Một phân tích toàn diện về bối cảnh cạnh tranh của các giải pháp khả năng mở rộng chuỗi khối

Chỉnh sửa: Southwind

Chỉnh sửa: Southwind

Đến cuối năm 2021, Ethereum đã phát triển để hỗ trợ hàng nghìn ứng dụng trong DeFi, NFT, trò chơi, v.v. Toàn bộ mạng Ethereum xử lý các giao dịch trị giá hàng nghìn tỷ đô la hàng năm, với tài sản trị giá hơn 170 tỷ đô la hiện đang bị khóa trên nền tảng.

Nhưng thiết kế phi tập trung của Ethereum giới hạn số lượng giao dịch mà nó có thể xử lý ở mức 15 giao dịch mỗi giây. Kết quả là phải chờ đợi lâu và phí lên tới 200 đô la cho mỗi giao dịch, vì mức độ phổ biến của Ethereum vượt xa thông lượng này. Cuối cùng, điều này làm nản lòng nhiều người dùng và hạn chế các loại ứng dụng mà mạng ethereum hiện có khả năng xử lý.

tiêu đề cấp đầu tiên

Cạnh tranh hay bổ trợ?

Mục tiêu của một giải pháp có thể mở rộng làTăng khối lượng giao dịch mà nền tảng hợp đồng thông minh có thể truy cập công khai có thể xử lý trong khi vẫn duy trì đủ sự phân cấp. Một điều cần nhớ là việc mở rộng quy mô nền tảng hợp đồng thông minh với giải pháp tập trung được quản lý bởi một thực thể duy nhất (Visa có thể xử lý 45.000 giao dịch mỗi giây) là điều tầm thường, nhưng điều này đưa chúng ta trở lại hình vuông một: một nhóm nhỏ các nhà lãnh đạo thế giới đầy quyền lực được kiểm soát bởi những người tham gia tập trung.

Có hai cách để giải quyết vấn đề này:hoặchoặc(2) Xây dựng một mạng bổ sung cho Ethereum để nó có thể xử lý dung lượng dư thừa của Ethereum.Nói chung, chúng có thể được chia thành các loại sau:

• Mạng chuỗi khối L1 (lớp đầu tiên)chuỗi bên

• chuỗi bên(một chút bổ sung cho Ethereum)

• Mạng L2 (lớp thứ hai)(bổ sung cho Ethereum)

Mặc dù chúng khác nhau về kiến ​​trúc và cách tiếp cận, nhưng các mục tiêu đều giống nhau:Cho phép người dùng thực sự sử dụng các mạng này mà không phải trả phí cao hoặc chờ đợi lâu(chẳng hạn như tương tác với DeFi, NFT, v.v.). Sơ đồ sau đây phân chia bối cảnh khả năng mở rộng hợp đồng thông minh hiện tại:

tiêu đề cấp đầu tiên

Mạng chuỗi khối L1

Ethereum là mộtL1Chuỗi khối hoặc một mạng độc lập thực hiện đồng thời các giao dịch và bảo đảm tiền. Bạn muốn chuyển đổi 100 USDC sang DAI bằng ứng dụng DeFi như Uniswap? Ethereum là nơi tất cả những điều này xảy ra.

Các mạng L1 cạnh tranh khác có thể làm mọi thứ Ethereum làm, điểm khác biệt là các hệ thống mạng L1 mới này được thiết kế để đạt được thông lượng cao hơn, do đó giảm phí giao dịch, nhưng chúng thường tăng số lượng nút ở trung tâm mạng. .

Trong 10 tháng qua, một số mạng L1 mới đã xuất hiện trực tuyến, trong thời gian đó TVL (Tổng giá trị bị khóa) trên các mạng này đã tăng vọt từ 0 đô la lên tổng cộng75 tỷ USDxung quanh, hiện tại chủ yếu là doSolana, Avalanche, Terra và Binance Smart Chain (BSC)dẫn đầu và tất cả đều có hệ sinh thái đang phát triển với TVL vượt quá10 tỷ USDMô tả hình ảnh

Ở trên: Tăng trưởng TVL cho các mạng L1 lớn ngoài Ethereum kể từ năm 2021.

Tất cả các mạng L1 đang cạnh tranh với nhau để thu hút các nhà phát triển và người dùng.Nhưng làm như vậy mà không có bất kỳ công cụ và cơ sở hạ tầng nào của Ethereum giúp dễ dàng xây dựng và sử dụng các ứng dụng là điều khó khăn. Để lấp đầy khoảng trống này, nhiều mạng chuỗi khối L1 đã áp dụngTương thích với EVM(Máy ảo Ethereum) chiến lược.

qua

quaBSClàm ví dụ. Bằng cách phát hành một mạng tương thích với EVM và điều chỉnh cơ chế đồng thuận để đạt được thông lượng cao hơn và chi phí mạng rẻ hơn, BSC đã chứng kiến ​​sự gia tăng sử dụng nhiều ứng dụng DeFi trong mùa hè năm ngoái. Các ứng dụng Ethereum (chẳng hạn như Uniswap, Curve, v.v. ) tương tự nhau. đồng thời,Avalanche, Fantom, Tron và CeloCác mạng khác đã thực hiện cùng một cách tiếp cận.

VàTerraVàSolanaMô tả hình ảnh

TVL của mạng L1 tương thích với EVM được hiển thị ở phía bên trái của hình trên; TVL của mạng L1 không tương thích với EVM được hiển thị ở phía bên phải. Dữ liệu tính đến ngày 26 tháng 10.

Mạng blockchain tập trung vào khả năng tương tác

VàCosmosVàPolkadotMột hệ sinh thái blockchain như vậy tập trung vào khả năng tương tác. Thay vì xây dựng các chuỗi khối độc lập mới, các dự án nàyXây dựng các tiêu chuẩn cho phép các nhà phát triển tạo các chuỗi khối dành riêng cho ứng dụng có thể giao tiếp với nhau.Ví dụ: một hệ thống như vậy có thể cho phép mã thông báo trên một mạng chuỗi khối tập trung vào trò chơi được sử dụng trong các ứng dụng trên một mạng chuỗi khối tập trung vào xã hội khác.

Hiện tại, tài sản trị giá hơn 100 tỷ đô la được bảo vệ trong các mạng chuỗi khối được xây dựng bằng tiêu chuẩn Cosmos và các mạng chuỗi khối này cuối cùng sẽ có thể tương tác được. Đồng thời, Polkadot gần đây cũng đã mở ra một cột mốc quan trọng (lưu ý: Polkadot gần đây đã bắt đầu phiên đấu giá vị trí parachain của mình) và cũng sẽ thống nhất hệ sinh thái chuỗi khối của mình theo cách tương tự.

chuỗi bên

chuỗi bên

Phải thừa nhận rằng sự khác biệt giữa sidechains và các chuỗi khối L1 mới đã nói ở trên là không rõ ràng. Sidechains rất giống với các chuỗi khối L1 tương thích với EVM khác, ngoại trừ mục đích của sidechains là để giải quyết công suất dư thừa của Ethereum, thay vì cạnh tranh với Ethereum nói chung. Hệ sinh thái của sidechains được kết nối chặt chẽ với cộng đồng Ethereum, lưu trữ các ứng dụng Ethereum theo cách bổ sung.

kiếm tiền khi chơikiếm tiền khi chơi"trò chơiAxie InfinityMô tả hình ảnh

Ảnh trên: Người dùng tích cực hàng ngày của Axie Infinity đã cho thấy sự tăng trưởng nhanh chóng kể từ khi chuyển sang chuỗi bên Ronin.

tiêu đề phụ

Polygon PoS

Sidechains như Ronin là ứng dụng cụ thể, trong khi những thứ khác như Polygon PoS dành cho ứng dụng tổng quát hơn. Hiện tại, Polygon PoS sidechain đang dẫn đầu ngành, với TVL trên mạng của hơn5 tỷ USD, triển khai hơn100 ứng dụng DeFi và trò chơi, bao gồm Aave và Sushiswap nổi tiếng, và Quickswap, một bản sao của Uniswap.

Tương tự như vậy, Polygon PoS trông không khác gì so với các chuỗi khối L1 tương thích với EVM khác, nhưng nó là một phần của khung mở rộng quy mô Ethereum, thay vì cạnh tranh với nó. Nhóm Polygon cho biết trong tương lai, mạng Ethereum vẫn sẽ là một blockchain chủ yếu được sử dụng cho các giao dịch giá trị cao và lưu trữ giá trị, trong khi các giao dịch hàng ngày sẽ được chuyển sang blockchain chi phí thấp của Polygon. (Polygon PoS cũng duy trì mối quan hệ đặc biệt với Ethereum thông qua một quy trình gọi là “điểm kiểm tra”.)

Mô tả hình ảnh

tiêu đề cấp đầu tiên

chữ

Cả chuỗi khối L1 và chuỗi bên đều đưa ra một thách thức rõ ràng:Đảm bảo tính bảo mật của mạng blockchain.Để làm điều này, họ phải trả một loạt công cụ khai thác hoặc trình xác thực PoS mới, cho phép họ xác minh và bảo mật các giao dịch, thường là với lạm phát mã thông báo gốc của mạng (chẳng hạn như MATIC của Polygon, AVAX của Avalanche, v.v.). Tuy nhiên, điều này cũng đi kèm với những nhược điểm đáng kể:

• Có một mã thông báo gốc tự nhiên làm cho hệ sinh thái của bạn cạnh tranh hơn, thay vì bổ sung cho Ethereum;

• Xác minh và bảo mật các giao dịch là một nhiệm vụ phức tạp và đầy thách thức mà mạng của bạn sẽ chịu trách nhiệm vô thời hạn.

Nhưng sẽ không tốt hơn nếu chúng ta có thể xây dựng tính bảo mật của Ethereum để tạo ra một hệ sinh thái có thể mở rộng? Đó là những gì chúng ta sẽ nói vềmạng L2, đặc biệtMạng tổng số. Nói tóm lại, mạng L2 là một hệ sinh thái độc lập nằm trên Ethereum và dựa vào Ethereum để bảo mật.

Điều quan trọng, điều này có nghĩa là L2 không cần phải có mã thông báo gốc —Vì vậy, chúng không chỉ bổ sung cho Ethereum mà về cơ bản chúng là một phần của Ethereum.Lộ trình của Ethereum thậm chí còn nóiEthereum 2.0 sẽ là "tập trung vào Rollup"tiêu đề phụ

Rollup hoạt động như thế nào?

Các mạng L2 thường được gọi là Rollup vì chúng "cuộn" các giao dịch để thực hiện trong một môi trường mới (ngoài chuỗi) trong một gói, sau đó gửi dữ liệu giao dịch được cập nhật trở lại Ethereum (trên chuỗi). Thay vì để mạng Ethereum xử lý 1000 giao dịch chỉ từ Uniswap (rất tốn kém!), Rollup sẽ thực hiện theo lô các giao dịch để hoàn thành phép tính ngoài chuỗi, sau đó gửi kết quả tính toán cho Ethereum (rẻ hơn!).

Vì vậy, khi kết quả tính toán được công bố lên Ethereum, làm thế nào để Ethereum biết rằng dữ liệu là chính xác và hợp lệ? Ethereum ngăn mọi người đăng thông tin không chính xác như thế nào? Những câu hỏi này là những gì phân biệt hai loại Tổng số khác nhau:Rollup lạc quan và ZK-Rollups.

1) Optimistic Rollups

Khi kết quả tính toán được gửi tới Ethereum, Bản tổng hợp lạc quan "lạc quan" cho rằng chúng hợp lệ. Nói cách khác, mạng Optimistic Rollups sẽ cho phép các nhà khai thác xuất bản bất kỳ dữ liệu nào họ muốn (bao gồm cả dữ liệu có khả năng không chính xác/gian lận), giả sử dữ liệu đó là chính xác!

Nhưng Bản tổng hợp lạc quan cũng có những cách để chống gian lận. Để kiểm tra và cân bằng, mọi khoản rút tiền vào mạng chính Ethereum đều có khoảng thời gian chờ đợi (~7 ngày), trong đó bất kỳ ai cũng có thể kiểm tra gian lận (hãy nhớ rằng chuỗi khối là minh bạch, bất kỳ ai cũng có thể thấy điều gì đang diễn ra). Nếu một trong những người quan sát có thể chứng minh bằng toán học rằng gian lận đã xảy ra (tức là bằng cách gửi bằng chứng gian lận), thì Bản tổng hợp lạc quan sẽ hoàn nguyên (đảo ngược) mọi giao dịch gian lận, trừng phạt kẻ ác và thưởng cho người quan sát (Đó là một hệ thống khuyến khích thông minh!)

Tất nhiên, nhược điểm là khi bạn chuyển tiền giữa mạng Optimistic Rollups và mạng Ethereum, sẽ có một khoảng thời gian ngắn để xem liệu có bất kỳ nhà quan sát nào phát hiện ra bất kỳ hành vi gian lận nào hay không. Trong vài trường hợp,Quá trình này có thể mất tới một tuần, nhưng chúng tôi hy vọng những sự chậm trễ này sẽ giảm dần theo thời gian.

Điểm mấu chốt là các Bản tổng hợp lạc quan vốn đã gắn liền với Ethereum và hiện đang sẵn sàng để giúp Ethereum mở rộng quy mô. Do đó, với nhiều dự án DeFi hàng đầu đang triển khai/chuyển sang mạng Tổng hợp lạc quan chính (bao gồmArbitrum và Ethereum lạc quan), chúng tôi đã chứng kiến ​​sự tăng trưởng ban đầu mạnh mẽ.

Arbitrum & Optimistic Ethereum

Phòng thí nghiệm ngoài chuỗi'ArbitrumMạng lưới và sự lạc quanOptimistic EthereumMạng hiện là hai dự án chính triển khai Bản tổng hợp lạc quan. Điều đáng chú ý là cả hai dự án vẫn đang ở giai đoạn đầu, vì vậy các nhóm đứng sau mỗi dự án vẫn duy trì mức độ kiểm soát tập trung đối với các mạng tương ứng của họ, nhưng cả hai đều có kế hoạch đạt được sự phân cấp theo thời gian.

Người ta ước tính rằng các Bản tổng hợp lạc quan có thể cung cấp cải tiến khả năng mở rộng 10-100 lần sau khi hoàn thiện. Ngay cả trong những ngày đầu, các ứng dụng DeFi trên Arbitrum và Optimism đã tích lũy được hàng tỷ giá trị mạng bị khóa.

Mô tả hình ảnh

Trên: Tăng trưởng TVL cho Mạng lạc quan

Arbitrum tiến thêm một bước, trên mạnghơn 60 ứng dụng(bao gồm các giao thức DeFi quen thuộc, chẳng hạn như Curve, Sushiswap và Balancer, v.v.), tổng TVL là khoảng2,5 tỷ USDMô tả hình ảnh

Trên: Tăng trưởng TVL cho mạng Arbitrum.

tiêu đề phụ

2) ZK Rollups

Như đã đề cập trước đó, Tổng số lạc quan cho rằng giao dịch là hợp lệ và cho phép những người khác có thời gian chứng minh gian lận. Ngược lại,ZK-RollupsSau đó, nó thực sự chứng minh với mạng Ethereum rằng giao dịch là hợp lệ.

Ngoài việc gửi kết quả tính toán của các giao dịch đi kèm, ZK-Rollups cũng gửi "bằng chứng hợp lệ" cho hợp đồng thông minh Ethereum. Như tên cho thấy, bằng chứng về tính hợp lệ cho phép mạng Ethereum xác minh tính hợp lệ của các giao dịch này, khiến những người chuyển tiếp không thể gian lận hệ thống. Điều này giúp loại bỏ cửa sổ chứng minh gian lận như Bản tổng hợp lạc quan đã làm, vì vậy việc chuyển giữa mạng Ethereum và ZK-Rollups gần như ngay lập tức.

Mặc dù giải quyết ngay lập tức và không có thời gian chờ đợi có cửa sổ nghe có vẻ tuyệt vời, nhưng ZK-Rollups không phải là không có sự đánh đổi. Trước hết, việc tạo ra các bằng chứng hợp lệ đòi hỏi rất nhiều phép tính, vì vậy cần có các máy hiệu suất cao để hoàn thành chúng; thứ hai, sự phức tạp xung quanh các bằng chứng hợp lệ khiến ZK-Rollups khó tương thích với EVM hơn, do đó hạn chế các hợp đồng thông minh có thể được triển khai trên loại ZK-Rollups. Vì điều này, Optimistic Rollups phải tham gia thị trường trước một bước và có nhiều khả năng giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng hiện tại của Ethereum; nhưng về lâu dài, ZK-Rollups có thể trở thành một giải pháp kỹ thuật tốt hơn.

Thông qua ZK Rollup

Bối cảnh ZK-Rollup có chiều sâu, với nhiều nhóm và triển khai đang được tiến hành hoặc trong quá trình sản xuất. Một số người chơi đáng chú ý bao gồm Starkware, Matter Labs, Hermez và Aztec, trong số những người khác. hiện hành,ZK-Rollups chủ yếu hỗ trợ các ứng dụng tương đối đơn giản, chẳng hạn như thanh toán hoặc trao đổi(Vì các danh mục ứng dụng hiện tại mà ZK-Rollups có thể hỗ trợ bị hạn chế). Ví dụ: sàn giao dịch phái sinh dYdX sử dụng sơ đồ ZK-Rollup do nhóm Starkware phát triểnStarkExMô tả hình ảnh

Phía trên: Xu hướng tăng trưởng TVL cho giao thức dYdX.

Tuy nhiên, sơ đồ ZK-Rollups thực sự đáng khen ngợi làHoàn toàn tương thích với ZK-Rollups của EVM, điều này sẽ cho phép nó hỗ trợ các ứng dụng có mục đích chung phổ biến (chẳng hạn như tất cả các ứng dụng DeFi) mà không bị chậm trễ khi rút tiền như Bản tổng hợp lạc quan. Những người chơi chính trong việc này là Matter Labs'zkSync 2.0, Starware củaStarkNet, Đa giác HermezzkEVM và Đa giác Miden, cả hai hiện đang làm việc trên mạng chính. (Trong khi đó, Aztec tập trung vào việc áp dụng bằng chứng ZK (zero-knowledge) cho quyền riêng tư.)

Nhiều người trong ngành (bao gồm cả người đồng sáng lập Ethereum Vitalik Buterin) đangZK-RollupTích hợp với Ethereum 2.0 như một giải pháp dài hạn để nhân rộng Ethereum, chủ yếu là do ZK-Rollups về cơ bản có thể xử lý hàng trăm nghìn giao dịch mỗi giây mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật và tính phi tập trung. sắp tớiHoàn toàn tương thích với ZK-Rollups của EVMtiêu đề cấp đầu tiên

thế giới bị phân mảnh

Cầu xuyên chuỗiCầu xuyên chuỗi, phức tạp đối với người dùng và tiềm ẩn rủi ro. Ví dụ: một số cầu nối chuỗi chéo (chẳng hạn như Poly Network) đã bị tin tặc nhắm đến

Quan trọng hơn, thế giới đa chuỗi phá vỡ khả năng kết hợp và phân mảnh tính thanh khoản. Ví dụ: Sushiswap hiện được triển khai trên Ethereum, BSC, Avalanche, Polygon và Arbitrum; tính thanh khoản của Sushiswap đã từng tập trung trên một mạng (tức là Ethereum), nhưng hiện được phân phối trên năm mạng khác nhau.

Khả năng kết hợpKhả năng kết hợptiêu đề cấp đầu tiên

tương lai bất định

Các mạng blockchain L1 mới như Avalanche hay Solana sẽ tiếp tục phát triển và cạnh tranh với Ethereum? Liệu các hệ sinh thái blockchain như Cosmos hay Polkadot có phát triển nhanh không? Liệu sidechains có tiếp tục hoạt động hài hòa với Ethereum, đảm nhận công suất dư thừa của nó không? Hay Rollup kết hợp với Ethereum 2.0 sẽ chiến thắng? Không ai chắc chắn.

Mặc dù tương lai không chắc chắn, nhưng mọi người có thể yên tâm rằng có rất nhiều đội ngũ sáng giá đang làm việc để giải quyết các vấn đề thách thức nhất mà các mạng blockchain mở, không cần cấp phép phải đối mặt. Giống như băng thông rộng cuối cùng đã giúp Internet cung cấp năng lượng cho nhiều ứng dụng mang tính cách mạng (chẳng hạn như YouTube và Uber), chúng tôi tin rằng các giải pháp khả năng mở rộng chiến thắng cuối cùng sẽ được nhìn nhận qua cùng một lăng kính.