Ethereum là một trong những nền tảng hoạt động sôi nổi nhất trong lĩnh vực blockchain hiện nay, mang lại nhiều ứng dụng phi tập trung, từ tài chính phi tập trung đến token không thể thay thế, hệ sinh thái đang phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, sự phồn thịnh này cũng mang lại một số thách thức, chẳng hạn như tắc nghẽn mạng dẫn đến sự gia tăng chi phí giao dịch, thời gian xử lý kéo dài và tỷ lệ thất bại tăng, ảnh hưởng đến sự tham gia của người dùng.
Để giải quyết những vấn đề này và giữ nguyên tính phân phối của chuỗi chính, cộng đồng chủ yếu đã áp dụng giải pháp mở rộng L2. Ý tưởng cốt lõi của L2 là chuyển các phép tính và giao dịch từ mạng chính sang thực hiện trên mạng lớp hai, chỉ gửi kết quả cuối cùng đến mạng chính. Phương pháp này có thể cải thiện hiệu suất giao dịch, giảm phí, đồng thời giữ an toàn cho mạng chính.
Hiện tại, các giải pháp L2 nổi bật bao gồm Rollups và sidechain. Rollups còn có thể chia thành Rollups lạc quan (Optimistic Rollups) và Rollups không kiến thức (Zero-Knowledge Rollups, viết tắt là ZK-Rollups).
Tổng hợp lạc quan sẽ thực hiện tất cả các phép tính giao dịch và cập nhật trạng thái trên mạng L2, sau đó công bố dữ liệu gốc đã được nén theo lô lên mạng chính. Các nút L2 mặc định cho rằng các giao dịch này là hợp lệ, áp dụng nguyên tắc "giả định vô tội". Mô hình này tiết kiệm được rất nhiều xác minh không cần thiết, làm tăng đáng kể tốc độ và hiệu quả xác nhận giao dịch.
Sau khi giao dịch được gửi, các xác thực viên có bảy ngày để gửi bằng chứng gian lận. Nếu phát hiện giao dịch có vấn đề, hợp đồng thông minh trên L1 sẽ tiến hành xác thực. Một khi xác nhận có vấn đề, lô giao dịch nơi giao dịch đó thuộc về và các lô giao dịch tiếp theo sẽ bị hoàn nguyên, các nút xấu sẽ bị trừng phạt, trong khi các xác thực viên sẽ nhận được phần thưởng. Nếu trong bảy ngày không nhận được bằng chứng gian lận, tất cả giao dịch sẽ được xác nhận là hợp pháp.
Trên thực tế, tác dụng răn đe của cơ chế "bằng chứng gian lận" lớn hơn nhiều so với hiệu quả trừng phạt thực tế của nó. Hiện tại, gần như không có nút nào nộp bằng chứng gian lận, chưa nói đến việc xác thực thực sự hành vi sai trái của nút. Điều này là do các dự án đã được kiểm tra đầy đủ, chi phí gian lận rất cao, và những tổn thất kinh tế và danh tiếng tiềm ẩn lớn hơn nhiều so với lợi ích nhỏ có thể đạt được.
So với hành vi xấu của nút, các vấn đề do sự biến động của mạng hoặc lỗi phần mềm là phổ biến hơn. Nhược điểm chính của tổng hợp lạc quan là thời gian thử thách bảy ngày có thể ảnh hưởng đến sự lưu chuyển của vốn, và có một số rủi ro tập trung.
Khác với việc tổng hợp lạc quan, ZK-Rollups cần kèm theo một bằng chứng hợp lệ khi nộp dữ liệu. Nó cũng thực hiện giao dịch ngoài chuỗi, nhưng trước khi nộp chính thức, cần phải tính toán một bằng chứng hợp lệ.
Công nghệ ZK đã tồn tại từ trước khi blockchain xuất hiện, nhưng phạm vi ứng dụng của nó bị hạn chế bởi sự phức tạp của thế giới thực. Lợi thế của việc áp dụng công nghệ ZK trong blockchain là có thể giới hạn sự phức tạp trong hợp đồng thông minh, chỉ cần xác minh dữ liệu và tính toán trên blockchain. Cách này chỉ cần tin tưởng vào hợp đồng thông minh phi tập trung, không cần phụ thuộc vào bất kỳ tổ chức hay cá nhân tập trung nào.
Độ phức tạp của ZK-Rollups thể hiện ở việc cần phải biên dịch dữ liệu và logic thực thi giao dịch thành các sơ đồ mạch logic phức tạp, sau đó thông qua các trình chứng thực chuyên dụng để thực hiện tính toán mật mã, tạo ra kết quả có thể xác minh nhanh chóng. Quá trình này thường cần các trình biên dịch và xác thực chuyên dụng để hoàn thành.
Về vấn đề chi phí của mạng L2, tổng hợp lạc quan chủ yếu liên quan đến hai phần: một là chi phí giao dịch khi nộp dữ liệu giao dịch đã nén lên L1; hai là chi phí vận hành của các nút L2. Những chi phí này cuối cùng sẽ được chuyển giao cho người dùng. Đáng chú ý là giải pháp EIP-4844 của Ethereum đã giảm đáng kể chi phí tương tác giữa L2 và mạng chính. Ngoài ra, việc duy trì các nút yêu cầu 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 chứng minh không kiến thức yêu cầu một lượng lớn tài nguyên tính toán và phần cứng chuyên dụng. Đồng thời, nó cũng cần phải gánh chịu chi phí giao dịch để nộp dữ liệu lên chuỗi. Nhu cầu về phần cứng chuyên nghiệp có thể dẫn đến mạng lưới trở nên tập trung hơn.
Dù là tổng hợp lạc quan hay ZK-Rollups, đều là những giải pháp quan trọng để hệ sinh thái Ethereum đối phó với thách thức về khả năng mở rộng. Với việc triển khai các nâng cấp như EIP-4844 của Ethereum, chi phí phát hành dữ liệu L2 đã giảm đáng kể, điều này sẽ giải phóng thêm tiềm năng của hai giải pháp này.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
Phân tích sâu về giải pháp mở rộng L2 của Ethereum: Tóm tắt lạc quan vs zk-SNARK
Ethereum là một trong những nền tảng hoạt động sôi nổi nhất trong lĩnh vực blockchain hiện nay, mang lại nhiều ứng dụng phi tập trung, từ tài chính phi tập trung đến token không thể thay thế, hệ sinh thái đang phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, sự phồn thịnh này cũng mang lại một số thách thức, chẳng hạn như tắc nghẽn mạng dẫn đến sự gia tăng chi phí giao dịch, thời gian xử lý kéo dài và tỷ lệ thất bại tăng, ảnh hưởng đến sự tham gia của người dùng.
Để giải quyết những vấn đề này và giữ nguyên tính phân phối của chuỗi chính, cộng đồng chủ yếu đã áp dụng giải pháp mở rộng L2. Ý tưởng cốt lõi của L2 là chuyển các phép tính và giao dịch từ mạng chính sang thực hiện trên mạng lớp hai, chỉ gửi kết quả cuối cùng đến mạng chính. Phương pháp này có thể cải thiện hiệu suất giao dịch, giảm phí, đồng thời giữ an toàn cho mạng chính.
Hiện tại, các giải pháp L2 nổi bật bao gồm Rollups và sidechain. Rollups còn có thể chia thành Rollups lạc quan (Optimistic Rollups) và Rollups không kiến thức (Zero-Knowledge Rollups, viết tắt là ZK-Rollups).
Tổng hợp lạc quan sẽ thực hiện tất cả các phép tính giao dịch và cập nhật trạng thái trên mạng L2, sau đó công bố dữ liệu gốc đã được nén theo lô lên mạng chính. Các nút L2 mặc định cho rằng các giao dịch này là hợp lệ, áp dụng nguyên tắc "giả định vô tội". Mô hình này tiết kiệm được rất nhiều xác minh không cần thiết, làm tăng đáng kể tốc độ và hiệu quả xác nhận giao dịch.
Sau khi giao dịch được gửi, các xác thực viên có bảy ngày để gửi bằng chứng gian lận. Nếu phát hiện giao dịch có vấn đề, hợp đồng thông minh trên L1 sẽ tiến hành xác thực. Một khi xác nhận có vấn đề, lô giao dịch nơi giao dịch đó thuộc về và các lô giao dịch tiếp theo sẽ bị hoàn nguyên, các nút xấu sẽ bị trừng phạt, trong khi các xác thực viên sẽ nhận được phần thưởng. Nếu trong bảy ngày không nhận được bằng chứng gian lận, tất cả giao dịch sẽ được xác nhận là hợp pháp.
Trên thực tế, tác dụng răn đe của cơ chế "bằng chứng gian lận" lớn hơn nhiều so với hiệu quả trừng phạt thực tế của nó. Hiện tại, gần như không có nút nào nộp bằng chứng gian lận, chưa nói đến việc xác thực thực sự hành vi sai trái của nút. Điều này là do các dự án đã được kiểm tra đầy đủ, chi phí gian lận rất cao, và những tổn thất kinh tế và danh tiếng tiềm ẩn lớn hơn nhiều so với lợi ích nhỏ có thể đạt được.
So với hành vi xấu của nút, các vấn đề do sự biến động của mạng hoặc lỗi phần mềm là phổ biến hơn. Nhược điểm chính của tổng hợp lạc quan là thời gian thử thách bảy ngày có thể ảnh hưởng đến sự lưu chuyển của vốn, và có một số rủi ro tập trung.
Khác với việc tổng hợp lạc quan, ZK-Rollups cần kèm theo một bằng chứng hợp lệ khi nộp dữ liệu. Nó cũng thực hiện giao dịch ngoài chuỗi, nhưng trước khi nộp chính thức, cần phải tính toán một bằng chứng hợp lệ.
Công nghệ ZK đã tồn tại từ trước khi blockchain xuất hiện, nhưng phạm vi ứng dụng của nó bị hạn chế bởi sự phức tạp của thế giới thực. Lợi thế của việc áp dụng công nghệ ZK trong blockchain là có thể giới hạn sự phức tạp trong hợp đồng thông minh, chỉ cần xác minh dữ liệu và tính toán trên blockchain. Cách này chỉ cần tin tưởng vào hợp đồng thông minh phi tập trung, không cần phụ thuộc vào bất kỳ tổ chức hay cá nhân tập trung nào.
Độ phức tạp của ZK-Rollups thể hiện ở việc cần phải biên dịch dữ liệu và logic thực thi giao dịch thành các sơ đồ mạch logic phức tạp, sau đó thông qua các trình chứng thực chuyên dụng để thực hiện tính toán mật mã, tạo ra kết quả có thể xác minh nhanh chóng. Quá trình này thường cần các trình biên dịch và xác thực chuyên dụng để hoàn thành.
Về vấn đề chi phí của mạng L2, tổng hợp lạc quan chủ yếu liên quan đến hai phần: một là chi phí giao dịch khi nộp dữ liệu giao dịch đã nén lên L1; hai là chi phí vận hành của các nút L2. Những chi phí này cuối cùng sẽ được chuyển giao cho người dùng. Đáng chú ý là giải pháp EIP-4844 của Ethereum đã giảm đáng kể chi phí tương tác giữa L2 và mạng chính. Ngoài ra, việc duy trì các nút yêu cầu 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 chứng minh không kiến thức yêu cầu một lượng lớn tài nguyên tính toán và phần cứng chuyên dụng. Đồng thời, nó cũng cần phải gánh chịu chi phí giao dịch để nộp dữ liệu lên chuỗi. Nhu cầu về phần cứng chuyên nghiệp có thể dẫn đến mạng lưới trở nên tập trung hơn.
Dù là tổng hợp lạc quan hay ZK-Rollups, đều là những giải pháp quan trọng để hệ sinh thái Ethereum đối phó với thách thức về khả năng mở rộng. Với việc triển khai các nâng cấp như EIP-4844 của Ethereum, chi phí phát hành dữ liệu L2 đã giảm đáng kể, điều này sẽ giải phóng thêm tiềm năng của hai giải pháp này.