Vitalik Buterin: Cách Tối Ưu Hóa Mật Mã Học Được Tiết Lộ

Trong một bài báo mới, đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin xem xét thời gian truy cập bộ nhớ, một trong những hạn chế bị bỏ qua nhiều nhất trong tính toán, và cách hiểu biết tốt hơn về nó có thể thay đổi cách các hệ thống mã hóa được phát triển. Mặc dù chủ đề này có vẻ cực kỳ kỹ thuật, nhưng nó có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả tiềm năng của các blockchain, các chứng minh mã hóa và thậm chí là các mô hình AI.

Vấn đề truy cập bộ nhớ

Buterin cho rằng suy nghĩ rằng việc đọc hoặc ghi vào bộ nhớ mất một khoảng thời gian cố định, như thường được làm trong khoa học máy tính, là không chính xác. Thay vào đó, ông trình bày một mô hình đề xuất rằng căn bậc ba của kích thước bộ nhớ xác định thời gian truy cập bộ nhớ. Nói đơn giản, việc truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ của bạn trở nên chậm hơn dần khi nó trở nên lớn hơn, vì các tín hiệu phải di chuyển một khoảng cách vật lý lớn hơn.

Ông cung cấp bằng chứng từ thế giới thực để hỗ trợ điều này, cho thấy rằng thời gian truy cập dữ liệu tăng lên theo kích thước bộ nhớ, từ bộ nhớ đệm CPU đến RAM, điều này thật bất ngờ phù hợp với mô hình lý thuyết của ông. Nhận thức này vượt xa việc chỉ là những tranh cãi học thuật ----- nó thay đổi một cách căn bản cách chúng ta suy nghĩ về tối ưu hóa thuật toán, đặc biệt trong lĩnh vực mã hóa, nơi mà việc tính toán trước và lưu trữ các kết quả trung gian là phương pháp thông thường.

Giải quyết quản lý bộ nhớ blockchain

Vitalik Buterin sử dụng một ví dụ liên quan đến mã hóa đường cong elliptic, một phần cơ bản của bảo mật blockchain, để minh họa điểm này. Để đẩy nhanh các quy trình, các nhà phát triển thường tính toán trước các bảng số lớn. Tuy nhiên, bất kỳ lợi ích nào về tốc độ có thể bị mất nếu các bảng trở nên quá lớn để vừa với bộ nhớ cache do sự chậm lại gây ra bởi việc truy cập nhiều bộ nhớ. Một bảng vừa với bộ nhớ cache nhỏ hơn đã chứng minh là nhanh hơn một bảng lớn hơn được giữ trong RAM trong một trong những thử nghiệm của ông.

Kết luận rất đơn giản nhưng sâu sắc: Hiệu quả trong mật mã không chỉ liên quan đến các bộ xử lý nhanh hơn --- nó còn liên quan đến việc quản lý bộ nhớ thông minh hơn. Hiểu được nguyên tắc mà ông đã trình bày có thể hướng dẫn việc tối ưu hóa phần cứng cho các hệ thống blockchain và zero-knowledge trong tương lai, khi ngành công nghiệp chuyển sang phần cứng chuyên dụng như ASIC và GPU.