Một ZK-rollup đơn lẻ không thể mở rộng Ethereum. Tuy nhiên, bằng cách hoạt động cùng nhau trong một hệ sinh thái tương tác được, ZK-rollups và ETH có thể đương đầu với thế giới.
Vài tuần gần đây đã chứng kiến một làn sóng ra mắt dự án zero-knowledge proof, bao gồm zkEVM của Polygon và zkSync Era của Matter Lab trên mainnet, cùng với zkEVM của Linea từ ConsenSys trên testnet.
Chúng tham gia cùng với StarkEx, giải pháp StarkWare đã hoạt động lâu dài và phiên bản phi tập trung StarkNet cùng với nhiều dự án khác đang được phát triển từ Polygon (Miden, Zero, vv.) và Scroll.
Tất cả đều hứa hẹn giao dịch nhanh hơn và rẻ hơn để mở rộng Ethereum bằng cách sử dụng zero-knowledge proofs.
Nhưng liệu sự cạnh tranh khốc liệt giữa ZK-rollups có phải là trò chơi không? Các bên đều có thể thắng cuộc, hay chỉ có một người chiến thắng?
Mặc khác chúng ta đang nhìn vào một tương lai trong đó nhiều loại rollup khác nhau có thể làm việc hài hòa và tương tác được?
Anthony Rose, trưởng nhóm kỹ thuật cho zkSync, cho rằng tương lai sau là khả năng cao hơn và dự đoán rằng một ngày nào đó, không ai sẽ nghĩ về ZK-rollup mà họ đang sử dụng vì nó sẽ chỉ là cơ sở hạ tầng.
“Tôi nghĩ nếu chúng ta không đến được thế giới đó, thì chúng ta có thể đã thất bại,” ông nói. “Đó là cách mà ai đó sử dụng Snapchat hoặc Facebook không cần phải biết về TCP/IP hoặc HTTP – nó chỉ là hệ thống đường ống của cách mà internet hoạt động.”
Nhưng làm thế nào để chúng ta chuyển từ một nhóm rollup chủ quyền đang cạnh tranh sang một hệ sinh thái các giải pháp ZK có thể tương tác và kết hợp được?
Mọi người đã bắt đầu suy nghĩ về câu hỏi này, và tất cả các dự án ZK mà tạp chí đã nhắc đến đều có kế hoạch để làm cho dự án của họ có thể tương tác với ít nhất một số rollups khác – mặc dù mức độ mà điều đó có thể xảy ra phụ thuộc vào việc phát triển tiêu chuẩn và giao thức.
Hiểu rõ về Zero-knowledge proofs và ZK-rollups
Theo StarkWare, một cách nâng cao khả năng mở rộng Ethereum là sử dụng mật mã. ZK Rollup cho phép tính toán cho hàng ngàn giao dịch được lấy ra khỏi blockchain chính và trả về một cryptographic proof nhỏ trên Ethereum chứng minh tính toán được thực hiện chính xác.
” Mỗi proof mà chúng tôi tạo ra bao phủ khoảng 20.000 giao dịch và vừa với một khối Ethereum,” giải thích Eli Ben-Sasson, đồng sáng lập StarkWare.
Mặc dù số giao dịch trên mỗi khối tăng, Rose của zkSync không nghĩ rằng Ethereum có thể tiến gần hơn đến việc trở thành lớp cơ sở cho tất cả mọi thứ thông qua một cuộn ZK đơn lẻ.
“Một cuộn ZK một mình không đủ để mở rộng lên tới quy mô thế giới chúng ta đang nói đến,” Rose nói. “Nếu chúng ta nghĩ rằng các ứng dụng có một số tương tác trên blockchain đang cung cấp giá trị cho hàng trăm triệu người, vấn đề về khả năng mở rộng vẫn còn chưa được giải quyết.”
Việc mở rộng tương tự như băng thông Internet, càng nhiều bạn nhận được, bạn sẽ nhận ra càng nhiều bạn cần. Trong quá khứ, Ethereum đã lên kế hoạch để mở rộng sử dụng “Eth2” sharding. Sau đó, lộ trình này đã bị hủy bỏ sau khi cuộn ZK xuất hiện vào năm 2018 và hứa hẹn khả năng mở rộng rất lớn, nhưng chỉ khi Ethereum nâng cấp blockchain bằng một hình thức sharding khác (proto danksharding và sau đó là danksharding) để cho phép các cuộn ZK đạt được lưu lượng xử lý cao hơn.
Thậm chí với điều đó, Rose cho biết rằng các rollup có thể cần phải hợp tác với nhau. “Đây là một lĩnh vực nghiên cứu lớn đang được chúng tôi quan tâm,” Rose cho biết về tính tương thích. “Khi các hệ thống trưởng thành hơn… tôi nghĩ, tự nhiên thì đó là mô hình mà các hệ thống này đề xuất.”
Mở rộng Ethereum còn rất xa …..
Tuy nhiên, việc mở rộng vẫn còn sớm. Mặc dù các giải pháp khác nhau khẳng định rằng họ có thể – trên lý thuyết đạt tới hàng ngàn giao dịch mỗi giây (hoặc thậm chí nói về mở rộng “vô hạn”), nhưng trong thực tế, chúng bị hạn chế bởi khả năng cung cấp dữ liệu trên Ethereum.
Hiện tại, các giải pháp mở rộng Ethereum và Ethereum đang chạy ở khoảng 25 giao dịch mỗi giây (TPS). Trong tháng qua, Ethereum hoàn thành trung bình khoảng 12 TPS, Arbitrum One đạt 7,2 TPS, Optimism đạt 2,65 TPS và zkSync đạt 1,6 TPS, theo ETHTPS.info.
Các con số này dao động một chút và thấp chủ yếu do yêu cầu hơn là khả năng. StarkEx không được bao phủ, nhưng StarkWare cho biết trung bình đạt 5 TPS trong tháng qua.
Mặc dù cung vượt trội hơn cầu cho đến nay, tính tương thích giữa các rollups đã rất hữu ích để đảm bảo người dùng không bị mắc kẹt trong khu vườn tường. Ví dụ, người dùng Optimistic Rollup phải chờ đợi một tuần để rút tiền, điều này hạn chế tính tương thích.
ZK-rollups không có giới hạn đó và có thể cho phép rút tiền tức thì (nhưng không thực hiện).
Các ZK-rollups tương thích với nhau là khả thi, nhưng có thực sự có thể xảy ra không?
Bobbin Threadbare, người sáng lập Polygon Miden, cho biết tính tương thích giữa các ZK-rollups là khả thi kỹ thuật, nhưng “việc nó có thể xảy ra trong thực tế là một câu hỏi khác.”
Ông giải thích rằng các lệnh rút tiền vẫn không được ngay lập tức bởi vì không khả thi tài chính để đưa các chứng minh lên Ethereum một cách thường xuyên, vì vậy các giao dịch được phát ra xấp xỉ mỗi 10 hoặc 20 phút. Khi nhu cầu và khả năng thông qua tăng lên, thì khoảng thời gian trễ này sẽ trở nên nhanh hơn và nhanh hơn.
“Và trong trường hợp đó, bạn sẽ đến gần hơn và gần hơn với loại chuyển động ngay lập tức giữa các nơi khác nhau”, ông nói.
“Thứ hai là các rollup khác sẽ phải có một loại động lực để nói rằng, ‘Okay, hãy tìm cách chúng ta có thể di chuyển các thứ một cách mượt mà từ đây sang đó’.”
Threadbare cho rằng, “Tương thích rất nhanh giữa các ZK-rollups là khả thi kỹ thuật, nhưng lại xảy ra các vấn đề sau:
a) Mọi người cần đồng ý về các tiêu chuẩn
b) Họ cần thực sự triển khai các tiêu chuẩn này trong hệ thống của họ.”
“Và tôi nghĩ đó là một điều phức tạp hơn rất nhiều.”
Khả năng tương tác không phải là khả năng kết hợp
Có một sự khác biệt giữa “tương tác” và “kết hợp” – mặc dù người ta thường sử dụng chúng một cách thay thế cho nhau.
Tương tác dễ dàng hơn và cơ bản là khả năng chuyển tiền từ một giải pháp L2 (lớp 2) sang giải pháp khác. “Theo định nghĩa này, ít nhất là tất cả các rollup chia sẻ một L1 hiện nay đã có khả năng tương tác!” – như lưu ý của đồng sáng lập Optimism, Ben Jones.
Patrick McCorry của Arbitrum cũng cho biết rằng để đạt được tương tác cơ bản, bạn đã có thể gửi tài sản từ một rollup sang rollup khác thông qua Ethereum – chỉ là chậm.
“Hoặc bạn có thể có một giải pháp ngoài chuỗi, có lẽ giống như giao thức Hop, nơi có một người ở giữa bạn cho họ các tài sản từ StarkWare và sau đó bạn lấy các tài sản đó đến Scroll, và họ cung cấp một cách thống nhất để đồng bộ hóa. Vì vậy, có cách để làm điều đó, “- ông nói.
Hiện nay, giao thức Hop cho phép người dùng gửi tiền giữa Ethereum, Polygon, Gnosis, Optimism và Arbitrum, tuy nhiên ZK-rollups hiện chưa được hỗ trợ. Connext cung cấp một dịch vụ tương tự, bao gồm BNB. Một DEX và bộ gộp cầu chéo gọi là Rango đã kết nối StarkNet với các L2 khác.
Declan Fox, trưởng nhóm sản phẩm cho ConsenSys Linea zkEVM, mong đợi rằng hỗ trợ sẽ được thêm vào sớm. “Nhiều nhà cung cấp cầu nối bên thứ ba sẽ tiếp tục cung cấp các giải pháp tương tác cho ZK-rollups”, ông nói thêm rằng cầu nối có nhược điểm liên quan đến sự tin tưởng và phí.
“Tại Linea, chúng tôi đánh giá cao các hệ thống mở và khả năng tương tác. Mạng thử nghiệm Linea đã tích hợp nhiều giải pháp cầu nối hàng đầu cho lý do này. Trong tương lai, Linea sẽ có thể tương tác một cách không đáng tin cậy với bất kỳ hệ thống ngoại tuyến lớp 3 nào được triển khai trên lớp 2 thông qua các cầu nối xác minh của họ.”
MetaMask Snaps có thể giúp đỡ?
Một khả năng khác để đạt được tương tác giữa các nền tảng là thông qua ví trình duyệt MetaMask. ConsenSys đang phát triển các tiện ích mở rộng ví được gọi là Snaps, được đóng góp từ cộng đồng, để các dự án có thể phát triển và mở rộng khả năng của MetaMask.
Quản lý sản phẩm cấp cao của MetaMask, Alex Jupiter cho biết Snaps vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, “nhưng nếu chúng ta tưởng tượng một tương lai nơi Snaps là ổn định, các nhà phát triển có thể mở rộng nó bằng nhiều cách khác nhau. Tất nhiên, bước tiếp theo là kết nối các Snaps khác nhau với nhau. Vì vậy, một ZK-rollup có thể trò chuyện với một ZK-rollup khác, đúng không? Đó là một phần của tầm nhìn của Snaps, và chúng tôi muốn tạo ra thế giới đó.”
Một Snaps đã được demo cho phép người dùng MetaMask kiểm soát Bitcoin thông qua ví Ethereum của họ, vì vậy việc làm cho các ZK-rollup nói chuyện với nhau dường như khả thi.
“Chẳng ai biết cầu nối sẽ đi đến đâu trong tương lai. Tôi không phải là một chuyên gia về ZK-rollups, nhưng tôi không nghĩ rằng điều đó sẽ là vấn đề cốt lõi về mặt kỹ thuật trong tương lai.”
ZK-rollups và sự tương thích
Sự tương tích (composability) là khả năng khởi động giao dịch liên quan đến các hoạt động trên hai hoặc nhiều rollup khác nhau. Jones gọi đó là “a stronger form- một dạng mạnh” của tương tác giữa các máy chuỗi (interoperability) “nơi các chuỗi không chỉ giao tiếp bất đồng bộ với nhau mà thực sự có các giao dịch, được nhận thức về trạng thái của mỗi chuỗi theo một cách “real-time” (hãy tưởng tượng về các khoản vay nhanh giữa các chuỗi).”
Điều này có thể đòi hỏi việc phát triển các tiêu chuẩn và giao thức mới, và Rose cho rằng càng sớm thì càng tốt.
“Đó là một trải nghiệm người dùng tuyệt vời hơn nếu các đội có thể xây dựng thông qua một giao diện, và chúng tôi có thể cố gắng để có nhiều chuẩn hóa hơn. Tôi nghĩ rằng có sự đam mê đối với một số chuẩn hóa này và tôi nghĩ chúng ta sẽ thấy nhiều hơn trong quá trình hình thành các hệ thống này.”
Fox nói rằng “để đạt được sự tương tích đồng bộ, sẽ cần có một tập hợp các giao dịch trên các hệ thống ngoài chuỗi được sắp xếp và theo thứ tự toàn cầu. Điều này được lý thuyết hoá có thể xảy ra với ZK-rollups nhờ vào SNARKs [loại chứng minh ZK] trong đó, ví dụ như một trình kết nối chung có thể cung cấp một UX thực hiện thống nhất và tích lũy tính thanh khoản”, anh ta nói.
“Hãy tưởng tượng một giao dịch DeFi được thực hiện trên các chuỗi khác nhau để tối ưu hóa tính thanh khoản trong cùng một giao dịch.”
Base layer advertisement from Coinbase. (Coinbase)
Lạc quan đối với Superchain
Lạc quan về Superchain – Một trong những phương thức phối hợp tiềm năng có thể là khái niệm Superchain của Optimism, mà được công bố cùng lúc với việc Coinbase giới thiệu bifurcation layer-2 của Optimism.
Optimism là Optimistic Rollup, là một cách khác để tăng cường Ethereum, tuy nhiên, khả năng xử lý tiềm năng hơn nhưng hạn chế hơn. Theo thông báo:
“Superchain cố gắng tích hợp các L2 siloed thành một hệ thống có khả năng tương tác cũng như có thể sáng tạo.”
Jones cho biết với Magazine: “Không có viên đạn bạc nào cả”, nhưng Superchain đặt mục tiêu giải quyết một vài yêu cầu về khả năng tương tác và tương thích:
- Shared Sequencing – Sắp xếp chung: “Để có một hệ thống mà bạn có thể thực hiện một khoản vay flash qua các chuỗi khác, ít nhất, vào thời điểm giao dịch đó được xử lý, nó cần được bao gồm đáng tin cậy trên cả hai chuỗi. Điều này yêu cầu một vài khái niệm về sequencers có thể giao tiếp, hợp nhất hoặc mạng với nhau.”
- Separation of Proving and Execution – Phân chia Chứng minh và Thực thi: “Các ứng dụng khác nhau có yêu cầu bảo mật khác nhau, và các yêu cầu bảo mật đó áp đặt các loại hạn chế khác nhau về tính tương tác có thể được đạt được. Bằng cách tách biệt tính toán trạng thái chuỗi khỏi chứng minh thông điệp giao cắt, chúng ta có thể tối đa hóa tính tương tác của các ứng dụng mà không làm mất đi tính toàn vẹn của chúng.”
Người ta nói rằng Superchain có thể kết nối optimistic và ZK-rollups cũng như các chuỗi khác, cung cấp một “tiêu chuẩn chung, linh hoạt để tất cả các đổi mới này diễn ra trên đó”.
“Việc làm cho các chuỗi này tương tác với nhau sẽ dễ dàng hơn nhiều khi chúng được xây dựng trên cùng một nền tảng mã nguồn, so với việc tương tác giữa các chuỗi được viết riêng biệt từ đầu,” anh ta nói.
Tuy nhiên, nhấn mạnh quan điểm của Threadbare về vấn đề chính trị phức tạp hơn vấn đề kỹ thuật, Giám đốc điều hành Arbitrum Steven Goldfeder đã từ chối khá nghiêm khắc khái niệm này.
“Ý niệm rằng chúng ta sẽ hội tụ vào một ngăn xếp công nghệ nhất định – một ngăn xếp công nghệ mà hiện tại chưa được xây dựng, không có các tính năng cốt lõi làm cho nó trở thành layer 2 hoặc rollup – ý niệm đó là hơi tự động hóa”, ông nói với The Defiant.
Tại sao kết nối ZK-rollups với Optimism?
Và Arbitrum được xây dựng bằng cách sử dụng Optimistic Rollups. Có thể sẽ khó thuyết phục ZK-rollups với khả năng thông lượng tiềm năng cao hơn, để phối hợp thông qua Optimism. Với một số người, điều này có vẻ như kết nối các cáp quang với dây đồng.
Tuy nhiên, Optimism đang chuẩn bị để tích hợp các chứng minh ZK (chứng minh tính đúng đắn) vào hệ thống của mình với bản nâng cấp Bedrock, và Superchain sẽ đưa ý tưởng này thêm một bước xa hơn nữa. “Tương thích ở đó là mục tiêu,” Jones cho biết.
Các phương pháp phối hợp tiềm năng khác là Giao thức Liên khối Cosmos hoặc Celestia “chuỗi khối linh hoạt” (mặc dù Celestia dường như đang cố gắng thay thế Ethereum làm lớp khả dụng dữ liệu).
Nhưng ZK-rollups cũng có thể kết nối trực tiếp với nhau.
Polygon ZK-rollups sẽ tương tác được với nhau
Polygon đang phát triển nhiều loại ZK-rollup khác nhau. Chúng bao gồm Polygon Miden (tương tự StarkNet), Polygon zkEVM (tương thích với các dự án EVM hiện có), Zero (tăng trưởng đệ quy) và Nightfall (Optimistic Rollups gặp mật mã không điều kiện).
Threadbare cho biết việc phối hợp nội bộ để kết nối các giải pháp ZK của Polygon dễ dàng hơn so với phối hợp với các dự án bên ngoài, và ông tin rằng các thách thức kỹ thuật có thể thực hiện được. Đội ngũ đang làm việc trên cầu LX-LY để cho phép khả năng tương tác này.
“Vì chúng tôi đều là một phần của cùng một công ty, việc tích hợp kỹ thuật trở nên dễ dàng hơn để giải quyết”, ông nói. “Chuyển đổi giữa các rollups này sẽ rất đơn giản.”
“Sự ma sát, nó không phải là hai chuỗi riêng biệt hoặc ba chuỗi riêng biệt. Nó không xuất hiện như vậy. Đó chỉ là một Polygon định giá trên Ethereum. Và chuyển động tài sản hoặc tiền hoặc mã thông báo giữa các môi trường khác nhau này là rất đơn giản và dễ dàng. Đó là mục tiêu cuối cùng.”
StarkEx và StarkNet
Ben-Sasson của StarkWare cho biết họ đang xây dựng tính năng tương thích giữa StarkEx và StarkNet.
“Vâng, chắc chắn vậy. Chúng tôi sẽ đưa các hệ thống StarkEx trở thành layer 3s trên StarkNet, và, vào một số thời điểm, chúng sẽ là các giải pháp trên đầu của StarkNet. Đó chắc chắn là kế hoạch của chúng tôi,” ông nói.
Trở lại năm 2020, StarkWare đã phát hành một blog trình bày kế hoạch tương thích của mình, nhưng Ben-Sasson cho biết rằng nó đã bị thay thế. Cairo của StarkWare là một ngôn ngữ hoàn toàn Turing và máy ảo, giúp nó tương tự như một máy tính đa năng.
“Một phép so sánh tốt đẹp là nghĩ về tầng 2 hoặc tầng 1 như một máy tính chậm hơn một chút so với máy tính xách tay của bạn, nhưng nó có nhiều tính toàn vẹn và an toàn,” ông nói. “Vì vậy, bạn có thể bắt đầu kết nối các chương trình máy tính này theo các cách khác nhau. Giống như ngày hôm nay, các máy tính nói chuyện với nhau và tương thích hoặc kết hợp.”
Để các máy tính nói chuyện với nhau qua internet, một bộ tiêu chuẩn như TCP / IP và HTTP đã được phát triển. Ben-Sasson đồng ý rằng đó là con đường có khả năng kết nối các rollups chứng thực được.
ZK-rollups có thể kết nối trực tiếp với nhau.
Tuy nhiên, hiện tại StarkNet không phát triển tiêu chuẩn như vậy, nhưng Ben-Sasson cho rằng có thể có những cách khác để tương thích. Ông ấy cho rằng các hợp đồng thông minh có thể được viết để hiểu các loại bằng chứng không tương thích khác nhau được sử dụng bởi các ZK-rollups khác nhau. StarkNet sử dụng STARKs như tên gọi của nó; zkSync sử dụng SNARKs và Polygon Zero sử dụng PLONKs (là SNARKs đệ quy).
“Có người đã viết một hợp đồng thông minh trên StarkNet cho phép bạn xác minh một Groth 16 SNARK,” ông ấy nói.”
Có nghĩa là hai rollups có thể giao tiếp, tương tác với nhau một cách trực tiếp
“Miễn là bạn có thể xác minh các bằng chứng của chuỗi hai trong chuỗi một, bạn có thể bắt đầu có tính tương tác. StarkNet đã có thể xác minh các STARKs, và hiện tại cũng xác minh được các Groth 16 SNARKs, và tôi khá chắc rằng sớm thôi, chúng ta sẽ có những thứ như PLONKs và Plonky và các loại hệ thống khác.”
“Vì vậy, ít nhất trong StarkNet, việc xác minh rằng các điều đã diễn ra đúng trong các chuỗi khác nên khá dễ dàng, và bạn có thể bắt đầu có tính tương tác.”
Fox nói riêng với tôi rằng hệ thống của Linea “đã sử dụng EVM để xác minh các bằng chứng (Groth16, PlonK, vv.) trong một smart contract,” và ông nói rằng điều này có thể làm cho nó có tính tương tác với các L3.
Ben-Sasson nói các kết nối trực tiếp đến các rollup khác nhau bằng StarkNet có vẻ rất khả thi.
“Bạn có thể làm điều đó trực tiếp. Bạn có thể làm được điều đó vì đó là một máy tính đa dụng và vì tính chất của validity rollup, bạn có thể cho các hệ thống này nói chuyện với nhau. “
Vì vậy, nghe có vẻ như tương tác và kết hợp sẽ là xu hướng trong tương lai.
“Ừ, nó chắc chắn là tương tác và có tính linh hoạt. Chắc chắn vậy.”