Bài viết trước GTA cùng anh em đã tìm hiểu về những điểm mạnh cũng như hạn chế của các giải pháp layer-2 khác (tham khảo thêm tại đây). Tuy nhiên, thứ mà người dùng cần là một giải pháp an toàn như Ethereum nhưng phải nhanh và rẻ. Giải pháp Rollups đáp ứng được tất cả những yêu cầu đó của người dùng. Rollups đang ở vị thế có thể tiến tới và trở thành vị cứu tinh của Ethereum trong hiện tại và tương lai gần. Vậy chính xác thì công nghệ Rollup này là gì và nó hoạt động như thế nào?
Phần 1: Ethereum layer-2 solution là gì? So sánh các giải pháp mở rộng Ethereum Layer-2
Rollups
Rollups là gì?
Giải pháp này được gọi là “Rollups” vì nó tổng hợp các giao dịch và xếp chúng thành một khối duy nhất. Rollups cho phép hàng nghìn giao dịch được nhóm lại trong một khối tổng hợp. Điều này giúp mạng Ethereum có thể giải phóng khỏi một số tắc nghẽn và làm cho các giao dịch nhanh cũng như ít tốn kém hơn. Rollups có khả năng cung cấp thông lượng gấp 100 lần vì việc xuất bản một bản tóm tắt dữ liệu truyền ra bên ngoài Layer 1 ít nặng nề hơn và rẻ hơn so với lưu trữ và tính toán Layer 1. Dữ liệu tóm tắt vẫn được bảo mật trên Layer 1 (Ethereum) mà không cần tính toán và lưu trữ đầy đủ trên chuỗi Ethereum. Rollups cũng có thể giúp việc mở rộng bởi vì nó có thể xử lý các giao dịch ngoài chuỗi chính.
Nhà đồng sáng lập Ethereum – Vitalik Buterin đã tuyên bố rằng tốc độ giao dịch có thể tăng lên tới 100 lần với công nghệ Rollups. Eric Wall, CIO của Arcane Assets cũng hy vọng công nghệ rollups có thể đẩy tốc độ các giao lịch lên đến 2000-3000 TPS.
Rollups cải thiện tốc độ giao dịch mỗi giây (TPS)
Rollups di chuyển trạng thái lưu trữ và khả năng tính toán ra ngoài chuỗi nhưng giữ một phần dữ liệu trên chuỗi. Điều này yêu cầu một số thủ thuật nén (compression tricks) để cải thiện hiệu quả trong khi băng thông của chuỗi chính vẫn giới hạn khả năng mở rộng cho Rollups nhưng vẫn giữ được tỷ lệ thuận lợi.
Một ước tính cho thấy việc chuyển token erc-20 tốn 45.000 gas trên Ethereum, tuy nhiên với Rolllups, việc di chuyển này có chi phí ít hơn 300 gas với chỉ 16 byte không gian trên chuỗi được yêu cầu. Các ước tính khác dự đoán Rollups có thể thực hiện đến 10.000 TPS ngay cả khi Ethereum 2.0 hoạt động hướng tới việc thu hút người dùng mới trong tương lai.
Rollups Compression Tricks và dữ liệu on-chain
Những dữ liệu on-chain này chỉ có thể khả dụng nhờ mã hóa và các thủ thuật nén (compression tricks). Việc nén dữ liệu là một công cụ, bởi nếu thiếu nó thì ước tính Rollups chỉ có thể tăng được 10 lần khả năng mở rộng của chuỗi chính hiện tại.
Việc thêm dữ liệu vào chuỗi chính là chìa khóa. Các nhà khai thác ngoại tuyến hoặc các tác nhân độc hại không thể xâm phạm, gây ảnh hưởng hoặc làm chậm trễ sự hoạt động của Rollups như họ có thể làm với các giải pháp layer 2 khác. Ngoài ra, Rollups không bị ảnh hưởng bởi việc liên kết tài sản với chủ sở hữu. Các nhà phát triển thậm chí còn có thể chạy một Máy ảo Ethereum (Ethereum Virtual Machine – EVM) bên trong một Rollup. Bước đột phá này giúp các nhà phát triển có thể di chuyển các dApp sang Rollups mà không cần phải tạo code mới. Đó là lý do tại sao Vitalik và cộng đồng Ethereum rất hào hứng với giải pháp layer-2 Rollups.
Một câu hỏi lớn được đặt ra với các giải pháp Layer 2: “Ai đang kiểm soát các lối ra? Sau khi dữ liệu và tài sản đi vào layer-2 thì cổng ra là do ai kiểm soát?”. Với Rollups, các cổng ra nằm dưới sự kiểm soát của Layer-1, đó chính là Ethereum blockchain. Trong khi Google sử dụng khẩu hiệu “Don’t Be Evil” – Đừng trở nên xấu xa, Rollups lại lấy slogan “Can’t Be Evil” – Không thể trở nên xấu xa khi đề cập đến việc chứng minh các gian lận trong hệ thống.
Cách Rollups hoạt động
Không giống như State channels, các khoản tiền trong Rollups được nắm giữ bởi một hợp đồng thông minh trong đó các nhà khai thác đặt tiền vào hợp đồng thông minh Layer 1. Tất cả các giao dịch xảy ra trên Layer 2 và có thể được thực hiện trên Layer 1 nếu người dùng tin rằng hoạt động của Layer 2 là không chính xác.
Hợp đồng thông minh on-chain duy trì trạng thái gốc với số dư tài khoản và mã hợp đồng bên trong Rollup. Batch là một tập hợp các giao dịch được nén. Khi người dùng đưa ra thông báo về một batch với các state root trước đó (pre-state root) và state root mới với các giao dịch đã xử lý. Hợp đồng thông minh sẽ đảm bảo rằng tất cả sẽ được khớp với nhau. Sau đó, hệ thống sẽ chuyển state root cũ sang state root mới.
Vậy làm thế nào để ngăn chặn các hacker có thể gửi đi một post-state root để lấy cắp tài sản bên trong Rollups? Cách giải quyết cho vấn đề tiềm ẩn này đã chia giải pháp Rollups ra làm hai nhóm khác nhau là ZK-Rollup và Optimistic Rollup.
ZK-Rollups
ZK-Rollups là gì?
ZK-Rollups (Zero Knowledge Proof Rollup) sử dụng các bằng chứng hợp lệ. Điều này có nghĩa là mọi batch đều bao gồm một Zero-Knowledge Proof (SNARK). SNARK là bằng chứng mã hóa chứng minh post-state root là chính xác sau khi nó thực hiện batch. Hơn thế nữa, việc xác minh on-chain diễn ra nhanh chóng bất kể kích thước tính toán như thế nào.
Người khai thác phải tạo ra một SNARK cho mọi chuyển đổi trạng thái và yêu cầu này sẽ được xác minh bởi hợp đồng thông minh trên chuỗi chính. Điều này có nghĩa các nhà khai thác sẽ không thể đánh cắp tiền trong hệ thống. Họ cũng không thể phá hỏng trạng thái Rollup nên vấn đề giám sát là không cần thiết. Tiền của người dùng được đảm bảo khi một block được xác nhận ngay cả khi những người khai thác không hợp tác.
ZK-Rollups phân người dùng thành hai loại là transactors (người giao dịch) và relayers (người chuyển tiếp). Transactors sẽ tạo và chuyển phát những giao dịch của họ lên mạng lưới. Relayers sẽ tạo một rollup bằng việc thu thập một số lượng lớn các giao dịch và cuộn chúng lại với nhau. Relayer có nhiệm vụ tạo ra bằng chứng SNARK. Để trở thành relayer thì người dùng cần stake tài sản của họ (coin). Yêu câu này khuyến khích các relayer tham gia hệ thống một cách trung thực và không làm xáo trộn các Rollups.
Điểm mạnh và điểm yếu
- Điểm mạnh
- Giảm phí mỗi lần giao dịch
- Nhanh hơn Plasma và Optimistic Rollups (tham khảo bên dưới)
- Ít dữ liệu hơn đồng nghĩa với việc tăng thông lượng và khả năng mở rộng
- Không cần xác minh gian lận như Optimistic Rollups, làm giảm thời gian chậm trễ khi rút tiền
- Hạn chế
- Thiết lập ban đầu của ZK-Rollups có thể làm cho hệ thống trở nên tập trung hơn
- Máy tính lượng tử có thể tạo ra các mối đe dọa trong tương lai
Optimistic Rollup
Optimistic Rollup là gì?
Optimistic Rollup chính là “anh em” với ZK-Rollups và đã khắc phục được những hạn chế của Plasma, Sidechain và State Channels.
Người tạo block tổng hợp (rollup) các giao dịch và đăng các dữ liệu đó lên Layer 1 kèm với chữ ký. Các quá trình chuyển đổi trạng thái là chính xác trừ khi nó được chứng minh là gian lận. Khi một việc chuyển đổi trạng thái không chính xác được xuất bản, nhà khai thác và người dùng có thể hoàn nguyên khối không chính xác và cắt đứt bất kỳ liên kết nào của các nhà khai thác gian lận. Ngoài ra, để ngăn chặn các nhà khai thác khỏi việc kiểm duyệt cho bất kỳ ai, hợp đồng thông minh chấp nhận các giao dịch trực tiếp từ người dùng. Ngay cả hacker cũng không thể ngăn cản người dùng rút tiền của họ một cách hợp pháp.
Đây là một cải tiến lớn so với Sidechains – nơi những người khai thác hoặc người xác thực (validators) có thể lấy cắp tiền của người dùng. Với Optimistic Rollups, người dùng có thể phát hiện và báo cáo các gian lận bằng cách xem xét dữ liệu có sẵn trên Layer 1.
Điểm mạnh và điểm yếu
- Điểm mạnh
- Tương thích Turning-complete/ EVM
- Có thể xử lý được từ 200 đến 2000 giao dịch trên giây trong khi con số này của Ethereum là 10
- Trải nghiệm người dùng tốt hơn
- Điểm yếu
- Thông lượng bị hạn chế khi so sánh với ZK Rollups
- Các vấn đề bảo mật bổ sung
Optimistic Rollups vs ZK Rollups
Có một vài sự đánh đổi phức tạp khi quyết định sử dụng các rollups này. Compression trick mà ZK Rollups thực hiện là để các phần giao dịch nằm ngoài chuỗi nếu chúng không liên quan đến việc cập nhật trạng thái. Optimistic Rollups không thể làm được điều đó bởi vì dữ liệu cần được kiểm tra lại với mục đích chống gian lận.
Trong khi Optimism giả định các giao dịch hợp lệ theo mặc định và chỉ chạy tính toán trong trường hợp có thách thức, ZK Rollups chạy tất cả tính toán ngoài chuỗi và gửi bằng chứng hợp lệ để được lưu trữ trên Ethereum. Điều này khiến giao dịch tiến hành theo ZK Rollups trở nên cực kỳ bảo mật và không thể bị đảo ngược, nhưng đổi lại thì tốc độ thanh toán nhanh sẽ bị chậm hơn so với Optimistic Rollups.
Nhìn chung, Optimistic Rollups là một lựa chọn đầy hứa hẹn trong thời gian tới vì các nhà phát triển có thể dễ dàng di chuyển các dApp của họ. Điều này giúp Ethereum giải quyết nhu cầu mở rộng trong khi chờ ETH 2.0 hoàn thiện.
ZK Rollups là giải pháp phức tạp hơn. Hiện tại, ZK Rollups có thể thực hiện chuyển token tuy nhiên việc triển khai hợp đồng thông minh với mục đích chung sẽ cần nhiều thời gian hoàn thiện hơn. ZK Rollups cũng khắc phục một số hạn chế của Optimistic Rollups như giảm thời gian rút tiền xuống còn vài phút, cho phép các giao dịch nhanh và người dùng có thể rút tiền với số lượng không giới hạn.
Nhìn chung, Optimistic Rollups sẽ là bước đệm cho ZK Rollups. Optimistic Rollups sẽ giúp chuẩn bị hệ sinh thái cho sự di chuyển quy mô lớn sang Layer 2 của các dApp, oracles, wallet và thậm chí cả thói quen người dùng. Điều này sẽ cho ZK Rollups thêm thời gian cần thiết để phát triển và trưởng thành. Vitalik Buterin, người được coi là gương mặt đại diện cho Ethereum, sẽ hỗ trợ Optimistic Rollups trong thời gian ngắn hạn và ZK Rollups trong dài hạn.
Các dự án sử dụng Rollups
Một số nền tảng và giao thức có tên tuổi lớn đã bắt đầu tích hợp Rollups hoặc đang trong giai đoạn thử nghiệm. Khi những dự án này bắt đầu quá trình triển khai, chắc chắn sẽ thu hút được nhiều người dùng tham gia.
- Optimism (Optimistic Rollups) – Các dự án tích hợp: Chainlink, Maker, Synthetix, Uniswap
- Matter Labs/ zkSync (ZK Rollups) – Các dự án tích hợp: 1inch, Aave, Balancer, Curve, Loopring
- StarkWare (ZK Rollups) – Các dự án tích hợp: dYdX, DiversiFi
Kết luận
Sau sự nở rộ của DeFi và trend NFTs trong giai đoạn cuối năm 2020 – đầu năm 2021, mạng lưới Ethereum đã lộ ra những điểm hạn chế lớn như tốc độ giao dịch chậm, phí cao, khả năng mở rộng kém, mạng lưới hay bị tắc nghẽn điều này cản trở đến việc thu hút người dùng mới vào hệ sinh thái Ethereum. Giải pháp Layer 2 chính là biện pháp tức thời giúp Ethereum khắc phục những nhược điểm trên trong khi chờ bản nâng cấp Ethereum 2.0 hoàn thành trong 3 – 5 năm nữa. Vì vậy, thời gian tới có thể sẽ là sự lên ngôi của các giải pháp Ethereum Layer-2.
Trên đây là toàn bộ thông tin mà GTA Research team đã nghiên cứu, tổng hợp và không phải là lời khuyên đầu tư. Hy vọng bài viết sẽ giúp các bạn có được các thông tin cần thiết và đưa ra được nhận định cá nhân của mình trong thị trường biến động không ngừng này.
Nguồn tham khảo: Invanontech
