IOBC Capital: Tại sao tính bảo mật của Optimistic Rollups kém hơn ZK?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
IOBC Capital: Tại sao tính bảo mật của Optimistic Rollups kém hơn ZK?
Bằng chứng gian lận + Bằng chứng tương tác.
Chuyên sâu báo cáo Web3Vitalik từng nói vào năm 2021:
Nhìn chung, quan điểm cá nhân tôi là trong ngắn hạn, các optimistic rollup có khả năng sẽ chiếm ưu thế trong tính toán EVM đa dụng; còn các ZK rollup có khả năng thắng thế trong các trường hợp sử dụng đơn giản như thanh toán, giao dịch và các ứng dụng chuyên biệt khác. Tuy nhiên, trong trung và dài hạn, khi công nghệ ZK-SNARK được cải thiện, ZK rollup sẽ vượt trội trong mọi trường hợp sử dụng.
Hiện tại, những dự án ZK Rollup nổi tiếng nhất vẫn chưa phát hành token, ví dụ như zkSync, StarkEX, StarkNet, Aztec, v.v. Trong khi đó, token OP của Optimism – một trong hai đại diện hàng đầu của dòng Optimistic Rollup – đã được niêm yết và giao dịch trên hầu hết các sàn giao dịch lớn. Gần đây, nhờ nhiều yếu tố như việc tăng lãi suất đã được định đoạt, ETH 2.0 đang đến gần, áp lực bán tháo từ đợt airdrop OP đã được tiêu hóa hoàn toàn, giá OP cũng có biểu hiện khá tích cực. Trước diễn biến mạnh mẽ này của giá token, nhiều người không khỏi đặt câu hỏi: OP rốt cuộc thua kém ZK ở điểm nào?
Trước tiên, tôi xin liệt kê vài điểm khác biệt then chốt giữa Optimistic Rollup và ZK Rollup:
-
Thứ nhất, về độ an toàn: ZK Rollup tốt hơn Optimistic Rollup. zk Rollup gửi trạng thái mới lên L1 kèm theo bằng chứng (proofs), do đó kế thừa được bảo đảm an toàn từ L1. Trong khi đó, Optimistic Rollup gửi trạng thái mới lên L1 mà không kèm theo bất kỳ bằng chứng nào. Khi TVL tăng đến một mức nhất định, thợ đào có thể bị hối lộ khiến cho các bằng chứng gian lận sau sự cố không được đưa vào khối, dẫn đến nguy cơ mất tài sản;
-
Thứ hai, về khả năng mở rộng: ZK Rollup tốt hơn Optimistic Rollup. Thông lượng thực tế tối đa của Optimistic là 500 TPS, trong khi ZK vượt quá 2000 TPS, thậm chí StarkEx có thể đạt tới 9000 TPS;
-
Thứ ba, về tính xác minh cuối cùng (finality): ZK Rollup tốt hơn Optimistic Rollup. Thời gian xác nhận cuối cùng của zk Rollup rất ngắn, ví dụ zkSync chỉ mất 10 phút; trong khi thời gian xác nhận cuối cùng của Optimistic Rollup ít nhất là một tuần. So sánh hai bên, hiệu quả vốn chênh lệch rất lớn;
-
Thứ tư, về khả năng tương thích với EVM: Optimistic Rollup tốt hơn ZK Rollup. Optimistic Rollup tương thích với EVM, vì vậy có thể nhanh chóng và dễ dàng thu hút các Dapp hiện có trên Ethereum Layer1 sang. Do đó hiện tại các dự án Layer2 thuộc dòng Optimistic Rollup đều có TVL xếp hạng cao. Tuy nhiên, với sự phát triển của zkVM, lợi thế này của Optimistic Rollup cũng sẽ dần bị thu hẹp.
Để hiểu rõ vì sao Optimistic lại kém an toàn hơn ZK và hiệu quả vốn thấp hơn, cần tìm hiểu nguyên lý hoạt động của Optimistic Rollup. Sau đây lấy Arbitrum Rollup làm ví dụ:
Arbitrum Rollup là một dạng Optimistic Rollup. Kiến trúc cơ bản như hình dưới đây:
Arbitrum là giao thức Layer2 của Ethereum, EthBridge là nguồn thông tin chính thức và đáng tin cậy nhất về những gì đang xảy ra trên chuỗi Arbitrum, đồng thời cũng cần duy trì Inbox/Outbox của chuỗi. Môi trường thực thi của Arbitrum là AVM, thiết kế của AVM bắt nguồn từ EVM và không thay đổi nhiều mặt, do đó Arbitrum hỗ trợ các chương trình viết hoặc biên dịch bằng EVM. Offchain Labs đã phát triển hệ điều hành ArbOS dành riêng cho Arbitrum, ArbOS cung cấp môi trường thực thi tương thích với EVM cho các hợp đồng thông minh, nghĩa là các Dapp tương thích EVM có thể chạy trên hệ điều hành ArbOS, tức là các Dapp trên chuỗi Ethereum có thể di chuyển trực tiếp sang.
Mọi giao dịch xảy ra trên chuỗi Arbitrum Rollup đều được ghi lại trên chính chuỗi Rollup đó. Thực hiện giao dịch trên Arbitrum cũng yêu cầu phí gas ETH, nhưng rẻ hơn rất nhiều so với trên Layer1. Những dữ liệu giao dịch gốc được gửi lên chuỗi Ethereum, còn việc tính toán, thực thi hợp đồng và lưu trữ đều diễn ra trên chuỗi Arbitrum Rollup. Việc tối ưu nén giao dịch để giảm thiểu nội dung cần đăng tải lên Ethereum là yếu tố then chốt giúp Layer2 giảm chi phí và nâng cao thông lượng. Đối với các giao dịch chuyển tiền đơn giản không mang Calldata, kết quả kiểm thử cho thấy Arbitrum có thể xử lý tối đa 4500 giao dịch mỗi giây.
Làm thế nào để đạt được sự đồng thuận?
Arbitrum Rollup là một dạng optimistic rollup, tức là mặc định mọi người đều trung thực, do đó khi đăng tải khẳng định (assertion), không yêu cầu phải đi kèm bằng chứng hiệu lực. Thay vào đó, nó sử dụng cơ chế bằng chứng gian lận (fraud proofs) để đảm bảo sự đồng thuận đúng đắn cho mạng Layer2.
Bằng chứng gian lận (Fraud Proofs) của Arbitrum: Khi một khẳng định (Assertion) được đăng lên chuỗi, người xác thực đưa ra khẳng định đó phải đặt cọc khoản tiền ký quỹ, và có một khoảng thời gian chờ, bất kỳ ai nếu cho rằng khẳng định này sai đều có thể đặt cọc tiền ký quỹ và khiếu nại. Trong giai đoạn tranh chấp, người khẳng định và người khiếu nại có thể tương tác qua lại theo giao thức, hợp đồng trên chuỗi đóng vai trò trọng tài. Cuối cùng, trọng tài sẽ xác định bên nào đưa ra tuyên bố sai sự thật và tịch thu khoản ký quỹ để trừng phạt bên đó.
Vậy Arbitrum giải quyết tranh chấp trong thời gian thách thức như thế nào?
Cốt lõi là bằng chứng tương tác (Interactive Proving). Về bản chất, đây là phương pháp phân tích chi tiết tranh chấp để tìm ra điểm mấu chốt, rồi nhờ trọng tài trên Layer1 (L1 referee) phán xét.
Ví dụ minh họa: Giả sử Alice đưa ra một khẳng định (cam kết 93 là đúng), còn Bob không đồng ý và đưa ra khiếu nại (cam kết 95 mới đúng). Nếu tuyên bố của Alice bao gồm N bước thực thi, cô ấy sẽ đăng hai tuyên bố nhỏ hơn, mỗi cái kích thước N/2, kết hợp lại tạo thành tuyên bố ban đầu N bước của cô. Khi đó Bob chọn một trong hai tuyên bố N/2 bước của Alice để khiếu nại. Như vậy quy mô tranh chấp đã giảm một nửa. Quá trình này tiếp tục, ở mỗi giai đoạn tranh chấp lại giảm một nửa, cho đến khi cả hai bên chỉ còn bất đồng ở một bước thực thi duy nhất. Khi tranh chấp được thu nhỏ xuống còn một bước, trọng tài L1 mới cần can thiệp bằng cách kiểm tra lệnh thực thi thực tế và xác minh tuyên bố của Alice có đúng hay không.
Bằng chứng tương tác mà Arbitrum sử dụng khác với việc **thực thi lại giao dịch (Re-executing Transaction)** mà Ethereum Layer1 áp dụng ở chỗ: Việc thực thi lại giao dịch yêu cầu mô phỏng toàn bộ quá trình thực thi giao dịch, còn bằng chứng tương tác buộc Alice và Bob tự thu nhỏ tranh chấp xuống còn một bước, nhờ đó trọng tài L1 chỉ cần mô phỏng việc thực thi một bước duy nhất. Sự khác biệt giữa Arbitrum và Optimism cũng thể hiện ở cách giải quyết tranh chấp: Optimism sẽ chạy lại toàn bộ giao dịch gây vấn đề trên EVM.
Từ những điều trên có thể thấy, lý do chủ chốt khiến Optimistic Rollups kém an toàn hơn ZK và hiệu quả vốn thấp hơn nằm ở cơ chế bằng chứng khác nhau.
Quay trở lại mục tiêu ban đầu của việc mở rộng quy mô, so với hiệu năng của Ethereum L1, Optimistic Rollup thực tế đã đạt được mục đích chính của việc mở rộng, đồng thời nhờ ưu điểm tương thích EVM nên tình hình phát triển khá ổn. Trên bảng xếp hạng TVL của các dự án Layer2, hai đại diện hàng đầu của Optimistic Rollup là Arbitrum và Optimism lần lượt đứng thứ nhất và thứ hai với TVL là 2,48 tỷ và 1,04 tỷ USD. Hệ sinh thái Arbitrum đã có 249 giao thức ứng dụng thuộc 21 loại hình, trong khi hệ sinh thái Optimism cũng có tới 179 dự án.
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
