Tương lai tập trung vào Rollup của Ethereum 

Mặc dù cả hai phiên bản Optimistic và ZK-rollups đều có những tradeoff riêng, nhưng khả năng về một hệ sinh thái Ethereum gắn kết là dấu hiệu tốt cho việc tiếp tục áp dụng tiền mã hóa nói chung.

• Để giảm thiểu vấn đề về khả năng mở rộng hiện tại, Ethereum đang hướng đến “Rollup-Centric Roadmap”, tức một roadmap tập trung vào rollup, kết hợp các giải pháp mở rộng quy mô on-chain và off-chain tốt nhất.
• Danksharding cung cấp không gian dữ liệu rộng rãi cho các giải pháp mở rộng quy mô L2 như Optimistic và ZK-rollup phát triển mạnh mẽ.
• Cả Optimistic và ZK-rollup đều có nhược điểm riêng. Chẳng hạn như, hầu hết các Optimistic rollup đều gặp phải thời gian rút tài sản dài giữa các layer và ZK-rollup phải tính toán quá nhiều để cung cấp khả năng tổng hợp liền mạch.
• Để duy trì tính khả thi trong tương lai tập trung vào rollup, các giải pháp rollup phải ưu tiên giảm chi phí thực thi, khả năng tương tác nhiều layer và quyền riêng tư của người dùng.

Khả năng mở rộng là phương tiện tăng tốc độ và thông lượng của một blockchain đồng thời giảm thiểu chi phí và không phải hy sinh tính phi tập trung hoặc bảo mật. Với số lượng người dùng ngày càng tăng trong hai năm qua, chi phí giao dịch Ethereum đã tăng vọt, khiến mạng lưới gần như vô dụng đối với các nhà đầu tư hàng ngày.

Có hai lựa chọn cốt lõi để mở rộng quy mô Ethereum: on-chain và off-chain. Kết hợp với The Merge, nhóm phát triển Ethereum đang ra mắt một giải pháp mở rộng quy mô on-chain với việc giới thiệu một thiết kế sharding mới được gọi là danksharding. Những thay đổi này dự kiến sẽ xảy ra trong vài tháng tới.

Mở rộng quy mô off-chain đến từ các protocol thay thế hoạt động trên blockchain đang có và không yêu cầu thay đổi đối với protocol layer 1. Các giải pháp mở rộng quy mô layer 2 kế thừa bảo mật từ mainnet Ethereum trong khi xử lý tất cả xác minh giao dịch off-chain. Giải pháp mở rộng quy mô layer nổi bật nhất là rollup. 

Ethereum đang xoay quanh "Rollup-Centric Roadmap" để chuẩn bị cho Hợp nhất. Nó có kế hoạch kết hợp các giải pháp mở rộng quy mô on-chain và off-chain tốt nhất.

Giới thiệu ngắn gọn về Rollup

Rollup là giải pháp mở rộng layer nổi bật nhất trong không gian. Chúng có thể được phân loại theo phương pháp xác thực và lưu trữ dữ liệu. Tất cả các rollup đều tổng hợp dữ liệu giao dịch hàng loạt off-chian thành các đợt và đưa kết quả trở lại mainnet khi đạt được đồng thuận.

Optimistic Rollups

Optimistic rollups, giống như Arbitrum hoặc Optimism, giả định rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ ngay từ đầu. Để đảm bảo các giao dịch này, có 1 khoảng thời gian để challenge các giao dịch lỗi trong đó người xác minh (verifier) có thể tranh chấp tính hợp pháp của giao dịch thông qua fraud-proof (bằng chứng gian lận) trên chuỗi mẹ. Bằng cách chỉ thực hiện các bằng chứng khi nghi ngờ gian lận, Optimistic rollups tăng đáng kể thông lượng và giảm độ trễ. Thời gian để challenge thường là 7 ngày.

Nguồn: Ethereum.org

Trong thời gian challenge, người dùng có thể sử dụng tiền của họ trong hệ sinh thái layer 2 nhưng không thể rút tiền trở lại layer 1. Để đáp ứng cho khoảng thời gian chờ lâu trong Optimistic rollups, các giải pháp exit nhanh đang gia tăng. Ví dụ: Thông qua các liquidity pool do cộng đồng thúc đẩy, Boba Network đã giảm thời gian exit xuống còn vài phút.

Ngoài ra, phần lớn các optimistic rollups đều tương thích với EVM, có nghĩa là bất cứ điều gì bạn làm trên layer 1, bạn đều có thể thực hiện trong rollup (nhưng nhanh hơn và rẻ hơn). Khả năng tương thích của EVM là lý do cốt lõi khiến hầu hết các lần triển khai trên Ethereum cho đến nay đều thuộc về biến thể Optimistic. Hơn nữa, Optimistic rollups cung cấp sự minh bạch hoàn toàn vì tất cả dữ liệu giao dịch được đăng lên chuỗi mẹ.

ZK-Rollups

Zero Knowledge (ZK)-rollups, giống như StarkNet, tương tự như Optimistic rollups ở chỗ chúng kết hợp một số lượng lớn các giao dịch off-chain và gửi kết quả theo số lượng lớn trở lại mainnet Ethereum. Tuy nhiên, thay vì giả định rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ cho đến khi được chứng minh thì ZK-rollups sử dụng các validity proof (bằng chứng hợp lệ) để xác thực các giao dịch ngay lập tức. Sau đó, các validity proof và dữ liệu nén được gửi đến layer 1.

Nguồn: Medium

Các Validity proof rất phức tạp và tốn thời gian, dẫn đến độ trễ tăng lên. Do phải tính toán nhiều để tạo bằng chứng mật mã (cryptographic proof), sequencer yêu cầu phần cứng có thông số kỹ thuật cao, khiến người dùng hàng ngày khó tham gia.

Hơn nữa, hầu hết các ZK-rollups thường không tương thích với EVM do độ phức tạp tự nhiên. Do đó, các nhà phát triển phải cố gằng di chuyển các smart contract sang các giải pháp này, điều này khiến việc phát triển các ứng dụng có mục đích chung cho các giải pháp này trở nên khó khăn hơn nhiều mà không thay đổi hoàn toàn framework cho các smart contract. Tuy nhiên, để giải quyết vấn đề này, ZKSync và zkEVM gần đây đã triển khai các giải pháp rollup tương thích với EVM trên testnet Ethereum.

Roadmap tập trung vào rollup của Ethereum

Sắp tới, Hợp nhất sẽ diễn ra và thay đổi Ethereum từ Proof-of-Work sang Proof-of-Stake. Lần thay đổi này sẽ giảm phát thải năng lượng, tăng cường bảo mật và giảm rủi ro tập trung hóa từ các miner. Để trở thành validator hoàn toàn trên Ethereum 2.0, holder ETH phải stake 32 ETH.

Sharding là một giải pháp mở rộng quy mô on-chain theo chiều ngang nhằm tăng số lượng hoạt động mà chuỗi có thể xử lý hiệu quả. Về cơ bản, blockchain Ethereum sẽ được chia thành các chuỗi nhỏ hơn được gọi là các shard, chạy song song và cuối cùng liên kết lại với nhau thông qua Beacon Chain. Mỗi shard sẽ hoạt động với một subset các node, và các node này sẽ kiểm tra tính khả dụng của dữ liệu. Hệ thống này đảm bảo rằng bất kỳ ai cũng có thể chạy một node bằng phần cứng tiêu chuẩn của người tiêu dùng đồng thời tăng khả năng mở rộng.

Thay vì cung cấp nhiều không gian hơn cho các giao dịch như sharding truyền thống, danksharding tập trung vào việc cung cấp không gian khối cho các blob dữ liệu. Protocol Ethereum chỉ đơn thuần xác minh rằng các blob dữ liệu có sẵn đầy đủ, tức là không được thiếu bộ phận nào và trạng thái rollup có thể được tái tạo bằng dữ liệu này. Không gian dữ liệu dành cho các giải pháp mở rộng quy mô layer 2 hỗ trợ các giao dịch thông lượng cao.

Nói tóm lại, PoS cung cấp khả năng bảo mật và phi tập trung mạnh mẽ cho các rollup layer 2. Danksharding cung cấp tính khả dụng dữ liệu lớn và giúp rollup đăng dữ liệu của chúng với mức phí cực rẻ.

Danksharding khiến cho roadmap tập trung vào rollup trở nên khả thi hơn. Hiện tại, với kiến trúc Ethereum và rollup kết hợp, thông lượng giao dịch chỉ trên Ethereum có thể mở rộng từ 15–45 TPs lên tới 1000–4000 TPS.

Một tương lai tập trung vào rollup

Ưu điểm nổi bật của Optimistic và ZK-rollups là chúng giải quyết được vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum mà không ảnh hưởng đến bảo mật và phi tập trung. Chúng cho phép các giao dịch gần như tức thì với mức phí thấp hơn nhiều trong khi giảm tắc nghẽn mạng trên chuỗi chính.

Tuy nhiên, cả hai phương pháp cải tiến đều có những nhược điểm nhất định. Các Optimistic rollup chịu thời gian rút kéo dài một tuần do hệ thống fraud-proof. ZK-rollups có quá nhiều tính toán để có thể cho phép khả năng tương thích EVM hiện tại. Như đã đề cập trước đây, các nhà phát triển từ cả hai giải pháp đang làm việc về những vấn đề này.

Hệ sinh thái tương lai của Ethereum cung cấp "bất động sản" phong phú cho các hệ sinh thái rollup phát triển. Roadmap Ethereum khuyến khích thử nghiệm, cho phép giải pháp L2 tốt nhất phát triển mạnh trong hệ sinh thái Ethereum đã hoàn thiện. Việc triển khai rollup trong tương lai phải giải quyết sự chênh lệch về chi phí giao dịch, sự phân mảnh của hệ sinh thái được shard của Ethereum và các mối lo ngại về quyền riêng tư.

Chi phí

Một blockchain có thể mở rộng cần phải hỗ trợ số lượng giao dịch ngày càng tăng mà không ảnh hưởng đến chi phí. Như đã đề cập trước đây, cả Optimistic và ZK-rollups đều giải quyết được vấn đề này.

ZK-rollups có thể tăng chi phí đáng kể khi chạy các bằng chứng hợp lệ. Tuy nhiên, khi các chương trình cải tiến, số lượng giao dịch trên mỗi gói trong một rollup sẽ tăng lên, điều này làm giảm chi phí biên (Marginal Cost) trên mỗi giao dịch. Về lâu dài, ZK-rollups sẽ khắc phục được nhược điểm về chi phí cố định ban đầu từ các bằng chứng hợp lệ.

Optimistic rollups về mặt lý thuyết sẽ có các giao dịch gần như không tốn phí. Không giống như ZK-rollups, Optimistic rollups thiếu tính toán backend nặng hoặc nén dữ liệu, điều này làm tăng thêm chi phí giao dịch. Thông thường, các operator sẽ chịu các chi phí vận hành fraud-proof. Tuy nhiên, việc đăng dữ liệu không nén trở lại Ethereum sẽ làm tăng chi phí giao dịch. Ngoài ra, chi phí giao dịch trên Optimistic rollups hiện cao hơn dự đoán vì các fraud proof chưa được triển khai đầy đủ trên các giải pháp này.

Về lý thuyết, sự khác biệt về giá giữa optimistic rollups và ZK-rollups sẽ là tối thiểu nếu ZK-rollups có thể tiếp tục giảm chi phí biên trên mỗi giao dịch.

Phân mảnh

Toàn bộ hệ sinh thái tiền mã hóa đều gặp phải vấn đề phân mảnh. Hầu hết các protocol hoạt động trong silo và toàn bộ ngành công nghiệp tương đối rời rạc. Việc chuyển tài sản giữa các chuỗi rất phức tạp và không trực quan, đặc biệt là đối với người dùng mới.

Nhiều rollup có hệ sinh thái layer 2 đang phát triển mạnh nhưng bị cô lập. Cầu nối xuyên lớp như Hop, Connext và các cầu nối xuyên chuỗi giúp giải quyết một phần vấn đề về khả năng tương tác đối với tài sản liquid. Người dùng có thể liên tục chuyển tài sản từ nền tảng này sang nền tảng khác tương đối nhanh chóng và tiết kiệm chi phí.

Các cầu nối xuyên chuỗi lock tài sản trong smart contract layer 2 và gửi một phiên bản token để sử dụng trên chuỗi khác hoặc rollup và ngược lại. Nếu không có khả năng tương thích với EVM, người dùng cần phải từ bỏ quyền kiểm soát tài sản tiền mã hóa của họ vì tính bảo mật của cầu không còn phụ thuộc vào blockchain gốc. Để di chuyển tài sản từ Ethereum sang các rollup không tương thích với EVM như Loopring hoặc StarkNet, người dùng có thể gửi token từ một sàn giao dịch tập trung đến rollup hoặc trả phí gas để gửi tài sản vào chính rollup đó. 

Liên quan đến cầu nối chuỗi chéo từ Ethereum đến một rollup, cầu nối layer 2 đã giảm trong tổng số TVL kể từ khi thị trường suy thoái vào đầu năm nay. Bất chấp thời gian rút tiền kéo dài, các Optimistic rollups như Arbitrum, Optimistic và Boba hiện đang dẫn đầu gói rollup L2 về TVL cầu nối tích lũy. zkSync là một trong số ít ZK-rollups tương đương EVM.

Các cầu nối có khả năng tương tác sẽ trở thành một thành phần cơ sở hạ tầng quan trọng trong hệ sinh thái Ethereum tập trung vào rollup. Chúng sẽ duy trì khả năng tổng hợp và giảm thiểu tính thanh khoản bị phân mảnh. Cầu nối rất cần thiết như một phương tiện giao tiếp và chuyển giao tài sản rollup chéo.

Hệ sinh thái tập trung vào rollup của Ethereum khuyến khích thử nghiệm và phát triển kiến ​​trúc blockchain hiện tại. Hiện tại, khả năng tương thích EVM hạn chế sự phát triển trong framework rollup, hạn chế quyền tự do trong đổi mới smart contract. Khả năng tương thích EVM có thể trở thành một tính năng cổ xưa, được thay thế bởi những phát triển trong tương lai của công nghệ định hướng khả năng kết hợp.

Đối với ngắn hạn, Optimistic rollups là giải pháp mở rộng quy mô hàng đầu cho hệ sinh thái Ethereum. Chúng có một lợi thế hiện có về khả năng tương thích EVM cung cấp khả năng kết hợp theo yêu cầu của các ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, theo thời gian, quá trình chuyển đổi sang ZK-rollups sẽ tự nhiên xảy ra do một số yếu tố: thời gian rút tiền thấp hơn, không cần đến sự tin cậy; thông lượng cao hơn; khả năng nén dữ liệu vượt trội; và giảm chi phí biên trên mỗi giao dịch.

Quyền riêng tư

Về bản chất, blockchain là công khai và cung cấp sự tin tưởng trong không gian thông qua tính minh bạch hoàn toàn. Tại bất kỳ thời điểm nào, bất kỳ ai cũng có thể truy cập Etherscan và xem ai đang tương tác với hợp đồng nào và với số vốn bao nhiêu. Mặc dù địa chỉ ví là một giải pháp giả danh cho quyền riêng tư, các nền tảng truyền thông xã hội cung cấp lỗ hổng để liên kết danh tính công khai với ví tương ứng của chúng.

Mặt khác, hệ thống TradFi hiện tại hoàn toàn riêng tư: mọi người không thể kiểm tra tình trạng tài chính của nhau. Trong thời đại mà quyền riêng tư dữ liệu là vấn đề chính, dễ hiểu tại sao các nhà đầu tư cá nhân và đặc biệt hơn là các doanh nghiệp lại do dự trong việc công khai và liên kết thông tin cá nhân với hồ sơ tài chính của họ.

ZK-rollups tập trung vào quyền riêng tư xóa thông tin nhận dạng khỏi dữ liệu giao dịch đi kèm của họ và chỉ xuất bản thông tin thích hợp. Ví dụ: Aztec đã tạo một hệ thống bí danh trong giải pháp rollup của họ để cách ly hoàn toàn dữ liệu giao dịch với các bên liên quan. Người dùng có thể gửi và nhận token được bảo vệ một cách ẩn danh và tương tác với các ứng dụng phi tập trung thông qua Aztec Connect bridge sắp được phát hành.

Tuy nhiên, tính năng bổ sung của quyền riêng tư đi kèm với một khuyết điểm. Rollup không thể xử lý danh sách các giao dịch như trước đây. 

Sẽ đơn giản cho ZK-rollups hơn để cho phép các giao dịch riêng tư vì các optimistic rollups xuất bản tất cả dữ liệu giao dịch lên chuỗi mẹ của chúng. Tuy nhiên, có các tùy chọn cho Optimistic rollups để cho phép các giao dịch riêng tư. Họ có thể đi theo con đường của Tornado Cash, trong việc phá vỡ liên kết on-chain giữa địa chỉ nguồn và địa chỉ đích. Các Optimistic rollups hiện tại có thể lưu trữ các ZK-rollups hướng đến quyền riêng tư như Aztec dưới dạng layer 3. Các triển khai trong tương lai cũng có thể kết hợp giải pháp của họ, như Polygon Nightfall và triển khai ZK-rollup để xác thực các giao dịch riêng tư.

Lời kết

Các giải pháp Optimistic rollups có lợi thế hơn ZK-rollups trên thị trường hiện tại. Vì chúng thường tương đương với EVM, các Optimistic rollups có khả năng tổng hợp theo yêu cầu của các ứng dụng của chúng và đơn giản hơn do không có các tính toán phức tạp off-chain. Về lâu dài, ZK-rollup có khả năng giành chiến thắng trong cuộc đua L2 rollup dựa trên sự phù hợp của sản phẩm tốt hơn nếu công nghệ của họ tiếp tục được cải tiến. Chúng sẽ trở nên hiệu quả hơn về chi phí, khai thác quyền riêng tư giao dịch vô song và mang lại trải nghiệm cầu nối xuyên chuỗi và xuyên layer hài hòa hơn khi có nhiều giải pháp tương thích với EVM hơn.

Ethereum không phải là blockchain layer 1 duy nhất hướng đến một roadmap tập trung vào rollup. Tezos, NEAR và Celestia đã chuyển đổi sang một số biến thể của blockchain hướng đến rollup. Ngoài ra, cuộc cạnh tranh layer 1 hiện tại có thể sẽ không biến mất trong tương lai gần. Các hệ sinh thái layer 2 này có thể sẽ phải cạnh tranh không chỉ với nhau mà còn với các hệ sinh thái layer 1 như Solana và thậm chí cả các hệ sinh thái layer 2 như Polygon.

Quá trình chuyển đổi sang Ethereum tập trung vào rollup sẽ mất một vài năm. Các rollup hiện tại sẽ mất thời gian để được thực hiện một cách thích hợp, để lại nhiều chỗ cho các lỗi thực thi. Mặc dù cả hai phiên bản Optimistic và ZK-rollups đều có những tradeoff riêng, nhưng khả năng về một hệ sinh thái Ethereum gắn kết là dấu hiệu tốt cho việc tiếp tục áp dụng tiền mã hóa nói chung.