Theo như thông tin mình đã tìm hiểu được thì Rollup chính là giải pháp Layer 2 được cộng đồng đánh giá vô cùng cao, trong đấy có hai model chính đó là Zk Rollup và Optimistic. Trong những bài viết trước, mình đã đề cập tới tương đối nhiều về Optimistic Rollup và các dự án nổi bật trong đó. Nếu như anh em chưa tìm hiểu thì có thể tham khảo lại tại đây.
Không chỉ dừng lại ở đó bài viết này mình còn chia sẻ với tất cả anh em tổng quan về Zk Rollup, ưu điểm, hạn chế của nó và một vài dự án Zk Rollup nổi bật.
Xem thêm
- Byzantine Fault Tolerance là gì? Phương pháp Bitcoin giải quyết lỗi Byzantine
- Starkware là gì? Giải pháp mở rộng Layer 2 mới cho Ethereum?
Zk Rollup là gì?
Zk Rollup chính là một giáp mở rộng cho Ethereum layer 1 bằng phương pháp dùng công nghệ zero knowledge proof (bằng chứng không kiến thức).
Bên cạnh đó Zk Rollup cho phép tổng hợp một số lượng lớn các giao dịch vào một khối Rollup và tạo ra bằng chứng ngắn gọn cho khối off-chain. Sau đấy, hợp đồng thông minh trên Ethereum layer 1 chỉ cần xác minh Proof (bằng chứng) đó mà không cần thực hiện lại các giao dịch. Việc này có thể giúp tiết kiệm được rất nhiều gas fee vì xác minh Proof (bằng chứng) rẻ hơn nhiều so với việc thực hiện lại tính toán.
Tại sao Zk rollup được đánh giá cao hơn so với các giải pháp Layer 2 khác?
Theo như quan điểm đưa ra của Vitalik, về cơ bản có tất cả 5 chiến lược mở rộng quy mô cho Ethereum như:
- Các cải tiến gia tăng hiệu suất hoạt động nhưng không thay đổi mô hình bảo mật.
- Layer 2 (channels, plasma, rollup).
- Sharding.
- Khối siêu lớn.
- Nhiều chuỗi riêng biệt (Cách Polkadot, Cosmos đang làm).
Bảng so sánh về một số ưu nhược điểm của các giải pháp layer 2
Trong phân khúc Layer 2, cũng có thể nói rằng Rollup đang chính là giải pháp hàng đầu. Rollup được phân làm tất cả hai loại chính đó là Zk Rollup và Optimistic Rollup. Nói chung là toàn bộ những ưu điểm của Optimistic Rollup cung cấp được thì trong tương lai Zk Rollup cũng có thể cung cấp được.
Sau đây mình sẽ cung cấp cho anh em điểm chính để làm cho Zk Rollup được đánh giá cao hơn Optimistic Rollup đó chính là do thời gian hoàn thiện (quá trình xác minh – xác nhận tính hợp lệ của giao dịch) của Zk Rollup là nhanh nhất.
Optimistic Rollup được bảo mật thông qua fraud proof (bằng chứng gian lận), cách tiếp cận này làm cho chúng mắc phải một “challenge game”. Trong khi các ZK Rollup được bảo mật thông qua toán học (chứng minh cho người khác biết rằng bạn biết câu trả lời mà không cần nói cho người kia biết câu trả lời), bạn sẽ thấy rõ sự không giống nhau giữa chúng thông qua ví dụ vô cùng dễ dàng sau đây:
Optimistic Rollup và Zk Rollup vào một quán Bar người lớn, quán Bar này chỉ có người trên 18 tuổi mới được vào. Bảo vệ hỏi: “Tôi có thể xem CMND của bạn được không?”.
- Optimistic Rollup nói: “Nếu không ai có thể chứng minh tôi chưa đủ 18 tuổi trong 7 ngày, điều đó có nghĩa là tôi trên 18 tuổi”.
- ZK Rollup nói: “Tôi có thể chứng minh với bạn rằng tôi trên 18 tuổi, nhưng tôi sẽ không cho bạn xem CMND của tôi”.
Ở một góc độ người sử dụng retail, “Challenge game” được biểu hiện thông qua thời gian chờ rút tiền trên các platform như Optimism hay Arbitrum. Nếu như mà giảm thời gian chờ rút tiền xuống thì người sử dụng sẽ trải nghiệm dùng tốt hơn rất nhiều, bù lại bảo mật sẽ kém lại vì chi phí tấn công mạng sẽ ít hơn.
Các giải pháp Zk Rollup không bao giờ mắc phải điều này, qua thời gian, khi công nghệ zero knowledge proof phát triển lên thì Zk Rollup chỉ ngày càng trở nên tốt hơn, quá trình xác minh – xác nhận tính hợp lệ của khối Rollup sẽ chỉnh nhanh và rẻ hơn rất nhiều.
Chính vì thế cho nên Zk Rollup được công nhận là giải pháp mở rộng quy mô hàng đầu cho Ethereum trong trung và dài hạn (thực tế công nghệ Zk Rollup vẫn còn nhiều hạn chế ở thời điểm hiện nay, chúng ta sẽ tìm các hạn chế đó ở những phần sau).
“Trong trung và dài hạn, ZK rollups sẽ thành công trong tất cả các trường hợp sử dụng khi công nghệ ZK-SNARK được cải thiện” – Vitalik Buterin.
Sự khác nhau cơ bản giữa các dự án Zk Rollup
Trên thị trường hiện nay không thể đếm hết được dự án làm về Zk Rollup, mỗi phương pháp tiếp cận khác nhau có những ưu điểm và nhược điểm riêng, việc am hiểu những ưu điểm và nhược điểm đó sẽ giúp chúng ta có nhiều góc nhìn khách quan hơn, hỗ trợ quá trình phân tích & đánh giá tiềm năng của các dự án đó để tìm kiếm cơ hội đầu tư tốt.
Theo như quan điểm của chính mình, chúng ta có thể phân loại các dự án Zk Rollup dựa trên 2 yếu tố đó chính là:
- Cách Data được lưu trữ (on-chain hay off-chain).
- Zero-knowledge proof scheme được dùng.
Việc lựa chọn lưu trữ data on-chain hoặc off-chain (hay còn gọi là validium) đem tới những ưu điểm và nhược điểm riêng, không có lựa chọn nào là tối ưu trong tất cả trường hợp, nó là một sự trade-off giữa tính phân quyền (decentralized) & tốc độ xử lý, chi phí hoạt động, tùy theo định hướng phát triển của dự án mà họ sẽ đưa ra các lựa chọn thích hợp.
Zk Rollup & Validium
Không chỉ dừng lại ở đó mà vẫn còn điểm thứ hai cần chú ý đó chính là công nghệ Zero-knowledge proof được dùng, giống như trường hợp ở phía bên trên, không có bất cứ một giải pháp nào tốt nhất trong mọi trường hợp, nó chính là sự cân bằng giữa kích thước bằng chứng (proof size) và các giả định bảo mật (security assumptions). Anh em có thể thấy sự liên hệ giữa chúng thông qua hình ảnh sau đây.
Mối quan hệ giữa proof size & các giả định bảo mật (security assumptions)
Hạn chế chung của các dự án Zk Rollup ở thời điểm hiện tại
Theo như quan điểm của chính mình thì mình thấy có tất cả 2 hạn chế đáng chú ý của các dự án Zk Rollup, điểm thứ nhất đó chính là hạn chế chung của Rollup, điểm thứ hai đó chính là hạn chế riêng của Zk Rollup.
Thứ nhất chính là vấn đề liên quan về phí giao dịch, hầu hết những Rollup platform có phí giao dịch đắt hơn các EVM Sidechain của Ethereum. Việc này là do mỗi khối rollup cuối cùng đều phải đăng lên Ethereum, điều này liên kết phí của họ với phí Ethereum (Zk Rollup tiết kiệm phí hơn vì họ chỉ đăng Proof), vì thế cho nên mỗi Rollup platform chỉ có thể mở rộng Ethereum theo một tỷ lệ nhất định mà thôi.
Thứ hai, hiện nay, zk-Rollup không thân thiện, hòa đồng với nhà phát triển, các kịch bản ứng dụng và chức năng tương đối hạn chế:
- Tất cả những ứng dụng của Zk Rollup hiện chỉ giới hạn trong những khoản thanh toán dễ dàng và giao dịch.
- Bên cạnh đó, hiện Zk Rollup không hỗ trợ khả năng tổng hợp, những ứng dụng Zk Rollup không có điểm giống nhau không thể tương tác với nhau trong cùng một Layer 2.
- Nếu như mà bạn muốn phát triển DApps trong Zk-Rollup, bạn cần viết toàn bộ logic hợp đồng thông minh của mình bằng một ngôn ngữ đặc biệt, hay, việc này không chỉ khó về cú pháp của ngôn ngữ được đề nghị (vì là một ngôn ngữ mới), mà còn yêu cầu kiến thức chuyên môn vô cùng vô cùng cao trong lĩnh vực zero knowledge proof.
Các dự án Zk Rollup nổi bật trên thị trường
Sau đây mình sẽ cung cấp cho anh em một vài dự án Zk Rollup nổi bật trên thị trường;
StarkEX & StarkNET của Starkware
Starkware (hay còn gọi là Starkware Industries) chính là công ty được ra mắt vào tháng 1 năm 2018 bởi Eli Ben Sasson – Đồng sáng lập của STARK & ZCash. StarkWare giúp cải thiện khả năng mở rộng và quyền riêng tư của các blockchain bằng phương pháp dùng công nghệ STARK để triển khai và xác minh zero knowledge proof.
StarkEX chính là sản phẩm thứ nhất mà StarkWare cho ra mắt, có thể xem nó chính là một Specific L2, các ứng dụng của StarkEX chỉ hạn chế ở việc giao dịch & thanh toán đơn giản như: Payments, Spot Trading, AMM, NFT minting & trading. StarkEX cho phép tất cả những Dapp triển khai ở 3 chế độ dưới đây:
- Chế độ Validium: Data được lưu giữ off-chain.
- Chế độ Volition: Kết hợp chúng với nhau.
- Chế độ ZK Rollup: Data được lưu giữa on-chain.
StarkNET chính là phiên bản Zk Rollup General & Permissionless của StarkEX, nó được dự đoán là sẽ được ra mắt đầy đủ trong Q1 – Q2/2022. Nó hoạt động giống như một General L2 khác trên Ethereum, đồng ý cho phép bất cứ một Dapp nào xây dựng trên nó mà không ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng tổng hợp và bảo mật.
StarkNET roadmap
StarkEX & StarkNET có ngôn ngữ lập trình và máy ảo thực thi riêng, chúng không tương thích EVM của Ethereum. Vì thế cho nên, các nhà phát triển muốn xây dựng Dapp trên StarkNET trong tương lai thì họ sẽ cần học một ngôn ngữ lập trình mới đó chính là Cairo, native smart contract language cho StarkEX & StarkNET.
zkSync (v1), zkPorter (v2), ZkEVM (v3) của Matter Labs
Nói tới Zk Rollup, ngoài Starkware ra thì vẫn còn có một công ty khác cũng vô cùng nổi tiếng không kém đó chính là Matter Labs. Sản phẩm Zk Rollup mà Matter Labs cung cấp dùng PLONK để triển khai và xác minh zero knowledge proof.
Phiên bản thứ nhất có tên zkSync (v1), phiên bản thứ hai có tên là ZkPorter (v2). Sự không giống nhau chính giữa chúng là việc data được lưu trữ on-chain hay off-chain. Về cơ bản:
- Nếu bạn muốn rẻ hơn (nhưng kém an toàn hơn), hãy dùng V2.
- Nếu bạn muốn an toàn, hãy dùng phiên bản V1.
Nếu như là mình thì mình sẽ chọn dùng phiên bản V1. Vì đối với mình an toàn là trên hết.
Mục đích dùng chung của hai phiên bản cũng chỉ phục vụ các khoản thanh toán (payment), nó không đa dạng, phong phú như StarkEX.
ZkEVM được phát triển bởi Matter Labs
Bên cạnh đó Matter Labs cũng đang làm việc để cho ra mắt một phiên bản Zk Rollup tương thích với EVM (ZkEVM), dự đoán ra mắt vào Q1/2021. Native smart contract language trên phiên bản này chính là Zinc và đồng thời phiên bản này cũng có một máy ảo thực thi riêng, nó sẽ có nhiều tương tích với EVM.
ZkSync và StarkWare được xem là 2 giải pháp dẫn đầu trong giải pháp mở rộng Zk Roll-up. Mặc dù vậy nhưng mà, cả hai đều có sự khác biệt liên quan về cấu trúc hoạt động. Để có thể biết được sự khác biệt giữa chúng thì anh em hãy xem video dưới đây để biết nhé!
Loopring
Loopring được ra mắt vào cuối năm 2019, nó dùng một tập hợp các thuật toán được gọi là SNARK để triển khai và xác thực các zero knowledge proof.
Theo như mình tìm hiểu thì Loopring đã trải qua một vài phiên bản nâng cấp, phiên bản thứ nhất chỉ hỗ trợ giao dịch DEX (orderbook). Sau đấy ở phiên bản tiếp theo, Loopring hỗ trợ thanh toán & chuyển khoản. Trong phiên bản thứ ba, Loopring hỗ trợ AMM Swaps. Phiên bản thứ 4 được ra mắt vào 9/2021, hỗ trợ mining, chuyển và giao dịch NFTs.
Loopring
Không chỉ dừng lại ở đó Loopring cũng đang làm việc để cho ra mắt một phiên bản Zk Rollup tương thích với EVM (ZkEVM), tuy nhiên thì phiên bản thứ nhất có khả năng sẽ mất tầm khoảng 12 tháng nữa để ra mắt.
Hướng phát triển chung của các dự án Zk Rollup
Một thesis dễ dàng về hướng phát triển của Zk Rollup “về lâu dài, bất cứ điều gì blockchain L1 làm được, một Zk Rollup có thể làm điều đó tốt hơn đáng kể”.
Mình nghĩ các giải pháp Zk Rollup muốn là người chiến thắng cuối cùng phải duy trì toàn bộ các đặc tính nổi bật của L1, trong trường hợp này là Ethereum như:
- Cho phép xây dựng các ứng dụng tùy ý → general purpose smart contract platform.
- Permissionless, secure và dĩ nhiên là có chi phí thấp hơn so với chuỗi cơ sở (Ethereum).
Vì thế cho nên, mình thấy StarkNET & ZkEVM có thể chinhas là những phương pháp tiếp cận đầy hứa hẹn. ZkEVM sẽ có lợi thế lớn hơn khi nó vẫn duy trì được dev experience tương tự trên Ethereum L1.
Đối với zkEVM, những ý tưởng thiết kế hiện tại thực sự thuộc hai loại:
- Những Zk Rollup platform có ngôn ngữ và máy ảo riêng như StarkNET của Starkware, ZkEVM của Matter Labs, Polygon ZkEVM của Polygon sẽ tiếp cận theo hướng dùng trình biên dịch để dịch ngôn ngữ native của họ thành ngôn ngữ có thể được thực thi trong máy ảo ZkEVM. Giải pháp này có hạn chế là không đạt được tuyệt đối 100% khả năng tương thích.
- Hướng tiếp cận khác đó chính là ZkEVM tương thích hoàn toàn mà không cần bất cứ một bản dịch nào, solidity code có thể thực thi trực tiếp. Phương pháp tiếp cận này tối ưu hơn rất nhiều tuy nhiên thì cũng khó để triển khai hơn.
Tổng kết
Vậy là đã kết thúc bài viết ngày hôm nay. Anh em có những câu hỏi khác liên quan tới chủ đề trên, hãy comment ở phía dưới bài viết để Tienao.com.vn hỗ trợ ngay nhé!
Và nếu như mà anh em thấy thông tin mình cung cấp là hữu ích thì đừng quên chia sẻ cho những anh em khác cùng biết nhé!