Khả năng mở rộng là phương tiện tăng tốc độ và thông lượng của một blockchain trong khi giảm thiểu chi phí và không phải hy sinh phân quyền hoặc bảo mật. Ethereum hiện nay không thể mở rộng thêm.
Với số lượng người dùng ngày càng tăng trong hai năm qua, chi phí giao dịch Ethereum đã tăng vọt, khiến mạng lưới gần như vô dụng đối với các nhà đầu tư ngắn hạng.
Có hai lựa chọn cốt lõi để mở rộng quy mô Ethereum: on-chain và off-chain. Kết hợp với The Merge , nhóm Ethereum đang giới thiệu một giải pháp mở rộng quy mô on-chain với việc giới thiệu một thiết kế sharding mới được gọi là danksharding. Những thay đổi này dự kiến sẽ xảy ra trong vài tháng tới.
Mở rộng quy mô off-chain đến từ các giao thức thay thế sống phần đỉnh của blockchain hiện tại và không yêu cầu thay đổi đối với giao thức Lớp-1 . Các giải pháp mở rộng quy mô lớp 2 có được sự bảo mật của chúng từ Mainnet Ethereum trong khi xử lý tất cả xác minh giao dịch off-chain. Các giải pháp mở rộng quy mô Lớp-2 nổi bật nhất là Rollups.
Khi đang chuẩn bị cho The Merge, Ethereum đang xoay quanh lộ trình “Rollup-Centric”. Nó có kế hoạch kết hợp các giải pháp mở rộng quy mô on-chain và off-chain tốt nhất.
Giới thiệu ngắn gọn về Rollups
Rollups (Cuộn lên) là giải pháp mở rộng lớp 2 nổi bật nhất trong không gian Ethereum. Chúng có thể được phân loại theo phương pháp xác nhận và lưu trữ dữ liệu. Tất cả các lần roll đều tổng hợp dữ liệu giao dịch hàng loạt off-chain thành các đợt và xuất kết quả trở lại mạng chính khi đạt được sự đồng thuận.
Giải pháp Optimistic Rollup
Optimistic Rollup là cốt lõi cho khả năng mở rộng quy mô Lớp 2 mạng Ethereum. Các giải pháp sử dụng Optimistic Rollup như Arbitrum hoặc Optimism, giả định rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ ngay từ đầu. Để đảm bảo các giao dịch này, họ cung cấp một giai đoạn thử thách trong đó người xác minh có thể tranh chấp tính hợp pháp của giao dịch thông qua biện pháp chống gian lận trên chuỗi mẹ.
Bằng cách chỉ thực hiện các bằng chứng khi nghi ngờ gian lận, Optimistic rollups tăng đáng kể thông lượng và giảm độ trễ (thời gian xác nhận giao dịch). Thời gian thử thách thường là bảy ngày. Đây là phương pháp bảo mật nghi ngờ gian lận.
Optimism là một giải pháp mở rộng Layer 2 trên Ethereum nhằm giảm tải phí gas, tăng tốc độ hoàn thiện giao dịch, từ đó đem lại trải nghiệm mượt mà hơn cho người dùng mà vẫn giữ được bảo mật từ chain gốc Ethereum.
Optimism thuộc mảng Optimistic Rollup, sử dụng cơ chế bảo mật bằng chứng gian lận (fraud proof).
Trong thời gian thử thách, người dùng có thể sử dụng tiền của họ trong hệ sinh thái Lớp 2 nhưng không thể rút tiền trở lại Lớp 1. Để đáp ứng cho khoảng thời gian chờ đợi lâu trong Optimistic rollups, các giải pháp thoát nhanh đang được nghiên cứu. Ví dụ: thông qua các nhóm thanh khoản do cộng đồng thúc đẩy, Mạng Boba đã giảm thời gian thoát xuống còn vài phút.
Ngoài ra, phần lớn các bản Optimistic rollups đều tương thích với EVM, có nghĩa là bất cứ điều gì bạn làm trên Lớp-1, bạn đều có thể thực hiện trong Rollup (nhưng nhanh hơn và rẻ hơn). Khả năng tương thích của EVM là lý do cốt lõi khiến hầu hết các lần triển khai trên Ethereum cho đến nay đều thuộc về biến thể Optimistic.
Hơn nữa, các bản Optimistic rollups cung cấp sự minh bạch hoàn toàn vì tất cả dữ liệu giao dịch được đăng lên chuỗi mẹ.
Giải Pháp ZK-Rollups
Zk Rollup là một giải pháp mở rộng cho Ethereum layer 1 bằng cách sử dụng công nghệ zero knowledge proof (bằng chứng không kiến thức).
Zero Knowledge (ZK) -rollups, giống như StarkNet, tương tự như Optimistic rollups ở chỗ chúng kết hợp một số lượng lớn các giao dịch off-chain và gửi một phiên bản theo lô trở lại Mainnet Ethereum.
Tuy nhiên, thay vì giả định rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ cho đến khi được chứng minh ngược lại, ZK-rollups sử dụng các bằng chứng hợp lệ để xác thực các giao dịch ngay lập tức. Sau đó, các bằng chứng hợp lệ và dữ liệu nén được gửi đến Lớp-1 như một proxy cho các gói giao dịch thô tương ứng của chúng để xác thực on-chain.
Các bằng chứng về tính hợp lệ rất phức tạp và tốn thời gian, dẫn đến độ trễ tăng lên so với các giải pháp Optimistic. Do phải tính toán nhiều để tạo ra các bằng chứng mật mã , trình giải trình tự yêu cầu phần cứng có thông số kỹ thuật cao, khiến người dùng thông thường khó tham gia.
Hơn nữa, hầu hết các ZK-rollup thường không tương thích với EVM do độ phức tạp tự nhiên. Do đó, các nhà phát triển phải vật lộn để di chuyển các hợp đồng thông minh sang các giải pháp này, điều này khiến việc phát triển các ứng dụng có mục đích chung cho các giải pháp này trở nên khó khăn hơn nhiều mà không thay đổi hoàn toàn khuôn khổ cho các hợp đồng thông minh.
ZKSync và zkEVM gần đây đã triển khai các giải pháp Rollups tương thích với EVM trên mạng thử nghiệm Ethereum, mang lại ánh sáng cuối đường hầm cho một tương lai của ZK-rollup.
Lộ trình Ethereum Rollup-Centric (Ethereum tập trung vào Rollup)
Vào một thời điểm nào đó trong năm nay, Ethereum được thiết lập chuyển từ Proof-of-Work sang Proof-of-Stake, sự kiện này được gọi là “The Merge”. Thay đổi này sẽ giảm phát thải năng lượng, tăng cường bảo mật và giảm rủi ro tập trung hóa từ các thợ đào. Lộ trình Ethereum’s rollup-centric sẽ hỗ trợ bất kỳ số lượng trình xác thực nào miễn là họ nắm giữ trên 32 ETH như một cổ phần kinh tế.
Sharding: là một giải pháp mở rộng quy mô on-chain theo chiều ngang nhằm tăng số lượng hoạt động mà chuỗi có thể xử lý một cách hiệu quả. Về cơ bản, blockchain Ethereum sẽ được chia thành các chuỗi nhỏ hơn được gọi là các shard (mảnh) chạy song song và cuối cùng liên kết lại với nhau thông qua Beacon Chain (Chuỗi báo hiệu).
Mỗi phân đoạn sẽ hoạt động với một tập hợp con các nút sẽ kiểm tra tính khả dụng của dữ liệu. Hệ thống này đảm bảo rằng bất kỳ ai cũng có thể chạy một nút bằng cách sử dụng phần cứng tiêu chuẩn của người dùng bình thường đồng thời tăng khả năng mở rộng.
Danksharding: Thay vì cung cấp nhiều không gian hơn cho các giao dịch như sharding truyền thống, danksharding tập trung vào việc cung cấp không gian khối cho các blob dữ liệu. Giao thức Ethereum không cố gắng phân tích dữ liệu; nó chỉ xác minh rằng các blob dữ liệu có đầy đủ.
Để được coi là đầy đủ, thì dữ liệu không được thiếu bộ phận nào và trạng thái rollup có thể được tạo lại bằng dữ liệu này. Không gian dữ liệu dành cho các giải pháp mở rộng quy mô Lớp-2 hỗ trợ các giao dịch thông lượng cao.
Nói tóm lại, Proof-of-Stake là lớp đồng thuận cung cấp khả năng bảo mật và phân quyền mạnh mẽ cho các Rollup Lớp-2.
Danksharding tạo thành lớp dữ liệu, cung cấp tính khả dụng của dữ liệu lớn và do đó, nó là một giải pháp rẻ tiền để Rollup và post dữ liệu của họ.
Danksharding là điều làm cho Lộ trình Rollup-Centric khả thi. Nó biến Ethereum thành một lớp khả dụng dữ liệu và sắp xếp nó, đồng thời đặt khả năng mở rộng vào tay các Rollup Lớp 2. Hiện tại, với kiến trúc Ethereum và Rollup kết hợp, thông lượng giao dịch chỉ dành cho Ethereum hiện tại là 15–45 TP có thể mở rộng lên tới 1000–4000 TPS. Sự ra đời của các shard đã mở rộng dung lượng lưu trữ dữ liệu cho các lần roll để tăng thông lượng này lên 100.000 TPS .
Tương lai của Rollup-Centric
Ưu điểm của Optimistic và ZK-rollups là chúng giải quyết được vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum mà không ảnh hưởng đến bảo mật và phân quyền. Chúng cho phép các giao dịch gần như tức thì với mức phí thấp hơn nhiều trong khi giảm tắc nghẽn mạng trên chuỗi chính.
Tuy nhiên, cả hai phương pháp cải tiến đều có những nhược điểm rõ ràng khiến chúng bị nghi ngờ về tính bền vững lâu dài. Các bản Optimistic Rollup phải tốn thời gian rút tiền kéo dài một tuần do hệ thống chống gian lận. ZK-rollups quá nhiều tính toán để cho phép khả năng tương thích EVM hiện tại. Như đã đề cập trước đây, các nhà phát triển từ cả hai giải pháp đang làm việc về những vấn đề này.
Hệ sinh thái tương lai của Ethereum cung cấp nền tảng phong phú cho các hệ sinh thái Rollup phát triển. Lộ trình Ethereum khuyến khích thử nghiệm, cho phép giải pháp L2 tốt nhất phát triển mạnh trong hệ sinh thái Ethereum đã hoàn thiện.
Ngoài những thất bại tương ứng, việc triển khai tổng hợp trong tương lai phải giải quyết sự chênh lệch về chi phí giao dịch, sự phân mảnh của hệ sinh thái phân tán của Ethereum và các mối lo ngại về quyền riêng tư.
Chi Phí
Một blockchain có khả năng mở rộng cần hỗ trợ số lượng giao dịch ngày càng tăng mà không ảnh hưởng đến chi phí. Như đã đề cập trước đây, cả Optimistic và ZK-rollups đều giải quyết được vấn đề này, nhưng chúng so sánh như thế nào?
ZK-rollups có thể tăng chi phí đáng kể khi chạy các bằng chứng hợp lệ của chúng. Tuy nhiên, khi các chương trình cải tiến, số lượng giao dịch trên mỗi gói trong một rollup sẽ tăng lên, điều này làm giảm chi phí trên mỗi giao dịch. Về lâu dài, ZK-rollups sẽ khắc phục được nhược điểm về chi phí cố định ban đầu từ các bằng chứng hợp lệ.
Optimistic rollup về mặt lý thuyết sẽ có các giao dịch gần như không tốn phí.
Tuy nhiên không giống như ZK-rollups, Optimistic rollup thiếu đi sự tính toán phụ trợ nặng hoặc nén dữ liệu, điều này làm tăng thêm chi phí giao dịch. Thông thường, các nhà khai thác đài thọ các chi phí vận hành chống gian lận. Tuy nhiên, việc post dữ liệu không nén trở lại Ethereum làm tăng chi phí giao dịch. Ngoài ra, chi phí giao dịch trên Optimistic rollup hiện đang cao hơn dự đoán vì bằng chứng gian lận chưa được triển khai đầy đủ trên các giải pháp này.
Về lý thuyết, sự khác biệt về giá giữa Optimistic rollup và bản ZK Rollup sẽ là tối thiểu nếu ZK Rollup có thể tiếp tục giảm chi phí biên trên mỗi giao dịch.
Phân mảnh
Toàn bộ hệ sinh thái tiền điện tử đang gặp phải vấn đề phân mảnh. Hầu hết các giao thức hoạt động trong silo và toàn bộ ngành công nghiệp tương đối rời rạc. Việc di chuyển tài sản giữa các chuỗi rất phức tạp và không trực quan, đặc biệt là đối với người dùng mới.
Nhiều Rollup có hệ sinh thái Lớp 2 đang phát triển mạnh nhưng bị cô lập. Các nhà phát triển đang nhanh chóng xây dựng các ứng dụng trên Arbitrum và Optimism để dễ dàng liên kết các thành phần trong giao thức.
Tuy nhiên, một khi người dùng đặt tài sản của họ vào các hệ thống này, họ thường thấy khó khăn trong việc chuyển các quỹ này sang các nền tảng khác nhau. Các cầu Cross-layer (xuyên lớp) như Hop và Connext và các cầu cross-chain (xuyên chuỗi) giúp giải quyết một phần vấn đề về khả năng tương tác đối với tài sản lưu động. Người dùng có thể liên tục chuyển tài sản từ nền tảng này sang nền tảng khác tương đối nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.
Các cầu nối xuyên chuỗi khóa nội dung trong hợp đồng thông minh Lớp-1 và gửi một phiên bản token để sử dụng on-chain khác hoặc bản Rollup và ngược lại. Nếu không có khả năng tương thích với EVM, người dùng cần phải từ bỏ quyền kiểm soát tài sản tiền điện tử của họ vì tính bảo mật của cầu không còn phụ thuộc vào blockchain cơ bản.
Để di chuyển tài sản từ Ethereum sang các Rollup không tương thích với EVM như Loopring hoặc StarkNet, người dùng có thể gửi token từ một sàn giao dịch tập trung đến Rollup hoặc trả phí gas để gửi tài sản vào chính Rollup đó. Trong trường hợp sau, số tiền sẽ tồn tại trên Rollup Lớp 2.
Liên quan đến việc bắc cầu cross-chain (xuyên chuỗi) từ Ethereum đến một Rollup, cầu nối Lớp-2 đã giảm trong tổng số TVL kể từ khi thị trường suy thoái vào đầu năm nay. Bất chấp thời gian rút tiền kéo dài cho quá trình này, các Optimistic rollup như Arbitrum, Optimism và Boba hiện đang dẫn đầu gói Rollup Lớp 2 về TVL cầu tích lũy. ZkSync là một rollup mới hợp lý trong không gian, nhưng nó là một trong số ít các ZK rollup tương thích với EVM.
Tương tự, trong thế giới Ethereum dựa trên PoS, có những câu hỏi xung quanh khả năng tương tác của các lần roll (cuộn). Các cầu nối có khả năng tương tác sẽ trở thành một thành phần cơ sở hạ tầng quan trọng trong hệ sinh thái Ethereum tập trung vào rollup. Chúng sẽ làm việc để ngăn chặn các hệ sinh thái rollup bị trộn lẫn, duy trì khả năng tổng hợp và giảm thiểu tính thanh khoản bị phân mảnh. Cầu nối rất cần thiết như một phương tiện giao tiếp và chuyển giao tài sản cross-rollup.
Đối với ngắn hạn, Optimistic rollup là giải pháp mở rộng quy mô hàng đầu cho hệ sinh thái Ethereum. Họ có một lợi thế hiện có về khả năng tương thích EVM cung cấp khả năng kết hợp theo yêu cầu của các ứng dụng. Tuy nhiên, theo thời gian, quá trình chuyển đổi sang ZK-rollups sẽ tự nhiên xảy ra do một số yếu tố: thời gian rút tiền thấp hơn; thông lượng cao hơn; khả năng nén dữ liệu vượt trội; và giảm chi phí biên trên mỗi giao dịch.
Sự riêng tư
Blockchains là công khai về bản chất và cung cấp sự tin tưởng trong không gian thông qua tính minh bạch hoàn toàn.
Tại bất kỳ thời điểm nào, bất kỳ ai cũng có thể truy cập Etherscan và xem ai đang tương tác với hợp đồng nào và với số vốn bao nhiêu. Mặc dù địa chỉ ví là một giải pháp ẩn danh cho quyền riêng tư, các nền tảng truyền thông xã hội cung cấp thông tin để liên kết danh tính công khai với ví tương ứng của chúng.
Mặt khác, hệ thống TradFi hiện tại hoàn toàn riêng tư: mọi người không thể kiểm tra tình trạng tài chính của nhau. Trong thời đại mà quyền riêng tư dữ liệu là một vấn đề phổ biến, thật dễ hiểu tại sao các nhà đầu tư nhỏ lẻ và đặc biệt là các doanh nghiệp lại do dự trong việc công khai và liên kết thông tin cá nhân với hồ sơ tài chính của họ.
Không gian tiền điện tử cần phải riêng tư như là giải pháp thay thế Web2 hiện tại, hoặc nói một cách thẳng thắn Web2 không có tiềm năng lâu dài.
Vậy chính xác thì làm cách nào để các nhà phát triển có thể xóa thông tin nhận dạng khỏi các giao dịch công khai mà không ảnh hưởng đến bảo mật?
Lợi ích của ZK-rollups là khả năng nén dữ liệu của chúng. Như đã nêu trước đây, ZK-rollups xác thực tất cả dữ liệu giao dịch off-chain và xuất dữ liệu giao dịch nén và bằng chứng đã được xác thực kết quả trở lại mạng chính.
Trình xác thực Ethereum không cần phải diễn giải dữ liệu trong gói; họ chỉ kiểm tra để đảm bảo giải pháp L2 đã xác thực dữ liệu.
ZK-rollups tập trung vào quyền riêng tư sẽ xóa thông tin nhận dạng khỏi dữ liệu giao dịch đi kèm và chỉ xuất thông tin thích hợp.
Ví dụ: Aztec đã tạo một hệ thống bí danh trong giải pháp Rollup của họ để cách ly hoàn toàn dữ liệu giao dịch với các bên liên quan. Người dùng có thể gửi và nhận token được bảo vệ một cách ẩn danh và tương tác với các ứng dụng phi tập trung thông qua cầu Aztec Connect sắp được phát hành.
Tuy nhiên, tính năng bổ sung của quyền riêng tư đi kèm với một cái giá phải trả. Quy trình rollup không thể xử lý danh sách các giao dịch như trước đây. Vì vậy Aztec đã giới thiệu giao thức zero-knowledge proof (bằng chứng không có kiến thức) thứ hai (vì vậy bây giờ nó là ZK-ZK-rollup) xác thực danh sách các bằng chứng ZK mà mỗi bằng chứng xác thực một giao dịch riêng tư.
Polygon đã giới thiệu bản rollup quyền riêng tư theo định hướng doanh nghiệp của họ, Polygon Nightfall, chạy một bản optimistic rollup phía trước bản ZK-rollup.
Các công nghệ bảo mật trước đây như Monero, Zcash và Tornado Cash, áp dụng giao dịch ẩn danh chủ đạo hoặc để quyền riêng tư như một tùy chọn cho người dùng của họ. Khi một người dùng chọn ẩn danh hóa giao dịch của họ, nhưng ở đầu kia của giao dịch không làm như vậy, thì một đầu của giao dịch được công khai.
Theo thời gian, xu hướng các dữ liệu giao dịch được ghép lại với nhau và tiết lộ danh tính của cả hai bên, làm mục đích bỏ qua danh tính khỏi giao dịch ngay từ đầu không thực hiện được. Sơ hở trong các ứng dụng quyền riêng tư tùy chọn ẩn danh làm mục đích thiết lập các giao dịch riêng tư ngay từ đầu không thực hiện được, do đó, quyền riêng tư phải là mặc định trong các ứng dụng.
ZK-rollups sẽ cung cấp một giải pháp đơn giản hơn để thực hiện các giao dịch riêng tư so với optimistic rollup, bởi vì các bản optimistic rollup xuất tất cả dữ liệu giao dịch lên chuỗi mẹ của chúng. Tuy nhiên, có các tùy chọn cho optimistic rollup để thực hiện các giao dịch riêng tư. Họ có thể đi theo con đường của Tornado Cash , trong việc phá vỡ liên kết trực tuyến giữa địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Các bản optimistic rollup hiện tại có thể lưu trữ các bản ZK-rollup hướng đến quyền riêng tư như Aztec dưới dạng Lớp 3. Các dự án trong tương lai cũng có thể kết hợp giải pháp của họ, như Polygon Nightfall triển khai ZK-rollup để xác thực các giao dịch riêng tư.
Lời kết
Các giải pháp optimistic rollup đóng vai trò quan trọng đối với ZK-rollup trên thị trường hiện tại. Vì chúng thường tương thích với EVM, các optimistic rollup có khả năng tổng hợp theo yêu cầu của các ứng dụng của chúng và đơn giản hơn do không có các tính toán phức tạp off-chain.
Về lâu dài, ZK-rollup có khả năng giành chiến thắng trong cuộc đua L2 rollup dựa trên sự phù hợp của sản phẩm tốt hơn nếu công nghệ của họ tiếp tục được cải tiến. Chúng sẽ trở nên hiệu quả hơn về chi phí, khai thác quyền riêng tư giao dịch song song và mang lại trải nghiệm bắc cầu xuyên chuỗi và xuyên lớp hài hòa hơn khi có nhiều giải pháp tương thích với EVM hơn.
Ethereum không phải là blockchain Lớp 1 duy nhất tập trung vào một lộ trình tập trung vào rollup. Tezos , NEAR và Celestia đã chuyển đổi sang một số biến thể của blockchain hướng tới rollup. Ngoài ra, các hệ sinh thái Lớp 1 hiện tại có thể sẽ không biến mất trong tương lai gần. Các hệ sinh thái Lớp 2 này có thể sẽ phải cạnh tranh không chỉ với nhau mà còn với các gã khổng lồ Lớp 1 như Solana và thậm chí cả các hệ sinh thái Lớp 2 như Polygon.
Quá trình chuyển đổi sang Ethereum tập trung vào rollup sẽ mất một vài năm. Các bản rollup hiện tại sẽ mất thời gian để được thực hiện một cách thích hợp, và lỗi sẽ xảy ra nhiều. Mặc dù cả hai giải pháp optimistic rollup và ZK-rollups đều có ưu nhược của riêng chúng, nhưng khả năng về một hệ sinh thái Ethereum gắn kết là dấu hiệu tốt cho việc tiếp tục áp dụng tiền điện tử nói chung.
Theo Messari.io
