Con đường mở rộng lớp 2 của Ethereum: Sự suy giảm của Plasma và sự trỗi dậy của Rollup
Lưu ý của biên tập viên: Bài viết này đến từChuỗi tin tức (ID: chainnewscom), Tác giả: Ashwin Ramachandran và Haseeb Qureshi, người trước là đối tác cấp dưới của Dragonfly Capital, một tổ chức đầu tư mạo hiểm blockchain, và người sau là đối tác quản lý của Dragonfly Capital, được biên soạn bởi: Zhan Juan, được Odaily tái bản với sự ủy quyền.
Chuỗi tin tức (ID: chainnewscom)
Chuỗi tin tức (ID: chainnewscom)
, Tác giả: Ashwin Ramachandran và Haseeb Qureshi, người trước là đối tác cấp dưới của Dragonfly Capital, một tổ chức đầu tư mạo hiểm blockchain, và người sau là đối tác quản lý của Dragonfly Capital, được biên soạn bởi: Zhan Juan, được Odaily tái bản với sự ủy quyền.
Mô tả hình ảnh
Phạm vi phủ sóng của TechCrunch về Plasma
Hãy nhanh chóng chuyển tiếp đến năm 2020 một lần nữa. Ethereum vẫn chậm hơn bao giờ hết, nhưng nó đánh bại tất cả những thứ được gọi là "kẻ giết Ethereum". Ngày phát hành của Ethereum 2.0 liên tục bị lùi lại và với việc nhiều nhóm phát triển sắp chết, Plasma dường như đã biến mất hoàn toàn.
tiêu đề phụ
Vậy, ai đã giết Plasma?
Hãy quay ngược thời gian về đầu năm 2017. Ethereum đã trở thành xu hướng chủ đạo lần đầu tiên và có sự lạc quan vô hạn về tương lai gần. Một số tuyên bố rằng tất cả các tài sản có giá trị sẽ sớm được mã hóa. Chỉ có những vị trí đứng tại các cuộc gặp gỡ khác nhau ở San Francisco và bất cứ khi nào Ethereum được nhắc đến, đám đông sẽ tụ tập. Nhưng Ethereum đã không đạt được khả năng mở rộng.
Mô tả hình ảnh
Vitalik Buterin và Joseph Poon giới thiệu Plasma tại một hội nghị ở San Francisco
Nhưng chính xác thì Plasma là gì và tại sao cuối cùng nó vẫn không thực hiện được lời hứa của mình?
tiêu đề phụ
Làm thế nào để plasma hoạt động?
Mô tả hình ảnh
"Cây chuỗi khối" Plasma
MVP đề xuất một phiên bản đơn giản hóa của Plasma: một sidechain dựa trên UTXO đơn giản giúp duy trì bảo mật trong trường hợp không có dữ liệu. Nhưng sidechains là gì? Dữ liệu không có sẵn có nghĩa là gì? Trước khi đi sâu vào Plasma, chúng ta hãy xem những thuật ngữ này có nghĩa là gì.
Sidechain là một chuỗi khối được kết nối với một chuỗi khối khác. Sidechains có thể được vận hành theo nhiều cách khác nhau, chẳng hạn như bởi một bên thứ ba đáng tin cậy, một tập đoàn hoặc một thuật toán đồng thuận. Ví dụ: Blockstream tham gia vào một sidechain của tập đoàn trên mạng Bitcoin có tên là Liquid. Liquid tạo ra sự đánh đổi trong mô hình ủy thác của mình, do đó đảm bảo thông lượng giao dịch cao hơn. Người dùng phải tin tưởng liên minh không thông đồng và ăn cắp tiền. Trong trường hợp này, các nhà khai thác chuỗi khối là các thành viên khác nhau của tập đoàn Liquid, chẳng hạn như Blockstream.
Mô tả hình ảnh
Trực quan hóa các cơ chế peg-in và peg-out của Liquid
Một sidechain được kết nối với một chuỗi khối lớn hơn (chẳng hạn như Bitcoin) thông qua chốt hai chiều. Người dùng có thể gửi tiền trên sidechain bằng cách gửi tiền đến các địa chỉ cụ thể hoặc hợp đồng thông minh trên chuỗi chính. Đây được gọi là giao dịch "chốt". Để rút tiền, người dùng có thể thực hiện thao tác tương tự trên sidechain để lấy lại tiền của họ trên chuỗi chính. Đây được gọi là giao dịch "chốt giá".
Nhưng điều này có liên quan gì đến Plasma?
Như chúng ta đã thấy trong các ví dụ trên, việc chuyển tiền ra khỏi sidechain yêu cầu một thành phần quan trọng: niềm tin. Người dùng phải tin tưởng nhà điều hành sidechain sẽ không bỏ trốn với tiền của họ.
Nhưng không phải tính năng chính của blockchain là không tin cậy sao? Điều gì sẽ xảy ra nếu người dùng muốn tương tác với một sidechain mà không tin tưởng vào nhà điều hành của nó?
Đây chính xác là vấn đề mà Plasma muốn giải quyết.
Plasma được thiết kế để giảm thiểu các yêu cầu về độ tin cậy đối với các nhà khai thác sidechain. Tức là, Plasma ngăn không cho tiền bị đánh cắp ngay cả khi người điều hành (hoặc đa số đồng thuận) có hành vi sai trái.
Nhưng ngay cả khi các nhà khai thác không thể đánh cắp tiền trực tiếp, thì sidechains có một vấn đề khác. Điều gì sẽ xảy ra nếu nhà điều hành sidechain xuất bản tiêu đề khối nhưng từ chối xuất bản dữ liệu giao dịch cơ bản? Điều này sẽ ngăn bất kỳ ai xác minh tính chính xác của sidechain.
Khái niệm này được gọi là dữ liệu không có sẵn. Plasma cố gắng giữ an toàn cho người dùng ngay cả khi nhà điều hành từ chối cung cấp dữ liệu giao dịch - trong trường hợp nhà điều hành từ chối tiết lộ dữ liệu, tất cả người dùng vẫn có thể lấy lại tiền của họ và thoát khỏi sidechain.
Plasma đã mang đến cho mọi người hy vọng với những hứa hẹn lớn về bảo mật và khả năng mở rộng. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi trong đợt tăng giá năm 2017, người ta tin rằng Plasma có thể giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum. Nhưng khi thị trường thức dậy vào năm 2018 và sự cường điệu của blockchain sụp đổ, một bức tranh thực tế hơn về Plasma bắt đầu xuất hiện.
Vấn đề đầu tiên là mỗi người dùng phải giám sát và xác minh tất cả các giao dịch trên chuỗi MVP Plasma để phát hiện hành vi của những kẻ khai thác độc hại và thoát ra kịp thời. Tuy nhiên, việc xác minh giao dịch rất tốn kém và nhu cầu giám sát này làm tăng thêm chi phí đáng kể khi tham gia chuỗi Plasma.
Các nhà nghiên cứu cũng nhận ra rằng người dùng sẽ khó thoát khỏi chuỗi Plasma. Khi người dùng cố gắng rút tiền từ chuỗi MVP Plasma, họ phải gửi yêu cầu thoát giao dịch và sau đó chờ một khoảng thời gian. Đây được gọi là giai đoạn thử thách. Bất kỳ lúc nào trong thời gian thử thách, bất kỳ người dùng nào cũng có thể thách thức việc rút tiền của người dùng khác bằng cách cung cấp bằng chứng rằng việc rút tiền không hợp lệ (ví dụ: họ đang đúc mã thông báo giả hoặc đánh cắp mã thông báo của người khác). Do đó, tất cả các khoản rút tiền chỉ có thể được xử lý sau khi kết thúc thời gian thử thách, một số trong số đó có thể kéo dài tới 1 tuần.
Nhưng mọi thứ trở nên tồi tệ hơn.
Mô tả hình ảnh
Sự phát triển của lưu trữ Ethereum
Trong trường hợp xấu nhất, nếu tất cả người dùng cần thoát khỏi chuỗi Plasma, toàn bộ trạng thái hợp lệ của chuỗi phải được xuất bản lên mạng chính Ethereum trong thời gian thử thách. Xem xét rằng chuỗi Plasma có thể phát triển tùy ý và các khối Ethereum đã gần đạt đến công suất của chúng, gần như không thể đưa toàn bộ chuỗi Plasma vào mạng chính Ethereum. Do đó, gần như chắc chắn rằng một số lượng lớn các lệnh thoát sẽ lấn át Ethereum. Đây được gọi là vấn đề thoát hàng loạt.
Khi giá bắt đầu giảm mạnh vào năm 2018, những người theo dõi Ethereum bắt đầu nhận ra rằng MVP Plasma không phải là giải pháp khả năng mở rộng một kích cỡ phù hợp với tất cả mà họ đã hy vọng. Đơn giản là không có cách nào khắc phục điểm yếu của nó. MVP plasma là một ngõ cụt. Ethereum vẫn sẽ phải vật lộn dưới tải giao dịch của nó và Ethereum 2.0 vẫn còn nhiều năm nữa mới ra mắt.
tiêu đề phụ
Plasma thế hệ tiếp theo
Vào giữa năm 2018, khi giá tiếp tục giảm, cộng đồng nghiên cứu Ethereum tiếp tục cố gắng cải thiện Plasma, nhiều lần nghiên cứu thiết kế MVP của Plasma. Phiên bản mới của họ được gọi là Plasma Cash.
Theo nhà thiết kế chính của nó, Vitalik Buterin, Plasma Cash sẽ cho phép khối lượng giao dịch cao tùy ý mỗi giây và giải quyết các vấn đề đã xảy ra với người tiền nhiệm của nó. Một số thậm chí còn cho rằng thiết kế mới có thể đạt tới hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây.
Đầu tiên, hãy nhớ lại vấn đề MVP của Plasma.
Trong trường hợp người vận hành có hành vi sai, sẽ xảy ra sự cố thoát hàng loạt
Người dùng phải đợi toàn bộ thời gian thử thách kết thúc trước khi rút tiền
Người dùng phải giám sát tất cả các giao dịch trên chuỗi Plasma
So với MVP, Plasma Cash có một lợi thế lớn: bằng cách sử dụng một mô hình dữ liệu khác, Plasma Cash có thể tránh hoàn toàn vấn đề thoát hàng loạt. Trong Plasma Cash, tất cả các mã thông báo được biểu thị dưới dạng mã thông báo không thể thay thế (NFT), giúp chứng minh quyền sở hữu một bộ mã thông báo dễ dàng hơn. Nói một cách đơn giản, người dùng có trách nhiệm chứng minh rằng họ sở hữu mã thông báo chứ không phải người khác. Do đó, người dùng chỉ cần theo dõi mã thông báo của riêng họ chứ không phải toàn bộ chuỗi Plasma.
Plasma Cash cũng đề xuất một hệ thống thử thách tương tác mới cho phép người dùng dễ dàng rút tiền trong trường hợp người điều hành có hành vi sai trái. Bằng cách sử dụng cấu trúc cây Merkle mới được gọi là "cây Merkle thưa thớt", người dùng có thể dễ dàng xác minh lịch sử và quyền sở hữu của mã thông báo bằng cách sử dụng bằng chứng đưa vào. Trong trường hợp nhà điều hành có hành vi sai trái, người dùng chỉ cần đưa ra bằng chứng trực tuyến về mã thông báo mà họ hiện đang sở hữu (bao gồm 2 giao dịch gần đây nhất và bằng chứng đưa vào tương ứng).
Tuy nhiên, Plasma Cash mang đến một loạt vấn đề mới.
Hơn nữa, để chứng minh quyền sở hữu mã thông báo, người dùng phải duy trì toàn bộ lịch sử của mã thông báo đó và bằng chứng bao gồm/loại trừ tương ứng, dẫn đến yêu cầu lưu trữ ngày càng tăng.
Vào cuối năm 2018, giá của ETH đã chạm đáy và sự lạc quan không tưởng đã biến mất. Mặc dù Plasma Cash là một cải tiến so với MVP, nhưng nó không phải là giải pháp quy mô Visa mà Ethereum đã hứa hẹn trước đó. "Cây chuỗi khối" MapReduce của nó giờ chỉ là một giấc mơ viển vông. Hầu hết các công ty đang phát triển ứng dụng khách cho Plasma Cash đã tạm dừng công việc của họ và việc triển khai của họ mới hoàn thành một nửa.
Cộng đồng Ethereum đang gặp bế tắc. Trong khi các kiến trúc Plasma mới tiếp tục xuất hiện với những cải tiến nhỏ so với các kiến trúc tiền nhiệm của chúng, thì cộng đồng Ethereum đã thất bại trong việc tập hợp lại bất kỳ kiến trúc nào trong số chúng.
Plasma dường như đã chết.
tiêu đề phụ
Ngay khi niềm tin vào Lớp 2 đang chạm đáy, một người dùng có bí danh Barry Whitehat đã tiết lộ một đề xuất có tên "roll_up" trên GitHub. Báo cáo mô tả một loại giải pháp mở rộng lớp 2 mới: kiến trúc giống như Plasma "đóng gói" các giao dịch mà không cần dựa vào sự tin tưởng vào nhà điều hành và tính chính xác của gói có thể được xác minh bằng cách sử dụng bằng chứng trên chuỗi của SNARK để chứng minh .
SNARK này đảm bảo rằng các nhà khai thác không thể phát hành các giao dịch độc hại hoặc không hợp lệ và đảm bảo rằng tất cả các khối sidechain đều hợp lệ.
Không lâu sau, Vitalik Buterin đã phát hành một phiên bản cải tiến của kế hoạch Barry, mà ông gọi là zk-Rollup. zk-Rollup đã trở thành một trong những chủ đề được xem nhiều nhất trên diễn đàn Ethereum. Vitalik đã đề xuất giới thiệu một giải pháp để tránh các vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu đã gây khó khăn cho Plasma: xuất bản dữ liệu giao dịch sidechain trên chuỗi khối Ethereum.
Mô tả hình ảnh
Bài đăng zk-Rollup của Vitalik
Ngoài ra, hiện tại không thể triển khai các hợp đồng thông minh có mục đích chung trên các sidechain zk-Rollup. Các máy ảo không kiến thức chuyên dụng, chẳng hạn như zkVM và ZEXE, hiện đang được phát triển, nhưng vẫn yêu cầu chuyên môn đáng kể khi tương tác với chúng. Trong hầu hết các trường hợp, zk-Rollups giới hạn khả năng lập trình chung.
Mô tả hình ảnh
zk-Rollup Visualization, Mapping của Georgios Konstantopoulos
Vào giữa năm 2019, những phát triển mới này đã tiếp thêm sinh lực cho cộng đồng nghiên cứu của Ethereum. zk-Rollup dường như giải quyết được nhiều vấn đề gây khó khăn cho lớp 2. Các công ty như Matter Labs (một trong những công ty trong danh mục đầu tư của chúng tôi) và LoopRing bắt đầu tích cực phát triển zk-Rollup, cả hai hiện đều có mạng thử nghiệm để triển khai. Với các tối ưu hóa, Matter Labs tin rằng nó có thể đạt tới 2.000 TPS trên mạng đồng bộ ZK.
tiêu đề phụ
Lạc quan là liều thuốc tốt
Nhưng không phải ai cũng đặt hy vọng vào zk-Rollup. Một năm sau khi thông số kỹ thuật zk-Rollup đầu tiên được xuất bản, John Adler và Mikerah đã giới thiệu một thiết kế mà họ gọi là Đồng thuận hợp nhất. Sự đồng thuận được hợp nhất cho phép một hệ thống đồng thuận ngoài chuỗi có thể kiểm chứng đầy đủ trên Ethereum mà không cần bất kỳ loại mật mã không kiến thức ưa thích nào. Nhóm Plasma sau đó đã xuất bản một phiên bản mở rộng của thiết kế đồng thuận được hợp nhất, bổ sung thêm cái tên hiện có phần khét tiếng: Tổng hợp lạc quan.
Trong khi zk-Rollup dựa vào zk-SNARK để xác minh và hoàn thiện từng khối, thì Optimistic Rollup thực hiện một cách tiếp cận khác: tại sao bạn không cho rằng mỗi khối đều hợp lệ?
Điều này hoạt động tốt trong Happy Paths khi mọi người đều trung thực, nhưng chúng tôi biết những người điều hành có thể hiểu sai. Vậy Optimistic Rollup sẽ xử lý hành vi sai trái của nhà mạng như thế nào?
Câu trả lời "lạc quan" là sử dụng bằng chứng gian lận. Bằng chứng gian lận là bằng chứng tính toán cho thấy người vận hành đã thực hiện thao tác không hợp lệ. Nếu nhà điều hành đưa ra chuyển đổi trạng thái không hợp lệ, bất kỳ ai cũng có thể gửi bằng chứng rằng quá trình chuyển đổi không hợp lệ và hoàn nguyên các giao dịch đó (thời gian khoảng 1 tuần). Vì những bằng chứng này không tương tác nên chúng có thể được gửi bởi bất kỳ ai: người dùng không cần giám sát tính bảo mật của mã thông báo của họ.
Optimistic Rollup cung cấp một tập hợp các sự đánh đổi rất khác so với zk-Rollup. Chúng ít tốn kém hơn (giả sử thách thức gian lận là cực kỳ hiếm), nhưng chúng kém an toàn hơn, nói cách khác, luôn có khả năng áp dụng sai một giao dịch và sau đó khôi phục lại sau đó. Cửa sổ an toàn này có thể kéo dài đến một tuần. Do đó, người dùng không thể thoát trong khoảng thời gian an toàn này (nếu không, họ có thể tẩu thoát bằng tiền của người khác).
Tuy nhiên, những vấn đề thoát này có thể được cải thiện bằng cách giới thiệu thị trường thứ cấp. Người dùng có thể bán quyền rút lui của mình cho các nhà cung cấp thanh khoản bên thứ ba để đổi lấy một khoản phí nhỏ. (Các nhà cung cấp thanh khoản sẽ được thưởng nếu thanh khoản còn lại kém trong một tuần). Điều này sẽ cho phép người dùng thoát khỏi chuỗi tổng số ngay lập tức.
Trong khi zk-Rollup yêu cầu các lập trình viên hiểu các hệ thống ràng buộc phức tạp và mật mã nâng cao, thì Optimistic Rollup cho phép triển khai hợp đồng thông minh cho mục đích chung (chẳng hạn như Solidity). Điều này có nghĩa là các giao thức dựa trên hợp đồng thông minh như Uniswap có thể được xây dựng trên chuỗi phụ Rollup Optimistic.
Nhóm giải pháp Rollup cung cấp các cách tiếp cận tương tự để giải quyết các vấn đề về tính sẵn có của dữ liệu của Plasma và sự phức tạp khi thoát, nhưng tất cả đều có khả năng mở rộng đáng kể cấu trúc của Plasma. Ví dụ: IDEX đã xây dựng và triển khai phiên bản Tổng hợp lạc quan của riêng họ và chạy một sàn giao dịch phi tập trung (DEX) trên cấu trúc này. Tương tự như vậy, Fuel Labs đã xây dựng một phiên bản Tổng hợp lạc quan cho phép thanh toán theo kiểu UTXO và hoán đổi mã thông báo ERC-20. Nhóm Plasma (nay là Ethereum Optimism), gần đây đã thông báo rằng họ đang tập trung vào Optimistic Rollup và nhằm cung cấp hiệu suất hợp đồng thông minh chung trên nền tảng của họ (thông qua bản dựng Máy ảo lạc quan của họ).
tiêu đề phụ
