Hai giải pháp thú vị đã nổi lên tại mặt trận công nghệ mở rộng Layer 2 khi mạng Ethereum vật lộn với khả năng mở rộng: Optimistic Rollups và Zero-Knowledge (ZK) Rollups. Bằng cách xử lý giao dịch ngoài chuỗi, những phát triển này tìm cách giảm phí và tăng thông lượng, từ đó giảm tắc nghẽn trên mainnet Ethereum. Ảnh hưởng của chúng trong không gian Layer 2 là đáng chú ý vì chúng cung cấp nhiều giải pháp cho một vấn đề duy nhất và tạo điều kiện cho các cuộc thảo luận giữa các nhà đầu tư và phát triển.
Khả năng mạng của Ethereum đã chịu áp lực chưa từng có khi tài chính phân tán (DeFi) và các token không thể thay thế (NFT) nổi lên. Dữ liệu từ Etherscan cho thấy giá gas trung bình đã tăng lên trong thời gian nhu cầu lớn, đôi lúc đạt mức mà người dùng bình thường cho là không chấp nhận được. Điều này nhấn mạnh nhu cầu cấp bách về các giải pháp mở rộng hợp lý.
"Rollups hiện đang được định vị là giải pháp mở rộng không cần tin tưởng duy nhất cho Ethereum trong ngắn đến trung hạn, và có thể kể cả trong dài hạn," người đồng sáng lập Ethereum, Vitalik Buterin, đã nhấn mạnh trong một bài viết trên blog về các giải pháp cho Layer 2.
Rollups đi lên hàng đầu đã được thúc đẩy bởi sự ủng hộ này và hiện trở thành cơ sở trên lộ trình của Ethereum.
Cả Optimistic Rollups và ZK-Rollups đều gửi nhiều giao dịch cùng nhau thành một lô đến mainnet Ethereum. Tuy nhiên, chúng đạt được an ninh và xác thực theo các cách khác biệt. Các bên liên quan xây dựng hoặc đầu tư vào hệ sinh thái Ethereum cần phải hiểu rõ những khác biệt này.
Bài báo này khảo sát cơ chế của rollups, xem xét các đặc điểm cụ thể của Optimistic Rollups và ZK-Rollups, đối chiếu lợi ích và bất lợi của chúng, và điều tra ưng dụng hiện tại và tương lai của chúng. Độc giả nên có thể nắm vững về những công nghệ này và ảnh hưởng của chúng lên tương lai của Ethereum.
Rollups là gì?
Rollups cơ bản là các giải pháp mở rộng Layer 2 có mục đích xử lý giao dịch ngoài chuỗi và sau đó cung cấp một phiên bản nén của dữ liệu trở lại cho mainnet, do đó tăng thông lượng của các hệ thống blockchain như Ethereum. Mục tiêu chính là giảm tải tính toán và lưu trữ trên blockchain chính; do đó, khả năng mở rộng được tăng lên mà không làm tổn hại đến an ninh.
Rollups kết hợp nhiều giao dịch thành một lô, từ đó tập hợp — hoặc “roll-up” — nhiều giá trị. Sau đó, lô này chạy ngoài chuỗi và trạng thái kết quả được tải lên lại cho mainnet. Rollups có thể về lý thuyết đạt được thứ tự thông lượng giao dịch hơn nhiều so với những gì có thể chỉ trên mainnet Ethereum.
Theo Ethereum Improvement Proposal (EIP) 4844, còn gọi là Proto-Danksharding, ý tưởng này đã thu hút rất nhiều sự quan tâm vì nó tìm cách giảm chi phí dữ liệu và do đó làm roll-overs hiệu quả hơn. Đề xuất này, cùng với những thứ khác, đã củng cố rollups như là một thành phần quan trọng trong chiến lược mở rộng của Ethereum.
Rollups tận dụng sự an ninh của mạng Ethereum làm nền tảng. Đăng tải dữ liệu giao dịch hoặc bằng chứng trở lại mainnet đảm bảo rằng người dùng có thể tin cậy vào các đảm bảo an ninh vốn có của Ethereum ngay cả khi giải pháp Layer 2 bị tấn công. Đây là một đặc điểm quan trọng làm nổi bật rollups so với các sidechains hoặc các giải pháp Layer 2 khác với có thể ít biện pháp an ninh hơn.
Một phân tích của ConsenSys chỉ ra rằng roll-ups có thể nâng thông lượng giao dịch của Ethereum từ khoảng 15 giao dịch mỗi giây (TPS) lên nhiều ngàn TPS. Đối với các mục đích bao gồm trao đổi phân tán (DEXs), nền tảng trò chơi và các hệ thống thương mại tần suất cao — tức là cho các ứng dụng đòi hỏi độ mở rộng lớn — điều này làm cho chúng thành một giải pháp thú vị.
Roll-ups cũng hoàn toàn liền mạch với các tính năng hợp đồng thông minh của Ethereum. Các hợp đồng tương tác với các giải pháp Layer 2 cho phép các nhà phát triển tạo ra các tính năng tiên tiến mà không làm nặng nề mainnet. Việc áp dụng roll-ups trên nhiều ứng dụng phụ thuộc vào khả năng tương thích này.
Tuy nhiên, các rollups không phải không có khó khăn. Chúng có thể liên quan đến sự phức tạp về khả năng sẵn có của dữ liệu và khả năng tương tác với các công cụ Ethereum hiện có, và yêu cầu các người dùng và nhà phát triển phải chấp nhận các công nghệ mới. Một vấn đề liên tục khác là đảm bảo phân tán và tránh các điểm thất bại trung tâm trong hệ thống roll-up.
Optimistic Rollups là gì?
Optimistic Rollups là một loại rollup cho rằng các giao dịch là hợp lệ mặc định, do đó có tên gọi là “optimistic” (lạc quan). Chúng chỉ tiến hành tính toán — đặc biệt là xác minh — nếu một bằng chứng gian lận được nộp trong một thời gian thách thức được chỉ định. Vì các giao dịch không cần được xác minh riêng lẻ trừ khi nghi ngờ gian lận, giả định lạc quan này cho phép khả năng mở rộng cao hơn.
Quy trình cơ bản phụ thuộc vào một thời gian thách thức trong đó bất kỳ ai cũng có thể thách thức tính hợp lệ của một giao dịch bằng cách cung cấp bằng chứng gian lận. Nếu phát hiện ra một giao dịch gian lận, hệ thống sẽ quay lại và kẻ sơ sài có thể phải chịu phạt. Hệ thống này duy trì an ninh bằng cách dựa trên các ý tưởng lý thuyết trò chơi và khuyến khích tính toàn vẹn.
Được xây dựng để tương thích với Ethereum Virtual Machine (EVM), optimistic roll-ups có thể chạy các hợp đồng thông minh Ethereum với ít thay đổi cần thiết. Đối với các nhà phát triển muốn giới thiệu các ứng dụng hiện có lên các giải pháp Layer 2 mà không cần chỉnh sửa lớn, khả năng tương thích này đơn giản hóa quá trình chuyển đổi.
Một trong những triển khai hàng đầu của Optimistic Rollups là Optimism. Đội ngũ Optimism tuyên bố giải pháp của họ có thể giảm chi phí gas lên đến 10-100 lần so với mainnet Ethereum.
Được phát triển bởi Offchain Labs, Arbitrum là một sáng kiến nổi tiếng khác với sự quan tâm và chấp nhận lớn nhờ các đặc điểm mạnh và môi trường thân thiện với nhà phát triển.
Tuy nhiên, Optimistic rollups có một số nhược điểm. Khi chuyển tiền trở lại mainnet Ethereum, thời gian thử thách — có thể kéo dài từ vài giờ đến một tuần — giới thiệu độ trễ. Đối với những người cần tính thanh khoản tức thì, sự chậm trễ này có thể gây vấn đề. Để giải quyết vấn đề này, các giải pháp như hệ thống rút nhanh hoặc nhà cung cấp thanh khoản đang được phát triển nhưng thêm phức tạp.
Hơn nữa, an ninh của Optimistic Rollups dựa vào giả định rằng, nếu cần thiết, ít nhất một người tham gia trung thực sẽ cung cấp bằng chứng gian lận. Mặc dù mô hình này mạnh, nó không hoàn hảo hoàn toàn. Trong các tình huống có âm mưu hoặc sự vắng mặt của những người tham gia trung thực, hệ thống có thể gặp rủi ro.
Optimistic rollups đã nhận được sự chấp nhận khá rộng rãi bất chấp những trở ngại này. Một trong những sàn giao dịch phân tán lớn nhất, Uniswap, chẳng hạn, đã được thiết lập trên Optimism với hy vọng sẽ có phí thấp hơn và thông lượng lớn, như là các lợi ích chính. Hành động này đã cho phép người dùng Uniswap giao dịch ít ma sát hơn, từ đó cải thiện khả năng tiệphan dễ của nền tảng. Rút tiền bởi vì các bằng chứng tính hợp lệ đảm bảo rằng trạng thái là chính xác.
Tính tương thích với EVM
Optimistic Rollups thường tương thích với EVM hơn, cho phép các nhà phát triển triển khai các hợp đồng thông minh Ethereum hiện có với ít thay đổi. ZK-Rollups đã gặp khó khăn lịch sử với tính tương thích EVM do cường độ tính toán cao khi tạo ra các bằng chứng cho các phép toán phức tạp. Tuy nhiên, các tiến bộ như zkEVM đang cố gắng thu hẹp khoảng cách này.
Hiệu suất và khả năng mở rộng
ZK-Rollups có thể cung cấp thông lượng cao hơn và phí thấp hơn, đặc biệt cho các giao dịch đơn giản, bởi vì các bằng chứng tính hợp lệ nén dữ liệu giao dịch hiệu quả hơn. Optimistic Rollups có thể có chi phí lớn hơn do cần phải có các bằng chứng gian lận.
Sự phức tạp và nỗ lực phát triển
Việc triển khai ZK-Rollups phức tạp hơn do liên quan đến mã hóa tiên tiến. Điều này có thể làm chậm quá trình phát triển và tăng khả năng xảy ra lỗi. Optimistic Rollups tương đối đơn giản hơn để triển khai, điều này đã dẫn đến việc triển khai ứng dụng nhanh hơn.
Sự chấp nhận trong hệ sinh thái
Cả hai loại rollup đều đã được chấp nhận đáng kể. Optimistic Rollups hiện có nhiều ứng dụng DeFi hơn do phù hợp với EVM. ZK-Rollups đang bắt kịp khi các giải pháp cho tính tương thích EVM trở nên hoàn thiện. Theo Dune Analytics, giá trị tổng cộng bị khóa (TVL) trong cả hai giải pháp đang tăng, phản ánh niềm tin và sự chấp nhận ngày càng cao.
Xem xét về pháp lý
Bản chất mã hóa của ZK-Rollups có thể cung cấp các tính năng bảo mật tốt hơn, điều này có thể là con dao hai lưỡi về tuân thủ quy định. Optimistic Rollups minh bạch hơn, điều này có thể phù hợp hơn với mong đợi của quy định.
Các trường hợp sử dụng cho Optimistic Rollups và ZK-Rollups
Tính tương thích EVM của Optimistic Rollups làm cho chúng lý tưởng để sử dụng trong các ứng dụng hợp đồng thông minh phức tạp. Điều này làm cho chúng lý tưởng cho các nền tảng DeFi, chợ NFT và các ứng dụng khác yêu cầu logic phức tạp. Chẳng hạn, Synthetix, một hệ thống thanh khoản phái sinh, đã hợp tác với Optimism để giảm phí và tăng cường khả năng mở rộng. Người dùng của tích hợp này có thể giao dịch các tài sản tổng hợp nhanh hơn và với ít ma sát hơn.
Khi tốc độ giao dịch và an ninh là điều cực kỳ quan trọng, ZK-Rollups phát huy ưu thế. Tính cuối cùng tức thời và thông lượng cao của ZK-Rollups sẽ giúp các ứng dụng thanh toán, sàn giao dịch phân tán cho giao dịch giao ngay, và các nền tảng trò chơi. Sử dụng ZK-Rollups, Loopring, một giao thức Layer 2, đã tạo ra một sàn giao dịch phân tán cung cấp giao dịch nhanh và rẻ. Dữ liệu của Loopring chỉ ra rằng người dùng có thể giao dịch với phí thấp chỉ 0.1% chi phí mạng chính, làm cho nó khá dễ tiếp cận.
ZK-rollups ngày càng trở nên phổ biến trong các ứng dụng coi trọng sự riêng tư và xác thực danh tính. Để tuân thủ và bảo mật thông tin người dùng, các chứng minh không kiến thức cho phép người dùng chứng minh các đặc điểm mà không tiết lộ thông tin cá nhân — một khả năng rất đáng trân trọng.
Các dự án như zkSync hướng tới việc kích hoạt các hợp đồng thông minh trên ZK-Rollups, do đó mở ra các trường hợp sử dụng hạn chế trước đây dựa trên Optimistic Rollups. Khi các công nghệ này phát triển, các giới hạn về khả năng của chúng có thể mờ đi và cung cấp nhiều tự do hơn cho các nhà phát triển.
Suy nghĩ cuối cùng
Cuộc cạnh tranh giữa Optimistic Rollups và ZK-Rollups đại diện cho một bước tiến lành mạnh trong nhiệm vụ mở rộng quy mô của Ethereum. Cả hai công nghệ đều có lợi ích đặc biệt và cần thiết để mạng lưới có thể quản lý nhu cầu ngày càng tăng.
Với sự phù hợp với EVM của họ và việc triển khai dễ dàng hơn, các rollup lạc quan đã trở nên khá phổ biến trong lĩnh vực DeFi. Các đảm bảo bảo mật mạnh hơn và tính cuối cùng tức thời do ZK-Rollups cung cấp đang đẩy giới hạn của phát minh mã hóa.
Hai lựa chọn này có thể sẽ cùng tồn tại khi hệ sinh thái Ethereum phát triển, đáp ứng các nhu cầu và mục đích khác nhau. Vì sự phát triển của chúng sẽ ảnh hưởng lớn đến hướng đi của các ứng dụng phân tán, các nhà phát triển, nhà đầu tư, và người dùng nên luôn cập nhật thông tin về các công nghệ này.
"Trong ngắn hạn, rollup là giải pháp mở rộng không cần tin tưởng duy nhất, và trong dài hạn, chúng là một phần quan trọng của hệ sinh thái Ethereum," Vitalik Buterin đã nói, tóm tắt khá đúng tình hình.
Các phát triển trong Optimistic và ZK-Rollups làm nổi bật tầm nhìn này: một mạng lưới Ethereum mở rộng và hiệu quả hơn đang được hứa hẹn.