Nghiên cứu LD: Giải thích chi tiết về giải pháp mở rộng Ethereum đầy đủ
Tác giả gốc: 0xRJ_eth (Twitter: @0xRJ_eth)
Hôm nay, tôi chủ yếu sắp xếp kế hoạch mở rộng Ethereum theo quan điểm từ trên xuống kết hợp với phát triển theo thời gian, nội dung bao gồm một số kế hoạch cũ không còn được đề cập trên thị trường hiện nay và một số kế hoạch trong số đó có thể bạn chưa từng nghe nói đến. Nhưng tôi nghĩ điều rất quan trọng là phải làm rõ khuôn khổ lớn và logic chung, điều này sẽ giúp chúng ta hiểu được những đổi mới và kết hợp nào đã được trải qua trong quá trình phát triển mở rộng, những vấn đề đã gặp phải, mối quan tâm của thị trường trong các thời kỳ khác nhau là gì và tại sao Rollup hiện đang là Giải pháp chiến thắng. Những điều này cũng giúp chúng ta nhìn thấy hướng chung.
tiêu đề cấp đầu tiên
1. Nguyên nhân
Trên lớp đầu tiên của chuỗi khối Ethereum, nhu cầu sử dụng mạng ngày càng tăng đã dẫn đến tắc nghẽn mạng và đẩy chi phí giao dịch lên cao. Cải thiện lưu trữ, tốc độ mạng và thông lượng là nền tảng để áp dụng Ethereum hàng loạt có ý nghĩa.
tiêu đề cấp đầu tiên
2. Mục đích
tiêu đề cấp đầu tiên
3. Phương án mở rộng
Giải pháp mở rộng: có thể được chia thành hai loại - On-Chain (lớp 1) và Off-Chain (side chain + lớp 2)
On-chain, mở rộng trên chain
Cải thiện hiệu suất của chính chuỗi khối, yêu cầu thay đổi đối với giao thức mạng chính/Ethereum lớp đầu tiên: điều này liên quan đến "Lớp 1". Mạng lớp 1 là tên gọi khác của chuỗi khối cơ bản. Ngoài Ethereum (ETH), Bitcoin (BTC), Solana, Polkadot, Near, Cosmos, Aptos, Sui, v.v. đều thuộc giao thức layer1 vì chúng là mạng chính trong hệ sinh thái. Giao thức lớp 1 có thể xử lý và hoàn thành các giao dịch trên chuỗi khối của chính nó, đồng thời đi kèm với các mã thông báo gốc để thanh toán phí giao dịch.
(Toàn bộ phần mở rộng Layer 1 là một phần rất quan trọng trong quá trình nâng cấp Ethereum. Phần này có thể sẽ được trình bày chi tiết hơn trong phần nâng cấp Ethereum tổng hợp và chia sẻ sau này. Hôm nay Layer 1 sẽ tóm tắt sơ qua khái niệm nên mình sẽ không đi vào chi tiết )
Các tùy chọn để mở rộng Lớp 1 trên chuỗi bao gồm:
a) Thay đổi cơ chế đồng thuận. Bản nâng cấp Ethereum áp dụng giải pháp này. Vài tuần trước, sự hợp nhất thành công của beacon chain và mạng chính đã hoàn thành việc chuyển đổi cơ chế đồng thuận từ pow sang pos.
b. Thực hiện sharding. Sharding là một giải pháp mở rộng Lớp 1 phổ biến, chủ yếu được sử dụng để tăng thông lượng giao dịch. Đây là một công nghệ phân đoạn cơ sở dữ liệu trong khoa học máy tính, mạng và các nút ở trên được chia thành các phân đoạn khác nhau để chia sẻ khối lượng công việc và tăng tốc độ giao dịch. Mỗi phân đoạn xử lý một phần hoạt động của toàn bộ mạng, tức là mỗi phân đoạn có giao dịch riêng, nút riêng và khối độc lập riêng.
Sharding cũng giảm bớt gánh nặng cho mỗi người xác thực (vì họ không còn cần phải xử lý và lưu tất cả các giao dịch cho toàn bộ mạng). Mỗi nút sẽ ghi công việc đã hoàn thành vào chuỗi chính và chia sẻ dữ liệu cục bộ trong thời gian thực. Đây là kế hoạch mở rộng liên quan đến kế hoạch nâng cấp ban đầu của eth 2.0, kế hoạch này đã được thay thế bằng danksharding.
c.Tăng kích thước khối. Làm cho mỗi khối có thể xử lý nhiều giao dịch hơn (proto-danksharding nâng cấp Ethereum hiện tại là một giải pháp tương tự, sau khi nâng cấp phần này, sẽ có một phần duy nhất).
Việc mở rộng lớp 1 đòi hỏi rất nhiều rắc rối. Trong nhiều trường hợp, không phải tất cả người dùng Internet sẽ đồng ý với những thay đổi đó. Điều này có thể dẫn đến chia rẽ cộng đồng và thậm chí là hard fork. (Bitcoin được chia thành Bitcoin Cash vào năm 2017 là kết quả của một đợt hard fork)
Ngoài chuỗi, mở rộng theo chuỗi
tiêu đề phụ
Ⅰ. Chuỗi phụ
Chuỗi bên là một chuỗi khối hoạt động độc lập và tính bảo mật của nó phụ thuộc hoàn toàn vào cơ chế giao thức của chính nó. Đây cũng là điểm khác biệt lớn nhất giữa chuỗi bên và lớp giải pháp mở rộng ngoài chuỗi chủ đạo hiện tại2.
Sự khác biệt giữa chuỗi bên với tư cách là một chuỗi độc lập và một số chuỗi công khai lớp 1 là chuỗi bên được dành riêng để xử lý công suất dư thừa của Ethereum, thay vì cạnh tranh với toàn bộ Ethereum. Các hệ sinh thái này được tích hợp chặt chẽ với cộng đồng Ethereum, lưu trữ các ứng dụng Ethereum theo cách bổ sung.
Về phần phân loại này, tôi thấy nhiều bài viết trên Internet khá khó hiểu, và họ sẽ phân loại side chain ở layer2. Trong phần này, tôi chủ yếu đề cập đến định nghĩa về chuỗi bên từ Ethereum Foundation và sách trắng chuỗi bên.
https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/sidechains/
Loại mở rộng ngoại tuyến thứ hai là giải pháp lớp 2 vừa được đề cập và mọi người thường nghe thấy: ý tưởng cơ bản là tính toán/thực thi ngoại tuyến và tải kết quả lên chuỗi; xử lý hàng loạt ngoại tuyến. Nhận bảo mật trực tiếp từ sự đồng thuận Ethereum lớp đầu tiên. Các giải pháp layer2 khác nhau sẽ tìm thấy sự cân bằng giữa bảo mật, hiệu quả mở rộng, mức độ phân cấp và tính linh hoạt.
Trước tiên hãy nói về side chain:
Chuỗi bên Chuỗi bênlà một chuỗi khối độc lập chạy song song và độc lập với mạng chính Ethereum.
Chúng thường được thiết kế để xử lý hiệu quả các giao dịch. Sự khác biệt lớn nhất so với giải pháp mở rộng quy mô cấp hai là các sidechain không xuất bản các thay đổi trạng thái và dữ liệu giao dịch trở lại mạng chính Ethereum, đó là lý do tại sao chúng không kế thừa các thuộc tính bảo mật của Ethereum.
Sidechains thường được chọn để đạt được thông lượng cao với chi phí của một số phân cấp hoặc bảo mật.
Chuỗi bên chủ yếu thực hiện liên kết với mạng chính và tương tác với mạng chính thông qua cầu nối chuỗi chéo được chốt hai chiều (chúng tôi sẽ sớm giải thích về khái niệm này). Cái gọi là neo hai chiều ở đây chủ yếu đề cập đến việc neo hai chiều của các tài sản hỗ trợ, nghĩa là chuyển tài sản lẫn nhau giữa chuỗi chính và chuỗi bên. Tuy nhiên, cần lưu ý ở đây rằng trên thực tế, tài sản không được chuyển theo nghĩa thực sự, mà là "chuỗi chéo" thông qua phương thức "khóa trong một chuỗi và đúc tài sản cùng mệnh giá trong một chuỗi khác". Tuy nhiên, bất kỳ dự án nào xây dựng một cây cầu ngang neo hai chiều đều có thể được coi là một chuỗi phụ.
Trước tiên chúng ta hãy hiểu thế nào là một cây cầu chuỗi chéo được chốt hai chiều:
Khái niệm này đã được BlockStream đề xuất trong sách trắng sidechain xuất bản năm 2014. Neo hai chiều đề cập đến việc khóa một tài sản trên chuỗi chính, chẳng hạn như 10, vào một địa chỉ cụ thể; đồng thời, cung cấp bằng chứng về "giao dịch bị khóa" này trên chuỗi bên, một lượng tài sản kỹ thuật số tương đương sẽ được đưa vào dạng mã thông báo được bao bọc. Ví dụ: 10 weth được đúc trên chuỗi bên và bây giờ 10 weth có thể được giao dịch trên chuỗi bên. Ngược lại, khi người dùng muốn rút eth khỏi chuỗi chính, anh ta có thể hủy số eth được gói còn lại có cùng mệnh giá trên chuỗi bên.
Khóa (lock) mã thông báo trên chuỗi chính, mã thông báo bạc hà (mint) (được bọc) trên chuỗi bên. Phá hủy/đốt mã thông báo trên chuỗi bên và trích xuất mã thông báo trên chuỗi chính.
https://medium.com/techskill-brew/layer-2-blockchain-scaling-solutions-channels-sidechains-rollups-and-plasma-part-16-79819e058ef6
Môi trường làm việc của chuỗi bên giống như môi trường của chuỗi chính và nó cũng dựa trên EVM (Máy ảo Ethereum). Tuy nhiên, chuỗi bên có hệ thống sổ cái riêng, thuật toán đồng thuận (chẳng hạn như bằng chứng về thẩm quyền, bằng chứng được ủy quyền về vốn chủ sở hữu, khả năng chịu lỗi Byzantine), hợp đồng tập lệnh, v.v. Nhưng họ cũng đạt được bảo mật theo những cách khác nhau để đạt được các mục tiêu khác nhau.
Dưới đây là một vài ví dụ:
Chế độ ký quỹ duy nhất Tập trung (cơ quan bên thứ ba cơ bản): Đây là cách dễ dàng nhất để chuyển tài sản kỹ thuật số giữa các chuỗi khối ở giai đoạn này - gửi tài sản trên chuỗi chính tới một người giám sát duy nhất (chẳng hạn như nền tảng giao dịch), ký quỹ Sau khi nhận được tài sản, bên kích hoạt tài sản tương đương trên chuỗi bên và tài sản có thể được lưu thông trên chuỗi bên. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là nó quá tập trung.
Mô hình liên kết Liên kết - liên kết đa chữ ký: Mô hình liên kết sử dụng liên minh công chứng viên để thay thế một người giám sát duy nhất và sử dụng đa chữ ký của liên minh công chứng viên để xác nhận luồng tài sản kỹ thuật số trong chuỗi bên. Trong mô hình này, nếu bạn muốn đánh cắp tài sản kỹ thuật số bị đóng băng trên chuỗi chính, bạn cần phải vượt qua nhiều tổ chức hơn, nhưng tính bảo mật của chuỗi bên vẫn phụ thuộc vào sự trung thực của liên minh công chứng. Phương pháp này vẫn là tập trung.
Chế độ SPV (xác minh thanh toán đơn giản): Hai chương trình trên được bảo mật thông qua một bên trung gian và cả hai đều được tập trung hóa.
SPV (Xác minh thanh toán đơn giản hóa), nghĩa là xác minh thanh toán đơn giản là một phương pháp phi tập trung an toàn hơn.
SPV là một khái niệm được Nakamoto nhắc đến trong "Bitcoin White Paper" ("Enabling Blockchain Innovations with Pegged Sidechains" nếu bạn quan tâm có thể đọc, mình để link bên dưới). Đây cũng là một khái niệm rất quan trọng trong công nghệ cơ bản của Bitcoin.
SPV là một phương pháp chứng minh sự tồn tại của các giao dịch, đặc điểm của nó là có thể xác minh sự tồn tại của các giao dịch trong một khối cụ thể chỉ với một lượng nhỏ dữ liệu. Ở chế độ SPV:
1. Người dùng gửi tài sản đến một địa chỉ đặc biệt trên chuỗi chính để khóa tài sản trên chuỗi chính.
2. Chờ đợi một khoảng thời gian xác nhận trên chuỗi chính đề cập đến khoảng thời gian mà các đồng xu phải được khóa trên chuỗi mẹ trước khi được chuyển sang chuỗi bên. Mục đích của giai đoạn xác nhận này là tạo ra đủ công việc để làm cho các cuộc tấn công từ chối dịch vụ trong giai đoạn chờ đợi tiếp theo trở nên khó khăn hơn. Thời gian xác nhận điển hình có thể là một hoặc hai ngày.
Khi một đầu ra đặc biệt được tạo trên chuỗi gốc, người dùng đợi khoảng thời gian xác nhận kết thúc, sau đó tạo một giao dịch trên chuỗi bên tham chiếu đầu ra, cung cấp bằng chứng SPV rằng nó đã được tạo và đáp ứng đủ khối lượng công việc trên chuỗi gốc, Thời gian xác nhận là một tham số bảo mật phụ thuộc vào chuỗi bên và đó là sự đánh đổi giữa tốc độ và tính bảo mật của các giao dịch xuyên chuỗi.
3. Sau khi thời gian xác nhận của chuỗi chính kết thúc và tài sản được xác định là bị khóa, chứng chỉ SPV sẽ được tạo và gửi đến chuỗi bên. Sau đó, một giao dịch tương ứng với bằng chứng SPV này sẽ xuất hiện trên chuỗi bên và giao dịch này sẽ tạo ra một tài sản mã thông báo chuỗi bên có cùng giá trị trên chuỗi bên.
4. Các tài sản sidechain được tạo trước tiên sẽ bị khóa và sau đó người dùng phải chờ một khoảng thời gian cạnh tranh. Trong thời gian này, các đồng tiền mới được chuyển không thể được sử dụng trên sidechain. Mục đích của giai đoạn cạnh tranh là để ngăn chi tiêu gấp đôi trong quá trình tổ chức lại và chuyển các đồng tiền đã khóa trước đó trong quá trình tổ chức lại. Tại bất kỳ thời điểm nào trong khoảng thời gian trì hoãn này, nếu một bằng chứng công việc mới được phát hành tương ứng với một chuỗi có nhiều công việc tích lũy hơn mà không chứa khối đã tạo ra đầu ra bị khóa, thì quá trình chuyển đổi sẽ bị vô hiệu hóa trở về trước. Chúng tôi gọi đây là bằng chứng về việc tổ chức lại và nó yêu cầu một khoảng thời gian tranh chấp để ngăn chi tiêu gấp đôi. Nếu trong thời gian cạnh tranh, người dùng chuyển các đồng tiền bị khóa trên chuỗi chính và những người dùng khác có thể sử dụng SPV mới nhất để chứng minh điều này, giao dịch đúc chuỗi bên sẽ trở nên không hợp lệ và bằng chứng này được gọi là bằng chứng tổ chức lại.
Bất cứ khi nào có thể, tất cả người dùng trên sidechain sẽ có động cơ đưa ra bằng chứng về việc tổ chức lại, vì việc công nhận các bằng chứng xấu sẽ làm giảm giá trị của tất cả các đồng tiền.
5. Thời gian diễn ra cuộc thi điển hình cũng là một hoặc hai ngày. Sau khi thời gian cạnh tranh kết thúc, mã thông báo sidechain được tạo và có thể được chuyển tự do trong sidechain mà không cần tương tác thêm với chuỗi mẹ. Tuy nhiên, nó vẫn giữ nguyên danh tính của đồng xu chuỗi gốc và chỉ có thể được chuyển trở lại chuỗi mà nó xuất phát.
6. Khi người dùng muốn chuyển đồng xu từ chuỗi bên trở lại chuỗi mẹ, quy trình sẽ lặp lại các bước trên: gửi đồng xu đến đầu ra bị khóa SPV trên chuỗi bên, tạo bằng chứng SPV đầy đủ để chỉ ra rằng đầu ra đã được hoàn thành, sử dụng Bằng chứng này sẽ mở khóa đầu ra mệnh giá đã bị khóa trước đó trên chuỗi gốc.
(Ít quan trọng hơn) Chế độ chuỗi ổ đĩa Drivechain: Khái niệm chuỗi ổ đĩa được đề xuất bởi Paul Sztorc, người sáng lập Bitcoin Hivemind. Trong chuỗi ổ đĩa, các công cụ khai thác đóng vai trò là 'người bảo vệ proxy thuật toán' để phát hiện trạng thái hiện tại của chuỗi bên. Những người khai thác là người giám sát các quỹ và chuỗi ổ đĩa cấp quyền giám sát tài sản bị khóa cho những người khai thác và cho phép những người khai thác bỏ phiếu khi nào mở khóa và gửi tài sản đã mở khóa ở đâu. Những người khai thác quan sát trạng thái của sidechain và khi họ nhận được yêu cầu từ sidechain, họ sẽ thực hiện một giao thức phối hợp để đảm bảo họ đồng ý về tính xác thực của yêu cầu. Sự tham gia của những người khai thác trung thực trong chuỗi truyền động càng cao thì tính bảo mật tổng thể của hệ thống càng cao.
(Ít quan trọng hơn) Chế độ kết hợp: xích truyền động + xích công chứng/xích bên và chế độ kết hợp là chế độ kết hợp hiệu quả các phương pháp trên để có được neo hai chiều. Do sự khác biệt cơ bản trong cơ chế thực hiện của chuỗi chính và chuỗi bên, mô hình neo hai chiều đối xứng có thể không hoàn hảo. Chế độ kết hợp là sử dụng các phương pháp mở khóa khác nhau trên chuỗi chính và chuỗi bên, chẳng hạn như sử dụng chế độ SPV trên chuỗi bên và sử dụng chế độ chuỗi truyền động trên mạng chuỗi chính.
Tính khả dụng của dữ liệu (DA):
Về tính hợp lệ của dữ liệu, vì sidechain nói rằng dữ liệu được lưu trữ trên sidechain và không được neo lại, nên nó chỉ có thể được đảm bảo bởi chính trình xác thực của sidechain và tính bảo mật yếu hơn nhiều.
Dự án chuỗi bên:
Polygon- Dự án bao gồm từ một giải pháp plasma Lớp 2 duy nhất (trước đây gọi là Mạng Matic) và cuối cùng được mở rộng sang khung mở rộng quy mô hiện tại có thể được sử dụng để tạo các mạng chuỗi khối tương thích với Ethereum và các giải pháp mở rộng quy mô. (Đó là một giao thức hơn là một giải pháp duy nhất.) Mục tiêu của nó là tạo ra một mạng đa chuỗi giống như đa giác xung quanh bộ công cụ phát triển Ethereum). Trong số đó, chuỗi bên Polygon POS được coi là người dẫn đầu đường đua. Nhóm Polygon tin rằng trong tương lai, Ethereum sẽ vẫn là blockchain thống trị 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. Do đó, chuỗi bên pos đa giác cung cấp giá trị bằng cách hỗ trợ mở rộng Ethereum, thay vì cạnh tranh trực tiếp với mạng chính Ethereum để giành lấy thị trường.
Gnosis Chain- Trước đây nó được gọi là chuỗi bên xDai, sau đó được hợp nhất với Gnosis để phát triển Chuỗi Gnosis. Chi phí thấp và khả năng tương thích Ethereum là hai điểm bán hàng chính của chuỗi gnosis.
Skale - Trò chơi định vị là "mạng sidechain đàn hồi" của Ethereum, có khả năng hỗ trợ hàng nghìn chuỗi khối độc lập, chuỗi bên, chuỗi lưu trữ và các loại chuỗi con khác. Tất cả các chuỗi khối này đều được kết nối với mạng chính Ethereum và hoàn toàn tương thích với hệ sinh thái Ethereum.
Palm- Đồng sáng lập Ethereum Joseph Lubin, người sáng lập ConsenSys, nhà sản xuất phim và chủ sở hữu của Heyday Films David Heyman, người sáng lập nhóm công nghệ nghệ thuật HENI Group Joe Hage. Đây là một sidechain Ethereum cho phép người dùng tạo NFT.
Ronin- Chuỗi phụ dựa trên trò chơi chuỗi được phát hành bởi Sky Mavis, nhà phát triển của trò chơi chuỗi Axie Infinity. Bởi vì trò chơi yêu cầu tương tác nhanh và phí giao dịch thấp để mở rộng và tạo điều kiện thuận lợi cho hàng chục nghìn hoặc thậm chí hàng triệu hoạt động giao dịch diễn ra mỗi ngày. Trải nghiệm người dùng phải thân thiện và mượt mà. Vì vậy, nhóm chỉ đơn giản là tự làm điều đó.
Fragment chain - chuỗi phân mảnh trong kế hoạch nâng cấp ban đầu của eth (eth 2.0), cũng thuộc biến thể chuỗi bên của chính eth.
Ưu điểm và nhược điểm:
+ve：
1) Khả năng tương thích của side chain rất tốt, nó hỗ trợ tính toán chung, EVM tương thích và nó có thể hỗ trợ các hợp đồng thông minh.
2) Khi nói đến các giao dịch quy mô lớn và phức tạp, tps của chuỗi bên có thể đạt rất cao. Thiết kế của chuỗi bên so sánh là hy sinh một số biện pháp phân cấp hoặc bảo mật để đạt được thông lượng cao (phần này có thể đề cập đến tam giác bất khả thi của blockchain).
3) Mục đích chính của việc thiết lập chuỗi phụ là giảm tắc nghẽn trên chuỗi chính, giảm chi phí cho mọi người, đồng thời tăng khả năng sử dụng và khả năng mở rộng của hệ sinh thái Ethereum.
4) Các nhà phát triển cũng có thể sử dụng sidechains để khám phá và thử nghiệm các tính năng và trường hợp sử dụng mới không có sẵn trên chuỗi chính. Ví dụ, khái niệm chuỗi bên sớm nhất đã xuất hiện như thế nào? Đó là năm 2012, khi nhóm phát triển cốt lõi Bitcoin đang xem xét cách nâng cấp giao thức Bitcoin một cách an toàn để thêm các chức năng mới, nhưng lo lắng rằng sẽ rất nguy hiểm nếu thêm các chức năng trực tiếp vào chuỗi khối Bitcoin, bởi vì nếu các chức năng mới được triển khai trong thực tế. một lỗi phần mềm xảy ra trong mạng, nó sẽ có tác động nghiêm trọng đến mạng Bitcoin hiện có. Ngoài ra, do đặc điểm cấu trúc mạng của Bitcoin, nếu thực hiện những thay đổi quy mô lớn, cần có sự hỗ trợ của phần lớn thợ đào Bitcoin. Tại thời điểm này, các nhà phát triển cốt lõi của Bitcoin đã đề xuất giải pháp chuỗi bên.
Vì vậy, chuỗi bên sớm nhất là cho phép các nhà phát triển khám phá và gắn các chức năng mới vào các chuỗi khối khác, sau đó gắn các chuỗi bên này vào chuỗi khối Bitcoin hiện có. Để bảo vệ mạng chuỗi gốc Bitcoin.
-ve:
1) Sự khác biệt chính giữa chuỗi bên và cuộn và kênh là cả cuộn và kênh đều thừa hưởng tính bảo mật của mạng chính Ethereum, nhưng chuỗi bên thường được thiết kế cho các loại giao dịch cụ thể vì chúng sử dụng cơ chế đồng thuận của riêng chúng ( Mục đích là để làm cho các giao dịch nhanh hơn và giá cả phải chăng hơn), điều đó cũng có nghĩa là chúng thường không kế thừa các thuộc tính bảo mật của Ethereum. Về mặt kỹ thuật, giải pháp side chain không thuộc về layer2.
2) Mức độ phân quyền thấp.
tiêu đề phụ
Ⅱ Giải pháp lớp 2 lớp 2
Ý tưởng cơ bản là tính toán/thực thi ngoại tuyến và tải kết quả lên chuỗi; dữ liệu được xử lý ngoại tuyến theo lô. Phương pháp này có được bảo mật trực tiếp từ sự đồng thuận của lớp Ethereum đầu tiên và sơ đồ này bao gồm:
A. Kênh kênh
Đây là một giải pháp mở rộng quy mô chuỗi khối rất sớm và lâu đời, được biết đến nhiều nhất khi sử dụng nó trong Lightning Network của Bitcoin. Tập trung nhiều hơn vào bảo mật hơn khả năng sử dụng.
Những người tham gia phải khóa một phần trạng thái của Ethereum, chẳng hạn như tiền gửi ETH, trong hợp đồng nhiều chữ ký. Khóa trạng thái ban đầu là giao dịch đầu tiên và mở kênh. Sau đó, những người tham gia có thể thực hiện các giao dịch ngoại tuyến một cách nhanh chóng và tự do. Khi tương tác kết thúc, hãy gửi trạng thái cuối cùng cho chuỗi và đóng kênh.
Điều này có thể được chia thành hai kênh thanh toán, Kênh thanh toán và Kênh trạng thái:
Payment Channel: Bây giờ hãy xây dựng một địa chỉ hợp đồng có nhiều chữ ký trên chuỗi chính. Ví dụ: A và B tạo một hợp đồng có nhiều chữ ký như vậy và tiền chỉ có thể được chuyển khi có sự đồng ý của cả hai. Gửi tiền của chính họ, giả sử rằng A và B mỗi người gửi 10 đô la, trạng thái ban đầu này tương đương với việc mở một kênh thanh toán. Sau đó, có hàng chục hoặc thậm chí hàng nghìn giao dịch giữa họ trong chuỗi và cả hai bên của mỗi giao dịch cần phải ký và đóng dấu. Cuối cùng, A có thứ 5 và B có thứ 15. Nhưng thay vì ghi lại rất nhiều giao dịch trên chuỗi khối, chúng chỉ ghi lại hai giao dịch — giao dịch tài trợ ban đầu và phân phối số dư cuối cùng sau khi tất cả các giao dịch được ký kết. Khi họ tải số dư cuối cùng lên chuỗi chính, điều đó tương đương với việc đóng kênh thanh toán.
Đối với A và B, các giao dịch đó trong chuỗi không có phí xử lý và gần như ngay lập tức. Cả hai bên không phải trả phí khai thác và không phải chờ xác nhận khối.
State Channel: Đây thực chất là một dẫn xuất của Kênh thanh toán. Xét từ cái tên, giải pháp này dựa trên "trạng thái", tức là không chỉ trạng thái giao dịch mà còn cả trạng thái trò chơi, trạng thái hoạt động, v.v. Ví dụ: để bắt đầu một trò chơi cờ thỏ cáo, họ cần tạo một chương trình "phán quyết" mới và cung cấp cho nó một khoản đặt cược ban đầu để kênh trạng thái được mở. Các động thái của họ không được gửi tới chuỗi khối dưới dạng giao dịch. Nhưng tại mỗi bước, hai bên cần ký tên và đính kèm dấu thời gian trước khi thực hiện bước tiếp theo. Chỉ khi chương trình xác định rằng một bên thắng theo luật, trò chơi mới kết thúc, a và b ký một bản cập nhật trạng thái và tiền cược được phân bổ đơn giản theo kết quả của trò chơi. Điều này tương đương với việc đóng kênh trạng thái.
Tính khả dụng của dữ liệu Tính khả dụng của dữ liệu (DA):
Tất cả dữ liệu được lưu trữ ở Lớp 2 và DA được đảm bảo bởi cả hai bên Kênh (toàn bộ quá trình chuyển hoặc trò chơi cần được duy trì bởi chính những người tham gia a và b)
Hiệu lực trạng thái Hiệu lực trạng thái (SV):
Sau khi kết thúc Kênh, bất kỳ bên nào cũng có thể gửi trạng thái cuối cùng cho Lớp 1, nhưng Lớp 1 sẽ không xác minh mà trước tiên sẽ yêu cầu người gửi cam kết. Sau đó, sẽ có một tuần dành cho Bằng chứng gian lận và bất kỳ ai cũng có thể giải quyết các nghi ngờ đối với cây bút và gửi bằng chứng (chứng minh rằng trạng thái là sai). Thử thách này có thể kiểm chứng được. Như vừa đề cập, mọi hành vi và chuyển khoản ngoại tuyến đều yêu cầu cả hai bên ký và thêm dấu thời gian. Do đó, bất cứ khi nào bằng chứng gian lận do người hỏi cung cấp cho thấy nó đã được ký và **thời gian mới hơn trước đây** thì đây là bằng chứng gian lận có thể kiểm chứng. Bằng chứng này sẽ trở thành trạng thái mới nhất và số tiền được cam kết bởi người đã gửi trạng thái sẽ bị khấu trừ.
Mục kênh:
Mạng lưới chiếu sáng Lightning Network của BTC
Ưu điểm và nhược điểm:
+ve：
1) Kênh này chủ yếu dành cho các khoản thanh toán với số lượng nhỏ và tần suất cao.
2) Tiết kiệm rất nhiều thời gian và phí giao dịch. Đặc biệt là về phí giao dịch, có một chi phí ban đầu để tạo một kênh. Nhưng một khi được triển khai, mọi cập nhật trạng thái bên trong kênh đều rất rẻ. Chỉ có hai giao dịch thực sự được ghi lại trên chuỗi.
3) Tính hợp lệ của trạng thái SV có thể được đảm bảo tốt bằng bằng chứng gian lận.
4) Kênh trạng thái có hiệu suất bảo mật cao - bởi vì mọi thứ diễn ra trong kênh, thay vì được phát công khai và ghi lại trên chuỗi. Chỉ mở và đóng giao dịch phải được công khai. Nhưng trong hệ thống chuỗi bên, mỗi lần chuyển được xuất bản trên chuỗi bên và sau đó mọi người tham gia chuỗi bên sẽ nhận được nó,
5) Các kênh trạng thái có tính hữu hạn tức thì - nghĩa là ngay sau khi hai bên ký cập nhật trạng thái, trạng thái có thể được coi là hoàn thành.
-ve：
1) Rút tiền chậm và sẽ mất 1 tuần để có bằng chứng gian lận để rút tiền
2) Đối với những người dùng thỉnh thoảng chuyển tiền cho bên kia, thời gian và chi phí kinh tế cho việc tạo và thanh toán các kênh tương đối cao, điều này không thân thiện lắm. Vì bạn còn cần soạn hợp đồng nhiều chữ ký, ký, thiết kế thủ tục xét xử...
3) Không hỗ trợ tham gia mở. Không thể sử dụng các kênh để gửi tiền ngoài chuỗi cho những người chưa tham gia
4) TPS ở mức trung bình và phù hợp hơn với số lượng người tham gia ít, nếu là giao dịch quy mô lớn và phức tạp thì hiệu suất sẽ không theo kịp.
5) Hợp đồng thông minh không được hỗ trợ, xét cho cùng, nó không phải là một chuỗi.
6) Kênh trạng thái yêu cầu tất cả người tham gia phải trực tuyến 100% và mã thông báo đã cam kết sẽ bị khấu trừ nếu người tham gia bỏ dở giữa chừng.
7) Không thể sử dụng các kênh để đại diện cho các đối tượng không có chủ sở hữu hợp lý rõ ràng (ví dụ: Uniswap). Do đó, không thể sử dụng các kênh và chỉ các kênh để đại diện cho các đối tượng không có chủ sở hữu hợp lý rõ ràng (chẳng hạn như Uniswap). Nó phù hợp với các ứng dụng có một nhóm người tham gia xác định. Mặc dù có thể thêm và xóa người tham gia nhưng cần phải cập nhật hợp đồng mọi lúc. Hãy thay đổi.
B. Plasma
Do hạn chế của Channel “không thể hỗ trợ các giao dịch quy mô lớn, quy mô lớn và phức tạp” nên giải pháp Plasma ra đời. Nó kết hợp một số thiết kế của chuỗi bên, giải quyết vấn đề gửi tài sản cho bất kỳ người mục tiêu nào và cũng có thể đảm bảo cải thiện TPS. Trên thực tế, Plasma từng được coi là "đúng" trong một thời gian dài khi các nhà phát triển bắt đầu nghiên cứu các giải pháp Layer2.
Nhưng vì sau này nó bị thay thế bởi Layer 2 do một số sai sót, nên đây là phần giới thiệu ngắn gọn cho mọi người:
Plasma là một blockchain độc lập, thiết kế ban đầu cũng muốn giữ lại mục đích chính của sidechain, nó có thể được mở rộng thông qua các giao dịch ngoài chuỗi, đồng thời, nó có thể giải quyết vấn đề bảo mật của bản thân sidechain ở một mức độ nhất định (nghĩa là khi chuỗi con gặp Khi bị tấn công, tài sản được lưu trữ trên chuỗi con luôn an toàn) Do đó, một số hoạt động của chuỗi bên (chẳng hạn như thực thi hợp đồng thông minh, v.v.) sẽ bị từ bỏ sau khi đánh đổi, nhưng tính bảo mật được tăng lên bằng cách neo khối trở lại mạng chính. Hai điểm khác biệt lớn nhất giữa anh ta và chuỗi bên là:
1) Chuỗi bên sử dụng cầu nối để tương tác với chuỗi chính, nhưng tính bảo mật của chuỗi bên phụ thuộc vào cơ chế đồng thuận của chính nó. Và sidechains có xu hướng nhỏ hơn nhiều so với mainnet. Tuy nhiên, plasma xuất bản thông tin trạng thái của từng khối của chính nó lên mạng chính Ethereum dưới dạng khối gốc. Do đó, thông tin trạng thái trên chuỗi plasma có thể được xác nhận trên mạng chính Ethereum (nhưng việc lưu trữ dữ liệu giao dịch cụ thể trên chuỗi phụ cần được người dùng tải xuống và lưu lại. Chuỗi chính Ethereum chỉ đảm nhận vai trò của người xác nhận trong quá trình này, không phải trình xác minh, vì vậy mức độ bảo mật của nó kém). Do đó chuỗi Plasma còn được gọi là"Con trai"vì về cơ bản chúng là các bản sao nhỏ hơn của chuỗi Ethereum "mẹ". Điều này có nghĩa là nó kế thừa một phần tính bảo mật của chuỗi chính, vì vậy nó cũng thuộc sơ đồ layer2.
2) Hợp đồng thông minh không được hỗ trợ trên plasma và chỉ hỗ trợ chuyển, trao đổi mã thông báo cơ bản và một số loại giao dịch khác.
Tạo không giới hạn "chuỗi trong chuỗi":
Mỗi Plasma có thể tạo vô hạn nhiều chuỗi con hơn để giảm khối lượng công việc của chuỗi mẹ và mỗi chuỗi con có một vai trò được gọi là "Người vận hành".
"Cam kết trạng thái" định kỳ của nhà điều hành:
Tất cả các giao dịch ngoài chuỗi sẽ được tổng hợp cho nhà điều hành của chuỗi phụ trước, sau đó (vì chuỗi phụ cần được neo trở lại chuỗi chính), nhà điều hành định kỳ tóm tắt kết quả tính toán của chuỗi phụ và đóng gói và nén chúng thành một khối ở dạng cây Merkle, gốc khối và cuối cùng gửi khối trở lại chuỗi chính để ghi lại trạng thái. Đây được gọi là việc nộp "các cam kết về tình trạng" định kỳ. Theo cách này, bất kể có bao nhiêu giao dịch xảy ra trên chuỗi phụ trong hai lần gửi, thì chuỗi phụ chỉ cần gửi thông tin trạng thái do việc thực hiện giao dịch gây ra cho chuỗi chính. Dữ liệu giao dịch sẽ không được gửi đến chuỗi chính.
Lối vào - hợp đồng mainnet:
Giống như sidechains, Plasma sử dụng một hợp đồng chính chạy trên Ethereum để xử lý việc ra vào của người dùng. Người dùng phải gửi ETH hoặc bất kỳ mã thông báo ERC-20 nào trong hợp đồng chính. Nhà điều hành Plasma giám sát khoản tiền gửi hợp đồng sẽ tạo lại một số tiền bằng khoản tiền gửi ban đầu của người dùng và chuyển số tiền đó đến địa chỉ của người dùng trên chuỗi Plasma.
Thoát - Bằng chứng gian lận:
Sau đó, khi ra mắt chuỗi plasma, tức là khi rút tiền, plasma đã giới thiệu "thời gian thử thách" đã đề cập trước đó, trừng phạt sự không trung thực và đảm bảo tính hợp lệ của trạng thái thông qua bằng chứng gian lận. Hợp đồng tổng thể này cũng chịu trách nhiệm theo dõi các cam kết của tiểu bang (đã giải thích trước đó) và trừng phạt sự không trung thực thông qua các bằng chứng gian lận. "Bằng chứng gian lận" có nghĩa là trong khoảng thời gian thử thách này (thường là 7 ngày hoặc lâu hơn), bất kỳ ai cũng có thể gửi phương thức xác minh cây Merkle để chứng minh rằng việc rút tài sản của người dùng là bất hợp pháp.
Drawn by RJ
Trạng thái gốc Trạng thái gốc:
Trước hết, tôi vừa đề cập rằng Plasma có một hợp đồng (hoặc một loạt các hợp đồng có liên quan với nhau) trên chuỗi chính để duy trì bản ghi trạng thái trong chuỗi phụ plasma. Bản ghi trạng thái này thực sự được lưu trữ bởi nút gốc của cây Merkle .Giá trị băm, giá trị băm này được gọi là gốc trạng thái.
Giải thích cụ thể: Merkle tree (một cây nhị phân), thông tin trạng thái của tài khoản lớp rollup hiện tại được ghi trên nút lá của cây nhị phân.
Với mỗi thông tin hai trạng thái (chẳng hạn Trạng thái 1/Trạng thái 2), chúng ta có thể tính toán một giá trị băm duy nhất (ví dụ: Hash(1,2) ) theo một công thức băm nhất định với tư cách là nút cha của hai nút lá này. một, v.v. và cuối cùng nhận được giá trị băm được lưu trữ trong nút gốc: bạn không cần biết cách tính giá trị băm, bạn chỉ cần nhớ một số điều.
1) Mọi thay đổi trạng thái sẽ khiến hàm băm gốc thay đổi.
2) Nếu giá trị băm gốc của hai cây giống nhau, điều đó có nghĩa là thông tin được lưu trữ trong các nút lá của chúng hoàn toàn giống nhau (vì vậy bạn chỉ cần so sánh giá trị băm của hai nút gốc để xác nhận tính nhất quán của thông tin trạng thái cơ bản).
3) Theo giá trị băm của nút gốc và giá trị băm liền kề được tải xuống, chúng tôi có thể xác nhận rằng một thông tin trạng thái nhất định tồn tại trong cây băm này.
Drawn by RJ
Khi một giao dịch xảy ra khi tổng số, một gốc trạng thái mới sẽ được tạo. Người dùng của bất kỳ chuỗi con nào có thể so sánh và chứng minh liệu gốc trạng thái mới có đúng hay không theo thông tin giao dịch được tải xuống và ghi lại trên chuỗi con vào thời điểm này. (Bởi vì nó vừa được đề cập, miễn là các giao dịch/nút lá được ghi lại hoàn toàn nhất quán, thì giá trị băm gốc phải giống nhau.
Để giữ cho tiền của họ hoàn toàn an toàn, người dùng ("người xác thực tiềm năng") cần quan sát chuỗi Plasma theo định kỳ để ghi lại các giao dịch trên chuỗi. Điều này bao gồm việc chạy một phần mềm tự động đồng bộ hóa (tải xuống) chuỗi plasma và đảm bảo mọi thứ hoạt động như mong đợi. Người dùng nên chạy phần mềm ít nhất vài ngày một lần, nhưng thời gian chính xác phụ thuộc vào các tham số được đặt bởi hợp đồng thông minh Plasma MVP.
Nếu PlasmaChain hoạt động bình thường, thì người dùng không cần phải làm gì khác. Tuy nhiên, trong trường hợp xảy ra lỗi không thể khắc phục (hy vọng là hiếm xảy ra), ví của người dùng sẽ tự động bắt đầu rút tiền từ chuỗi Plasma. Việc rút tiền tự động này giúp giữ an toàn cho tiền của người dùng, ngay cả trong trường hợp xấu nhất khi các nhà khai thác độc hại cố gắng đánh cắp tiền.
Dữ liệu không tồn tại:
Nhưng Plasma có một vấn đề lớn, đó là không có sẵn dữ liệu. Bằng chứng gian lận ngăn chặn hiệu quả người dùng làm điều ác và cũng có thể đảm bảo rằng chỉ cần có một nút trung thực, tính bảo mật của chuỗi có thể được đảm bảo. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu người điều hành đang làm điều ác và người dùng/người xác minh không có thông tin giao dịch liên quan có thể chứng minh tính xác thực? Vì người dùng có thể gửi bằng chứng gian lận, nên tiền đề là người dùng đã ghi lại dữ liệu giao dịch trên chuỗi phụ + nhà điều hành đã đóng gói tất cả dữ liệu giao dịch thực trên chuỗi chính, vì vậy khi nhà điều hành gửi dữ liệu không hợp lệ một cách ác ý, như miễn là thông tin liên quan cần thiết để ngăn chặn gian lận Với việc che giấu thông tin, người dùng trong mạng không thể có được thông tin thực để chứng minh rằng giao dịch là không hợp lệ.
Thoát hàng loạt:
Vì vấn đề "người điều hành làm điều ác" không thể được ngăn chặn một cách hiệu quả trong giải pháp plasma, nên chúng ta chỉ có thể nghĩ ra một giải pháp. Plasma đã thiết kế một kế hoạch "thoát hàng loạt", nhưng kế hoạch này có thể gây ra tắc nghẽn mạng của chính Ethereum...
Dự án plasma:
Matic đã sử dụng plasma từ những ngày đầu tiên và các nhà nghiên cứu chuỗi khối đã phát hiện ra các vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu ngay sau đó (thảo luận thêm trong báo cáo này), khiến cho Plasma bị các giải pháp khác phản đối. Sau khi đổi tên, dự án đa giác đã được chuyển đổi thành một giải pháp mở rộng toàn diện, toàn diện.
Ưu điểm và nhược điểm:
+ve:
1) Cung cấp thông lượng cao và
2) Chi phí cho mỗi giao dịch thấp.
3) Áp dụng cho các giao dịch giữa bất kỳ người dùng nào. Những người sử dụng nó có thể gửi tài sản cho những người khác ngoài plasma và người được trả tiền có thể quay lại plasma bất cứ lúc nào miễn là họ có bằng chứng nhận và rút tiền mặt. Trong khi nếu cả hai đều được xây dựng trên chuỗi Plasma, thì sẽ không có chi phí chung cho mỗi cặp người dùng. Vì vậy, plasma cũng có thể được điều chỉnh cho phù hợp với các trường hợp sử dụng cụ thể không liên quan đến chuỗi chính. Bất kỳ ai, kể cả doanh nghiệp, đều có thể tùy chỉnh hợp đồng thông minh Plasma để cung cấp cơ sở hạ tầng có thể mở rộng hoạt động trong các môi trường khác nhau.
4) Không cần khóa tiền trước như các kênh.
5) Tính bảo mật cao, tính bảo mật của plasma phụ thuộc ở một mức độ nào đó vào mạng chính. (gian lận chứng minh bằng chứng gian lận) Trình xác thực của chuỗi bên thường xuyên truyền gốc trạng thái của cây trạng thái sang chuỗi chính, nhưng chuỗi chính không xác minh, cho phép bất kỳ ai gửi thử thách và bằng chứng gian lận trong vòng một tuần. Bằng cách này, tính hợp lệ của trạng thái sv được đảm bảo.
-ve:
1) Không thể chạy hợp đồng thông minh. Plasma chỉ hỗ trợ chuyển mã thông báo cơ bản, hoán đổi và một số loại giao dịch khác.
2) Thời gian gửi cố định, nếu bạn thanh toán trong khoảng thời gian này, khoản thanh toán sẽ không được xác nhận, bạn cần đợi cho đến khi hết thời gian.
3) Rút tiền chậm và thường yêu cầu đợi 7 ngày để cho phép gửi các thách thức và bằng chứng gian lận.
4) Cần thường xuyên quan sát mạng lưới (yêu cầu hoạt động) hoặc ủy thác trách nhiệm này cho người khác để đảm bảo an toàn cho quỹ
5) Dựa vào một hoặc nhiều nhà khai thác để lưu trữ dữ liệu và cung cấp dịch vụ theo yêu cầu.
6) Mạng chính Ethereum có thể bị tắc nghẽn nếu có quá nhiều người dùng cố gắng thoát cùng một lúc.
Như vậy có thể thấy ở đây ưu điểm cốt lõi của Plasma so với Channel là người dùng có thể gửi tài sản cho những người tham gia chưa từng tham gia hệ thống và yêu cầu về vốn thấp hơn rất nhiều. Nhưng có một sự đánh đổi: Các kênh không yêu cầu bất kỳ dữ liệu nào để chạy trên chuỗi, nhưng Plasma yêu cầu mỗi chuỗi xuất bản một hàm băm định kỳ. Ngoài ra, quá trình truyền Plasma không diễn ra ngay lập tức: người dùng phải đợi thử thách kết thúc.
Nhưng vấn đề cốt lõi của bản thân plasma là để nâng cao hiệu quả, chuỗi con Plasma sẽ chỉ định kỳ gửi kết quả trạng thái của nó lên chuỗi chính thay vì tất cả dữ liệu giao dịch. Nhưng cái giá phải trả của việc này là Plasma không thể thiết lập mức độ tin cậy giống như chuỗi chính Ethereum, bởi vì gánh nặng đảm bảo "tính hợp lệ của dữ liệu" thuộc về "nhà điều hành" chứ không phải mạng chính Ethereum. Nhưng những người điều hành có động cơ để làm điều ác.
Kể từ đó, có một giải pháp tổng hợp...
C. Roll-Up:
Rollup hiện là giải pháp mở rộng chủ đạo nhất, có thể được coi là sự thỏa hiệp giữa phương thức xử lý chuỗi chính ban đầu và phương thức Plasma: giống như plasma, nó thực hiện các giao dịch bên ngoài chuỗi chính Ethereum (tức là lớp đầu tiên), sau đó nhóm nhiều giao dịch lại với nhau và cuối cùng gửi trạng thái của chúng trở lại mạng chính Ethereum. Nhưng điểm khác biệt là 1) cuộn lên cũng sẽ gửi dữ liệu giao dịch lên chuỗi chính, 2) cuộn lên sẽ nén dữ liệu giao dịch đến mức tối đa, đồng thời xóa và giảm một số dữ liệu phù hợp dựa trên đặc điểm của cuộn lên chính nó, miễn là lần gửi cuối cùng được đảm bảo. Nó có thể được xác minh bởi bất kỳ ai trên chuỗi chính. (Cả hai lần tổng hợp đều dựa trên plasma và cung cấp các lược đồ bằng chứng khác nhau cho dữ liệu giao dịch.)
Do đó, Rollup an toàn hơn Plasma. Và lợi thế cốt lõi của nó là đảm bảo tính hợp lệ của trạng thái + tính khả dụng của dữ liệu cùng một lúc.
Roll-up được triển khai như thế nào?
State Root (đã đề cập trước đó):
Đầu tiên, Rollup có một (hoặc một loạt các hợp đồng có liên quan với nhau) trên chuỗi chính để duy trì bản ghi trạng thái trong lớp Rollup. Bản ghi trạng thái này thực sự là một giá trị băm được lưu trữ bởi nút gốc của cây Merkle. Giá trị băm này là được gọi là gốc trạng thái.
Giải thích cụ thể: Merkle tree (một cây nhị phân), thông tin trạng thái của tài khoản lớp rollup hiện tại được ghi trên nút lá của cây nhị phân.
Với mỗi thông tin hai trạng thái (chẳng hạn Trạng thái 1/Trạng thái 2), chúng ta có thể tính toán một giá trị băm duy nhất (ví dụ: Hash(1,2) ) theo một công thức băm nhất định với tư cách là nút cha của hai nút lá này. một, v.v. và cuối cùng nhận được một giá trị băm được lưu trữ trong nút gốc: chúng ta không cần biết cách tính giá trị băm, chúng ta chỉ cần nhớ một số điều.
1. Bất kỳ thay đổi trạng thái nào cũng sẽ khiến hàm băm gốc thay đổi;
2. Nếu giá trị băm gốc của hai cây giống nhau, điều đó có nghĩa là thông tin được lưu trữ trong các nút lá của chúng hoàn toàn giống nhau (vì vậy bạn chỉ cần so sánh giá trị băm của hai nút gốc để xác nhận tính nhất quán của thông tin trạng thái cơ bản;
3. Theo giá trị băm của nút gốc và giá trị băm liền kề được tải xuống, chúng tôi có thể xác nhận rằng một thông tin trạng thái nhất định tồn tại trong cây băm này.
Drawn by RJ
Batch (đây cũng là một cải tiến tuyệt vời của rollup):
Khi một giao dịch xảy ra khi tổng số, một gốc trạng thái mới sẽ được tạo.
Tuy nhiên, nếu mọi giao dịch được ký kết và trạng thái gốc được cập nhật trên chuỗi chính, chi phí sẽ cao hơn so với việc thực hiện các giao dịch này trên Lớp 1.
Do đó, các giao dịch được tạo trong tổng số được đóng gói và tổng hợp theo lô và gốc trạng thái mới sẽ được tạo theo trạng thái sau khi tất cả các giao dịch trong lô này được thực thi. Bất kể ai gửi gói giao dịch cho hợp đồng thông minh trên chuỗi chính, anh ta cần tính toán gốc trạng thái mới này và gửi nó cùng với gốc trạng thái và dữ liệu giao dịch trước đó.
Phần này của gói được gọi là "lô". Sau khi người vận hành gửi lô đến hợp đồng Rollup, chuỗi chính sẽ xác minh xem gốc trạng thái mới có đúng không. Nếu quá trình xác minh được thông qua, gốc trạng thái sẽ được cập nhật thành Gốc trạng thái được gửi mới nhất. Và cuối cùng hoàn thành xác nhận chuyển trạng thái trong một bản tổng hợp.
Do đó, bản chất của Rollup là tổng hợp một số lượng lớn các giao dịch thực sự được tạo thành một giao dịch trên chuỗi chính, các giao dịch này được thực hiện và tính toán bởi chuỗi Rollup, nhưng dữ liệu sẽ được gửi lên chuỗi chính. Điều này không chỉ tận dụng sự đồng thuận và bảo mật của chuỗi chính mà còn cải thiện hiệu quả giao dịch thực tế và giảm chi phí giao dịch.
https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html
https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html
nén:
Hai giải pháp kỹ thuật này có thể đạt được sự mở rộng và cốt lõi là nén và đóng gói dữ liệu giao dịch (như đã đề cập trước đó, một cải tiến chính của rollup là tải dữ liệu giao dịch lên chuỗi, vì vậy "nén" là dành cho phần này). Điều này là do giới hạn khí khối của Ethereum có giới hạn trên, giao dịch được nén càng nhỏ thì càng có nhiều giao dịch có thể được gửi tới chuỗi chính cùng một lúc và chi phí khấu hao càng thấp. Vì vậy, làm thế nào để làm điều này?
Sau đây là chế độ nén zk được Vitalik mô tả trong bài viết của anh ấy, làm ví dụ để giúp chúng tôi hiểu:
Một giao dịch đơn giản trên chuỗi chính Ethereum (chẳng hạn như gửi ETH) thường tiêu tốn khoảng 112 byte. Tuy nhiên, việc gửi ETH trên zk-Rollup có thể giảm xuống còn khoảng 12 byte.
https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html
Để đạt được hiệu quả nén như vậy, một mặt, mã hóa nâng cao và đơn giản hơn được áp dụng, mặt khác, có một số kỹ thuật nén thông minh.
Biểu đồ này rất thú vị. Bất kể cuộn lên như thế nào, các tham số này thường liên quan đến các giao dịch trên mạng Ethereum:
Nonce: Mục đích của tham số này là ngăn phát lại. Nếu nonce hiện tại của một tài khoản là 5, thì nonce trong tài khoản sẽ tăng lên 6 sau khi giao dịch tiếp theo từ tài khoản đó được xử lý. Nói chung, nonce có thể lên tới hàng chục nghìn, nhưng nó có thể tự động rút ngắn các byte thông qua mã hóa rlp, vì vậy nonce trên mạng Ethereum là khoảng 3 byte
Gasprice: Đó là một số tính theo đơn vị từ 10 đến lũy thừa âm thứ 18 và nó cũng được mã hóa rl, khoảng 8 byte
Gas: Đây là lượng gas bạn sẵn sàng trả, thường không nhiều. Nói chung, giới hạn gas của một khối trong Ethereum là 20 triệu gas. Nói chung, gas của một giao dịch chuyển khoản là khoảng 20.000, gas của một hợp đồng là khoảng 100.000-200.000, nhiều nhất là hàng trăm nghìn. Vì vậy, trung bình ở đây là gần 3 byte
Tới: Một địa chỉ trên Ethereum gần 21 byte và phạm vi địa chỉ của Ethereum rất lớn
Giá trị: Là số tiền khi chuyển tiền, nhiều trường hợp giá trị hợp đồng bằng 0 vì bạn không cần chuyển tiền vào hợp đồng. Nhưng ví dụ mình chuyển 5eth cho bạn thì giá trị sẽ có giá trị. Đơn vị này cũng là lũy thừa 10 âm 18, mã hóa rlp, gần 9 byte
Chữ ký: Chữ ký tương đối cố định, gần 68 byte
Vì vậy, tính theo cách này, một giao dịch eth gần bằng 112. Bởi vì cuộn lên được gửi đến L2, miễn là thông tin đầy đủ có thể được thể hiện, định dạng của giải pháp L2 có thể được tùy chỉnh. Nhưng anh ta có thể chọn và nén thông tin này. Ví dụ:
Nonce: Có thể bỏ qua hoàn toàn nonce trong rollup. Bởi vì nonce có thể được phục hồi từ trạng thái trước.
Gasprice: Có thể đặt mức phí cố định trong mỗi lô hoặc thậm chí chuyển hoàn toàn khoản thanh toán gas ra khỏi giao thức tổng hợp và cho phép các nhà giao dịch thanh toán cho người tạo lô thông qua các kênh.
Gas: Bạn có thể đặt giới hạn gas ở cấp lô, chọn một số giá trị cụ thể,
Đến: Địa chỉ 20 byte có thể được thay thế bằng chỉ mục trên cây Merkle (ví dụ: nếu địa chỉ là địa chỉ thứ 4527 được thêm vào cây, chúng ta chỉ cần tham chiếu địa chỉ đó bằng chỉ mục "4527". Bạn có thể giới hạn ở 4 byte
Giá trị: Thay đổi đơn vị của số tiền hoặc sử dụng các phương pháp kỹ thuật khác để lưu trữ.
Chữ ký: Sử dụng chữ ký tổng hợp BLS để tích hợp nhiều chữ ký thành một. Sau đó, chữ ký có thể được xác minh đối với toàn bộ "đợt" thư cùng một lúc. Bởi vì giới hạn trên của các chữ ký được tổng hợp có thể kiểm chứng trên mỗi khối là 100, nên ngay cả các lô lớn gồm 100 chữ ký cũng có thể được tổng hợp thành một chữ ký.
Cuối cùng, nó đã tiết kiệm được gần 12 byte. Trên thực tế, nó tương đương với việc giới hạn độ chính xác, nhưng phạm vi thông tin không thay đổi và nó vẫn gần như thể hiện thông tin đầy đủ. Đây là điểm mấu chốt giải thích tại sao cuộn lên có thể mở rộng. Nhưng lý do cho sự mở rộng này chủ yếu là do trên chuỗi chính, calldate bị hạn chế, bởi vì mỗi byte của calldate tiêu thụ một ít gas trên mạng chính và tổng lượng gas của một khối trên chuỗi chính bị hạn chế. Do đó, tổng số byte mà calldata có thể bao gồm bị hạn chế.
Những kỹ thuật nén này là chìa khóa để mở rộng rollup. Nếu chúng ta không nén dữ liệu giao dịch, rollup chỉ có thể cải thiện hiệu quả khoảng 10 lần trên cơ sở chuỗi chính, nhưng với những kỹ thuật nén này, chúng ta có thể đạt được 100 lần hoặc hơn nữa Hiệu quả nén cao.
Data availability ：
Làm cách nào để xác minh rằng thông tin đã gửi là chính xác và có sẵn?
Sự khác biệt lớn giữa Roll-up và plasma là nó cũng gửi dữ liệu giao dịch đến chuỗi chính để đảm bảo rằng bất kỳ ai cũng có thể xác minh dữ liệu đó. Vì vậy, bây giờ nó liên quan đến việc làm thế nào để xác minh rằng thông tin đã gửi là chính xác và có sẵn?
Đối với vấn đề này, thường có hai giải pháp và theo các giải pháp khác nhau, tổng số cũng được chia thành hai loại: Tổng số lạc quan và tổng số Không có kiến thức (ZK).
a) Các đợt tổng hợp lạc quan Như tên cho thấy, chúng giả định một cách lạc quan rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ và thực hiện các lô mà không có bất kỳ bằng chứng ban đầu nào. Bất kỳ ai cũng có thể phát hiện và chứng minh rằng một số dữ liệu là sai trong thời gian thử thách.
Drawn by RJ
Nếu lô được chứng minh là gian lận, các rollps lạc quan sẽ thực hiện bằng chứng gian lận và chạy các phép tính giao dịch chính xác bằng cách sử dụng dữ liệu có sẵn trên chuỗi chính Ethereum.
Bạn cũng có thể sử dụng hình ảnh ngay bây giờ (bên dưới) để giải thích cấu trúc bằng chứng gian lận trong tổng số lạc quan:
Thông tin chứa trong lô bao gồm gốc trạng thái trước, gốc trạng thái sau và thông tin giao dịch.
Theo phần gốc tiền trạng thái, một cây Merkle hoàn chỉnh có thể được xây dựng.
Theo thông tin giao dịch, chúng tôi có thể mô phỏng việc thực hiện giao dịch được gửi trong lô, để có được trạng thái tài khoản mới, cây Merkle mới và gốc trạng thái mới.
So sánh gốc trạng thái thu được ở bước trước với gốc trạng thái trong lô để xác minh rằng lô là chính xác.
https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html
https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html
https://vitalik.ca/general/2021/01/05/rollup.html
Để ngăn chặn người đệ trình làm điều ác, người đệ trình thường cần phải cam kết tài trợ, khi đệ trình của anh ta được xác minh là sai, một phần số tiền cam kết sẽ bị khấu trừ như một hình phạt. Đồng thời, người xác minh gửi bằng chứng gian lận tương ứng sẽ nhận được một khoản tiền gửi được khấu trừ để khuyến khích hành vi theo dõi và gửi bằng chứng gian lận.
Nếu chúng ta so sánh OR và Plasma, chúng ta sẽ tìm thấy một số điểm tương đồng, chẳng hạn như cả hai đều sử dụng cơ chế chống gian lận và cần có vai trò xác thực để giám sát việc gửi OR vào chuỗi chính. Tuy nhiên, vì OR gửi dữ liệu giao dịch đến chuỗi chính cùng một lúc, người xác minh trên OR không cần lưu và ghi lại các giao dịch trên OR.
Drawn by RJ
Ưu điểm và nhược điểm:
+ve：
1) Cung cấp thông lượng cao
2) và chi phí giao dịch thấp
3) Dữ liệu giao dịch tổng hợp được lưu trữ trên chuỗi lớp đầu tiên, giúp cải thiện tính minh bạch, bảo mật, chống kiểm duyệt và phân cấp. Cung cấp những cải tiến lớn về khả năng mở rộng mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật hoặc sự tin cậy.
4) Bằng chứng gian lận của tổng số lạc quan đảm bảo tính dứt khoát của tình trạng không đáng tin cậy, tính hợp lệ của trạng thái và cho phép một nhóm thiểu số trung thực bảo vệ chuỗi (về mặt lý thuyết, ngay cả một nút trung thực cũng có thể đảm bảo tính bảo mật của toàn bộ chuỗi)
5) Bản tổng hợp lạc quan cũng đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu bằng cách tải dữ liệu giao dịch lên mạng chính.
6) Khả năng tương thích với EVM và Solidity cho phép các nhà phát triển chuyển các hợp đồng thông minh gốc Ethereum sang Rollup hoặc sử dụng các công cụ hiện có để tạo dapp mới.
-ve：
1) Rút tiền chậm và thường phải chờ 7 ngày để cho phép gửi các thách thức và bằng chứng gian lận
2) Mô hình bảo mật dựa trên ít nhất một nút trung thực thực hiện các giao dịch tổng hợp và gửi bằng chứng gian lận để thách thức các chuyển đổi trạng thái không hợp lệ.
3) Tổng hợp lạc quan phải xuất bản tất cả dữ liệu giao dịch trên chuỗi, điều này cũng đòi hỏi một khoản chi phí nhất định.
Dự án Rollup lạc quan:
b) Một loại giải pháp Roll-up khác là Zero-Knowledge rollup (ZK rollup)
Đầu tiên, ZKP bằng chứng không kiến thức là gì?
Zero-knowledge proof (ZKP) là một phần quan trọng của mật mã hiện đại, đề cập đến việc 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.
Người chứng minh chứng minh cho người xác minh và khiến anh ta tin rằng anh ta biết hoặc có một thông điệp nào đó, nhưng quá trình chứng minh không thể tiết lộ bất kỳ thông tin nào về thông điệp đã được chứng minh cho người xác minh. Trong điều khoản của Giáo dân:
Nó không chỉ chứng minh những gì nó muốn chứng minh mà còn tiết lộ thông tin cho người xác minh như"số không". ví dụ Sudoku
độ tin cậy
độ tin cậy
không kiến thức
Khác với Bản tổng hợp lạc quan, Bản tổng hợp ZK yêu cầu người gửi phải mang theo " Bằng chứng về tính hợp lệ". Sau khi bằng chứng hợp lệ được gửi tới hợp đồng cuộn lên của mạng chính, bất kỳ ai cũng có thể sử dụng nó để xác minh xem giao dịch của một đợt cụ thể trong lớp Rollup zk có chính xác hay không. Bằng chứng có thể được hoàn thành trong vòng vài phút sau khi gửi lô. Sau khi xác minh thành công, hợp đồng cuộn chuỗi chính sẽ cập nhật trạng thái gốc thành dữ liệu được gửi mới nhất. Về cơ bản, điều này tương đương với việc bỏ qua công việc của người xác nhận và hoàn thành việc xác minh cùng lúc với việc gửi.
Điều này có nghĩa là: 1. zk Rol-Up bỏ qua liên kết nơi người xác minh lưu dữ liệu và gửi bằng chứng gian lận trong thời gian thử thách (như minh họa trong hình bên dưới) 2. Không cần đợi 7-14 ngày nữa để xác minh sau khi nộp. Do đó, tốc độ giao dịch nhanh hơn nhiều so với các giải pháp L2 khác.
Drawn by RJ
Hiện tại có hai giải pháp bằng chứng không kiến thức trên thị trường:
zk-SNARK (Lập luận kiến thức không tương tác ngắn gọn) là từ viết tắt của Đối số kiến thức không tương tác ngắn gọn. Đặc điểm của sơ đồ này là tính đơn giản, nghĩa là quá trình xác minh không liên quan đến một lượng lớn dữ liệu truyền và thuật toán xác minh đơn giản, có nghĩa là thời gian xác minh sẽ không tăng theo cấp số nhân với thông lượng tính toán.
zk-STARK (Đối số kiến thức trong suốt có thể mở rộng) là một đối số kiến thức minh bạch có thể mở rộng, được tạo ra như một phiên bản thay thế của SNARK. Khác với chữ "S" của Succinct trong SNARK, chữ "S" trong STARK là viết tắt của Scalable (khả năng mở rộng), điều này chủ yếu phản ánh ở chỗ độ phức tạp về thời gian của chứng minh tạo STARK (Proof) tương tự như độ phức tạp của tính toán ( trong mối quan hệ gần như tuyến tính), Độ phức tạp về thời gian của Xác minh Bằng chứng ít hơn nhiều so với độ phức tạp tính toán. Điều đó có nghĩa là, khi khả năng mở rộng của STARK tăng lên, độ phức tạp của bằng chứng của STARK không tăng theo.
Tuy nhiên, do phần chứng minh không có kiến thức liên quan đến các khái niệm mã hóa và công nghệ cơ bản rất phức tạp nên phần này có thể được tách ra và chia sẻ trong tương lai. Hôm nay tôi sẽ nói ngắn gọn về nó ở đây, mà không đi vào chi tiết cụ thể.
Tóm lại, chúng tôi biết rằng một vài thủ thuật nén quan trọng dành riêng cho các bản tổng hợp ZK là:
1. Khối lượng của bằng chứng được tạo nhỏ hơn nhiều so với khối lượng của nội dung bằng chứng (vì vậy nó nhỏ hơn nhiều so với các byte được op tải lên mạng chính).
2. Nếu một phần của giao dịch chỉ được sử dụng để xác minh và không liên quan gì đến cập nhật trạng thái, thì phần đó có thể nằm ngoài chuỗi, giảm số byte. Nhưng điều này không thể được thực hiện trong một bản tổng hợp lạc quan, vì dữ liệu đó vẫn cần được đưa vào chuỗi phòng trường hợp nó cần được kiểm tra sau này trong bằng chứng gian lận (so sánh zk không yêu cầu thời gian thử thách và bằng chứng gian lận).
Nhưng thách thức của zk là bản thân việc tạo và xác minh bằng chứng zk đòi hỏi các phép tính rất, rất lớn và phức tạp, đó là một trong những lý do tại sao tiến độ phát triển hiện tại và ứng dụng thực tế của ZK-Rollup rất chậm. Và do tính phức tạp về mặt kỹ thuật của nó, không phải bất kỳ ngôn ngữ, môi trường biên dịch, máy ảo và bộ hướng dẫn nào cũng có thể hỗ trợ liền mạch để hoàn thành quy trình nêu trên và cần phải điều chỉnh bổ sung, điều này khiến dự án zk vốn đã khó trở thành tương thích với evm (phần này cũng có, bạn có thể nói về phần chia sẻ của zk trong tương lai).
Dưới đây là so sánh chi phí và TPS của một kế hoạch khác do nhóm @W3.Hitchhiker thực hiện:
https://w3hitchhiker.mirror.xyz/7dwD76ZZIlR7ep731K6y9vTTuXGHOojxWSnkXKzqPzI
Ưu điểm và nhược điểm:
+ve:
1) Bằng chứng về tính hợp lệ đảm bảo tính chính xác của các giao dịch ngoài chuỗi.
2) Do bỏ qua công việc của người xác nhận và khái niệm về thời gian thử thách, sau khi bằng chứng về tính hợp lệ được xác minh trên L1, cập nhật trạng thái được phê duyệt, do đó cung cấp giao dịch cuối cùng nhanh hơn. (Không cần đợi thêm 7-14 ngày)
3) Dữ liệu sẵn có cho OR đến từ kinh tế học. Để hoạt động tốt, OR phải thiết kế một cơ chế khuyến khích hợp lý để thúc đẩy một nhóm người xác minh trên chuỗi chính giám sát người gửi bất cứ lúc nào và chuẩn bị gửi bằng chứng gian lận và tính khả dụng của dữ liệu zk phụ thuộc vào mật mã và mã.
4) Bảo mật phụ thuộc vào bảo mật và sự đồng thuận của mạng chính. Vì dữ liệu cần thiết để khôi phục trạng thái ngoại tuyến được lưu trữ trên L1 nên nó đảm bảo tính bảo mật, chống kiểm duyệt và phân cấp.
5) Nén dữ liệu tốt hơn giúp giảm chi phí xuất bản dữ liệu cuộc gọi trên Ethereum và giảm thiểu phí tổng hợp cho người dùng. Hiện tại đây là giải pháp có khả năng nén mạnh nhất và hiệu quả cao nhất
6) Do đó, phí giao dịch của người dùng cũng thấp.
-ve:
1) Do số lượng tính toán lớn và độ phức tạp cao cần thiết để chứng minh hiệu quả, tốc độ phát triển chậm
2) Do đó, nó không được sử dụng rộng rãi. không nhiều lần nên và lặp lại như op
3) Hiện tại rất khó hỗ trợ Máy ảo Ethereum (EVM), gây khó khăn cho việc chạy các ứng dụng phi tập trung như hợp đồng thông minh và giao thức DeFi.
4) Rủi ro tập trung trong phần cứng. Việc tạo bằng chứng về tính hợp lệ yêu cầu phần cứng chuyên dụng và độc quyền phần cứng có thể dẫn đến kiểm soát tập trung chuỗi.
Dự án ZK Roll-Up:
data from https://l2beat.com/scaling/tvl/, 22/09/2022
Tóm tắt cuộn lên:
Bây giờ bạn có thể hiểu tại sao sơ đồ Roll-Up có thể thay thế sơ đồ Plasma:
1) Hiệu quả - zk-rollup tạo bằng chứng về tính hợp lệ để xử lý giao dịch ngoài chuỗi. Nó trực tiếp bỏ qua các liên kết của các nhà khai thác đóng gói dữ liệu, đưa ra "các cam kết của nhà nước" và gửi bằng chứng gian lận của người dùng, do đó loại bỏ nhu cầu về thời gian thử thách và cơ chế thoát. Điều đó cũng có nghĩa là người dùng không phải theo dõi chuỗi thường xuyên để bảo vệ tiền của họ.
2) Hỗ trợ hợp đồng thông minh - Một vấn đề khác với Plasma là nó không thể hỗ trợ thực hiện hợp đồng thông minh Ethereum. Tính năng tổng hợp lạc quan tương thích với Máy ảo Ethereum và thậm chí hiện tại, nhiều dự án zk (zkSync, StarkWare, v.v.) đang thúc đẩy việc hiện thực hóa zkEVM. Làm cho nó trở thành một giải pháp mở rộng phi tập trung lý tưởng, an toàn và hữu ích hơn.
Dữ liệu không khả dụng - Như đã đề cập trước đó, Plasma có vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu. Nếu một nhà điều hành độc hại gửi dữ liệu không hợp lệ trên chuỗi Plasma, người dùng sẽ không thể thách thức và gửi bằng chứng gian lận. Rollup giải quyết vấn đề này bằng cách buộc các nhà khai thác xuất bản dữ liệu giao dịch trên Ethereum, cho phép mọi người xác minh trạng thái của chuỗi và tạo bằng chứng gian lận nếu cần.
3) Vấn đề thoát hàng loạt - Cả ZK-rollups và Optimistic Rollups đều giải quyết vấn đề thoát hàng loạt của Plasma theo những cách khác nhau. Ví dụ: cơ chế mã hóa của ZK-rollup đảm bảo rằng các nhà khai thác không thể đánh cắp tiền của người dùng trong bất kỳ trường hợp nào.
Tương tự như vậy, các bản tổng hợp lạc quan áp đặt một khoảng thời gian trì hoãn đối với việc rút tiền, trong thời gian đó bất kỳ ai cũng có thể bắt đầu thử thách và ngăn chặn các yêu cầu rút tiền ác ý. Mặc dù điều này tương tự như Plasma, nhưng điểm khác biệt là những người xác thực có quyền truy cập vào dữ liệu cần thiết để tạo bằng chứng gian lận. Do đó, kịch bản triển khai sẽ không liên quan đến việc "triển khai hàng loạt" có khả năng làm hỏng mạng chính.
Trong vài năm qua, V God cũng đã nhấn mạnh rằng sự phát triển trong tương lai của Ethereum sẽ tập trung vào việc cuộn lên.
Tuy nhiên…
Với sự tiến bộ của quá trình di chuyển quy mô lớn sang lớp 2, ngay cả các bản tổng hợp có khả năng nén mạnh cuối cùng cũng sẽ quay trở lại vấn đề mở rộng tương tự - vì dữ liệu giao dịch bản tổng hợp vẫn phải được truyền tới tất cả các nút đầy đủ, mức độ mở rộng vẫn bị giới hạn bởi dữ liệu Ethereum. hạn chế về sức mạnh xử lý.
So với mạng chính, bản tổng hợp lạc quan có thể đạt được mức nâng cấp khả năng mở rộng gấp 25 lần, bản tổng hợp zk có thể đạt được 100 lần, khoảng 3000 TPS.
Có thể nói rằng các chương trình Rollup mang lại sự tăng trưởng tuyến tính hơn là tăng trưởng theo cấp số nhân về khả năng mở rộng công suất. Có thể đảm bảo hiệu suất trong khi cung cấp tăng trưởng mở rộng theo cấp số nhân không?
tiêu đề phụ
D. Chuỗi hợp lệ
Nó hoạt động tương tự như ZK rollup và cũng xác minh các giao dịch ngoài chuỗi của Ethereum bằng cách đưa ra các bằng chứng không có kiến thức, nhưng điểm khác biệt chính là tính khả dụng của dữ liệu Validium là ngoài chuỗi. Do thông lượng không bị giới hạn bởi khả năng xử lý dữ liệu của Ethereum nên nó có thể cải thiện khả năng mở rộng, tốc độ giao dịch và giảm phí người dùng (chi phí phát hành của calldata thấp hơn).
Tiền gửi và rút tiền:
Tiền gửi và rút tiền cũng tương tự như rollup, và tiền gửi và rút tiền của người dùng được kiểm soát bởi các hợp đồng thông minh trên Ethereum. Bằng cách gửi ETH (hoặc bất kỳ mã thông báo tương thích ERC nào) trong hợp đồng chuỗi chính Ethereum, người dùng sẽ tạo ra các mã thông báo bằng với khoản tiền gửi của họ trên chuỗi hợp lệ.
Để rút tiền, người dùng hợp lệ gửi giao dịch rút tiền của họ cho nhà điều hành. Tài sản của người dùng trên chuỗi hợp lệ cũng sẽ bị hủy trước khi thoát khỏi hệ thống. Khi bằng chứng về tính hợp lệ của lô được xác minh, người dùng có thể gọi hợp đồng chính để thực hiện rút tiền bằng cách cung cấp bằng chứng merkle. Vì vậy, giống như zk-rollup, Validium cung cấp khả năng rút tiền gần như ngay lập tức.
lô hàng loạt:
Tương tự như rollup, người dùng gửi giao dịch cho nhà điều hành và nhà điều hành đóng gói các giao dịch thành các lô và gửi chúng đến chuỗi chính. Lô bao gồm gốc trạng thái/gốc merkle và bằng chứng về tính hợp lệ. Để thực hiện cập nhật trạng thái, người vận hành phải tính toán gốc trạng thái mới (sau khi thực hiện giao dịch) và gửi nó tới một hợp đồng trên chuỗi chính. Nếu bằng chứng hợp lệ vượt qua, nó sẽ chuyển sang gốc trạng thái mới.
Không giống như ZK-rollup, các nhà khai thác trên validium không cần xuất bản dữ liệu giao dịch. Điều này làm cho hợp lệ trở thành một giao thức mở rộng hoàn toàn ngoài chuỗi.
Drawn by RJ
Lợi ích chính của việc lưu trữ dữ liệu ngoài chuỗi của Validium là cải thiện hơn nữa khả năng mở rộng (thông lượng không bị giới hạn bởi khả năng xử lý dữ liệu của Ethereum), tăng tốc độ giao dịch, giảm phí người dùng (chi phí phát hành calldata thấp hơn) và bảo vệ quyền riêng tư, bởi vì public không thể truy cập dữ liệu giao dịch trên chuỗi.
Dữ liệu sẵn có:
Tuy nhiên, tính khả dụng của dữ liệu ngoài chuỗi đặt ra một vấn đề - nếu nhà điều hành ẩn dữ liệu trạng thái ngoài chuỗi khỏi người dùng và người dùng không thể truy cập dữ liệu giao dịch, thì người dùng không thể tính toán bằng chứng Merkle cần thiết để thực hiện việc rút tiền, và tiền của người dùng sẽ bị đóng băng.
Như thể hiện trong hình bên dưới: Nếu người vận hành thay đổi giao dịch 6, chủ sở hữu của giao dịch 1 sẽ không thể chứng minh quyền sở hữu tài khoản của mình, vì thông tin băm nút (5, 6, 7, 8) cần thiết trong quá trình chứng minh sẽ bị mất.
(Nghe hay hơn plasma. Trong sơ đồ plasma, người điều hành có thể đánh cắp tiền của người dùng bằng cách làm điều ác. Trong hợp lệ, vì bằng chứng gian lận không được sử dụng, nhưng bằng chứng hợp lệ, trường hợp xấu nhất để người điều hành che giấu dữ liệu là đóng băng tiền của người dùng để chúng không thể bị thu hồi...)
Drawn by RJ
Do đó, Validium cần áp dụng các cơ chế quản lý dữ liệu ngoại tuyến bổ sung để đảm bảo rằng người dùng có thể truy cập dữ liệu giao dịch ngoại tuyến khi cần.
Cách tiếp cận của Validium đối với việc quản lý tính khả dụng của dữ liệu ngoại tuyến có thể được chia thành hai loại chính: một số dựa vào các bên đáng tin cậy để lưu trữ dữ liệu ngoại tuyến; trong khi những người khác sử dụng trình xác thực được chỉ định ngẫu nhiên để hoàn thành nhiệm vụ.
Loại đầu tiên: Ủy ban sẵn có dữ liệu (DAC)
Để giải quyết vấn đề này, StarkWare đã đề xuất khái niệm Data Availability Committee (DAC) để loại bỏ sự phụ thuộc niềm tin của người dùng vào các nhà khai thác.
Bằng cách chỉ định một tập hợp các thực thể đáng tin cậy (được gọi chung là Ủy ban Dữ liệu Sẵn có) để lưu trữ các bản sao của dữ liệu ngoại tuyến và cung cấp chúng (bản sao dữ liệu ngoại tuyến) công khai trong trường hợp khẩn cấp khi nhà điều hành không phục vụ người dùng truy cập yêu cầu rút tiền. Với ít thành viên hơn, DAC dễ triển khai hơn và ít cần sự phối hợp hơn. Nhưng cùng với đó là rủi ro tập trung.
Đăng xuất trực tiếp mà không cần thông qua nhà cung cấp dịch vụ của bạn.
Trong trường hợp khẩn cấp, hợp đồng thông minh ứng dụng (ASC) trên mạng chính sẽ không còn chấp nhận các bản cập nhật trạng thái mới và thay vào đó, chỉ cho phép người dùng có thể cung cấp bằng chứng merkle cho trạng thái mới nhất để rút tiền trực tiếp. Điều đó có nghĩa là, trong trường hợp này, người dùng có thể gọi trực tiếp chức năng rút tiền của hợp đồng chính để rút tiền của họ mà không cần thông qua nhà điều hành.
Vì nó vẫn sử dụng bằng chứng không có kiến thức nên không có nguy cơ phát sai trạng thái.
Tuy nhiên, người dùng phải tin tưởng DAC để cung cấp dữ liệu khi cần (ví dụ: để tạo bằng chứng Merkle). Các thành viên của Ủy ban tính sẵn có của dữ liệu có khả năng bị xâm phạm bởi các tác nhân độc hại, những người sau đó có thể giữ lại dữ liệu ngoài chuỗi.
Loại thứ hai: Tính khả dụng của dữ liệu có giới hạn
Điều này nhằm đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu ngoài chuỗi thông qua các ưu đãi và phân cấp kinh tế. Kế hoạch này yêu cầu những người tham gia chịu trách nhiệm lưu trữ dữ liệu ngoại tuyến để đặt cược (tức là khóa) mã thông báo trong hợp đồng thông minh trước khi đảm nhận vai trò của họ. Mã thông báo này đóng vai trò là "trái phiếu" để đảm bảo hành vi trung thực giữa các nhà quản lý tính khả dụng của dữ liệu và giảm các giả định về lòng tin. Nếu những người tham gia này không chứng minh được tính khả dụng của dữ liệu, trái phiếu sẽ bị cắt giảm.
Trong sơ đồ tính khả dụng của dữ liệu được liên kết, sau khi các mã thông báo cần thiết được đặt cược, bất kỳ ai cũng có thể được chỉ định lưu trữ dữ liệu ngoài chuỗi. Điều này mở rộng nhóm các nhà quản lý tính khả dụng của dữ liệu đủ điều kiện và giảm rủi ro tập trung ảnh hưởng đến Hội đồng tính khả dụng của dữ liệu (DAC). Hơn nữa, cách tiếp cận này dựa trên các khuyến khích kinh tế tiền điện tử để ngăn chặn hoạt động độc hại, an toàn hơn so với việc chỉ định các bên đáng tin cậy để bảo vệ dữ liệu ngoại tuyến.
Ưu và nhược điểm của Validium:
+ve: Nhiều ưu nhược điểm của zk roll-up validium cũng có:
1) Bằng chứng về tính hợp lệ thực thi tính toàn vẹn của các giao dịch ngoài chuỗi và ngăn người vận hành cập nhật với trạng thái không hợp lệ
2) Tốc độ giao dịch nhanh. Không chậm trễ khi rút tiền về Ethereum (không cần bằng chứng gian lận)
3) Thích hợp cho các trường hợp sử dụng cụ thể, chẳng hạn như giao dịch hoặc trò chơi chuỗi khối nơi quyền riêng tư và khả năng mở rộng được ưu tiên. (Ví dụ: DeversiFi là một *trao đổi phi tập trung sử dụng mạng lớp thứ hai (Validium) để đạt được các giao dịch riêng tư và khả năng mở rộng. * Một trong những lý do chính khiến DEX V1.0 chọn giải pháp dữ liệu ngoài chuỗi là vì khách hàng của họ - Các nhà giao dịch chuyên nghiệp - không thể ghi lại lịch sử giao dịch của họ trên chuỗi vì điều này sẽ làm lộ chiến lược của họ trước các đối thủ cạnh tranh.
4) Tính khả dụng của dữ liệu ngoài chuỗi cung cấp mức thông lượng cao hơn.
5) Giảm gasfee của người dùng bằng cách không xuất bản dữ liệu giao dịch lên mạng chính Ethereum
6) Tăng trưởng khả năng mở rộng theo cấp số nhân sẽ mang lại tính thanh khoản cao hơn, đây sẽ là một thuộc tính quan trọng của DEX mới nổi
-ve:
1) Do số lượng tính toán lớn và độ phức tạp cao cần thiết để chứng minh hiệu quả, tốc độ phát triển chậm. Không hiệu quả về chi phí cho các ứng dụng thông lượng thấp.
2) Do đó, nó không được sử dụng rộng rãi. Không nhiều ứng dụng và lặp lại như op
3) Hiện tại rất khó hỗ trợ Máy ảo Ethereum (EVM), gây khó khăn cho việc chạy các ứng dụng phi tập trung như hợp đồng thông minh và giao thức DeFi.
4) Rủi ro tập trung trong phần cứng. Việc tạo bằng chứng về tính hợp lệ yêu cầu phần cứng chuyên dụng và độc quyền phần cứng có thể dẫn đến kiểm soát tập trung chuỗi.
5) Mô hình dựa trên các giả định tin cậy và các khuyến khích kinh tế mã hóa, không giống như ZK-rollup hoàn toàn dựa vào các cơ chế bảo mật mã hóa và mật mã.
6) Các vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu ngoài chuỗi: Dữ liệu cần thiết để tạo hoặc xác minh bằng chứng Merkle có thể không có sẵn. Điều này có nghĩa là người dùng không thể rút tiền từ các hợp đồng trực tuyến nếu nhà điều hành có hành động ác ý. Ngay cả với một ủy ban sẵn có dữ liệu, vẫn có nguy cơ tập trung hóa.
Dự án hợp lệ:
from https://l2beat.com/scaling/tvl/, 22/09/2022
E. Volition
Mô tả hình ảnh
https://medium.com/starkware/volition-and-the-emerging-data-availability-spectrum-87e8bfa09bb
tiêu đề cấp đầu tiên
4. Tóm tắt:
So với các lược đồ khác nhau, tổng số đảm bảo hiệu quả tính hợp lệ của trạng thái + tính sẵn có của dữ liệu, giữ lại các ưu điểm của các lược đồ trước đó và đồng thời giải quyết các hạn chế của chúng. Do đó trở thành người dẫn đầu trong lĩnh vực mở rộng.
Trong sơ đồ tổng hợp, trong ngắn hạn, công nghệ tổng hợp lạc quan sẽ hoàn thiện hơn và được sử dụng rộng rãi, op roll-up có thể giành chiến thắng trong các tính toán EVM chung và ZK roll-up có thể giành chiến thắng trong thanh toán đơn giản, trao đổi và các chiến thắng cụ thể khác trong trường hợp sử dụng của ứng dụng. Nhưng về lâu dài, điểm yếu của ZK Rollup về cơ bản là các vấn đề kỹ thuật, với số lượng lớn các nhà phát triển xuất sắc đầu tư vào nghiên cứu liên quan, ZK Rollup sẽ là một giải pháp mở rộng tốt hơn trong tương lai. Nguyên tắc cơ bản của công nghệ ZK-Rollup sẽ cho phép nó thay thế các Rollup lạc quan, với khả năng đạt được tốc độ nhanh hơn, bảo mật cao hơn và hiệu suất toàn diện hơn, do đó mang lại khả năng áp dụng rộng rãi hơn. Hiện tại, nhiều dự án Lớp 2 như Scroll, zkSync và Polygon đang cố gắng giới thiệu môi trường điện toán của zk-EVM, điều này sẽ cho phép ZK-Rollups chạy độc lập tất cả các loại hợp đồng thông minh có mục đích chung
Sẽ có nhiều hội nhập hơn trong tương lai. Từ góc độ của quá trình phát triển kế hoạch mở rộng, việc mở rộng Ethereum không phải là một giải pháp duy nhất có thể được thực hiện một lần và mãi mãi. Nhiều nhà cung cấp giải pháp cũng đang khám phá và triển khai trên nhiều con đường. Cá nhân tôi tin rằng điều này chắc chắn sẽ dẫn đến nhiều giải pháp hợp nhất hơn (ví dụ: "Bedrock" của Optimism; Volition của StarkEx; Polygon)
Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ có thể cảm nhận được bằng trực giác rằng việc lặp lại quá trình phát triển của giải pháp mở rộng thường được thực hiện sau những hạn chế của một giải pháp, sau đó sử dụng một giải pháp khác tốt hơn để giữ lại những ưu điểm càng nhiều càng tốt, giải quyết những thiếu sót và đột phá những hạn chế. Giống như các nhà phát triển đã nghĩ rằng Plasma là "đúng" trong một thời gian dài, cho đến khi họ nhận ra rằng không thể vượt qua những hạn chế của nó, vì vậy họ đã khám phá tính năng cuộn lên; hiện tại, cuộn lên dường như là câu trả lời được chấp nhận Có, nhưng có lẽ với việc đào sâu thăm dò, sẽ có một giải pháp tốt hơn để lật đổ cuộn lên?
Cuối cùng, sau khi phân loại ra, tôi cảm thấy rằng có vô số hướng cho các kế hoạch mở rộng này, đối với những người tự kinh doanh với đầu tư thứ cấp như tôi, tôi cảm thấy rằng mình có thể dành thời gian và đợi dự án ra mắt để làm ngay. -giao dịch bằng tay. Vì thay đổi quá nhanh nên có thể khó hình dung ra. , họ thấy không thể đi được và đổi hướng (như plasma). Sau đó, người ta đánh giá rằng một xu hướng chung là lan truyền mạng rộng rãi, và cá cược rộng rãi có thể là một cách ngu ngốc nhưng hiệu quả hơn haha. Nhưng đây là ý tưởng cấp độ 2 không áp dụng cho cấp độ 1. Khi kết thúc cấp độ 1, chúng tôi vẫn xem xét nhóm, mạng và tài nguyên đằng sau dự án.
Bài viết này chỉ mang tính chất học hỏi và chia sẻ cá nhân, không mang tính chất tư vấn đầu tư.
