Những điểm nhấn đáng chú ý của hệ sinh thái Rollup

Rolup đã trải qua một chặng đường dài kể từ lần đầu tiên hình thành vào năm 2019. Chúng ta đã chứng kiến sự phát triển của hai ứng cử viên chính, cũng như những thiết kế lý thuyết kết hợp với công nghệ hybrid đầy hứa hẹn khác của Rollup. Năm 2022 đã bước đi được nửa chặng đường, vì vậy, ta hãy cùng nhìn lại những thành tựu đạt được của hệ sinh thái Rollup.

Rollup của nền tảng Optimistic 

Vì các rollup đa năng khởi chạy trên mainnet của Optimistic "lớn tuổi" hơn các bản sao lưu zk-rollup, nên chúng dễ dàng thu hút được phần lớn các ứng dụng tổng hợp. Trong đó, hai giải pháp rollup hàng đầu Optimism là Arbitrum và Optimism.

Xét theo TVL, với mức 2,4 tỷ USD, Arbitrum chiếm vị trí đầu bảng. Mặc dù đã hoạt động trên mainnet trong hơn một năm, nhưng bộ giải pháp trên vẫn đang trong giai đoạn điều chỉnh - kiểm tra. Hiện tại Offchain Labs, đơn vị phát triển Arbitrum, đang vận hành một Sequencer đơn tập trung. Mặc dù vẫn còn phát hiện nhiều lỗi tương tác những Sequencer trên lại là thực thể duy nhất giúp người dùng báo cáo những lỗ hổng đó khiến khách hàng vẫn phải phụ thuộc nhiều vào hệ thống.

Bản nâng cấp giao thức tiếp theo, Nitro, có trên Devnet và sẽ đại tu cấu ​​trúc hiện có, sẽ thay thế máy ảo tùy biến - Arbitrum bằng cách  kết hợp WASM-Geth. Những báo cáo về lỗi tương tác của Arbitrum sẽ chạy qua WASM và phần mềm node sẽ có cơ sở mã tương đương với Geth, cộng với một số tối ưu hóa tổng hợp cụ thể. Nói chung, Nitro sẽ mang lại những tối ưu hóa đáng kể, tăng hiệu suất và tương thích với EVM tốt hơn.

Optimism là giải pháp rollup khởi chạy trên Optimism có TVL lớn thứ hai và ba trong số tất cả các rollup, với mức 469 triệu USD. PBC của Optimism cũng gặp phải tình huống tương tự như Arbitrum với bộ sequencer tập trung đơn của họ. Tuy nhiên, PBC đã tìm ra cách để để khắc phục điểm yếu trên bằng cách sử dụng lợi nhuận thu được từ sequencer để tài trợ hồi tố cho hàng hóa công. Vòng đầu tiên đã kêu gọi được tổng cộng 1 triệu USD cho 58 dự án hàng hóa công cộng. Xét trên nhiều mặt, đây là một phương hướng phù hợp để phát triển.

Hiện tại, Optimism không nhận được nhiều báo cáo lỗ hổng, mặc dù theo dự kiến, nền tảng sẽ thực hiện phân quyền và nâng cấp bảo mật cần thiết. Tuy nhiên, hầu hết tất cả rollup đều có khả năng nâng cấp tức thì hoặc bị trì hoãn, do đó, tính bảo mật của bản rollup cuối cùng phụ thuộc vào nhiều khối lượng nâng cấp.

Bản nâng cấp Bedrock sắp tới sẽ biến đổi Optimism sang dạng cấu trúc tương tự như Arbitrium. Máy ảo Optimism hiện tại sẽ được thay thế bằng tổ hợp MIPS-Geth, trong đó phần mềm node tương đương với node Ethereum Geth thông thường. Chức năng báo cáo cũng sẽ được nâng cấp và phát triển. Nói chung, Bedrock sẽ là một bước tiến quan trọng cho Optimism, bổ sung rất nhiều tính năng và cải tiến cho hệ thống.

Bên cạnh đó, Optimism cũng tạo ra một bước nhảy vọt trong lĩnh vực thử nghiệm quản trị phi dân chủ. Việc ra quyết định sẽ được phân chia  đều giữa hai "phe", token house và citizen house (ngôi nhà của công dân). Trong khi token house sẽ có tính năng bỏ phiếu bằng token, thì phe citizen sẽ có hệ thống một công dân-một phiếu. Như vậy, nền tảng đã tìm ra phương pháp tốt nhất để cấp quyền công dân cho người dùng trong khi giảm thiểu khả năng xảy ra các cuộc tấn công tổng và nhờ đó, dự án đã vượt qua rào cản khó khăn nhất trong một hệ thống. Optimism cho biết, họ sẽ sử dụng NFT để đại diện cho quyền công dân, tuy nhiên, mối đe dọa về việc các cá nhân có thể trao đổi những sản phẩm này để có được nhiều phiếu bầu hơn vẫn còn hiện hữu.

Fuel cũng là một đối thủ đáng phải lưu tâm khác khi áp dụng một cách tiếp cận khác biệt so với Arbitrum và Optimism. Fuel Labs đang xây dựng một máy ảo tùy chỉnh cho Fuel V2 với ngôn ngữ lập trình rust. Mặc dù các bản sao lưu tương thích với EVM giúp tích hợp hệ sinh thái nhà phát triển Ethereum với các bản sao lưu, nhưng các VM là phần mềm tạo ra nhiều hiệu suất nhất vì chúng không phải tuân theo một tiêu chuẩn đã có.

Có lẽ phần đặc biệt nhất của Fuel V2 là khả năng xử lý giao dịch song song, chủ yếu là vì một khi công suất điểm tác nghẽn đạt chuẩn thì quá trình giao dịch sẽ diễn ra. Khi công suất điểm tác nghẽn chuyển sang quá trình thực thi, các rollup thực hiện xử lý song song sẽ tăng lên so với các bản không có nó. Đáng chú ý, Fuel V1 là rollup Optimism đầu tiên của mainnet trên Ethereum.

Trong bản nâng cấp lần này, rollup Optimism vượt trội hơn nhiều so với các lần cuộn zk. Hai cân nhắc chính xoay quanh:

Khả năng tổng hợp đầy đủ, không hạn chế: zk-rollup vốn gặp khó khăn trong việc soạn hợp đồng thông minh qua mạch zk. Zk-rollup duy nhất có khả năng tổng hợp chung là StarkNet, hiện đã được phép triển khai hợp đồng thông minh và giới hạn về số lượng TVL mà cầu nối có thể hỗ trợ. Tất cả các zk-rollup khác đều dành riêng cho ứng dụng hoặc chỉ thực hiện chuyển token.

Khả năng tương thích EVM: các mạch zk có các vấn đề về khả năng tương thích cố hữu với một số loại token tiêu chuẩn trong EVM, khiến zkEVM trở thành một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn. Các rollup Optimism đã tồn tại trên mainnet với khả năng tương thích EVM trong một thời gian và các bản nâng cấp dự kiến sẽ đưa điều đó tiến xa hơn.

Zk-rollup

Trong một thời gian, cộng đồng Ethereum đã nhiều lần tin rằng rằng zk-rollups là giải pháp tối ưu nhất. Do đó, có vẻ như số lượng zk-rollups đang được chủ động phát triển lớn hơn so với các rollup của optimistic, nhiều trong số đó dự kiến ​​sẽ ra mắt trong vòng hai năm tới.

Starknet hiện là phần mềm chung duy nhất, có thể tổng hợp zk-rollup trên mainnet. Tuy nhiên, hệ thống vẫn đang ở chế độ alpha ban đầu với nhiều hạn chế. Cầu nối giữa StarkNet và Ethereum được giới hạn ở một số lượng TVL nhất định đã tăng dần kể từ khi ra mắt. Việc triển khai hợp đồng thông minh trên StarkNet cũng được đưa vào whitelist, nhằm giảm nguy cơ lỗi liên lạc thông minh xảy ra vì có khả năng không đủ kiểm toán viên để kiểm tra tất cả các hợp đồng Cairo mà các nhà phát triển muốn triển khai - có nghĩa là StarkWare sẽ tạm thời đảm nhận vai trò này . Khả năng kiểm tra là một trong những nhược điểm chung đối với các ngôn ngữ mới, tùy chỉnh, vốn chỉ được kết hợp bởi sự phức tạp của các hệ thống zk. Cuối cùng, StarkNet hiện đang dẫn đầu lĩnh vực này.

ZkSync là một ứng cử viên “zk-rollup” lớn khác đã được xây dựng theo hướng zk-rollup chung trong một thời gian với zkSync 2.0. Testnet gần đây đã đánh dấu phiên bản đầu tiên của zkEVM trên một testnet trực tiếp. Tuy nhiên, với việc bổ sung zkPorter, zkSync 2.0 không chỉ là một bản tổng hợp. Nó sẽ là một thử thách, cho phép người dùng chọn giữa zkPorter và Ethereum để xuất bản dữ liệu giao dịch của họ. Mặc dù Ethereum đang trong quá trình nâng cấp về thông lượng dữ liệu với danksharding, nhưng các hợp đồng là nền tảng trung gian tuyệt vời cung cấp cho người dùng sự lựa chọn về phổ chi phí bảo mật cho các giao dịch của họ.

Trong khi hầu hết các zk-rollups đang ưu tiên khả năng mở rộng, quyền riêng tư là một khía cạnh quan trọng khác mà zk-rollups có thể kích hoạt. Aztec hiện đang dẫn đầu trong lĩnh vực tên miền riêng tư với việc chuyển private token của họ là zk-rollup (zk.money) - họ là công ty Ethereum tập trung vào quyền riêng tư duy nhất mà ta biết. Aztec cũng sẽ ra mắt phiên bản tiếp theo, kết nối Aztec, trong khoảng tuần tới, cho phép người dùng truy cập Ethereum DeFi một cách riêng tư. Đây là một cải tiến lớn so với việc sử dụng tornado cash - bạn hy vọng không ai liên kết ví tornado của bạn nếu không quyền riêng tư của bạn sẽ không còn nữa.

Zk-rollups vốn đã cực kỳ phức tạp, thêm vào đó là vấn đề về quyền riêng tư. Có khả năng zk-rollups sẽ không bao giờ đạt đến trạng thái của các hợp đồng thông minh có thể tổng hợp riêng. Do đó, quyền riêng tư có thể sẽ xuất hiện thông qua các chain dành riêng cho ứng dụng, cho dù là thông qua zk-rollups hoặc validium.

Một loạt các zk-rollups khác cũng tồn tại trong quá trình sản xuất, bao gồm cả loại dự án của Scroll và Polygon. Một trong những điểm khác biệt lớn giữa zk-rollups sẽ là giữa việc sử dụng VM hoặc môi trường thực thi zkEVM. Những ưu điểm và nhược điểm của nó tương tự như những ưu điểm và nhược điểm của rollup Optimism. Tuy nhiên, zk-rollups vẫn gặp khó khăn trong việc triển khai zkEVM.

Sovereign rollup

Hai giải pháp cuối cùng hiện vẫn chỉ là lý thuyết, mặc dù đang được phát triển tích cực. Một sovereign rollup (rollup có chủ quyền) có những điểm khác biệt so với rollup điển hình bởi vì nó có quy tắc lựa chọn ngã ba cho phép nó phân nhánh độc lập với lớp cơ sở của nó. Ngược lại, một cuộn lên thông thường ủy quyền lựa chọn fork của nó cho lớp giải quyết của nó - nó phải là một lớp giải quyết vì nó cần đảm bảo tính đúng đắn của quá trình cuộn lên.

Sovereign rollup sẽ phụ trợ trên các layer DA như Celestia, nơi mà layer DA không đảm bảo tính chính xác của các giao dịch tổng hợp. Bởi vì điều này, các bản sao lưu trên Celestia đều là bản sao lưu có chủ quyền theo mặc định vì chúng phải đảm bảo tính chính xác của giao dịch của chính mình thông qua các bằng chứng gian lận/hợp lệ.

Đối với optimistic sovereign rollup, các giao dịch được giả định là chính xác, vì vậy các node tổng hợp chỉ cần tải xuống dữ liệu khối từ Celestia. Bản tổng hợp có chủ quyền Zk đảm bảo tính đúng đắn với các bằng chứng hợp lệ, sẽ được phân phối giữa các node tổng hợp thông qua mạng p2p.

Settlement rollup

settlement rollup (rollup dàn xếp) là một loại rollup có chủ quyền được xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho việc dàn xếp. Quan trọng là, layer dàn xếp xuất hiện khi blockchain có cầu nối giảm thiểu tin cậy hai chiều với một rollup. Cầu nối cho phép các token được chuyển giữa rollup và layer settlement theo cả hai hướng. Giảm thiểu sự tin cậy là một đặc tính của cầu nối nơi giao tiếp chỉ dựa trên một giả định thiểu số trung thực thông qua việc xác minh tính khả dụng của dữ liệu và bằng chứng gian lận/hợp lệ.

Mục đích của settlement rollup, giống như bất kỳ layer settlement nào, là cung cấp một môi trường cho "rollup" để xác minh bằng chứng, giải quyết tranh chấp và cầu nối token. Mặc dù vậy, về mặt kỹ thuật, các “rollup" trên là các phép lai khi chúng sử dụng DA ngoài chain thông qua layer dữ liệu sẵn có mà settlement rollup nằm trên cùng - làm cho chúng trở thành một validium.

Hybrid

Validium

Bắt đầu từ hybrid, validium là một zk-rollup kết hợp trong đó dữ liệu giao dịch được đăng ngoài chain, có thể yêu cầu bất kỳ môi trường nào khác ngoài layer settlement được sử dụng để xác minh bằng chứng hợp lệ. StarkEx là phiên bản trực tiếp duy nhất của một validium. Đặc biệt, StarkEx là một validium dành riêng cho ứng dụng hiện hỗ trợ ba ứng dụng; Immutable X, Sorare và DeversiFi. StarkEx cũng hỗ trợ chế độ zk-rollup được sử dụng bởi DyDx, giải pháp rollup lớn thứ hai theo TVL.

StarkEx sử dụng ủy ban tính khả dụng của dữ liệu (DAC) bao gồm một nhóm các bên đáng tin cậy để cung cấp tính khả dụng của dữ liệu cho các hợp lệ của StarkEx. Mặc dù việc ủy ​​thác tính khả dụng của dữ liệu cho một ủy ban được ủy quyền làm giảm tính bảo mật, nhưng nó cho phép các hợp lệ của StarkEx cung cấp các giao dịch rẻ hơn so với zk-rollups. Có thể giảm chi phí vì việc xuất bản dữ liệu lên Ethereum rất tốn kém - đây cũng là chi phí biến đổi chính góp phần vào phí giao dịch cuộn lên.

Có thể giảm bớt một số cân nhắc về bảo mật của validium với DAC bằng cách sử dụng layer dữ liệu sẵn có bên ngoài. Sự gia tăng chính về bảo mật đến từ bảo mật kinh tế tiền điện tử mà một blockchain cung cấp. Quy trình xác thực của việc triển khai đó là một bổ sung thú vị cho sự cân bằng về chi phí-bảo mật trong phổ "rollup".

Optimistic validium

Giống như validium, validium của Optimism là một hybrid optimistic rollup  trong đó dữ liệu giao dịch được đăng ngoài chain. 

Metis hiện là validium Optimism duy nhất, chuyển đổi từ mô hình optimistic rollup  để giảm phí giao dịch với chi phí bảo mật. Các Optimistic validium có rào bảo mật yếu hơn đối với các đối tác xác thực của chúng vì cần có dữ liệu để tạo bằng chứng gian lận và giải quyết thành công các tranh chấp. Nếu tranh chấp được đưa ra và dữ liệu cho quá trình chuyển đổi trạng thái được đề cập không có sẵn, thì bằng chứng gian lận không thể chứng minh hành vi gian lận. Vì điều này, tiền có thể bị đánh cắp từ một optimistic validium nếu nhà cung cấp dữ liệu ngoài chain không cung cấp được dữ liệu.

Volition

Thông qua sự kết hợp của cả zk-rollup và validium, volitions là sự kết hợp cung cấp cho người dùng những lựa chọn về tính khả dụng của dữ liệu trong hoặc ngoài chain. Sự lựa chọn được thực hiện ở cấp độ giao dịch cá nhân, nơi dữ liệu ngoài chain sẽ có phí rẻ hơn và bảo mật thấp hơn trong khi dữ liệu trên chuỗi dẫn đến phí cao hơn và bảo mật cao hơn. Điều này cho phép người dùng tự do lựa chọn do hệ thống riêng lẻ cung cấp, thay vì tìm kiếm rõ ràng các chain phù hợp với sở thích bảo mật về chi phí của người dùng.

Hiện tại, zkSync 2.0 là phiên bản được công bố công khai duy nhất đang được phát triển. Trong zkSync 2.0, dữ liệu trên chain được cung cấp bởi Ethereum và dữ liệu ngoài chain được cung cấp bởi chuỗi PoS chuyên dụng của riêng họ được gọi là zkPorter. 

Adamantium

Adamantium là một loại validium trong đó mỗi cá nhân cung cấp dữ liệu sẵn có của riêng họ cho mạng. Dữ liệu giao dịch của một cá nhân được họ lưu trữ cá nhân (ngoài chain) và họ phải luôn trực tuyến để chứng thực tính khả dụng của dữ liệu cho mỗi khối. Nếu người dùng không trực tuyến hoặc không xác nhận, thì tiền của họ sẽ tự động được rút trở lại trên chain về layer settlement. 

Enshrined rollup

Cuối cùng, một enshrined rollup (rollup lưu trữ) là một rollup trực thuộc blockchain hiện có. Nói một cách đơn giản, nó là một phân đoạn thực thi. Sự khác biệt giữa các phân đoạn thực thi và enshrined rollup như được thấy trong các đề xuất Ethereum 2.0 và các blockchain được phân đoạn tương tự khác, đó là các phân đoạn thực thi được đề xuất dưới dạng nguyên khối. Bộ xác thực toàn cầu sẽ được chia thành các ủy ban và được chỉ định cho một phân đoạn cụ thể để hoạt động như bộ xác thực. Phân đoạn thực thi sẽ hoạt động như một blockchain khác có khả năng thực thi, đồng thuận và dữ liệu riêng của nó nhưng nó sẽ kiểm tra trở lại “beacon chain” - tương tự như cách điểm kiểm tra sidechains quay lại chain đã chọn. Về lý thuyết, một enshrined rollup của Ethereum sẽ chỉ thực hiện và sử dụng beacon chain để xác minh tính khả dụng của dữ liệu và bằng chứng gian lận/hợp lệ.