Phân tích sâu về giải pháp mở rộng Ethereum

Ethereum là một nền tảng quan trọng trong lĩnh vực blockchain, mang lại nhiều ứng dụng phi tập trung, từ DeFi đến NFT, hệ sinh thái đang phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, đi kèm với đó là tình trạng tắc nghẽn mạng, chi phí giao dịch tăng vọt, thời gian xác nhận kéo dài và các vấn đề khác, những thách thức này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự tích cực tham gia của người dùng.

Để giải quyết những vấn đề này và duy trì đặc tính phi tập trung của chuỗi chính, cộng đồng chủ yếu đã áp dụng giải pháp mở rộng L2. Ý tưởng cốt lõi của L2 là chuyển giao tính toán và giao dịch từ mạng chính (L1) sang mạng lớp hai để thực hiện, chỉ gửi kết quả cuối cùng đến mạng chính. Cách này không chỉ nâng cao hiệu quả giao dịch, giảm chi phí mà còn có thể kế thừa tính bảo mật của mạng chính.

Hiện tại, các giải pháp L2 được quan tâm nhiều bao gồm Rollups và sidechain. Rollups có thể được chia thành Optimistic Rollups (OP-Rollups) và Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

Optimistic Rollups

OP-Rollups thực hiện tính toán giao dịch và cập nhật trạng thái trên mạng L2, sau đó công bố dữ liệu gốc đã nén theo lô lên mạng chính. Các nút L2 mặc định coi các giao dịch này là hợp lệ, áp dụng nguyên tắc "giả định vô tội". Mô hình này tăng cường đáng kể tốc độ và hiệu quả xác nhận giao dịch.

Sau khi giao dịch được gửi, nếu người xác thực phát hiện vấn đề, họ có thể nộp bằng chứng gian lận trong vòng bảy ngày. Hợp đồng thông minh trên mạng chính sẽ xác minh bằng chứng này. Nếu thực sự có vấn đề, các lô giao dịch liên quan và các lô giao dịch sau đó sẽ bị hoàn lại, các nút xấu sẽ bị trừng phạt, trong khi người xác thực sẽ nhận được phần thưởng.

Sự tồn tại của cơ chế "bằng chứng gian lận" tự nó đã có tác dụng răn đe mạnh mẽ, thực tế rất ít nút gửi bằng chứng gian lận. Điều này nhờ vào việc thử nghiệm đầy đủ của dự án, cơ chế trừng phạt nghiêm khắc, cũng như thiệt hại kinh tế và uy tín khổng lồ do hành vi xấu gây ra.

Những nhược điểm chính của OP-Rollups là thời gian thách thức bảy ngày có thể ảnh hưởng đến dòng tiền và rủi ro tập trung tiềm ẩn.

Tổng hợp Zero-Knowledge

Khác với OP-Rollups, ZK-Rollups cần kèm theo bằng chứng tính hợp lệ khi gửi dữ liệu. Nó cũng xử lý giao dịch ngoài chuỗi, nhưng trước khi gửi chính thức, cần tính toán bằng chứng tính hợp lệ ngoài chuỗi.

Ưu điểm của việc áp dụng công nghệ ZK trong blockchain là nó có thể giới hạn sự phức tạp trong phạm vi hợp đồng thông minh. Người dùng chỉ cần tin tưởng vào hợp đồng thông minh phi tập trung, không cần phải phụ thuộc vào bất kỳ thực thể tập trung nào.

Độ phức tạp của ZK-Rollups thể hiện ở việc cần phải biên dịch quá trình thực hiện giao dịch thành các sơ đồ mạch logic phức tạp, sau đó thông qua tính toán mật mã để tạo ra kết quả có thể xác minh nhanh chóng. Điều này thường yêu cầu các trình biên dịch và trình xác minh chuyên dụng để hoàn thành.

Phân tích chi phí Layer2

Mạng L2 mặc dù nhằm giảm chi phí tương tác của người dùng trên L1, nhưng bản thân nó cũng có chi phí.

Chi phí của OP-Rollups chủ yếu bao gồm phí giao dịch để gửi dữ liệu nén đến L1 và chi phí vận hành của các nút L2. Cập nhật EIP-4844 của Ethereum đã giảm đáng kể chi phí tương tác giữa L2 và mạng chính. Ngoài ra, việc duy trì các nút cần phải khóa một lượng lớn vốn, có thể khiến các nhà đầu tư bỏ lỡ những cơ hội khác.

Chi phí chính của ZK-Rollups đến từ tài nguyên tính toán, việc tạo ra bằng chứng không kiến thức yêu cầu lượng lớn tài nguyên tính toán và phần cứng chuyên dụng. Đồng thời, nó cũng phải chịu phí giao dịch để gửi dữ liệu lên chuỗi chính. Nhu cầu về phần cứng chuyên dụng có thể dẫn đến việc mạng trở nên tập trung hơn.

Tóm tắt

Dù là OP-Rollups hay ZK-Rollups, đều là những giải pháp quan trọng của hệ sinh thái Ethereum đối phó với thách thức về khả năng mở rộng. Với việc thực hiện các nâng cấp như EIP-4844 của Ethereum, chi phí phát hành dữ liệu của L2 đã giảm đáng kể, điều này sẽ giải phóng thêm tiềm năng của hai giải pháp, thúc đẩy sự phát triển liên tục của hệ sinh thái Ethereum.