Một bài viết để hiểu cách ZK-Rollups giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum

• Phí gas cao của Ethereum làm nổi bật nhu cầu cấp thiết đối với các giải pháp mở rộng quy mô.

• Mặc dù các giải pháp mở rộng quy mô ngày nay thành công, nhưng chúng gặp phải các vấn đề về khả năng kết hợp và phân mảnh.

• ZK-Rollups cải thiện các mạng lớp 2 hiện có bằng cách cung cấp khả năng tương tác và bảo mật nâng cao.

tiêu đề phụ

Phí gas cao đã trở thành một vấn đề lớn đối với Ethereum.

Phí gas cao đã trở thành một vấn đề lớn đối với Ethereum.

Vì phí giao dịch được thanh toán bằng ETH nên khi giá của một tài sản tăng lên, chi phí sử dụng mạng sẽ tăng lên. ETH đã tăng 460% trong năm nay, điều đó có nghĩa là chi phí giao dịch tính theo đồng đô la Mỹ cũng tăng 460%.

Phí giao dịch cũng phụ thuộc vào mức độ tắc nghẽn của mạng. Do nhu cầu rất lớn về không gian khối Ethereum ngày nay, phí gas cũng cao.

Mô tả hình ảnh

Ethereum: Giao dịch trung gian Giá gas (nguồn: Glassnode)

Trong vài năm qua, một số giải pháp mở rộng quy mô đã được phát triển để giúp giải tỏa tắc nghẽn trên Ethereum và giảm chi phí giao dịch. Ra mắt vào năm 2019, Polygon được cho là giải pháp mở rộng quy mô Ethereum đầu tiên đạt được sức hút đáng kể. Mạng sử dụng một giải pháp mở rộng có tên là Plasma, giúp giảm tải các giao dịch từ chuỗi khối Ethereum chính sang một chuỗi bên chuyên dụng. Nhiều ứng dụng DeFi gốc Ethereum như Curve và Aave đã ra mắt trên Polygon trong năm nay.

Mô tả hình ảnh

25 trình xác thực Đa giác hàng đầu theo khối (Nguồn: Polygonscan)

Trong năm qua, một giải pháp mở rộng quy mô khác có tên là rollup đã tạo nên làn sóng trong cộng đồng Ethereum. Hiện tại, mọi giao dịch trên Ethereum đều chứa tất cả dữ liệu tính toán cần thiết để tương tác với hợp đồng thông minh. Với không gian khối hạn chế, Ethereum có thể dễ dàng bị tắc nghẽn, dẫn đến xác nhận giao dịch chậm và phí gas cao.

tiêu đề cấp đầu tiên

Zero Knowledge Rollup là gì?

Có hai hình thức Tổng số: Tổng số Lạc quan và Tổng số ZK. Các bản tổng hợp lạc quan giả định rằng các giao dịch được gửi trở lại chuỗi cơ sở là hợp pháp. Chỉ khi ai đó chứng minh được họ gian lận bằng cách gửi bằng chứng gian lận thì giao dịch mới bị từ chối. Nói cách khác, Bản tổng hợp lạc quan áp dụng phương pháp "không có tội cho đến khi được chứng minh là có tội" để xác thực các giao dịch.

Thay vào đó, các bản tổng hợp không có kiến ​​thức, còn được gọi là ZK-Rollups, tạo ra bằng chứng mật mã rằng các giao dịch là hợp pháp khi được gửi trở lại mạng chính. Ethereum chỉ chấp nhận giao dịch sau khi xác minh bằng chứng mật mã. Không giống như Bản tổng hợp lạc quan, Bản tổng hợp ZK sử dụng phương pháp xác minh "có tội cho đến khi được chứng minh là vô tội".

Hiện tại, Optimistic Rollup có tỷ lệ chấp nhận cao nhất, một phần là do dễ dàng phát triển các ứng dụng trên đó. Bản tổng hợp lạc quan có thể hỗ trợ trực tiếp các hợp đồng thông minh hoàn chỉnh về mặt chức năng và các nhà phát triển có thể sử dụng ngôn ngữ lập trình gốc của Ethereum là Solidity để viết ứng dụng. Dữ liệu từ L2beat cho thấy Arbitrum tổng hợp lạc quan lớn nhất hiện nay đã thu hút hơn 2,5 tỷ đô la tổng giá trị bị khóa trong các ứng dụng DeFi. Nó lưu trữ nhiều ứng dụng DeFi phổ biến nhất trên Ethereum.

Tuy nhiên, Tổng số lạc quan phải đối mặt với một số thách thức. Các khoản tiền được gửi trở lại mạng chính Ethereum phải chịu thời gian tranh chấp kéo dài một tuần do phương pháp xác minh giao dịch của họ. Điều này gây bất tiện cho người dùng và phá vỡ khả năng kết hợp.

Mặc dù Bản tổng hợp lạc quan cung cấp các cải tiến so với các giải pháp dựa trên Plasma như Đa giác, nhưng chúng thường được coi là kém hơn so với ZK-Rollups. Optimistic Rollup có một giai đoạn gây tranh cãi với cải tiến khả năng mở rộng lên tới 77 lần. ZK-Rollups không có thời gian tranh chấp và chúng cung cấp cải tiến lên tới 500 lần.

Tuy nhiên, ZK-Rollups chưa đạt được mức độ tương thích như các bản sao Lạc quan của chúng. Vì ZK-Rollups có bằng chứng hợp lệ cho mỗi giao dịch nên công nghệ của họ khó xây dựng hơn. ZK-Rollups đã được phát triển để xử lý các tác vụ đơn giản như chuyển khoản và giao dịch trực tiếp. Mặc dù có thể tích hợp chức năng hợp đồng thông minh, nhưng nó đã được chứng minh là khó khăn hơn nhiều.

Chỉ trong năm nay, Vitalik Buterin, người đồng sáng lập Ethereum đã dự đoán rằng việc phát triển ZK-Rollups hoàn toàn có thể kết hợp được sẽ mất vài năm. Tuy nhiên, các nhà phát triển đã đi trước thời hạn. Một số ZK-Rollup đang chuẩn bị triển khai các giải pháp có thể kết hợp và tương tác với nhau, thậm chí trên các rollup.

Sự phát triển của ZK-Rollups sẽ cho phép tạo ra một khung giao tiếp được chia sẻ giữa mạng chính Ethereum và nhiều mạng lớp 2 có thể chia sẻ tính thanh khoản và vượt qua các thách thức áp dụng lớn nhất mà các chuỗi khối lớp 1 phải đối mặt. Thay vì cạnh tranh về tính thanh khoản để cung cấp các giao dịch hiệu quả thông qua các sàn giao dịch phi tập trung, các mạng dựa trên ZK-Rollup có thể hợp tác để mở rộng quy mô Ethereum.

ZK-Rollups có một tính năng độc đáo khác. Do cách tính phí cho từng đợt giao dịch, các giao dịch sẽ rẻ hơn khi có nhiều người sử dụng chúng hơn. Chi phí gửi một đợt không thay đổi nhiều, do đó, khi nhiều giao dịch được gộp vào một đợt, chi phí gas có thể được phân bổ cho nhiều người dùng hơn. ZK-Rollups có thể gộp số lượng giao dịch gần như không giới hạn, do đó, chi phí gas của một giao dịch có thể giảm xuống từng xu nếu có đủ người dùng. Tính năng này được gọi là Bằng chứng khấu hao hợp lệ.

tiêu đề cấp đầu tiên

Các loại ZK-Rollups

Hai loại ZK-Rollups khác nhau hiện đang được sử dụng trong các giải pháp mở rộng quy mô Ethereum. Loại ZK-Rollup đầu tiên và được sử dụng rộng rãi nhất sử dụng ZK-SNARK — đối số kiến ​​thức không tương tác ngắn gọn. SNARK là bằng chứng zero-knowledge đầu tiên được phát hiện; dự án blockchain ban đầu Zcash đã sử dụng chúng vào năm 2016. SNARK chiếm phần lớn cơ sở nhà phát triển ZK-Rollup và mã đã xuất bản, đồng thời được coi là một lựa chọn mạnh mẽ cho các dự án mở rộng quy mô Ethereum.

Một nhược điểm lớn của SNARK là chúng yêu cầu một sự kiện tạo khóa ban đầu, được sử dụng để tạo bằng chứng cần thiết cho các giao dịch. Nếu các khóa trong sự kiện thiết lập đáng tin cậy không bị hủy, thì chúng có thể được sử dụng để tạo mã thông báo mới bất ngờ hoặc giả mạo giao dịch.

Giải pháp mở rộng quy mô dựa trên SNARK nổi tiếng nhất hiện nay là dự án zkSync của Matter Labs. Ra mắt vào tháng 6 năm 2020, zkSync hứa hẹn sẽ xử lý 2.000 giao dịch mỗi giây trong lần lặp lại hiện tại và hy vọng sẽ đạt được thông lượng cao hơn nữa trong tương lai. Vào tháng 5, với sự ra mắt của mạng thử nghiệm zkEVM, nền tảng này đã bắt đầu triển khai các hợp đồng thông minh trong môi trường tương thích với EVM.

Trọng tâm chính của zkSync là làm cho quá trình chuyển đổi từ mạng chính Ethereum trở nên dễ dàng nhất có thể. Những người muốn phát triển trên zkEVM có thể viết hợp đồng thông minh bằng Solidity, ngôn ngữ lập trình của Ethereum. Matter Labs gần đây đã huy động được 50 triệu đô la trong vòng Series B do Andreessen Horowitz đứng đầu để hỗ trợ phát triển zkSync. Ngoài ra, công ty đã hợp tác với một số chip xanh Ethereum DeFi như Curve Finance, Aave và 1inch.

Một loại ZK-Rollup khác sử dụng STARK - các thông số kiến ​​thức minh bạch có thể mở rộng. STARK có lợi thế hơn SNARK vì chúng hoàn toàn dựa vào các hàm băm và không yêu cầu thiết lập đáng tin cậy. Điều này có nghĩa là về mặt lý thuyết, STARK an toàn hơn SNARK, khiến chúng trở thành mục yêu thích của Ethereum Foundation.

StarkWare là công ty đầu tiên mở rộng quy mô Ethereum bằng STARK và hiện là động lực chính đằng sau sự phát triển của công nghệ dựa trên STARK (được đồng phát minh bởi những người đồng sáng lập StarkWare Eli Ben-Sasson và Michael Riabzev). StarkWare đã tạo một ngôn ngữ lập trình hoàn chỉnh Turing có tên Cairo cho ZK-Rollups dựa trên STARK. Nó đã sử dụng Cairo để tạo ra sản phẩm đầu tiên của mình, giao thức StarkEx.

Mô tả hình ảnh

StarkEx là hành tinh, StarkNet là chòm sao (Nguồn: StarkWare)

ZK-Rollups sắp thay đổi cách cộng đồng tiền điện tử sử dụng Ethereum. Với việc hiện thực hóa các mạng tốc độ cao, chi phí thấp như zkSync và StarkNet, các giao dịch trên mạng chính Ethereum sẽ ngày càng được thuê ngoài ở lớp 2. Điều này sẽ đưa Ethereum đến gần hơn với tầm nhìn trở thành một mạng blockchain có thể mở rộng, an toàn và phi tập trung.