Sự phổ biến của Ethereum và là nền tảng của lượng ứng dụng phi tập trung (DApps) lớn nhất trong tất cả các blockchain, Ethereum đang phải vật lộn với tình trạng tắc nghẽn mạng. Việc tải trọng quá lớn trên mạng đã dẫn đến chi phí cao, giao dịch chậm và khả năng mở rộng bị hạn chế.
Một trong những giải pháp cho những vấn đề này là các giao thức Layer 2 (L2). Zero-Knowledge RollUps là một loại giải pháp L2 được thiết kế để đạt được tốc độ giao dịch vượt trội và có chi phí thấp.
Layer 2 trên Ethereum là gì?
Thông lượng tối đa của Ethereum luôn có giới hạn là khảng 15 đến 20 giao dịch mỗi giây (TPS). Điều này là do trình xác thực khối Proof-of Work ngốn nhiều công suất và năng lượng của nền tảng gây nên.
Khi Ethereum trở nên phổ biến và trở thành máy chủ lưu trữ của hàng nghìn DApp trong vài năm qua, giới hạn tốc độ đã khiến việc xử lý giao dịch ngày càng chậm và phí ngày càng cao.
Các giải pháp L2 là cách để giải quyết sự kém hiệu quả này, các giao thức được xây dựng trên các nền tảng cơ bản của Ethereum blockchain – được gọi là Layer 1 (L1). Các giải pháp này cho phép kết hợp khả năng xử lý dữ liệu trong chuỗi và ngoài chuỗi. Quá trình xử lý kết hợp giúp Ethereum đạt được những cải tiến về tốc độ, phí và khả năng mở rộng mà nền tảng L1 Ethereum blockchain không có khả năng tự giải quyết.
Đồng thời, các giao thức L2 giữ lại dữ liệu chính và tài sản người dùng trên chuỗi để có thể tận dụng những lợi ích chính của công nghệ blockchain mang lại – bảo mật và phi tập trung hóa.
Ngoài L1 và L2, Ethereum còn có Layer thứ ba. L3 trên blockchain đề cập đến hệ sinh thái các ứng dụng phi tập trung (DApp) của nền tảng. Các ứng dụng này được xây dựng trực tiếp trên L1 hoặc sử dụng các giải pháp L2. Không giống như các giao thức L2, các ứng dụng L3 thường không xử lý các giao dịch ngoài chuỗi và dựa vào các hợp đồng thông minh trên blockchain.
Rollups là gì?
Có nhiều loại giải pháp L2 khác nhau, trong đó Rollups là những loại phổ biến nhất. Nó là các giao thức thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi khối, sau đó cuộn hàng trăm giao dịch đã xử lý thành một nhóm và đăng tải lên nền tảng L1 cùng một lúc. Xử lý ngoài chuỗi và theo nhóm cho phép các Rollups để đạt được tốc độ và phí vượt trội so với xử lý thuần túy dựa trên L1 Ethereum.
Có hai loại giải pháp Rollups chính – Zero Knowledge Rollups và Optimistic Rollups.
Cả hai đều dựa trên cùng một quy trình thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi, sau đó đăng tải chúng theo nhóm lên nền tảng của blockchain để lưu trữ dữ liệu cuối cùng. Sự khác biệt chủ yếu nằm ở quy trình xác minh giao dịch.
Zero-Knowledge Rollups là gì?
Các giải pháp Zero-Knowledge Rollups xử lý các giao dịch ngoài chuỗi và xử lý hàng loạt trước khi đăng lên blockchain cơ bản. Giao thức cũng tạo ra bằng chứng hợp lệ bằng mật mã được sử dụng để xác minh tính xác thực của dữ liệu giao dịch.
Bằng chứng hợp lệ, được gọi là SNARK, nó được tạo ra mà không cần biết tất cả các chi tiết của một giao dịch. Chỉ một số chi tiết chính của giao dịch được yêu cầu để xác minh giao dịch đó trong zero-knowledge rollup.
Khái niệm xác minh giao dịch mà không cần biết tất cả các chi tiết giao dịch nhạy cảm này là lý do tại sao loại rollup này được gọi là zero-knowledge.
Một số giải pháp Zero-Knowledge Rollups hàng đầu bao gồm Polygon Hermez, Starkware và Loopring.
Optimistic Rollups là gì?
Không giống như Zero-Knowledge Rollups, Optimistic Rollups không tạo ra bằng chứng hợp lệ để xác thực dữ liệu giao dịch được đăng lên L1 blockchain. Optimistic Rollup đăng các giao dịch đã xử lý lên blockchain mà không cần bằng chứng, nhưng sẽ có một khoảng thời gian chờ nhất định trong đó những người tham gia mạng có thể tranh chấp một giao dịch.
Nếu có bất kỳ người dùng trong mạnh lưới đăng tải bằng chứng hợp lệ cho thấy một giao dịch trong danh sách là gian lận, giao dịch được đề cập sẽ bị từ chối. Nếu không có bằng chứng nào như vậy được đưa ra trong thời gian chờ đợi, giao dịch được coi là hợp lệ và được ghi vào sổ cái.
Giả định ban đầu về tính hợp lệ của giao dịch mà không có bằng chứng là lý do tại sao những lần rollup này được gọi là Optimistic. Trong số nhiều giải pháp Optimistic Rollups, hai giải pháp nổi bật nhất là nền tảng tiền điện tử Arbitrum và Optimism.
Zero-Knowledge Rollups vs Optimistic Rollups: Sự khác biệt là gì?
Lợi thế chính của Zero-Knowledge Rollups so với Optimistic Rollups là tốc độ xử lý trên chuỗi. Vì không có thời gian chờ cho các Zero-Knowledge Rollups trong khi tính xác thực của giao dịch có thể bị khiếu nại, chúng sẽ được đăng lên sổ cái blockchain cơ bản nhanh hơn so với các giao dịch Optimistic Rollups.
Tuy nhiên, các bằng chứng về tính hợp lệ của mật mã được sử dụng bởi các lần Zero -Knowledge Rollups dựa vào sức mạnh băm đáng kể để tính toán. Do đó, các chương trình hạn chế hoạt động on-chain sẽ thấy có lợi hơn khi sử dụng các giải pháp Optimistic Rollups.
Optimistic Rollups hiện cũng có khả năng mở rộng lớn hơn nhờ không có sự tính toán bằng chứng hợp lệ. Giao dịch tăng đột biến không ảnh hưởng đến một ứng dụng sử dụng Optimistic Rollups, nhưng có thể làm chậm đáng kể giải pháp Zero-Knowledge Rollups.
Một sự khác biệt nữa giữa hai loại Rollups nằm ở sự tương tác của chúng với các hợp đồng thông minh trên blockchain. Các giải pháp Optimistic Rollups có khả năng thực hiện trực tiếp các hợp đồng thông minh trên nền tảng L1, trong khi các giải pháp Zero-Knowledge Rollups thì không.
Ví dụ về các giải pháp Zero-Knowledge Rollups?
Hermez (nay là Polygon Hermez)
Hermez là một nền tảng L2 sử dụng phương thức Zero-Knowledge Rollups để cung cấp các giải pháp thanh toán ngang hàng (P2P) nhanh hơn và rẻ hơn cho các cá nhân và công ty. Dự án đã khởi chạy mainnet vào tháng 3. Trong vòng nửa năm, nó đã thu hút sự quan tâm của Polygon, một nhà cung cấp giải pháp L2 hàng đầu.
Vào đầu tháng 8, Polygon mua lại Hermez với giá 250 triệu đô la và đưa thương hiệu này thành một thương hiệu của Polygon tên là Polygon Hermez. Hermez tiếp tục vận hành mạng lưới của riêng mình, nhưng điều này có thể thay đổi trong tương lai vì thương vụ mua lại sẽ dẫn đến những thay đổi về thiết lập kỹ thuật có thể xảy ra trong tương lai.
Bản chất của giải pháp Hermez là đấu giá chọn các điều phối viên node để xử lý các giao dịch. Để trở thành điều phối viên, bạn cần đặt giá thầu bằng tiền điện tử HEZ của nền tảng. Một phần giá thầu của bạn sẽ được chuyển đến các dịch vụ xã hội khác chạy trên Ethereum.
Hermez gọi quy trình đấu thầu này là bằng chứng quyên góp (Proof-of-Donation). Mặc dù hiện tại tất cả việc đặt giá thầu đều được thực hiện bằng HEZ, nhưng nền tảng này có thể thay đổi thành đồng MATIC của Polygon theo thỏa thuận mua lại.
Starkware
Starkware là một công ty cung cấp hai giải pháp Zero-Knowledge Rollups chính – StarkNet và StarkEx.
StarkNet là một nền tảng để phát triển các ứng dụng phi tập trung, có khả năng mở rộng cao (DApps). Mục tiêu chính của dự án là các nhà phát triển ứng dụng đang tìm kiếm các giải pháp có khả năng mở rộng rất cao, một tính năng sẽ không thể đạt được trên L1 Ethereum. Starkware quảng bá StarkNet như một giải pháp khả năng mở rộng không giới hạn.
StarkNet vừa đã khởi chạy mainnet và một số tính năng vẫn đang trong giai đoạn phát triển. Công ty có kế hoạch hoàn thiện toàn bộ tính năng trong vài tháng tới.
Một sản phẩm khác của Starkware là StarkEx, một giải pháp SaaS L2 có thể mở rộng chủ yếu nhắm vào các nhà phát triển ứng dụng tài chính phi tập trung (DeFi) và NFT. Một số ứng dụng sử dụng StarkEx như các sàn giao dịch DeFi: DeversiFi, dYdX và các nền tảng NFT như Immutable và Sorare .
Các nhà phát triển dự án DeFi và NFT có thể thử các khả năng của StarkEx bằng cách sử dụng môi trường thử nghiệm được gọi là StarkEx Playground trước khi quyết định cam kết của họ với nền tảng này.
Loopring
Loopring là một giải pháp Zero-Knowledge Rollups L2 nhắm vào các nhà điều hành sàn giao dịch phi tập trung (DeX) và các ứng dụng thanh toán khác. Nền tảng này tuyên bố rằng nó có khả năng đạt được tốc độ xử lý giao dịch nhanh hơn khoảng 1000 lần và phí rẻ hơn 100 lần so với Ethereum.
Loopring được phát triển vào năm 2017 và ra mắt trên mainnet vào cuối năm 2019. Gần đây, đã có một số suy đoán trong ngành về một sự hợp nhất tiềm năng giữa Loopring và một nền tảng NFT là GameStop. Nếu suy đoán thành hiện thực, Loopring có thể đặt trọng tâm vào các dự án NFT.
Kết luận
Tốc độ và sự tốn kém về chi phí của Ethereum đã làm nảy sinh các giải pháp L2, các giao thức được xây dựng trên nền tảng của chuỗi khối cơ bản giúp cải thiện tốc độ, chi phí và khả năng mở rộng. Một số giải pháp L2 phổ biến nhất là Rollups, thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi và chuyển các giao dịch đã xử lý sang Ethereum để lưu trữ.
Rollups có hai loại chính – Zero-Knowledge Rollups và Optimistic Rollups.
Zero-Knowledge Rollups xử lý các giao dịch ngoài chuỗi theo nhóm và tạo các bằng chứng hợp lệ bằng mật mã để xác minh tính xác thực của các giao dịch trong mỗi nhóm. Bằng chứng hợp lệ được sử dụng để thêm các giao dịch hàng loạt vào layer one blockchain.
Optimistic Rollups không tạo ra bằng chứng hợp lệ. Thay vào đó, các nhóm giao dịch được đăng lên blockchain và được thêm vào sổ cái sau một thời gian chờ đợi. Trong thời gian chờ đợi, nếu bất kỳ người dùng mạng nào chứng minh được có sự xuất hiện của gian lận trong bất kỳ giao dịch nào, giao dịch đó sẽ bị từ chối.
Zero-Knowledge Rollups có lợi thế là không có thời gian chờ nhưng yêu cầu sức mạnh tính toán lớn hơn. Không giống như Optimistic Rollups, Zero-Knowledge Rollups không thể thực hiện trực tiếp các hợp đồng thông minh trên blockchain nền tảng.
Đọc thêm: Mở rộng quy mô Ethereum & crypto cho một tỷ người dùng
