Hiểu rõ giá trị thời đại của ZK Rollup trong một bài viết
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Hiểu rõ giá trị thời đại của ZK Rollup trong một bài viết
Làm thế nào để nắm bắt giá trị trong thời đại ZK Rollup?
Chuyên sâu báo cáo Web3
Tác giả: Lewis Liao
Dẫn nhập: Ethereum sắp bước vào kỷ nguyên Layer 2, và trong tất cả các công nghệ mở rộng L2 thì ZK Rollup là một trong những giải pháp tốt nhất. Công nghệ chứng minh không kiến thức (zero-knowledge) kết hợp với công nghệ mở rộng Rollup sẽ tạo ra điều kỳ diệu gì? ZK Rollup tốt hơn các công nghệ mở rộng khác ở điểm nào? Làm thế nào để nhanh chóng được áp dụng? Từ góc nhìn đầu tư, làm sao nắm bắt được giá trị thời đại của ZK Rollup, và sẽ xuất hiện những ứng dụng đổi mới nào? Hy vọng bài viết này có thể mang lại cho bạn một số cảm hứng.
Mục lục bài viết
1. Vì sao cần quan tâm đến Zero-Knowledge (ZK) Rollup?
-
So sánh giữa phương án Optimistic và ZK
2. Bức tranh tổng thể của giải pháp mở rộng ZK Rollup như thế nào?
-
So sánh các nhà chơi chính trong ZK Rollups
-
Ưu điểm của ZK Rollup
-
Nỗi đau của ZK Rollup
3. Tương lai của việc mở rộng quy mô sẽ ra sao?
-
Vấn đề kỹ thuật
-
Vấn đề thị trường (GTM)
-
Vấn đề cộng đồng (GTC)
4. Cách đầu tư vào hệ sinh thái mở rộng như thế nào?
1. Vì sao cần quan tâm đến Zero-Knowledge (ZK) Rollup?
Mật mã học không kiến thức (Zero-Knowledge) được coi là một trong những công nghệ bị đánh giá thấp nhất trong thế hệ chúng ta, khác với sự quảng bá rầm rộ trên truyền thông về trí tuệ nhân tạo và dữ liệu lớn, gần như không có phương tiện truyền thông nào chú ý đến công nghệ không kiến thức. Dù vậy, đây vẫn là một đột phá vĩ đại, mang lại sự bảo vệ quyền riêng tư quý giá trong thời đại dữ liệu lớn mà thông tin cá nhân không nơi nào ẩn nấp được.
Mật mã học không kiến thức là một chủ đề rộng lớn, nhưng trong bài viết này, chúng ta chỉ tập trung vào một lĩnh vực liên quan nhất đến blockchain: Chứng minh không kiến thức (zero-knowledge proof). Chứng minh không kiến thức là một lập luận tri thức phi tương tác và không tiết lộ thông tin, theo đó giả sử có hai bên: người chứng minh và người xác minh. Người chứng minh muốn chứng minh với người xác minh rằng họ biết một số thông tin nhất định, nhưng không tiết lộ nội dung thông tin đó. Đồng thời, người xác minh sẽ kiểm tra bằng chứng và chấp nhận hoặc từ chối nó.
Các giải pháp này có ba thuộc tính:
-
Tính toàn vẹn: bất kỳ kết quả hợp lệ nào cũng có thể được chứng minh theo chương trình đã cho
-
Tính vững chắc: bất kỳ đối tượng gian dối nào cũng không thể tạo ra bằng chứng hợp lệ
-
Tính không kiến thức: người xác minh hoàn toàn không biết đầu vào của bằng chứng, chỉ biết kết quả
Trong lĩnh vực blockchain nơi mọi dữ liệu đều công khai trên chuỗi, khả năng chứng minh một tuyên bố mà không tiết lộ bản chất của tuyên bố đó là một nguyên thủy mạnh mẽ. Dù đối với cá nhân, doanh nghiệp hay chính phủ, công nghệ này đều có thể giải quyết nhiều vấn đề thực tế nan giải, ví dụ như bảo vệ dữ liệu người dùng, thiết kế hệ thống hoặc hợp đồng nhạy cảm, chứng minh sự công bằng trong phân bổ hàng hóa công cộng, và xây dựng cơ quan chính phủ hiệu quả, kinh tế hơn.
Trong lĩnh vực blockchain, ngoài ứng dụng bảo mật riêng tư, ứng dụng nổi bật nhất chính là giải pháp mở rộng Ethereum - ZK Rollup. Hiện tại, Ethereum đang hướng tới giải pháp mở rộng lấy Rollup làm trung tâm, thể hiện sự cân bằng tối ưu giữa tính phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng. Về bản chất, nâng cấp Ethereum sẽ khiến mạng lưới trở nên mở rộng hơn, bền vững hơn và an toàn hơn.
Giải pháp mở rộng Ethereum được chia thành mở rộng trên chuỗi và mở rộng ngoài chuỗi.
Công nghệ mở rộng trên chuỗi là nâng cấp lớp nền tảng blockchain nhằm cải thiện khả năng mở rộng. Giải pháp mở rộng dài hạn trên chuỗi của Ethereum gọi là sharding, thực tế là chia lớp nền tảng thành 64 chuỗi riêng biệt, được đảm bảo an ninh chung bởi Beacon Chain.
Mở rộng ngoài chuỗi là giải pháp mở rộng sử dụng lớp thực thi bên ngoài thay vì lớp nền tảng. Những lớp thứ hai (Layer 2 hay "L2") này là các lớp phụ nằm trên lớp nền tảng, cung cấp thêm năng lực xử lý giao dịch cho toàn bộ blockchain.
Giải pháp L2s mà Ethereum hướng tới chính là Rollup, mang lại những đặc điểm sau:
-
Nhờ Rollup, Ethereum có thể tăng từ khoảng 25 TPS lên 3.000 TPS mà không hy sinh độ an toàn;
-
Nhờ Rollup, tài sản người dùng sẽ không bị đánh cắp hay kiểm duyệt (khác với một số sidechain);
-
Người dùng luôn có thể truy cập dữ liệu trên L1, không ai có thể ngăn chặn việc rút tiền an toàn khỏi Rollup bất cứ lúc nào;
Hiện tại có hai loại (chủ yếu) Rollup:
ZK Rollup (ZKRU) và Optimistic Rollup (OR)
So sánh giữa phương án Optimistic và ZK
Optimistic Rollup là giải pháp trưởng thành hơn so với ZKRU. Hiện tại, các sản phẩm của Optimistic và Arbitrum đã sẵn sàng cho các nhà phát triển Ethereum sử dụng. Tuy nhiên, do sử dụng cơ chế bằng chứng gian lận (fraud proof), thời gian rút tiền và mức độ an toàn hiện tại còn gây tranh cãi, đồng thời hiệu quả giảm chi phí cũng kém hơn ZK. Trong khi đó, các điểm yếu của ZK Rollup chủ yếu thuộc về vấn đề kỹ thuật, và với lượng lớn các lập trình viên xuất sắc đang nghiên cứu, phần lớn mọi người, kể cả Vitalik, đều tin rằng ZK Rollup sẽ là giải pháp mở rộng vượt trội hơn trong tương lai.
So sánh giữa hai giải pháp, chi phí Gas và TPS như sau:
Chi phí của bốn giải pháp
Nguồn: Xiang｜W3.Hitchhiker, các phép tính trên dựa trên ETH ở mức 2500 USD, giới hạn gas khối là 30.000.000, phí gas là 30 Gwei, thời gian tạo khối trung bình là 13 giây. TPS cực đại nghĩa là môi trường vận hành chiếm toàn bộ không gian khối Ethereum (tốn 500.000 gas để xác minh bằng chứng), TPS thông thường nghĩa là chiếm 1/3 không gian khối Ethereum.
-
Xét về hiệu suất và chi phí, giải pháp ZK hiệu quả hơn OR, đạt TPS cao hơn và chi phí thấp hơn.
-
Xét về thời gian, do cơ chế bằng chứng gian lận, việc rút tiền trên Optimistic Rollup cần thời gian chờ 7-14 ngày để người khác phản bác hành vi xấu. Mặc dù hiện tại đã có các giải pháp như Boba Network sử dụng cơ chế hồ thanh khoản để rút ngắn thời gian rút tiền.
-
Xét về khả năng tương thích, cả Optimistic và ZK đều đối mặt với thách thức tương thích với các lệnh gọi hợp đồng EVM phức tạp, nhưng Optimistic dễ triển khai hơn, các giải pháp OR như Arbitrum và Optimism đều sở hữu máy ảo tương thích EVM, cho phép xử lý mọi giao dịch xảy ra trên chuỗi chính Ethereum.
Một trong những vấn đề lớn nhất khiến ZK Rollup phát triển bị hạn chế là khả năng tương thích với EVM của Ethereum. Khi thiết kế EVM, các lập trình viên hoàn toàn không nghĩ rằng sau này sẽ dùng đến công nghệ ZK, việc EVM tạo ra bằng chứng không kiến thức khả dụng gần như là bất khả thi, dẫn đến nhu cầu về ZK-EVM. Trước đây, nhiều người cho rằng việc thực hiện ZKSync 2.0 ít nhất phải mất vài năm, tuy nhiên mạng thử nghiệm công khai ZKSync 2.0 đã chính thức ra mắt vào cuối tháng Hai, trở thành ZK Rollup tương thích EVM đầu tiên trên mạng thử nghiệm Ethereum. Có lẽ việc sử dụng rộng rãi ZK Rollup thực tế sẽ đến sớm hơn chúng ta tưởng.
Tại sao khả năng tương thích EVM lại khó khăn đến vậy đối với ZK?
Trong các giải pháp ZK Rollup hiện tại, phần lớn chỉ hỗ trợ các tình huống đơn giản như thanh toán và hoán đổi (swap). Nguyên nhân là ngoài việc thực thi bytecode hợp đồng thông minh như bình thường, ZKEVM còn phải tạo ra một bằng chứng để chứng minh trạng thái đã được cập nhật đúng sau giao dịch. Do vấn đề thiết kế EVM và nguyên lý thuật toán chứng minh ZK, khiến việc tương thích giữa hai bên rất khó khăn.
Xét về bảo mật, bảo mật của OR dựa trên kinh tế học: cần thiết kế cơ chế khuyến khích hợp lý để thúc đẩy một nhóm xác minh trên chuỗi chính luôn giám sát người gửi và sẵn sàng nộp bằng chứng gian lận. Đối với người gửi, cần thông qua đặt cược (staking) để đảm bảo họ phải trả giá nếu hành vi xấu. Trong khi đó, bảo mật của ZK dựa trên toán học hoặc mật mã học, có thể đạt được tính không cần tin tưởng (trustless). Sự bảo đảm từ toán học và mật mã đáng tin cậy hơn nhiều so với niềm tin lạc quan rằng con người sẽ không làm điều xấu.
So sánh giữa hai bên, ưu và nhược điểm của ZK Rollups như sau.
Ưu điểm
-
Chứa ít dữ liệu hơn trong mỗi giao dịch, tăng thông lượng và khả năng mở rộng của Layer 2, mang lại lợi ích mở rộng lớn hơn và giảm chi phí giao dịch so với Optimistic Rollups;
-
Không cần ai giám sát ZKR;
-
Không cần cửa sổ tranh chấp gian lận như trong Optimistic Rollups, rút ngắn thời gian rút tiền từ khoảng 2 tuần xuống còn vài phút;
-
Tính riêng tư được kích hoạt mặc định;
Nhược điểm
-
Độ khó trong việc tính toán bằng chứng không kiến thức đòi hỏi tối ưu hóa dữ liệu để đạt thông lượng tối đa;
-
Việc xây dựng và tích hợp ban đầu vào mạng Ethereum khó hơn so với Optimistic rollups;
Nói chung, các điểm yếu của ZK Rollup chủ yếu thuộc về vấn đề kỹ thuật. Với lượng lớn lập trình viên giỏi đang nghiên cứu, tin rằng những vấn đề này sẽ được giải quyết, và phần lớn mọi người, kể cả Vitalik, đều đồng ý rằng ZK Rollup trong tương lai sẽ là giải pháp mở rộng vượt trội hơn.
2. Bức tranh tổng thể của giải pháp mở rộng ZK Rollup như thế nào?
So sánh các nhà chơi chính trong ZK Rollups
Trong lĩnh vực công nghệ ZK Rollup có hai nhà chơi chính: zkSync và StarkWare
Bảng dưới đây trực quan hóa một số khác biệt chính giữa hai bên về đội ngũ, công nghệ, tính sẵn có dữ liệu, huy động vốn, nhà hỗ trợ, sản phẩm hiện tại và lộ trình.
Về đội ngũ, StarkWare mang tính học thuật hơn, đội hình gồm các nhà mật mã học và nhà khoa học hàng đầu thế giới, nhiều năm tiên phong đổi mới trong lĩnh vực không kiến thức, công bố nhiều bài báo học thuật và đang chuyển hóa thành sản phẩm thực tế StarkWare. Thông tin về đội ngũ zkSync khó tìm thấy hơn, nhưng qua việc phát hành sản phẩm có thể thấy họ mang khí chất của người làm đa ngành, hiệu suất làm việc cao.
Về công nghệ, nói chung StarkWare là công nghệ vượt trội hơn, cung cấp tính kết thúc (finality) cho blockchain, nghĩa là hiệu quả vốn là tối ưu. Ngoài ra, lợi thế chính của STARK là:
-
Tự phát minh và xây dựng hệ thống ZK-STARK, trong khi stack công nghệ của zkSync do người khác xây (PLONK do Aztec xây). Điều này cũng có nghĩa là StarkWare kiểm soát công nghệ và nâng cấp công nghệ tốt hơn;
-
Đã có nhiều hệ thống chạy trong môi trường sản xuất, sử dụng ngôn ngữ lập trình Turing đầy đủ Cairo, sẵn sàng dùng ngay. Matter Labs chỉ có một hệ thống thanh toán đơn giản đang trong môi trường sản xuất, chưa có ngôn ngữ Turing đầy đủ;
-
Nhanh hơn, an toàn hơn (về mặt mật mã học), minh bạch (không cần thiết lập tin cậy) và an toàn trước máy tính lượng tử, trong khi công nghệ cốt lõi mà Matter Labs sử dụng (do nhóm khác xây) chậm hơn, cần thiết lập tin cậy và có thể bị máy tính lượng tử tấn công;
Về tính sẵn có dữ liệu (data availability), StarkWare là người tiên phong với hệ thống Volition để giải quyết vấn đề DA. Volition cho phép người dùng chọn giữa giải pháp rollup (DA trên chuỗi) và validium (DA ngoài chuỗi) cho từng giao dịch. zkSync sử dụng công nghệ zkPorter dựa trên Volition, khác biệt chính là: trong Volition người dùng chọn cách lưu trữ dữ liệu theo từng giao dịch, còn trong zkPorter người dùng chọn cách thanh toán theo từng tài khoản (tài khoản zkPorter chỉ có thể tạo giao dịch theo cách DA ngoài chuỗi). Ngoài ra, hệ thống DA ngoài chuỗi của zkPorter phi tập trung hơn, vì DA được đảm bảo an toàn bởi mạng lưới Người bảo vệ (Guardian) được khuyến khích bằng token gốc zkSync, chứ không phải bởi DAC tập trung.
Về huy động vốn và nhà hỗ trợ, StarkWare được định giá 2 tỷ USD và đang huy động vòng D với định giá 6 tỷ USD. Đây là mức huy động vốn đẳng cấp thế giới, thu hút nhiều nhà đầu tư nổi tiếng. Các nhà hỗ trợ bao gồm một số tỷ phú và thành viên Quỹ Ethereum, thậm chí Vitalik tự mình đã rà soát phần lớn bài viết do StarkWare phát hành. So với StarkWare, zkSync có ít nhà đầu tư nổi bật hơn, trông giống như một gia đình tiền mã hóa Defi/CEX quy mô lớn cùng góp vốn. Mỗi dự án đều nổi tiếng, và khi hợp lực sẽ tạo thành hệ sinh thái mạnh mẽ. Tuy nhiên điểm này rất quan trọng: thành công của ZK Rollup sẽ phụ thuộc rất lớn vào việc các giao thức DeFi tham gia và tích hợp trực tiếp với CEX.
Về sản phẩm hiện tại và lộ trình, vào tháng 6 năm 2020, StarkWare ra mắt StarEx, tương đương giai đoạn "Hành tinh" (Planets) trong lộ trình của họ, cho phép tạo các ZK Rollup chuyên dụng, riêng quyền được hỗ trợ bởi Cairo và STARKs, như dydx, Immutable, Deversifi, Sorare — 4 ứng dụng chính được hỗ trợ bởi phiên bản sản xuất của StarkEx. Tính đến tháng 3 năm 2022, StarkEx đã xử lý 134 triệu giao dịch, tổng khối lượng giao dịch đạt 490 tỷ USD, giá trị khóa (TVL) đạt 1,1 tỷ USD.
Lộ trình StarkWare
Vào ngày 29 tháng 11 năm 2021, họ phát hành phiên bản Alpha mainnet của StarkNet, nhanh chóng tiến vào giai đoạn "Chòm sao" (Constellations) trong lộ trình. StarkNet là ZK Rollup phổ quát, không cần quyền, đa ứng dụng mà chúng ta mong đợi. Tính đến tháng 3 năm 2022, testnet Goerli của StarkNet đã tạo ra 1,4 triệu giao dịch, mainnet tạo ra 45.000 giao dịch. Về triển khai hợp đồng, testnet Goerli có 26.000 hợp đồng, mainnet có 1.600 hợp đồng.
Ban đầu, StarkNet sẽ do một bên chứng minh tập trung điều khiển, các ứng dụng cần đăng ký danh sách trắng và triển khai lần lượt, giống như Optimism. Kế hoạch của họ là phát triển hệ sinh thái và dần dần phi tập trung hóa StarkNet để tiến tới giai đoạn "Vũ trụ" (Universe) trong lộ trình.
Lộ trình zkSync có thể tóm tắt thành 4 bước như hình dưới. Giai đoạn đầu tiên tương ứng với zkSync 1.0 ra mắt tháng 6 năm 2020, về cơ bản là một ZK Rollup không tích hợp hợp đồng thông minh. Người dùng có thể gửi và nhận token, nhưng thiếu tính kết hợp. Hiện tại nhiều dự án tiềm năng đã triển khai trên phiên bản 1.0.
Lộ trình zkSync
Giai đoạn thứ hai của lộ trình bắt đầu khi zkSync 2.0 ra mắt mainnet, chứa đựng mọi thứ chúng ta mong đợi: ZK Rollup hoàn toàn tương thích EVM và có tính kết hợp hợp đồng thông minh. Ban đầu zkSync 2.0 dự kiến ra mắt mainnet vào tháng 8, nhưng bị trì hoãn do một số khó khăn kỹ thuật. Các vấn đề này hiện đang được thử nghiệm trên testnet và dần được giải quyết. Tháng 10, zkSync thông báo về một số chi tiết kỹ thuật vừa hoàn thành và triển khai một testnet kiểu AMM (uniswap) để kiểm tra tính tương thích EVM. Matter Labs trì hoãn phát hành để đảm bảo tương thích LLVM/Solidity, ban đầu có thể gây thất vọng, nhưng sẽ giúp mọi công cụ và thư viện Ethereum tích hợp bản địa vào zkSync 2.0.
Ưu điểm của ZK Rollup
Giải pháp ZK Rollup mang lại một số lợi thế độc đáo như bảo mật riêng tư, duy trì khả năng mở rộng và thực hiện ứng dụng xuyên chuỗi.
-
Bảo mật riêng tư là một trong những lợi thế và đặc điểm của ZK Rollup
Blockchain không cần quyền có thể đạt được tính toàn vẹn tính toán mà không cần tin tưởng bên thứ ba, nhưng phải đánh đổi về khả năng mở rộng và bảo mật riêng tư. Từ những năm 1980, các công trình lý thuyết về các hệ thống chứng minh như bằng chứng không kiến thức, bằng chứng tương tác và bằng chứng kiểm tra xác suất đã làm sáng tỏ con đường giải quyết hai vấn đề này, và được thể hiện trong các ứng dụng thực tế;
-
Duy trì khả năng mở rộng mang lại cho nhà phát triển sức mạnh tính toán gần như vô hạn về mặt lý thuyết
Điều này khiến việc di chuyển toàn bộ hệ sinh thái Internet sang đây trở nên khả thi, ví dụ như các trò chơi đối kháng trước đây rất khó thực hiện trên Ethereum, nhưng ZK Rollup có thể thay đổi điều đó. Hơn nữa, sức mạnh tính toán siêu việt kết hợp với đặc điểm blockchain còn có thể tạo ra nhiều ứng dụng mới;
-
Thêm vào đó là ứng dụng xuyên chuỗi, một trong những đại diện tiêu biểu của ZK Rollup, StarkNet có chức năng cầu nối đa dạng
Các nhà phát triển có thể gửi bất kỳ tải trọng nào (không phải chuyển tiền) từ L1 sang L2, tức là triển khai phần đầu của dApp lên L2, nơi có thể thực hiện quản trị hoặc thao tác trò chơi với chi phí thấp hơn, đồng thời gửi lệnh về thanh khoản L1. Giống như dùng L2 làm bộ não, còn L1 làm cơ bắp;
Nỗi đau của ZK Rollup
Mặc dù ZK Rollup là một giải pháp mở rộng Ethereum rất tốt, nhưng việc áp dụng vẫn đi kèm một số rủi ro như phân mảnh thanh khoản, khó khăn giao tiếp, rào cản kỹ thuật làm giảm tính kết hợp và rủi ro tập trung.
-
Vấn đề phân mảnh thanh khoản ngày càng nổi bật trong bối cảnh đa chuỗi hiện nay, đây không phải là vấn đề riêng của ZK Rollup
Do tồn tại nhiều giải pháp kỹ thuật, số lượng mạng rollup trong tương lai sẽ nhiều hơn, dẫn đến tình trạng phân mảnh thanh khoản nghiêm trọng hơn. Tin tốt là có nhiều giải pháp công nghệ giao tiếp xuyên chuỗi đang giải quyết vấn đề này, ví dụ như LayerZero ra mắt StarGate vào tháng 3 năm 2022 (lưu ý, hiện tại StarGate chưa hỗ trợ ZK Rollup). LayerZero đang mang đến cho chúng ta một "tương lai toàn chuỗi" với an toàn được đảm bảo, bao gồm chia sẻ trạng thái, thanh khoản cầu nối thống nhất, cho vay xuyên chuỗi, hoán đổi và tích tụ lợi nhuận đa chuỗi;
-
Vấn đề tính kết hợp chủ yếu thể hiện ở tương tác giữa dapp trên chuỗi chính và dapp trên chuỗi con
Mỗi giao thức mới xây dựng trên Ethereum giống như các khối lego, các giao thức khác có thể dễ dàng xây dựng trên đó, đây cũng là một trong những lý do khiến DeFi phát triển nhanh. Nếu không giải quyết được vấn đề giao tiếp và chuẩn hợp đồng, dapp trên chuỗi con sẽ phải xây dựng lại hệ sinh thái riêng, gây lãng phí tài nguyên lớn hơn. Không chỉ giữa chuỗi con và chuỗi chính, mà giữa các chuỗi con với nhau cũng cần xây dựng cơ chế giao tiếp và chuẩn hợp đồng tương ứng;
-
Rủi ro tập trung chủ yếu do vai trò của sequencer trong các giải pháp Rollup hiện tại
Sequencer chịu trách nhiệm thực thi, sắp xếp, nén và đóng gói giao dịch, hiện tại vẫn là một vai trò khá tập trung. Nếu Rollup muốn nâng cao hơn nữa tính an toàn, cần phải giải quyết vấn đề tập trung hiện tại;
3. Tương lai của việc mở rộng sẽ ra sao?
Trong lộ trình mở rộng của Ethereum, mô tả một kịch bản ngắn hạn Ethereum chủ yếu dùng Optimistic Rollup, còn trung và dài hạn sẽ áp dụng mở rộng "sharding + ZK Rollup".
Tổng thể, Rollup không nghi ngờ gì là lựa chọn mở rộng tốt nhất cho Ethereum, đặc điểm lớn nhất là tính an toàn và khả năng mở rộng. Dù cần thời gian để giải quyết các thách thức kỹ thuật về khả năng lập trình, nhưng xét về trung và dài hạn, đây là công nghệ mở rộng rất lý tưởng. Kết hợp sharding Ethereum với ZK Rollup sẽ phá vỡ tam giác bất khả thi, đồng thời sự ra đời của zkEVM có thể dung hòa khả năng lập trình, giúp nhà phát triển dễ dàng chuyển sang lớp thứ hai hơn.
Xét về trung và dài hạn, cùng với sự cải tiến của công nghệ ZK-SNARK, ZK rollups sẽ chiến thắng trong mọi trường hợp sử dụng. — Vitalik Buterin
Dù vậy, để ZK Rollup thực sự đi vào ứng dụng quy mô lớn, vẫn còn nhiều vấn đề cần vượt qua, bao gồm các vấn đề kỹ thuật, GTM (Go to Market) và GTC (Go to Community).
Vấn đề kỹ thuật
Phần trên đã sơ lược vấn đề kỹ thuật của ZK Rollup, ở đây bổ sung thêm một số chi tiết.
Về vấn đề tương thích, vấn đề kỹ thuật của ZK Rollup chủ yếu nằm ở chỗ unfriendly với nhà phát triển, dẫn đến chức năng bị hạn chế. Trước đây, việc xây dựng DApp phổ quát rất khó khăn do hai nguyên nhân sau:
-
Thứ nhất, nếu bạn muốn phát triển DApp trong ZK Rollup, bạn cần dùng một ngôn ngữ đặc biệt (tức R1CS) để viết toàn bộ logic hợp đồng thông minh. Không chỉ cú pháp ngôn ngữ phức tạp, mà việc này còn đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về chứng minh không kiến thức;
-
Thứ hai, ZK Rollup không hỗ trợ tính kết hợp. Nghĩa là các ứng dụng ZK Rollup khác nhau không thể tương tác với nhau bên trong Layer 2. Đặc điểm này phá vỡ nghiêm trọng tính kết hợp của các ứng dụng DeFi;
Có hai cách xây dựng DApp phổ quát trong ZK Rollup: một là xây mạch chuyên dụng "ASIC" cho từng DApp khác nhau, đây là con đường các ZK Rollup đầu tiên chọn, tương ứng với giai đoạn Hành tinh của StarkWare, các ứng dụng không thể tương tác. Cách thứ hai là xây một mạch "EVM" phổ quát cho việc thực thi hợp đồng thông minh, hiện tại StarkWare và zkSync đã có tiến triển lớn trong việc giải quyết điểm này.
Xét theo tình hình hiện tại, StarkWare đang ở giai đoạn "Chòm sao" (Constellations). Tháng 9 năm 2021, StarkWare thông báo ra mắt ZK Rollup phổ quát, không cần quyền, đa ứng dụng, hỗ trợ hợp đồng thông minh thông qua ngôn ngữ Cairo. zkSync cũng đang ở giai đoạn thứ hai, tháng 2 năm 2022, testnet zkSync 2.0 ra mắt, tiếp tục thử nghiệm để đảm bảo tương thích LLVM/Solidity, nhằm đạt được sự tương thích hoàn toàn với EVM và đảm bảo tính kết hợp hợp đồng thông minh.
Lưu ý, về giải pháp, StarkWare và zkSync sử dụng hai phương án kỹ thuật hoàn toàn khác nhau.
StarkWare sử dụng ngôn ngữ lập trình Turing đầy đủ hoàn toàn mới là Cairo, và hợp tác với OpenZeppelin phát triển hợp đồng chuẩn, giống như cách họ hợp tác với Ethereum, nghĩa là họ sử dụng chuẩn hợp đồng mới để đạt được tính kết hợp. Đây là một quyết định táo bạo, vì sẽ làm tăng đáng kể chi phí gia nhập của nhà phát triển. Hiện tại, nhóm Warp của Nethermind đang giúp các nhà phát triển chuyển hợp đồng ERC-20 từ bytecode EVM sang hợp đồng StarkNet và triển khai trên StarkNet. Công việc này tiến triển nhanh chóng, mục tiêu tiếp theo là chuyển bất kỳ hợp đồng thông minh nào từ Yul sang Cairo.
zkSync thì sử dụng phương án zkEVM để đạt được sự tương thích EVM. Về zkEVM, hiện có hai chiến lược thực hiện chính:
-
Hỗ trợ trực tiếp tập lệnh hiện tại của EVM, hoàn toàn tương thích với tập lệnh solidity. Các giải pháp sử dụng phương án này bao gồm Hermez và zkEVM của Quỹ Ethereum;
-
Thiết kế lại một máy ảo mới thân thiện với chứng minh không kiến thức, đồng thời điều chỉnh công cụ phát triển EVM để duy trì sự tương thích với solidity, giải pháp này chủ yếu do zkSync sử dụng;
Tổng thể, chiến lược thứ nhất có khả năng tương thích tốt hơn, an toàn hơn, nhưng khối lượng công việc lớn hơn, Hermez sử dụng phương án này; chiến lược thứ hai linh hoạt hơn, khối lượng công việc nhỏ hơn, nhưng cần bỏ thêm công sức vào điều chỉnh, zkSync sử dụng phương án này. zkSync đồng thời phát triển hai front-end biên dịch cho zkEVM: Yul và Zinc. Khi xây dựng trình biên dịch riêng, zkSync chọn LLVM, vấn đề tương thích LLVM/Solidity là nguyên nhân chính khiến zkSync 2.0 không ra mắt đúng hạn vào tháng 8 năm 2021, đây cũng là vấn đề trọng tâm đang được khắc phục trong giai đoạn testnet zkSync 2.0.
Việc StarWare dùng ngôn ngữ Cairo dường như kém tương thích hơn, đây có phải là điểm yếu của StarkWare không? Không phải.
StarWare dùng ngôn ngữ Cairo để chuyển logic hợp đồng thông minh vào Rollup. Mặc dù ngôn ngữ mới làm tăng chi phí gia nhập cho nhà phát triển ở một mức độ nào đó, nhưng nhiều đặc điểm của Cairo có thể giúp ZK hòa nhập một cách thanh lịch hơn vào hệ sinh thái blockchain, ví dụ như ngôn ngữ Cario có công cụ trực quan hóa AIR (biểu diễn trung gian đại số) đi kèm, để xem chi tiết trong bằng chứng, cũng có thể tạo bằng chứng zk-STARK một cách an toàn và đáng tin cậy để đảm bảo tính toàn vẹn tính toán, đồng thời cảm giác thiết kế ngôn ngữ phù hợp hơn với logic chứng minh toán học, gọn gàng hơn, và có chuỗi công cụ đầy đủ.
Hơn nữa, nó còn có thể nâng cao tính an toàn. AIR của Cairo tương đối đơn giản, khiến hiệu quả của bộ xác minh trên chuỗi và dịch vụ chứng minh ngoài chuỗi cũng như chi phí khấu hao đều thấp, đồng thời kiểm toán một AIR đơn giản đơn lẻ an toàn hơn so với kiểm toán nhiều AIR phức tạp, chuyên biệt theo từng ứng dụng. Với Cairo, chúng ta có thể dựa vào một hợp đồng Verifier duy nhất; không cần triển khai trình xác minh cho từng ứng dụng sử dụng.
Xin lưu ý hàm ý của thuộc tính an toàn này: một bộ kiểm toán dành cho hợp đồng đó có thể bảo vệ mọi ứng dụng khỏi rủi ro hệ thống chứng minh, để chúng chỉ cần kiểm toán logic kinh doanh. Còn về logic kinh doanh, việc hiểu và kiểm toán tính đúng đắn của mã dễ hơn nhiều so với việc hiểu AIR chuyên biệt theo từng ứng dụng. Cairo không thể giải quyết vấn đề hợp đồng EVM hiện tại có thể xuất hiện lỗi, một số người đang cố gắng giải quyết vấn đề này.
Vấn đề thị trường (GTM)
Mô hình ZK Rollup giành thị trường gần như giống hệt với các chuỗi công cộng được gọi là "kẻ giết Ethereum". Hiện tại StarkWare mang tính tập trung, họ đang thúc đẩy phi tập trung hóa, zkSync là mã nguồn mở và phi tập trung (nhưng mức độ không cao), cả hai đều chưa có token. Tương tự, hai đối thủ lớn khác trong lĩnh vực công nghệ Rollup là Optimism và Arbitrum cũng chưa có token.
zkSync sẽ phát hành token, điều này có thể xác nhận từ mã nguồn của họ, trong khi Starkware và Arbitrum chưa có tuyên bố công khai, Optimism gần đây ám chỉ sẽ phát hành token.
Tuy nhiên, để L2s thúc đẩy phi tập trung hóa và giành thị trường, phát hành token là một biện pháp bắt buộc. Token không chỉ là công cụ khuyến khích tốt, mà còn giúp quản trị cộng đồng tốt hơn. Rào cản phát hành token hiện tại chủ yếu nằm ở cầu nối xuyên chuỗi L2s chưa trưởng thành, và vấn đề tương thích EVM chưa được giải quyết tốt.
A16Z định nghĩa ma trận GTM của Web3 dựa trên cấu trúc tổ chức và mô hình khuyến khích kinh tế như sau:
Ma trận Go-to-Market của Web3, nguồn: a16z
Họ cho rằng mô hình Go-to-Market (GTM) của Web3 khác biệt lớn so với Web2, phần đổi mới nhất là sự ra đời của token và hình thức tổ chức mới DAO. Mỗi phần tư đều có chiến lược GTM khác nhau, có thể bao gồm từ chiến lược kiểu Web2 truyền thống đến các chiến lược mới và thử nghiệm.
Yếu tố đo lường việc Layer1/Layer2 giành thị trường bao gồm số lượng star trên Github, số lượng nhà phát triển giao thức, số lượng tích hợp dự án, số lượng fork giao thức và TVL.
Ma trận Go-to-Market của chuỗi công cộng L1, nguồn: a16z
Ở điểm này, do StarkWare không mã nguồn mở, không thể so sánh. Theo dữ liệu tháng 3 năm 2022, tình hình của zkSync, Optimism và Arbitrum như sau:
-
Xét về số lượng star trên Github, zkSync nhiều nhất. zkSync đạt 1,3K, hơi cao hơn Optimism 0,9K và Arbitrum 0,7K;
-
Xét về số lượng nhà phát triển giao thức trên Github, Optimism nhiều nhất. zkSync có 43 người, Optimism có 66 người, Arbitrum có 36 người;
-
Xét về số lượng fork giao thức trên Github, Arbitrum hơi cao hơn với 355 lần. zkSync và Optimism tương đương, lần lượt là 292 và 303 lần;
-
Xét về TVL, Arbitrum hiện đang dẫn trước xa, đạt $3,41 tỷ, trong khi zkSync và Optimism lần lượt là $148 triệu và $562 triệu;
So sánh với Solana, một "chuỗi thay thế" Ethereum khá thành công, Solana có 7,7K star trên Github, 1,8K lần fork, 305 người đóng góp, TVL đạt $7,46 tỷ.
Có thể thấy các Rollup hiện tại còn xa mới đạt đến mức độ giành được thị trường, họ còn nhiều việc phải làm. Quan trọng nhất là thu hút thêm nhiều tích hợp dự án, việc áp dụng nhiều hơn sẽ thu hút thêm nhà phát triển, từ đó xây dựng hệ sinh thái dự án tốt hơn, thu hút người dùng áp dụng nhiều hơn, dòng tiền chảy vào nhiều hơn. Những điều này cần nhà phát triển hướng tới cộng đồng (Go to Community, GTC) để thực hiện.
Vấn đề cộng đồng (GTC)
Có người cho rằng sự khác biệt chính giữa chiến lược vào thị trường và vào cộng đồng có thể được khái quát thành sự khác biệt giữa thu giữ giá trị và tạo ra giá trị. Đối với một sản phẩm, cộng đồng là người dùng của nó, còn đối với một chuỗi công cộng hoặc giao thức, cộng đồng là các ứng dụng sử dụng nó. Do đó, ở đây dùng hệ sinh thái (Ecosystem) thay cho cộng đồng (Community) có thể chính xác hơn.
Hiện tại, cùng với việc ra mắt StarkNet Alpha và testnet zkSync 2.0, công nghệ ZK Rollup đang được áp dụng nhanh chóng, hệ sinh thái của cả hai bên cũng đang mở rộng không ngừng. Có người đã tổng hợp hệ sinh thái của hai công nghệ lớn như hình dưới.
Bản đồ hệ sinh thái StarkWare, nguồn: ZK_Daily
Sự phát triển thịnh vượng của cả hai hệ sinh thái tương đương nhau, có thể thấy zkSync nhận được nhiều hỗ trợ hơn từ ứng dụng xuyên chuỗi, DeFi và ví, trong khi StarkWare có hệ sinh thái Games & NFTs phát triển mạnh mẽ hơn.
Đối với hệ sinh thái L1s/L2s, thanh khoản giống như băng thông, nối các tình huống ứng dụng khác nhau lại với nhau, tạo thành một mạng lưới lớn hơn, tức là internet giá trị. Ở đây, thanh khoản được định nghĩa là trao đổi giá trị giữa các ứng dụng khác nhau, khi thanh khoản tốt, tổn thất giá trị ít, khi thanh khoản kém, tổn thất giá trị cao. Trường hợp khác là giữa các ứng dụng không thể trao đổi giá trị, tức là không có thanh khoản. Trong một hệ sinh thái, nếu thanh khoản có thể xuyên suốt toàn bộ hệ sinh thái, giống như hệ sinh thái Ethereum, bất kỳ ứng dụng nào dựa trên Ethereum đều có thể định giá và trao đổi thông qua Ethereum, thì hệ sinh thái đó mới là một hệ sinh thái hoạt động bình thường.
Tôi chia thanh khoản trong hệ sinh thái thành thanh khoản ngang và thanh khoản dọc. Vai trò của cầu nối trong L2s là mở thanh khoản ngang giữa các Rollup khác nhau, gần đây còn xuất hiện cách thức đột phá mới gọi là LayerZero, đổi mới cách cầu nối thanh khoản truyền thống, mang lại an toàn và tính không cần tin tưởng tốt hơn. Thanh khoản dọc chủ yếu nằm ở các ứng dụng khác nhau, người dùng (End Users) kết nối với toàn bộ hệ sinh thái thông qua Wallet, đôi khi sử dụng phương tiện thanh toán (Payment) để nạp tiền mua tiền mã hóa nhằm thu được giá trị, trao đổi giá trị trong các ứng dụng khác nhau, đôi khi còn cần sử dụng ứng dụng Marketplace để trao đổi trung gian.
Sơ đồ lưu thông giá trị trong hệ sinh thái L2
Hiện tại ở các nút thanh khoản khác nhau, cả StarkWare và zkSync đều có ứng dụng triển khai tương ứng, phần lớn đang trong giai đoạn thử nghiệm, tình hình so sánh hệ sinh thái như hình dưới.
So sánh hệ sinh thái zkSync và StarkWare
Hướng tới cộng đồng (hệ sinh thái), trước tiên cần có thể mở thanh khoản dọc bên trong, điều này cần hỗ trợ tính kết hợp, để trong hệ sinh thái có một chuẩn mực thống nhất, cho phép các giao thức ứng dụng khác nhau tích hợp lẫn nhau một cách không cần quyền, giống như các khối lego. Trên Ethereum việc này rất dễ thực hiện, nhưng do vấn đề chứng minh không kiến thức, cả StarkWare và zkSync đều phải nỗ lực rất lớn, vấn đề này đang được giải quyết.
Điều kiện tiên quyết để cộng đồng (hệ sinh thái) sống động là có thanh khoản ngang tốt, điều này đòi hỏi phải có cầu nối tốt để hỗ trợ, có thể nối thanh khoản Ethereum với chi phí thấp, quan trọng hơn, có thể dễ dàng giao tiếp với các giải pháp L2 khác hoặc thậm chí các giải pháp L1. Dù đối với ứng dụng hay người dùng, một blockchain nhanh (TPS cao), chi phí thấp (phí giao dịch thấp) và an toàn là điều hấp dẫn tự nhiên, khi chi phí di chuyển càng thấp, hệ sinh thái càng hấp dẫn đối với ứng dụng và người dùng.
Điều kiện cần để cộng đồng (hệ sinh thái) bùng nổ là sự xuất hiện của ứng dụng killer, thu hút lượng lớn người dùng và vốn. Điều này tuyệt đối không thể chỉ thực hiện thông qua APY cao, airdrop token hoặc trợ cấp, hay hệ sinh thái "chơi để kiếm" khép kín.
Cách đầu tư vào hệ sinh thái mở rộng như thế nào?
Blockchain là internet giá trị, internet truyền thống là internet thông tin. Dữ liệu thông tin truyền qua băng thông, trao đổi giá trị dựa vào thanh khoản. Hệ sinh thái chuỗi công cộng trước tiên phải thực hiện được việc lưu thông giá trị, sau đó là lưu thông hiệu quả, rồi trên nền tảng lưu thông hiệu quả đó xây dựng các ứng dụng đáp ứng nhu cầu người dùng, thực sự nâng cao hiệu suất sản xuất, cuối cùng xây dựng một thế giới blockchain hiệu quả, không cần quyền, không kiểm duyệt, dân chủ chống gian lận, cởi mở, phổ quát, công khai và minh bạch.
Nhờ hợp đồng thông minh, ứng dụng blockchain không chỉ giới hạn ở việc làm sổ cái phi tập trung, mà còn phát sinh ra các tài sản không đồng nhất (NFT) để xác định quyền sở hữu trong thế giới số, và token đồng nhất làm nền tảng quản trị cho DAO như một cấu trúc tổ chức quản trị mới. Những đổi mới này kết hợp với các ứng dụng internet hiện có tiếp tục phát sinh thêm nhiều tình huống ứng dụng, tuy nhiên cơ sở hạ tầng blockchain hiện tại chưa thể đáp ứng tốt việc triển khai các tình huống ứng dụng này.
Trước hết là vấn đề mở rộng. Dù là TPS hay tính sẵn có dữ liệu, đều cần mở rộng. ZK Rollup và Validium đã thực hiện khám phá hiệu quả, ngoài ra còn có các giải pháp Layer 2/Layer 1 khác như Optimistic Rollup, Plasma, Solana, Celestia, v.v. Bản thân công nghệ mở rộng chính là mục tiêu đầu tư tốt nhất, ở giai đoạn hiện tại, chúng ta có thể chú ý nhiều hơn đến công nghệ lưu trữ trên chuỗi. Sau khi mở rộng, TPS cao và tính sẵn có dữ liệu đáng tin cậy sẽ làm nâng cao đáng kể hiệu suất blockchain, cho phép xây dựng các ứng dụng phức tạp hơn trên blockchain, các ứng dụng này có thể chia thành hai loại lớn: cải tiến chuỗi internet và sáng tạo gốc blockchain.
-
Cải tiến chuỗi internet: rõ ràng nhất là trong lĩnh vực GameFi, như结算 thời gian thực trên chuỗi trong game đối kháng, liên lạc thời gian thực trên chuỗi và thanh toán quy mô lớn đều có thể thực hiện;
-
Sáng tạo gốc blockchain: cơ sở hạ tầng blockchain hiệu suất cao cho phép hành vi trao đổi giá trị thường xuyên và dày đặc hơn trước, sẽ thúc đẩy mạnh mẽ việc giảm chi phí lưu thông giá trị, các ứng dụng đổi mới nên là những ứng dụng thực sự nâng cao hiệu quả sử dụng vốn, từ đó nâng cao năng suất. Ngoài ra, blockchain hiệu suất cao làm cho việc thực hiện thanh khoản thị trường dữ liệu trở nên khả thi, đây là đổi mới mang tính đột phá, dữ liệu là yếu tố sản xuất của thời đại thông tin, có thể lưu thông và ứng dụng đầy đủ, đồng thời phân phối lợi ích một cách công bằng hợp lý;
Thứ hai là vấn đề thanh khoản, ở đây chia thành thanh khoản ngang và thanh khoản dọc.
-
Thanh khoản ngang là việc giá trị di chuyển giữa các hệ sinh thái chuỗi công cộng/L2 khác nhau. Khi một hệ sinh thái chuỗi công cộng/L2 mới hình thành, người dùng muốn di chuyển từ hệ sinh thái cũ, cần có công cụ trao đổi giá trị dễ dùng, các công cụ này đôi khi gọi là cầu nối. Hiện tại các công cụ cầu nối truyền thống có một số vấn đề an toàn, có thể dẫn đến mất mát tài sản người dùng, thậm chí đôi khi gây ra hiệu ứng dây chuyền. May mắn là hiện tại có một số công nghệ cầu nối mới xuất hiện, như LayerZero. Tin rằng sẽ có ngày càng nhiều công nghệ tốt hơn xuất hiện, ví dụ như cầu nối zk đang được nghiên cứu, có thể giải quyết nhiều vấn đề hiện tại của cầu nối. Cầu nối với tư cách là cổng vào thanh khoản giá trị của hệ sinh thái, có thể phát sinh thêm nhiều ứng dụng DeFi, từ đó thu giữ thêm nhiều giá trị;
-
Thanh khoản dọc là việc giá trị di chuyển trong cùng một hệ sinh thái chuỗi công cộng/L2. Việc tối ưu hóa thanh khoản dọc đóng góp nhiều hơn cho việc lưu thông hiệu quả giá trị, nhờ các ứng dụng DeFi đổi mới như AMM, Yield Farm, Lending, v.v. Ứng dụng hiệu quả sẽ gây ra ít tổn thất giá trị hơn trong quá trình trao đổi này. Giá trị thu giữ ở khâu này không nghi ngờ gì là khổng lồ, tuy nhiên các giải pháp hiện tại chưa đủ tốt, phần lớn phương án sử dụng phương pháp khóa thanh khoản để cung cấp thanh khoản, hiệu quả sử dụng vốn không cao. Các giải pháp mới lạ trong lĩnh vực này bao gồm Tokemak và dAMM, chúng ta có thể theo dõi thêm nhiều ứng dụng L2 khác;
Thứ ba là vấn đề riêng tư dữ liệu. Không công ty nào muốn toàn bộ dữ liệu tài chính của mình bị công khai, để toàn mạng có thể kiểm tra từng giao dịch tài chính. Dữ liệu trên chuỗi blockchain đang ở thời HTTP của internet, mọi thông tin đều được "truyền" dạng văn bản rõ, trong khi sự xuất hiện của công nghệ ZK có thể đưa blockchain bước vào thời HTTPS. Có thể tin rằng trong tương lai gần như mọi giao dịch trên blockchain đều có thể được bảo vệ bằng công nghệ không kiến thức. Đến lúc đó, công nghệ blockchain mới có thể thâm nhập vào mọi ngóc ngách xã hội, đảm bảo giao dịch không cần tin tưởng, chống sửa đổi, cởi mở và minh bạch an toàn, đồng thời mang lại tính riêng tư cho giao dịch. Cách mở tốt nhất cho bảo mật riêng tư nên là dưới dạng giao thức, như
Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức TechFlow
Nhóm Telegram:https://t.me/TechFlowDaily
Tài khoản Twitter chính thức:https://x.com/TechFlowPost
Tài khoản Twitter tiếng Anh:https://x.com/BlockFlow_News
