Viện nghiên cứu Ouyi OKEx: Trận chiến giữa Ethereum - Thực tế và sai lầm của Rollup

Kể từ khi Ethereum ra đời, khả năng xử lý giao dịch thấp của nó đã gây ra tắc nghẽn thường xuyên trong mạng Ethereum và phí Gas cao đã hạn chế nghiêm trọng sự phát triển của hệ sinh thái Ethereum. Vì lý do này, việc mở rộng Ethereum luôn được thị trường quan tâm, trong bối cảnh DeFi bùng nổ, các giải pháp mở rộng lớp 2 như chuỗi bên, kênh trạng thái, Plasma không thể đáp ứng yêu cầu của thị trường. con cưng của thời đại.

Tất nhiên, Rollup không phải là giải pháp Lớp 2 thuần túy, mà giống như sự kết hợp của Lớp 1 và Lớp 2: dữ liệu được tính toán ngoài chuỗi, đóng gói và nén, sau đó được lưu trữ trên chuỗi. Ngoài ra, để giải quyết tính xác thực và tính hợp lệ của dữ liệu cũng như đảm bảo tính bảo mật của tài sản, Rollup đã ra mắt ZK-Rollup, sử dụng "bằng chứng hợp lệ" và Optimistic Rollup, sử dụng "bằng chứng gian lận" của Plasma.

Nhìn chung, ZK-Rollup và Optimistic Rollup đều có ưu nhược điểm riêng, ZK-Rollup phù hợp với các lĩnh vực phi hợp đồng như thanh toán, giao dịch với chi phí thấp và tốc độ nhanh, còn Optimistic Rollup hiện phù hợp với các ứng dụng hợp đồng thông minh do đối với sự tồn tại của OVM; Tuy nhiên, khi các dự án ZK-Rollup khởi chạy EVM hoàn thiện Turing, ZK-Rollup có thể thay thế Bản tổng hợp lạc quan trong tương lai.

Tuy nhiên, giới hạn trên của việc mở rộng dung lượng Rollup phụ thuộc vào giới hạn trên của mức tiêu thụ Gas khối, vì vậy đây chỉ có thể là kế hoạch mở rộng ngắn hạn đến trung hạn của Ethereum trong tương lai để giải quyết các nhu cầu cấp thiết của hệ sinh thái DeFi. về lâu dài, cần phải giải quyết một cách cơ bản khả năng mở rộng của Ethereum. Vấn đề cũng phụ thuộc vào việc triển khai suôn sẻ công nghệ bảo vệ Ethereum 2.0.

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là giao thức Rollup có thể thu được giá trị và bền vững về mặt kinh tế. Có thể thấy trước rằng các mã thông báo do dự án Rollup phát hành sẽ có tiềm năng đầu tư rất lớn.

Sau gần hai năm ngủ đông, kế hoạch mở rộng Rollup của Ethereum cuối cùng đã thành hiện thực: Vào tháng 2 năm nay, Optimism đã thông báo hoàn thành vòng cấp vốn A và sẽ ra mắt mạng chính vào tháng 3; ZkSync từ Matter Labs, mạng chính của nó là cũng đã ra mắt vào năm ngoái và sẽ tung ra một hợp đồng thông minh hỗ trợ Turing hoàn thiện trong năm nay; ngoài ra, một giải pháp Rollup khác đã thu hút sự chú ý của ngành --- Arbitrum, cũng sẽ được tung ra trên mạng chính trong năm nay.

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Vào cuối đêm Rollup, thị trường cũng đầy những kỳ vọng và theo đuổi nó. Nhưng từ tình hình thực tế, nhiều nhà đầu tư và người dùng Ethereum không hiểu rõ về Rollup, nhưng nhìn chung đã đạt được sự đồng thuận: Rollup rất quan trọng và là tương lai của Ethereum.

Nửa đầu của câu này đúng, Rollup thực sự quan trọng đối với Ethereum hiện tại; nhưng nửa sau không chính xác, Rollup không phải là tương lai của Ethereum. Chính xác hơn, Rollup chỉ đại diện cho kế hoạch mở rộng ngắn hạn và trung hạn của Ethereum, đây là trận chiến tạm thời của Ethereum để giải quyết vấn đề tắc nghẽn mạng, về lâu dài, để giải quyết cơ bản vấn đề khả năng mở rộng của Ethereum, chúng ta phải dựa vào Ethereum 2.0 Việc triển khai trơn tru công nghệ sharding.

tiêu đề phụ

1. Cuộc chiến mở rộng của Ethereum và sự trỗi dậy của Rollup

Mô tả hình ảnh

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Etherscan, Viện nghiên cứu OKEx

Giải quyết sự tắc nghẽn của mạng blockchain và cải thiện khả năng mở rộng của chuỗi công khai đã dần trở thành trọng tâm của ngành. Các kế hoạch mở rộng chuỗi khối khác nhau cũng đang đến, chủ yếu bao gồm hai loại:

Sơ đồ mở rộng trên chuỗi, còn được gọi là sơ đồ Lớp 1, chủ yếu đạt được sự mở rộng bằng cách tăng khả năng giao dịch của chính chuỗi khối. Các giải pháp Lớp 1 phổ biến bao gồm tăng dung lượng khối (chẳng hạn như BCH sử dụng khối lớn có dung lượng 32M), nhân chứng biệt lập (BTC, tách chữ ký số khỏi dữ liệu giao dịch và thay đổi cấu trúc khối ban đầu để mở rộng), công nghệ phân mảnh (Ether Square 2.0, chia trạng thái và lịch sử của chuỗi chính thành các phần khác nhau để đạt được sự mở rộng).

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Để giải quyết các vấn đề tồn tại trong chuỗi bên và hiện thực hóa việc mở rộng Ethereum, Vitalik, người sáng lập Ethereum, đã đưa ra giải pháp mở rộng Lớp 2 có tên "Plasma" vào năm 2017. Điểm đặc biệt của Plasma nằm ở thiết kế cơ chế chống gian lận: Plasma gửi dữ liệu cơ bản cụ thể cho người dùng để lưu giữ an toàn, giúp giải quyết vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu; ngoài ra, Plasma có thiết kế "thời gian thoát", ngay cả khi tin tặc lấy được bên Khi cố gắng rút quyền kiểm soát chuỗi và cố gắng rút tiền, bất kỳ người dùng nào cũng có thể gửi bằng chứng để thách thức trong "thời gian thoát". Nếu thách thức thành công, không ai có thể rút tài sản và người điều hành cũng sẽ bị phạt, do đó đảm bảo tính xác thực, hợp lệ và chính xác của dữ liệu giải quyết vấn đề an ninh tài chính.

Tuy nhiên, Plasma giải quyết vấn đề về chuỗi bên, nhưng lại tạo ra các vấn đề mới: thứ nhất, người dùng phải trực tuyến hai tuần một lần để theo dõi chuỗi Plasma, nếu không "thời gian thoát" bị bỏ lỡ và tin tặc có thể rút tài sản; , người dùng phải lưu dữ liệu giao dịch cơ bản để đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu, nhưng nó mang lại chi phí lưu trữ lớn cho người dùng. Do đó, Plasma không thân thiện với người dùng và trải nghiệm cực kỳ kém. Trong bối cảnh thị trường gấu lớn vào năm 2018, giải pháp Plasma từng được cộng đồng Ethereum đặt nhiều kỳ vọng đã dần bị bỏ rơi.

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Tương tự, các kênh trạng thái cũng gặp phải các vấn đề mà sidechains và Plasma gặp phải: các kênh trạng thái không thể đại diện cho các đối tượng không có chủ sở hữu rõ ràng về mặt logic (chẳng hạn như Uniswap) và yêu cầu các đối tượng phải có chủ sở hữu tài sản rõ ràng.

tiêu đề phụ

2. Phân tích nguyên lý Rollup

Trước khi phân tích Rollup, chắc chúng ta cũng hiểu về phương thức mở rộng của Plasma: dưới chuỗi, người vận hành Plasma sẽ tổng hợp các giao dịch chờ xử lý hàng loạt để tạo ra một Cây Merkle (Merkle Tree), mỗi lá trong cây có thể đại diện cho một giao dịch. thông tin của tài sản giao dịch, nếu không có giao dịch, giá trị lá là 0. Sau đó, Plasma gửi gốc của cây Merkle đến chuỗi chính, đồng thời gửi nhánh của cây Merkle cho người dùng để bảo quản an toàn.

Mô tả hình ảnh

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Sách trắng plasma, Viện nghiên cứu OKEx

Nhưng như đã đề cập trước đó, người dùng lưu thông tin giao dịch cụ thể ngoài chuỗi, điều này làm giảm tính khả dụng của dữ liệu và không phù hợp với các ứng dụng DeFi. Để đạt được mục tiêu này, cộng đồng Ethereum đã đề xuất một giải pháp mới: nén dữ liệu giao dịch và đưa lên chuỗi, đó là giải pháp Rollup (tổng hợp).

Cụ thể, Rollup nén dữ liệu giao dịch thành cây Merkle và lưu trữ trên chuỗi, đồng thời lưu gốc (state root) của cây Merkle trong hợp đồng thông minh. Toán tử Rollup có thể xuất bản một loạt các giao dịch tóm tắt (Batch), là một bộ giao dịch được nén và bao gồm gốc trạng thái trước đó và gốc trạng thái mới (gốc cây Merkle mới sau khi xử lý giao dịch). Hợp đồng thông minh kiểm tra và cập nhật gốc trạng thái, từ đó thực hiện việc chuyển giao tài sản.

Mô tả hình ảnh

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Vitalik, Hướng dẫn chưa đầy đủ về Rollup, Viện nghiên cứu OKEx

Nói một cách ẩn dụ bằng hình ảnh, bây giờ chúng ta muốn lưu thật nhiều phim, Plasma tương tự như cách chúng ta lưu phim trên máy tính, sau đó chỉ lưu một file thư mục trên đĩa U, theo hướng dẫn của file thư mục này, chúng ta có thể dễ dàng tìm thấy bất kỳ bộ phim nào Vị trí của bộ phim trong máy tính; và phương pháp Rollup là nén phim trước, sau đó lưu tất cả vào đĩa U. Bằng cách này, chúng tôi có thể lưu trữ nhiều phim hơn trong đĩa U.

Vậy Rollup đạt được độ nén như thế nào? --- Chủ yếu là để nén các tham số của giao dịch, chủ yếu bao gồm Nonce, Gasprice, Gas, To, Value, Signature, như trong bảng sau:

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Vitalik, Hướng dẫn chưa đầy đủ về Rollup, Viện nghiên cứu OKEx

Trước đây, một giao dịch yêu cầu 112 byte dung lượng lưu trữ, nhưng hiện tại nó chỉ cần 12 byte dung lượng và một byte tốn khoảng 16 Gas; trong khi trên Ethereum, giới hạn trên của Gas là 12,5 triệu và chúng tôi cho rằng Rollup sẽ tốn 50 10.000 Gas, sau đó trên Rollup, khả năng xử lý giao dịch của nó là:

(Giới hạn tiêu thụ Gas của khối – Tiêu thụ Gas của Rollup) / Lượng gas tiêu thụ trên mỗi byte / Số byte trong một giao dịch / Thời gian tạo khối = (12.500.000 – 500.000) / 16 / 12 /14 = 4464 giao dịch mỗi giây

Hiện tại, một lần chuyển trên Ethereum cần tiêu tốn khoảng 21.000 Gas, có nghĩa là nếu tất cả số đó được sử dụng để chuyển, thì khả năng xử lý giao dịch tối đa của Ethereum là: giới hạn trên của khối Tiêu thụ gas/lần chuyển Tiêu thụ gas/khối thời gian tạo = 12.500.000 / 21.000 /13 = 45 giao dịch/giây

Điều này có nghĩa là TPS của Rollup trong kịch bản chuyển nhượng đã giảm 100 lần. Tương tự, theo tính toán của Vitalik, trong các kịch bản chuyển giao ERC20 và ứng dụng Uniswap, Ethereum TPS có thể được mở rộng gấp 100-400 lần trong cùng điều kiện.

tiêu đề phụ

3. ZK-Rollup  VS  Optimistic Rollup

Trước tiên, hãy xem xét triển khai sơ đồ ZK-Rollup bằng chứng hợp lệ. ZK-Rollup sử dụng ZK-SNARK (bằng chứng không kiến ​​thức không tương tác ngắn gọn, đối số kiến ​​thức không tương tác ngắn gọn không kiến ​​thức) để đảm bảo tính bảo mật của các giao dịch.

"Zero Knowledge Proof (ZKP)"Được đề xuất bởi S.Goldwasser, S.Micali và C.Rackoff vào đầu những năm 1980, điều đó có nghĩa là người chứng minh có thể thuyết phục người xác minh rằng một khẳng định nào đó là đúng mà không cần cung cấp bất kỳ thông tin hữu ích nào cho người xác minh.

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Nguồn: Viện nghiên cứu OKEx

Từ những điều trên, chúng ta có thể thấy rằng ZKP có tính bất đối xứng về mặt tính toán. Trong sơ đồ ZK-Rollup, nhà điều hành Rollup đầu tư rất nhiều tài nguyên để thực hiện các tính toán ZK-SNARK và đưa chúng vào một giao dịch tóm tắt (lô), trong khi hợp đồng thông minh (người xác minh) có thể chứng minh giao dịch một cách nhanh chóng và hiệu quả về mặt chi phí . Do đó, ZK-Rollup có nhiều ưu điểm: có thể xác minh tính xác thực của dữ liệu một cách ngắn gọn, nhanh chóng đồng thời bảo vệ quyền riêng tư nhưng nhược điểm của nó là khối lượng tính toán lớn, độ khó kỹ thuật cao và khó hỗ trợ máy ảo.

Trong giải pháp Plasma trước đây, chúng tôi đã giới thiệu cơ chế "bằng chứng gian lận" do nó thiết kế, có thể nhận ra tính xác thực, hiệu lực và độ chính xác của dữ liệu giao dịch và đảm bảo tính bảo mật của tài sản. Bản tổng hợp lạc quan tuân theo chính xác cơ chế này: loại Bản tổng hợp này theo dõi tất cả các gốc trạng thái lịch sử và giá trị băm của mỗi đợt. Nếu bất kỳ ai phát hiện ra rằng gốc sau trạng thái của một lô không chính xác, họ có thể đăng bằng chứng lên chuỗi khối rằng lô đó đã bị tính toán sai. Hợp đồng thông minh xác minh bằng chứng và khôi phục lô và các đợt tiếp theo.

Lạc quan đã chọn cơ chế chống gian lận của Plasma, nghĩa là có "thời gian thoát" dài (khoảng một tuần) như Plasma, điều này làm giảm đáng kể hiệu quả sử dụng vốn, nhưng tin tốt là khi hệ sinh thái DeFi trưởng thành, có thể có một số lượng lớn các nhà cung cấp thanh khoản để cung cấp tiền cho người dùng trong "thời gian thoát", điều này có thể giải quyết hiệu quả vấn đề bù đắp việc sử dụng quỹ. Ngoài ra, điều quan trọng nhất là Optimistic Rollup cũng kế thừa OVM của Plasma, có nghĩa là các hợp đồng thông minh tương thích với Ethereum EVM có thể được triển khai trên mạng Optimistic Rollup, điều này đặc biệt quan trọng đối với DeFi.

Mô tả hình ảnh

Nguồn: Vitalik, Hướng dẫn chưa đầy đủ về Rollup, Viện nghiên cứu OKEx

tiêu đề phụ

4. Cơ hội làm giàu và tương lai của Rollup

Từ những điều trên, chúng ta có thể thấy rằng so với các giải pháp Lớp 2 khác, Rollup có thể đảm bảo an toàn dữ liệu và tính khả dụng của dữ liệu tốt hơn, nhưng liệu Rollup có thực sự là tương lai của Ethereum?

Không, có thể thấy từ kế hoạch mở rộng của Rollup rằng giới hạn trên của mức tiêu thụ Gas của khối là giới hạn trên của kế hoạch Rollup. Điều này tương tự với việc đi tàu điện ngầm vào giờ cao điểm buổi sáng, để toa tàu điện ngầm (khối) chứa được nhiều người hơn, chúng ta ép thêm người vào toa (nén). Tuy nhiên, dù nén đến đâu thì cũng có giới hạn trên. Với sự phát triển không ngừng của các ứng dụng blockchain trong tương lai, liệu chúng ta có chỉ hài lòng với khả năng mở rộng tối đa 100 lần? Vì vậy, về lâu dài, tương lai của việc mở rộng Ethereum vẫn phụ thuộc vào việc triển khai suôn sẻ công nghệ bảo vệ Ethereum 2.0.

Tuy nhiên, theo kế hoạch chính thức của Ethereum, việc hiện thực hóa Ethereum 2.0 sharding có thể phải đợi đến năm 2030. Nhưng ngay cả bây giờ, do sự phổ biến của DeFi, Ethereum đã quá đông và phí gas cao. Các giải pháp lớp 2 như kênh trạng thái và Plasma vài năm trước không thể đáp ứng các yêu cầu của DeFi và công nghệ sharding là một mục tiêu xa vời. Chính vì “quá khứ không thể thuyết phục, và tương lai không thể đuổi theo”, Rollup nghiễm nhiên trở thành giải pháp tốt nhất để đối phó với kế hoạch mở rộng của Ethereum trong ngắn hạn và trung hạn, đồng thời trở thành tiền vệ hướng tới Ethereum 2.0.

Tất nhiên, một lý do khác khiến Vitalik khuyến khích Rollup là giao thức Rollup có thể nắm bắt giá trị và bền vững về mặt kinh tế.

Trước tiên hãy nói về giá trị kinh tế, Rollup có thể giảm bớt sự tắc nghẽn của Ethereum và giảm phí gas. Một phần chi phí tiết kiệm được có thể được chuyển đổi thành doanh thu của thỏa thuận Rollup (chẳng hạn như phí và MEV[1]cách) và bền vững về kinh tế.

Vậy tại sao Rollup có thể nắm bắt giá trị? Điều này liên quan đến đặc thù của Rollup: dữ liệu được đặt trên chuỗi chính và chỉ tính toán dữ liệu được thực hiện bên ngoài chuỗi. Giải pháp kết hợp giữa Lớp 1 và Lớp 2 này làm cho Rollup trở thành một ứng dụng Dapp đặc biệt trên chuỗi chính. Do đó, dự án Rollup có thể phát hành mã thông báo dựa trên giao thức Rollup trên chuỗi chính và giá trị của giao thức có thể được nắm bắt thông qua mã thông báo.

Có thể thấy trước rằng sau sự bùng nổ của Rollup trong vài tháng tới, sẽ có nhiều mã thông báo dự án Rollup được phát hành và những dự án sẵn sàng gắn giá trị kinh tế của giao thức vào mã thông báo sẽ có tiềm năng đầu tư lớn.

[1]Lưu ý: MEV là giá trị có thể trích xuất của người khai thác, dùng để chỉ thước đo lợi nhuận mà người khai thác (hoặc người xác minh, người phân loại, v.v.) kiếm được thông qua khả năng tùy ý bao gồm, loại trừ hoặc sắp xếp lại các giao dịch trong các khối mà họ tạo ra.