu đảm bảo có thể lấy được dữ liệu giao dịch hoặc khối cần thiết để xác minh.

Hệ thống không thể được xác minh độc lập nếu dữ liệu giao dịch quan trọng bị che giấu, ngay cả khi có người tuyên bố quá trình thực thi là chính xác.

Một số thiết kế blockchain modular tách thực thi, đồng thuận, thanh toán và khả dụng dữ liệu thành các thành phần riêng.

Ethereum hỗ trợ giao dịch blob chuyên biệt, cho phép rollup công bố dữ liệu tạm thời hiệu quả hơn.

Đặc tả EIP-4844 giới thiệu giao dịch mang blob để hỗ trợ khả dụng dữ liệu có khả năng mở rộng cho rollup.

Dữ liệu blob không được EVM sử dụng theo cách giống calldata thông thường của hợp đồng thông minh.

Thay vào đó, blob cung cấp cho rollup phương thức chi phí thấp hơn để đảm bảo dữ liệu khả dụng trong khi việc thực thi diễn ra trong môi trường rollup.

Lớp thực thi trong mạng Layer 2

Mạng Layer 2 có thể cung cấp môi trường thực thi riêng, đồng thời dựa vào blockchain Layer 1 để đảm bảo một phần bảo mật hoặc thanh toán.

Nhờ đó, nhiều giao dịch có thể được xử lý bên ngoài môi trường thực thi Layer 1 chính.

Sau đó, hệ thống Layer 2 công bố dữ liệu giao dịch, cam kết trạng thái hoặc bằng chứng hợp lệ theo thiết kế của mình.

Optimistic rollup thường cho phép một khoảng thời gian khiếu nại, trong đó các tuyên bố trạng thái không hợp lệ có thể bị tranh chấp.

Zero-knowledge rollup sử dụng bằng chứng hợp lệ mật mã để chứng minh một nhóm giao dịch tuân thủ các quy tắc cần thiết.

Tổng quan chính thức về Ethereum Layer 2 giải thích cách các mạng thứ cấp có thể tăng năng lực xử lý trong khi sử dụng Ethereum làm lớp thanh toán.

Thực thi trên Layer 2 có thể giảm chi phí giao dịch và tăng thông lượng.

Tuy nhiên, mỗi hệ thống Layer 2 có thể có quy tắc sequencer, quy trình rút, rủi ro hợp đồng thông minh, hệ thống bằng chứng và quyền kiểm soát nâng cấp khác nhau.

Người dùng không nên cho rằng mọi lớp thực thi đều có cùng mức đảm bảo bảo mật.

Vị trí thực thi chỉ là một phần trong mô hình tin cậy tổng thể của hệ thống.

Lớp thực thi có giống Layer 1 không?

Lớp thực thi không mặc nhiên giống blockchain Layer 1.

Layer 1 mô tả một mạng blockchain nền tảng có giao thức và hệ thống bảo mật riêng.

Lớp thực thi mô tả chức năng xử lý giao dịch và tính toán thay đổi trạng thái.

Blockchain Layer 1 có thể bao gồm lớp thực thi, cơ chế đồng thuận, quy tắc mạng, lưu trữ dữ liệu và chức năng thanh toán.

Mạng Layer 2 cũng có thể có lớp thực thi riêng trong khi phụ thuộc vào mạng Layer 1 để thanh toán hoặc đảm bảo khả dụng dữ liệu.

Các thuật ngữ này trả lời những câu hỏi khác nhau.

Layer 1 và Layer 2 mô tả vị trí của hệ thống trong kiến trúc blockchain.

Lớp thực thi mô tả thành phần của hệ thống chịu trách nhiệm tính toán và chuyển đổi trạng thái.

Lớp thực thi và việc tạo khối

Quá trình tạo khối kết hợp việc lựa chọn giao dịch với trách nhiệm thực thi và đồng thuận.

Nhà tạo khối hoặc builder liên quan chọn giao dịch đang chờ và sắp xếp chúng trong execution payload.

Thứ tự rất quan trọng vì kết quả hợp đồng thông minh có thể phụ thuộc vào giao dịch nào được chạy trước.

Execution client kiểm tra các giao dịch đã chọn có nằm trong giới hạn tài nguyên của khối hay không.

Sau đó, client tính toán trạng thái được tạo ra, lượng gas sử dụng, biên nhận và thông tin thực thi khác.

Hệ thống đồng thuận điều phối việc phân phối, xác thực, bỏ phiếu và đưa khối được đề xuất vào chuỗi được chấp nhận.

Các node khác lặp lại quá trình thực thi thay vì tin tưởng phép tính của nhà tạo khối.

Việc xác minh độc lập này là một trong những điểm khác biệt chính giữa lớp thực thi blockchain và cơ sở dữ liệu tập trung truyền thống.

Trong cơ sở dữ liệu tập trung, một đơn vị vận hành có thể trực tiếp kiểm soát trạng thái chính thức.

Trong blockchain, nhiều node có thể xác minh chuyển đổi trạng thái được đề xuất có tuân theo quy tắc chung hay không.

Lớp thực thi và thứ tự giao dịch

Thứ tự giao dịch xác định trình tự thực thi giao dịch bên trong một khối.

Trình tự này có thể ảnh hưởng đến giá token, kết quả thanh lý, kết quả đấu giá và trạng thái hợp đồng thông minh.

Ví dụ, hai người dùng có thể cố gắng giao dịch với cùng một pool thanh khoản gần như cùng lúc.

Giao dịch được thực thi trước sẽ thay đổi số dư pool và ảnh hưởng đến mức giá mà giao dịch thứ hai nhận được.

Giá trị kinh tế được tạo ra thông qua việc chọn, đưa vào, loại bỏ hoặc sắp xếp giao dịch thường được gọi là giá trị có thể trích xuất tối đa.

Tài liệu Ethereum về giá trị có thể trích xuất tối đa giải thích cách việc tạo khối và sắp xếp giao dịch có thể tạo ra giá trị ngoài phần thưởng khối và phí thông thường.

Một số hình thức sắp xếp giao dịch giúp nâng cao hiệu quả thị trường, trong khi những hình thức khác có thể khiến người dùng nhận kết quả kém hơn.

Ví dụ, tấn công sandwich cố gắng giao dịch trước và sau giao dịch hoán đổi phi tập trung của người dùng để kiếm lợi từ tác động giá của giao dịch đó.

Người dùng có thể giảm một số rủi ro thực thi bằng cách xem xét giới hạn trượt giá, tránh thanh khoản nông và kiểm tra đầu ra giao dịch dự kiến.

Khả năng mở rộng của lớp thực thi

Khả năng mở rộng của lớp thực thi là khả năng xử lý nhiều giao dịch hơn mà không khiến việc xác minh trở nên thiếu an toàn hoặc không thực tế.

Blockchain có thể tăng năng lực thực thi bằng cách cải thiện hiệu quả phần mềm, thay đổi giới hạn tài nguyên, xử lý giao dịch song song hoặc chuyển hoạt động sang hệ thống Layer 2.

Mọi phương pháp mở rộng đều có sự đánh đổi.

Khối lớn hơn có thể xử lý nhiều hoạt động hơn nhưng đòi hỏi node sử dụng nhiều băng thông, dung lượng lưu trữ và năng lực tính toán hơn.

Việc thực thi phức tạp hơn có thể khiến việc chạy node xác thực khó khăn hơn.

Thực thi Layer 2 có thể giảm nhu cầu trực tiếp lên Layer 1 nhưng đưa vào bridge, sequencer, hệ thống bằng chứng và hợp đồng thông minh bổ sung.

Thực thi song song có thể cải thiện hiệu suất khi các giao dịch không phụ thuộc vào cùng trạng thái, nhưng vẫn cần sắp xếp cẩn thận các giao dịch có xung đột.

Lớp thực thi bền vững cần cân bằng thông lượng với tính phi tập trung, bảo mật, khả năng xác minh dễ dự đoán và yêu cầu phần cứng hợp lý.

Bảo mật lớp thực thi

Bảo mật lớp thực thi phụ thuộc vào quy tắc giao thức chính xác, phần mềm client đáng tin cậy, tính toán xác định và xác minh độc lập.

Lỗi nghiêm trọng trong execution client có thể khiến các node bất đồng về thay đổi trạng thái hợp lệ.

Rủi ro này được giảm thiểu thông qua nhiều cách triển khai client, thử nghiệm, kiểm toán, đặc tả chính thức và nâng cấp mạng có phối hợp.

Bảo mật của lớp thực thi không tự động đảm bảo mọi hợp đồng thông minh đều an toàn.

Hợp đồng thông minh có thể tuân theo quy tắc thực thi hợp lệ nhưng vẫn chứa lỗi lập trình, quyền không an toàn, mô hình kinh tế sai sót hoặc thiết kế có thể bị khai thác.

Lớp thực thi sẽ chạy chính xác mã hợp đồng hợp lệ, ngay cả khi mã đó tạo ra kết quả không mong muốn.

Vì vậy, người dùng cần đánh giá bảo mật của cả môi trường thực thi bên dưới và ứng dụng riêng lẻ.

Các rủi ro khác bao gồm tấn công từ chối dịch vụ, tăng trưởng trạng thái, phí tăng vọt, sắp xếp giao dịch độc hại, thao túng oracle, lỗ hổng bridge và nâng cấp hợp đồng không an toàn.

Lớp nền an toàn giúp giảm rủi ro hạ tầng nhưng không thể loại bỏ mọi rủi ro từ ứng dụng hoặc lỗi người dùng.

Điều gì xảy ra khi quá trình thực thi thất bại?

Quá trình thực thi có thể thất bại khi giao dịch không đáp ứng yêu cầu của giao thức hoặc hợp đồng thông minh.

Giao dịch có thể thất bại do nonce không chính xác, không đủ tiền, chữ ký không hợp lệ, điều kiện hết hạn, không đủ gas hoặc lời gọi hợp đồng bị hoàn tác.

Giao dịch không hợp lệ có thể bị từ chối trước khi được đưa vào khối.

Giao dịch đã được đưa vào khối vẫn có thể bị hoàn tác trong khi phí gas vẫn phải trả.

Việc hoàn tác thường hủy các thay đổi trạng thái phát sinh trong lần gọi thất bại.

Biên nhận blockchain ghi lại quá trình thực thi thành công hay thất bại.

Giao dịch thất bại không có nghĩa toàn bộ lớp thực thi đã ngừng hoạt động.

Thông thường, điều đó có nghĩa là giao dịch cụ thể không thể hoàn tất theo trạng thái hiện tại và quy tắc hợp đồng.

Ví và ứng dụng thường mô phỏng giao dịch trước khi gửi để ước tính lượng gas và phát hiện khả năng thất bại.

Mô phỏng có thể giảm sai sót nhưng không đảm bảo giao dịch thành công vì trạng thái blockchain có thể thay đổi trước khi giao dịch được thực thi.

Vì sao kết quả thực thi có thể thay đổi trước khi xác nhận?

Ví có thể hiển thị kết quả giao dịch ước tính trước khi giao dịch được đưa vào khối.

Ước tính đó dựa trên trạng thái blockchain có sẵn tại thời điểm mô phỏng.

Các giao dịch khác có thể làm thay đổi giá, số dư, thanh khoản, dữ liệu lưu trữ của hợp đồng hoặc điều kiện vay trước khi giao dịch của người dùng được thực thi.

Điều này đặc biệt quan trọng với giao dịch hoán đổi phi tập trung, thanh lý, đấu giá và đợt bán token có giới hạn.

Do đó, giao dịch có thể cho kết quả khác, bị hoàn tác hoặc vượt quá giới hạn trượt giá người dùng đặt ra.

Lớp thực thi xử lý giao dịch theo trạng thái thực tế tại vị trí của giao dịch trong khối, không phải trạng thái trước đó được giao diện hiển thị.

Người dùng nên xem xét lượng tài sản nhận tối thiểu, thời hạn, cài đặt gas và quyền hợp đồng trước khi ký.

Báo giá hiển thị chưa phải kết quả cuối cùng cho đến khi giao dịch được thực thi và xác nhận.

Vì sao lớp thực thi quan trọng với người dùng crypto?

Lớp thực thi ảnh hưởng đến gần như mọi thao tác on-chain của người dùng crypto.

Lớp này quyết định giao dịch chuyển có thành công hay không, lượng gas tiêu thụ, những thay đổi do hợp đồng thông minh thực hiện và kết quả giao dịch nào trở thành một phần của trạng thái blockchain.

Lớp này cũng ảnh hưởng đến tốc độ ứng dụng, chi phí giao dịch, năng lực mạng và loại chương trình nhà phát triển có thể xây dựng.

Lớp thực thi tắc nghẽn có thể làm tăng phí và thời gian chờ.

Lớp thực thi hiệu quả có thể hỗ trợ nhiều hoạt động hơn với chi phí thấp hơn.

Lớp thực thi có thể lập trình giúp ứng dụng phi tập trung hoạt động.

Lớp thực thi an toàn cho phép node xác minh số dư và trạng thái hợp đồng đã được cập nhật chính xác.

Hiểu về thực thi có thể giúp người dùng nhận biết lý do giao dịch thất bại, giao dịch hoán đổi bị trượt giá, phí gas thay đổi hoặc ứng dụng sử dụng mạng Layer 2.

Vì sao lớp thực thi quan trọng với trader crypto?

Trader crypto tương tác với lớp thực thi mỗi khi chuyển tài sản hoặc sử dụng thị trường on-chain.

Điều kiện thực thi có thể ảnh hưởng đến chi phí cuối cùng của giao dịch phi tập trung.

Phí gas cao có thể khiến giao dịch nhỏ không còn hiệu quả về chi phí.

Thanh khoản thấp có thể gây tác động giá lớn khi thực thi hợp đồng.

Thứ tự giao dịch có thể khiến giao dịch hoán đổi chịu ảnh hưởng của chiến lược giá trị có thể trích xuất tối đa.

Mạng tắc nghẽn có thể trì hoãn việc nạp, rút, chuyển tài sản qua bridge hoặc điều chỉnh tài sản thế chấp.

Giao dịch thất bại vẫn có thể tiêu tốn phí và khiến trader bỏ lỡ cơ hội thị trường.

Trader nên tính đến chi phí lớp thực thi trước khi chuyển tiền giữa các mạng hoặc tương tác với giao thức phi tập trung.

Họ cũng nên xác nhận mạng đích, hợp đồng token, tài sản dùng trả phí gas, quy trình bridge và thời gian xác nhận dự kiến.

Dự đoán thị trường chính xác vẫn có thể dẫn đến kết quả kém nếu bỏ qua chi phí thực thi và rủi ro kỹ thuật.

Cách đánh giá lớp thực thi

Yếu tố đầu tiên cần xem xét là bảo mật.

Lớp thực thi đáng tin cậy cần có quy tắc giao thức rõ ràng, hoạt động phát triển tích cực, quy trình xác minh độc lập và lịch sử xử lý chuyển đổi trạng thái chính xác.

Yếu tố thứ hai là tính phi tập trung.

Người dùng nên cân nhắc số lượng bên độc lập có thể chạy node, xác minh giao dịch và tham gia tạo khối.

Yếu tố thứ ba là hiệu suất.

Các chỉ số quan trọng bao gồm thông lượng, thời gian xác nhận, thời gian finality và hiệu suất khi nhu cầu cao.

Yếu tố thứ tư là chi phí.

Người dùng nên xem xét phí thông thường, biến động phí, chi phí giao dịch thất bại và tài sản gốc cần có để trả phí thực thi.

Yếu tố thứ năm là khả năng lập trình.

Nhà phát triển có thể cân nhắc ngôn ngữ lập trình được hỗ trợ, thiết kế máy ảo, công cụ, khả năng gỡ lỗi và tính tương thích hợp đồng.

Yếu tố thứ sáu là khả năng tương tác.

Người dùng nên tìm hiểu cách tài sản và thông điệp di chuyển giữa lớp thực thi với các mạng khác.

Yếu tố thứ bảy là rủi ro nâng cấp.

Kiểm soát quản trị, quyền khẩn cấp, nâng cấp phần mềm và quyền nâng cấp hợp đồng có thể ảnh hưởng đến các giả định về độ tin cậy của hệ thống.

Các hiểu lầm thường gặp về lớp thực thi

Một hiểu lầm là lớp thực thi và lớp đồng thuận làm cùng một việc.

Lớp thực thi xác minh chuyển đổi trạng thái, còn lớp đồng thuận tổ chức sự thống nhất về lịch sử blockchain được chấp nhận.

Một hiểu lầm khác là EVM đại diện cho toàn bộ lớp thực thi.

EVM là công cụ tính toán, nhưng execution client còn quản lý giao dịch, trạng thái, biên nhận, mạng và giao diện ứng dụng.

Hiểu lầm thứ ba là mọi lớp thực thi đều là blockchain Layer 1.

Hệ thống Layer 2 cũng có thể cung cấp chức năng thực thi trong khi dựa vào blockchain khác để thanh toán hoặc đảm bảo khả dụng dữ liệu.

Hiểu lầm thứ tư là thực thi blockchain thành công đồng nghĩa giao dịch an toàn về tài chính.

Lớp thực thi có thể xử lý chính xác một phê duyệt token gây hại, giao dịch bất lợi hoặc thao tác với hợp đồng độc hại.

Hiểu lầm thứ năm là giao dịch đã gửi chắc chắn sẽ được thực thi theo kết quả hiển thị.

Thay đổi trạng thái, tắc nghẽn, thứ tự giao dịch, giới hạn gas và quy tắc trượt giá có thể làm thay đổi hoặc ngăn cản việc thực thi.

Hiểu lầm thứ sáu là chỉ riêng tốc độ thực thi cao đã chứng minh blockchain an toàn hoặc phi tập trung.

Hiệu suất chỉ là một phần trong thiết kế blockchain và cần được xem xét cùng yêu cầu xác minh cũng như các giả định về độ tin cậy.

Ví dụ về một giao dịch trên lớp thực thi

Giả sử người dùng muốn hoán đổi token crypto này lấy token khác thông qua pool thanh khoản phi tập trung.

Ví tạo giao dịch có chứa địa chỉ hợp đồng, chỉ thị hoán đổi, số lượng token, thời hạn, giới hạn trượt giá và cài đặt gas.

Người dùng ký giao dịch bằng khóa riêng tư.

Execution client nhận giao dịch đã ký và kiểm tra tính hợp lệ cơ bản.

Sau đó, nhà tạo khối đưa giao dịch vào execution payload.

Khi đến lượt giao dịch trong khối, EVM chạy mã hợp đồng thông minh của pool thanh khoản.

Hợp đồng kiểm tra phê duyệt token của người dùng, tính giá pool hiện tại, áp dụng phí giao dịch và kiểm tra yêu cầu đầu ra tối thiểu.

Nếu đáp ứng mọi yêu cầu, hợp đồng chuyển token đầu vào, gửi token đầu ra, cập nhật số dư pool và tạo nhật ký sự kiện.

Nếu lượng đầu ra khả dụng thấp hơn mức tối thiểu người dùng yêu cầu, quá trình thực thi sẽ hoàn tác giao dịch hoán đổi.

Các node khác lặp lại quá trình thực thi để xác nhận kết quả được đề xuất là chính xác.

Ví dụ này cho thấy lớp thực thi kết nối chỉ thị từ ví, mã hợp đồng thông minh, gas, cập nhật trạng thái và xác minh blockchain như thế nào.

Câu hỏi thường gặp

Lớp thực thi trong crypto nghĩa là gì?

Lớp thực thi là thành phần blockchain xử lý giao dịch, chạy hợp đồng thông minh, tính phí và cập nhật trạng thái tài khoản cũng như hợp đồng.

Lớp thực thi của Ethereum là gì?

Lớp thực thi Ethereum là mạng lưới các execution client chịu trách nhiệm xử lý giao dịch, chạy EVM, phát tán thông tin giao dịch và quản lý trạng thái Ethereum.

EVM có phải là lớp thực thi không?

Không. EVM là máy ảo chạy mã hợp đồng thông minh, còn lớp thực thi cũng bao gồm xác thực giao dịch, quản lý trạng thái, tính gas, biên nhận, khối và các dịch vụ của execution client.

Lớp thực thi khác lớp đồng thuận như thế nào?

Lớp thực thi kiểm tra và áp dụng giao dịch, còn lớp đồng thuận giúp validator thống nhất về thứ tự và finality của các khối hợp lệ.

Lớp thực thi có tạo khối không?

Lớp thực thi hỗ trợ tập hợp và xác thực execution payload, còn hệ thống đồng thuận điều phối việc đề xuất khối, chứng thực, lựa chọn nhánh và finality.

Phí gas có được trả cho quá trình thực thi không?

Có. Phí gas thanh toán cho khối lượng tính toán và tài nguyên khối có hạn được sử dụng khi lớp thực thi xử lý giao dịch.

Mạng Layer 2 có thể có lớp thực thi không?

Có. Nhiều mạng Layer 2 thực thi giao dịch trong môi trường riêng và dựa vào blockchain Layer 1 để thanh toán, đảm bảo khả dụng dữ liệu hoặc bảo mật.

Điều gì xảy ra khi giao dịch thất bại trong quá trình thực thi?

Các thay đổi trạng thái dự định thường bị hoàn tác, nhưng người gửi vẫn có thể phải trả phí gas cho phần tính toán đã thực hiện.

Lớp thực thi có thể ngăn hợp đồng thông minh độc hại không?

Lớp thực thi từ chối mã vi phạm quy tắc giao thức, nhưng vẫn có thể chạy logic hợp đồng gây hại hoặc được thiết kế kém nếu logic đó hợp lệ về mặt kỹ thuật.

Vì sao các giao dịch khác nhau tiêu thụ lượng gas khác nhau?

Giao dịch tiêu thụ lượng gas khác nhau vì các thao tác hợp đồng thông minh đòi hỏi mức tính toán, truy cập dữ liệu lưu trữ và thay đổi trạng thái khác nhau.

Mọi blockchain có lớp thực thi không?

Mọi blockchain đều cần một cơ chế xác thực giao dịch và cập nhật trạng thái, dù các giao thức khác nhau có thể dùng tên gọi và kiến trúc khác nhau cho chức năng đó.

Vì sao quá trình thực thi có tính xác định?

Quá trình thực thi có tính xác định để các node trung thực xử lý cùng giao dịch từ cùng trạng thái ban đầu sẽ tính ra cùng kết quả cuối cùng.

Kết luận

Lớp thực thi là thành phần blockchain chuyển giao dịch đã ký thành những thay đổi trạng thái được xác minh.

Lớp này xác thực thông tin giao dịch, chạy mã hợp đồng thông minh, tính gas, cập nhật số dư, tạo biên nhận và từ chối các thao tác không hợp lệ.

Trong Ethereum, lớp thực thi gồm các execution client chạy EVM và duy trì trạng thái thực thi của mạng.

Lớp thực thi phối hợp với lớp đồng thuận, nơi điều phối validator và xác định khối hợp lệ nào trở thành một phần của lịch sử blockchain được chấp nhận.

Lớp thực thi cũng khác lớp ứng dụng, lớp thanh toán và lớp khả dụng dữ liệu, dù các thành phần này tương tác chặt chẽ với nhau.

Mạng Layer 2 có thể cung cấp môi trường thực thi riêng trong khi sử dụng blockchain Layer 1 để thanh toán hoặc đảm bảo khả dụng dữ liệu.

Thiết kế lớp thực thi ảnh hưởng đến phí giao dịch, khả năng mở rộng, năng lực hợp đồng thông minh, bảo mật và trải nghiệm người dùng của ứng dụng on-chain.

Với người dùng crypto, hiểu lớp thực thi giúp họ hiểu rõ hơn về phí gas, giao dịch thất bại, hoạt động của hợp đồng thông minh, hệ thống Layer 2 và thay đổi trạng thái blockchain.

Với nhà phát triển và người vận hành node, lớp thực thi cung cấp quy tắc và phần mềm cần thiết để tính toán hoạt động blockchain nhất quán trên các máy độc lập.

Lớp thực thi an toàn và dễ dự đoán là yếu tố thiết yếu vì mọi giao dịch chuyển token, giao dịch phi tập trung, lời gọi hợp đồng và ứng dụng on-chain đều phụ thuộc vào việc thực thi chính xác.