D1 Ventures: Phân tích ngắn gọn về giải pháp lớp 2 của Ethereum và các tùy chọn mở rộng DeFi
Lưu ý của biên tập viên: Bài viết này đến từChain News ChainNews (ID: chainnewscom), được xuất bản với sự cho phép.
Lưu ý của biên tập viên: Bài viết này đến từ
Chain News ChainNews (ID: chainnewscom)
Chain News ChainNews (ID: chainnewscom)
, được xuất bản với sự cho phép.
Tác giả: D1 Ventures, một tổ chức đầu tư mạo hiểm tập trung vào lĩnh vực blockchain bản địa, hỗ trợ sự phát triển trong tương lai của nền kinh tế mã hóa bằng cách cung cấp thông tin chi tiết về thị trường toàn cầu, xây dựng tính thanh khoản giữa các thị trường, cung cấp tư vấn chiến lược và chiến lược truyền thông Meme. Các dự án đầu tư chính bao gồm NEAR, Polkadot, Ethereum, Handshake và các ứng dụng cảnh bản địa sinh thái.
Sự bùng nổ DeFi một lần nữa làm nổi bật các vấn đề về hiệu suất của Ethereum
Dự phòng đầy đủ là đảm bảo an ninh mạng theo cơ chế bằng chứng công việc.Tuy nhiên, do tốc độ đồng bộ hóa giữa các nút bị giới hạn bởi băng thông truyền thông mạng, quá trình chuyển đổi trạng thái mà toàn bộ mạng có thể đạt được sự đồng thuận trong một khoảng thời gian nhất định có giới hạn. Người khởi tạo giao dịch và người điều hành hợp đồng cần có được các tài nguyên này thông qua đấu thầu.
Trong công thức, giới hạn Gas của một khối Ethereum là 12.500.000 và khoảng thời gian giữa các khối trung bình là 13,2 giây.
Từ bảng có thể thấy rằng chi phí gas của các tương tác hợp đồng phức tạp như gửi ETH vào Hợp chất lớn hơn hàng chục lần chuyển Ether và phí chuyển cho một giao dịch phức tạp có thể lên tới hàng chục đô la. Khi Ethereum nhận được ngày càng nhiều giao dịch phức tạp hơn từ các ứng dụng như DeFi, số lượng giao dịch có thể được xử lý mỗi giây sẽ giảm nhanh chóng. Và đây chính xác là những gì hiện đang xảy ra trên Ethereum Hình dưới đây cho thấy xu hướng thay đổi với số lượng tài khoản trong các dự án DeFi lớn.
Tổng số tài khoản đã tương tác với ứng dụng DeFi, nguồn: @richardchen39
Mô tả hình ảnh
Chặn giới hạn Gas và Gas đã sử dụng, nguồn: @alex_kroeger
Mặc dù giới hạn gas của khối đã tăng 25% sau cuộc bỏ phiếu của người khai thác vào ngày 19 tháng 6, nhưng tỷ lệ sử dụng của khối vẫn ở mức cao. Người dùng thụ động trả Giá gas đắt hơn để cạnh tranh về khả năng xử lý chặt chẽ của Lớp 1. Giá gas đang tăng đồng thời do sự phát triển bùng nổ của các ứng dụng DeFi.
Mô tả hình ảnh
Giá xăng trung bình hàng tuần, đơn vị: GWei, nguồn: @alex_kroeger
Mặc dù cơ chế đặt giá thầu và đóng gói đã làm tăng thu nhập của những người khai thác và duy trì hoạt động ổn định của Ethereum, nhưng việc tăng chi phí đã hạn chế đáng kể sự phát triển của các ứng dụng DeFi và sự tăng trưởng hơn nữa của người dùng. Theo Giá Gas Ethereum hiện tại (85GWei), phí Gas cần thiết để đổi 1ETH thành LEND trong Uniswap V2 là 0,04544ETH và tỷ lệ thanh toán cho các nhà cung cấp thanh khoản là 0,3%. Phí xử lý 0,2% (Mặc dù phí gas được giao dịch trên DEX là một giá trị cố định, tỷ lệ phần trăm sẽ giảm nhanh khi số tiền giao dịch tăng lên, nhưng tính thanh khoản của sàn giao dịch AMM cũng sẽ làm tăng đáng kể độ trượt giá, làm tăng thêm chi phí giao dịch trên trao đổi phi tập trung).
Phí giao dịch cao không khuyến khích người dùng và các nhà đầu tư cũng như nhà phát triển ứng dụng DeFi đang háo hức tìm kiếm các giải pháp mở rộng phù hợp.
Bằng chứng gian lận hoặc bằng chứng hợp lệ?
Tóm lại, ý tưởng mở rộng Lớp 2 là thay thế nhiều giao dịch bằng một bằng chứng để tiết kiệm tài nguyên Lớp 1. Tương ứng, điều này sẽ có thể chứng minh tính hợp lệ của nhiều giao dịch tương ứng. Đương nhiên, cách chứng minh có thể được chia thành hai loại:
Bằng chứng gian lận, đưa ra bằng chứng cho thấy các chuyển đổi trạng thái trên chuỗi là không chính xác;
Bằng chứng hợp lệ, đưa ra bằng chứng để chứng minh rằng quá trình chuyển đổi trạng thái trên chuỗi là chính xác.
Sơ đồ mở rộng Lớp 2 tương ứng với bằng chứng gian lận giả định một cách lạc quan rằng các giao dịch ngoài chuỗi là đúng và hợp lệ cho đến khi một bên đưa ra bằng chứng để chứng minh rằng có lỗi. Hầu hết các kế hoạch mở rộng mà chúng tôi quen thuộc là các kế hoạch chống gian lận, bao gồm Kênh trạng thái (Kênh trạng thái), Plasma, Tổng hợp lạc quan, v.v. Được coi là xác thực và hợp lệ, chi phí cần thiết để chứng minh rằng các giao dịch này là xác thực và hợp lệ là đã lưu.
Nhưng để ngăn các giao dịch độc hại lọt qua mạng, một hệ thống sử dụng bằng chứng gian lận phải cho phép đủ "thời gian chịu lỗi" hoặc "thời gian thử thách" để nhận bằng chứng gian lận nhằm chứng minh rằng một số giao dịch không thực sự hợp lệ và hủy bỏ chúng. Trong thời gian thử thách, giao dịch trên Lớp 2 vẫn có thể bị sửa đổi và số dư của tài khoản được liên kết sẽ vẫn bị khóa trên Lớp 1 và không thể rút được. Đồng thời, hiệu quả của cơ chế này dựa trên “Giả định về sự sống” (Liveness Assumption) mà nạn nhân có khả năng nhận ra lỗi hệ thống và gửi bằng chứng gian lận để chỉnh sửa trong “thời gian thử thách”. Trong giả định này, im lặng về lỗi tương đương với việc chấp nhận lỗi. Những kẻ tấn công thường sử dụng nhiều cách khác nhau để ngăn các bên liên quan gửi bằng chứng gian lận trong thời gian thử thách để hoàn thành cuộc tấn công. Các chương trình chứng minh gian lận phải đánh đổi thời gian đặt câu hỏi.
Các chương trình chứng minh tính hợp lệ, chẳng hạn như ZK Rollup và Validium, ổn định hơn nhiều so với các bằng chứng gian lận. Mỗi khi hệ thống thực hiện chuyển đổi trạng thái trên Lớp 1, hệ thống sẽ gửi bằng chứng đủ để chứng minh rằng quá trình chuyển đổi là đúng và hợp lệ để xác minh nút Lớp 1. Do đó, bằng chứng về tính hợp lệ không yêu cầu thời gian thử thách và không có thêm độ trễ khi thoát khỏi Lớp 2. Làm thế nào để tiết kiệm chi phí sản xuất bằng chứng là nghệ thuật của sơ đồ mở rộng lớp bằng chứng hợp lệ.
Giải pháp tính sẵn sàng của dữ liệu (Data Availability)
Sự tập trung của D1 Ventures vào tính khả dụng của dữ liệu bắt đầu bằng một cuộc thảo luận về Plasma, một phương pháp mở rộng quy mô bằng cách xây dựng các sidechains được neo vào chuỗi chính Ethereum. Plasma mở một hoặc nhiều chuỗi bên ngoài chuỗi chính Ethereum và định kỳ ghi lại ảnh chụp nhanh của tất cả các tiêu đề khối của chuỗi bên trên chuỗi chính (không bao gồm thông tin giao dịch cụ thể), để kết hợp trạng thái của chuỗi bên vào chuỗi chính .dưới ô an ninh. Tuy nhiên, do ảnh chụp nhanh không chứa thông tin giao dịch cụ thể, chuỗi chính không thể biết trạng thái của người dùng ở Lớp 2. Khi nhà điều hành chuỗi bên vẫn có quyền ngừng đồng bộ hóa thông tin với chuỗi chính hoặc từ chối đóng gói một số giao dịch nhất định tại sẽ, người dùng phải lưu trữ chuỗi bên một cách độc lập. Chỉ bằng cách gửi tất cả dữ liệu trên chuỗi đến chuỗi chính, tính bảo mật tuyệt đối cho tài sản của chính nó mới có thể được bảo vệ và lượng dữ liệu này là không thực tế đối với khả năng xử lý của chuỗi chính xích.Scalable blockchains as data layers, Vitalik Buterin
Rollup cải thiện vấn đề này bằng cách neo các giao dịch Lớp 2 và trạng thái của toàn bộ chuỗi bên vào chuỗi chính Ethereum, nhờ đó đạt được tính khả dụng của dữ liệu. Cải tiến này cho phép người dùng dễ dàng chứng minh với các nút xác minh của Lớp 1 rằng tất cả các giao dịch của họ trong Lớp 2 là xác thực và hợp lệ, vì vậy họ có thể thoát khỏi Lớp 2 bất kỳ lúc nào.
Để đạt được tính khả dụng của dữ liệu, cần tránh chiếm dụng quá nhiều không gian Lớp 1. Rollup linh hoạt và thực tế nén không gian lưu trữ của một giao dịch đơn lẻ trên chuỗi thành 11 byte (Nonce và Chữ ký không tồn tại trên chuỗi), 748Gas, đó là lớp chung của Lớp 1 1/28 của quá trình truyền, trong đó:
Mô tả hình ảnh
Số byte trong mỗi trường trong giao dịch Tổng số, nguồn:
Giảm dung lượng tài khoản xuống 23*8 (lớn hơn 16,77 triệu) và chuyển đổi địa chỉ tài khoản 20 byte trên chuỗi chính Ethereum thành chỉ mục nút lá 3 byte theo Cây Merkle đặt trước làm địa chỉ nén;
Giả sử rằng số lần chuyển tài khoản sẽ không vượt quá 20.000, Nonce được biểu thị bằng hai byte.
Ma trận giải pháp mở rộng Layer2 chính thống
D1 Ventures chia các giải pháp mở rộng chính thống hiện tại và các ứng dụng đại diện thành bốn góc phần tư theo bằng chứng gian lận/bằng chứng về tính hợp lệ và tính hợp lệ của dữ liệu trên chuỗi/ngoài chuỗi đã đề cập ở trên.
Mô tả hình ảnh
Nhà cung cấp giải pháp mở rộng (Mạng mở)
Mô tả hình ảnh
Ứng dụng (mạng tùy chỉnh)
zkSync là mạng mở Ethereum Lớp 2 được phát triển bởi Matter Labs dựa trên ZK Rollup. Ngoài việc hiện thực hóa các chỉ số cơ bản về TPS cao và phí xử lý thấp của ZK Rollup, zkSync đã thiết lập một mạng độc lập và thực tế hơn:
Khung hợp đồng thông minh không kiến thức. zkSync đã ra mắt khung lập trình an toàn và hiệu quả cũng như môi trường vận hành dựa trên máy ảo Zinc, được thiết kế cho các hợp đồng thông minh dựa trên bằng chứng không có kiến thức. đang xử lý.Là cầu nối để chuyển các ứng dụng sử dụng nhiều tài nguyên như DeFi trên Lớp 1 sang Lớp 2. Nhưng vì bản thân bằng chứng không có kiến thức quá phức tạp nên bảo mật vẫn cần nhiều xác minh thử nghiệm.
nguồn:Optimism blog post
zkSync hiện là mạng mở ZK Rollup trưởng thành nhất. Ngoài các giao dịch thông thường, zkSync đang nỗ lực để hỗ trợ các ứng dụng DeFi phức tạp hơn chạy trên nó. Trong tương lai, zkSync sẽ giới thiệu quản trị mã thông báo ở Lớp 2 để đạt được sự phân cấp tốt hơn.Matter Labs cũng có kế hoạch khởi chạy zk Porter để phân đoạn mạng để các hợp đồng thông minh cho các ứng dụng có loại logic khác nhau có thể được hỗ trợ tốt hơn trên các phân đoạn khác nhau. Mạng mở Lớp 2 trưởng thành trông ngày càng giống với một chuỗi khối độc lập.
Optimistic Rollup là sự kết hợp của bằng chứng gian lận và Rollup không có bằng chứng không có kiến thức, được phát triển lần đầu tiên bởi Optimism (trước đây là Tập đoàn Plasma). OVM (Optimistic Virtual Machine) là một môi trường thực thi được xây dựng trên Lớp 2 và hoàn toàn tương thích với EVM do Optimism khởi chạy. Nó cho phép người dùng thực hiện tất cả các hoạt động trên chuỗi chính Ethereum trong mạng Rollup của Layer2, bao gồm viết hợp đồng thông minh Solidity và tương tác thông qua API Web3. Chuyển Dapp sang OVM không yêu cầu hoạt động bổ sung nào ngoài việc triển khai hợp đồng. Optimism đã hợp tác với Synthetix để triển khai và thử nghiệm toàn bộ ứng dụng Synthetix trên OVM. Dữ liệu thử nghiệm sơ bộ sau đây cho thấy OVM đã cải thiện đáng kể hiệu suất của các ứng dụng DeFi trên chuỗi chính.
Mô tả hình ảnh
Ngoài Optimism, Fuel do Fuel Labs phát triển là một mạng mở rộng Optimistic Rollup đáng chú ý khác. Chuỗi bên của Fuel áp dụng các thiết kế như UTXO và HTLC, đồng thời hỗ trợ hoán đổi không giam giữ đối với bất kỳ hai Mã thông báo ERC-20 nào.
Bản tổng hợp lạc quan không yêu cầu bằng chứng không có kiến thức và có thể chạy EVM trực tiếp trên Lớp 2 để dễ dàng hỗ trợ các hợp đồng thông minh logic khác nhau trên Lớp 1 và chi phí di chuyển Dapp nhỏ. Về giá cả, vẫn cần đợi khoảng một tuần thời gian đặt câu hỏi để rút tiền từ Lớp 2, nhưng trong các dự án cụ thể, vẫn có thể loại bỏ sự chậm trễ của các khoản rút tiền nhỏ bằng cách thiết lập một nhóm quỹ và các cách không phù hợp khác để mang lại sự thuận tiện cho người dùng.
Ở góc dưới bên trái của góc phần tư, Validium là sự kết hợp giữa tính khả dụng của dữ liệu ngoại tuyến và bằng chứng hợp lệ, được Starkware tích hợp trong sản phẩm công cụ trao đổi phi tập trung StarkEx. Trên thực tế, StarkEx đã thiết kế một cấu trúc lưu trữ dữ liệu linh hoạt (giải pháp được gọi là Volition) và người dùng có thể tự do lựa chọn vị trí lưu trữ dữ liệu mỗi khi họ giao dịch và do có sự hỗ trợ của DAC nên dữ liệu trong StarkEx không có vấn đề gì trên chuỗi hoặc hỗ trợ tính khả dụng của Dữ liệu ngoài chuỗi có sẵn và người dùng có thể tự do thoát khỏi Lớp 2 mà không cần sự cho phép.
Chúng tôi đã xem xét một số chỉ số chính của các giải pháp mở rộng Lớp 2 đã đề cập ở trên và so sánh chúng theo chiều ngang thông qua bảng sau:
Mô tả hình ảnh
Ba giải pháp mở rộng Lớp 2 chính có thể đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của ứng dụng về TPS và phí giao dịch. Optimistic Rollup tương thích nhất với các hợp đồng thông minh. Không cần sửa đổi bổ sung để chuyển Dapp trên OVM và Synthetix đã được triển khai trên đó để thử nghiệm; ZK Rollup đứng thứ hai, mặc dù Zinc đã bắt đầu thử nghiệm, nhưng độ phức tạp do không có kiến thức gây ra bằng chứng Rủi ro và rào cản phát triển vẫn khiến nhiều nhà phát triển khó thử; Validium vẫn là một giải pháp được tích hợp trong công cụ giao dịch StarkEx và không có kế hoạch mở rộng sang mạng mở. ZK Rollup có sự hỗ trợ tốt nhất cho các ứng dụng chuyên sâu về giao dịch và khả năng thoát nhanh do tính sẵn có của dữ liệu mang lại có những lợi thế rõ ràng so với thời gian thoát hàng tuần của các chương trình chống gian lận.
Ràng buộc khả năng kết hợp và phân vùng chức năng
Giải pháp mở rộng Lớp 2 có thể dễ dàng tối ưu hóa TPS và chi phí giao dịch hàng chục lần, với chi phí mất khả năng kết hợp. Mạng Layer2 tương tự như một trung tâm mua sắm lớn trong hệ thống tiền tệ fiat và dự án DeFi trong mạng Layer2 giống như một cửa hàng trong trung tâm mua sắm. Người dùng cần mua sắm phải đăng ký thẻ (mở tài khoản Lớp 2), nạp tiền, tiêu dùng và cuối cùng là rút số dư. Người dùng không thể sử dụng thẻ mua sắm trong một trung tâm mua sắm để chi tiêu tại các cửa hàng ở một trung tâm mua sắm khác và vấn đề về khả năng kết hợp đã trở thành rào cản không thể phá vỡ giữa các trung tâm mua sắm.
Trong một số tình huống ứng dụng, khả năng kết hợp là một trong những yếu tố hàng đầu để các ứng dụng phi tập trung vượt lên trên các ứng dụng tập trung. Lấy các ứng dụng DeFi làm ví dụ, các sàn giao dịch phi tập trung có thể dễ dàng tổng hợp thanh khoản và tạo thành hiệu ứng tổng hợp, làm cho tính thanh khoản của toàn bộ hệ sinh thái ngày càng lớn hơn.So với sự cạnh tranh khốc liệt của các sàn giao dịch tập trung, rõ ràng là hiệu quả hơn.
Mô tả hình ảnh
