Tổng quan phân tầng về công nghệ liên chuỗi: Liên chuỗi còn những khả năng nào nữa?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Tổng quan phân tầng về công nghệ liên chuỗi: Liên chuỗi còn những khả năng nào nữa?
Công nghệ liên chuỗi dường như luôn là một công nghệ gây nhiều tranh cãi, nhưng lại không ngừng được nhắc đến.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Jeffrey Hu, HashKey Capital
Công nghệ liên chuỗi dường như luôn là một chủ đề gây tranh cãi nhưng đồng thời lại không ngừng được nhắc đến. Đặc biệt mỗi khi một cây cầu liên chuỗi bị tấn công, các tranh luận về công nghệ liên chuỗi lại bùng phát. Mặt khác, cùng với sự trưởng thành của các công nghệ như IBC và LayerZero, cộng đồng dường như cho rằng tương lai của liên chuỗi sẽ dừng lại ở đây.
Vậy thì, đây đã phải là "endgame" (trạng thái cuối cùng) của liên chuỗi chưa? Well,
Đây chưa phải là kết thúc. Nó thậm chí còn chưa phải là khởi đầu của điểm kết thúc. Nhưng có lẽ, nó là dấu chấm hết cho giai đoạn khởi đầu.
Liên chuỗi trong vài tháng gần đây của năm 2022 đã chứng kiến nhiều tiến triển đáng chú ý. Nhân dịp gần đây được mời tham gia vài buổi chia sẻ về liên chuỗi, tôi xin ghi lại những quan sát và suy nghĩ của bản thân về xu hướng và công nghệ liên chuỗi.
Một, Tổng quan phân tầng công nghệ liên chuỗi
1. Hiểu liên chuỗi thông qua phân tầng
Trước khi tìm hiểu các tiến triển này, cần ôn lại vấn đề cụ thể của liên chuỗi: Khi nói đến liên chuỗi, bản chất sâu xa đằng sau đó là gì?
Dùng cách nói phổ biến gần đây, làm thế nào để hiểu liên chuỗi theo “nguyên lý cơ bản” (first principle)?
Nếu đặc điểm cốt lõi hay khác biệt nhất của blockchain so với các công nghệ khác là tính phi tin cậy (trustlessness), tức là thông tin trên chuỗi có thể được xác minh mà không cần tin tưởng (Don’t trust, verify), thì liên chuỗi thực chất là việc làm sao để thông tin từ một chuỗi ban đầu có thể được xác minh giữa các chuỗi. Thông tin truyền tải xét một cách tổng quát bao gồm giao dịch và bằng chứng hiệu lực của giao dịch đó (thường là merkle proof).
Tương ứng, dựa trên thông tin có thể xác minh được trên chuỗi, blockchain có thể xây dựng các ứng dụng cơ bản như chuyển tài sản. Và dựa trên thông tin liên chuỗi đã được xác minh, một số ứng dụng liên chuỗi cũng có thể được tạo ra, ví dụ như phương thức lock & mint phổ biến nhất (khóa token trên chuỗi nguồn rồi phát hành trên chuỗi đích) để di chuyển token qua chuỗi.
Do đó, tùy theo loại vấn đề mà công nghệ hoặc dự án “liên chuỗi” giải quyết, có thể phân loại theo hai khía cạnh: tầng giao tiếp và tầng ứng dụng.
2. Phân loại công nghệ liên chuỗi
Tầng giao tiếp
Hãy bắt đầu từ tầng giao tiếp. Làm thế nào để thông tin trên một chuỗi có thể được chuỗi khác xác minh? Dựa theo bên xác minh, chủ yếu chia thành ba loại: Xác minh bên ngoài, xác minh tại chỗ (local), xác minh gốc (native).
-
Xác minh bên ngoài: Thông tin liên chuỗi do một số nhân chứng bên ngoài (còn gọi là công chứng viên, cổng thông tin, v.v.) xác minh tính hợp lệ. Cách này thường kết nối nhanh chóng với các chuỗi dị cấu trúc khác nhau, vì chỉ cần các nhân chứng đọc-ghi được thông tin trên từng chuỗi. Tuy nhiên, tính hiệu lực của thông tin liên chuỗi, ví dụ như việc giao dịch đã thực sự được xác nhận trên chuỗi nguồn hay chưa, lại phụ thuộc vào các nhân chứng. Nói cách khác, toàn bộ độ an toàn của liên chuỗi phụ thuộc vào giả định rằng các nhân chứng trung thực.
-
Xác minh tại chỗ (Local verification): Nếu không phụ thuộc vào nhân chứng bên ngoài, người dùng có thể tự quan sát tình hình giao dịch trên chuỗi, và sử dụng các kỹ thuật như HTLC để đảm bảo giao dịch trao đổi với đối tác diễn ra thành công. Cách này tránh được việc tin tưởng bên thứ ba, và có thể nhanh chóng thực hiện chuyển tài sản liên chuỗi trên các chuỗi dị cấu trúc, nhưng nhược điểm là khó triển khai các ứng dụng phức tạp hơn như truyền thông tin tổng quát, gọi hợp đồng thông minh, v.v.
-
Xác minh gốc (Native verification): Do chính blockchain độc lập kiểm tra tính hợp pháp của thông tin liên chuỗi. Thường thực hiện bằng cách tích hợp client nhẹ (light client) của blockchain khác, nhờ đó blockchain có thể theo dõi, thu thập, xác minh thông tin trên blockchain khác và thực hiện các hành động tương ứng, ví dụ như chuyển tài sản liên chuỗi, phát hành token, v.v. Vì mô hình các chuỗi dị cấu trúc rất đa dạng, nên cần một chuẩn liên chuỗi để đơn giản hóa thiết kế và triển khai, ví dụ như giao thức liên chuỗi IBC. Loại công nghệ liên chuỗi này có độ an toàn tốt nhất vì không cần thêm bất kỳ giả định tin cậy bổ sung nào, nhưng khối lượng công việc phát triển cũng lớn hơn do cần triển khai client nhẹ lẫn có thể cả chồng giao thức liên chuỗi hoàn chỉnh trên chuỗi.
Tầng ứng dụng
Chỉ có tầng giao tiếp nền tảng là chưa đủ, cần xây dựng các ứng dụng hướng tới người dùng. Dựa trên thông tin liên chuỗi đã được xác minh ở tầng dưới, về lý thuyết có thể xây dựng mọi ứng dụng liên chuỗi không yêu cầu tính nhất quán giao dịch mạnh. Tuy nhiên, loại phổ biến nhất vẫn là các hình thức giao dịch cơ bản như chuyển token liên chuỗi.
Do đó, vấn đề chủ yếu là làm sao giải quyết việc truyền dẫn thanh khoản liên chuỗi. Cách giải quyết vấn đề này có thể được phân loại theo kiểu giao dịch: Đối tác trung tâm (central counterparty), OTC/P2P, hoán đổi tự động (swap).
-
Đối tác trung tâm: Các “cầu liên chuỗi chính thức” thường dùng cách này, nơi một địa chỉ được chỉ định bởi bên vận hành chịu trách nhiệm đổi vào/đổi ra, tức là hình thức lock & mint như đã nói ở trên. Ví dụ, khi người dùng khởi tạo giao dịch liên chuỗi trên chuỗi nguồn, họ khóa token vào một địa chỉ nhất định, và địa chỉ đó sẽ đúc token tương ứng trên chuỗi đích;
-
OTC/P2P: Ngoài việc bên vận hành đảm nhận vai trò đổi, đối tác giao dịch còn có thể là các nhà tạo lập thị trường (market maker) hoặc người dùng khác. Ví dụ, người dùng đăng cung thanh khoản chuyển tiền liên chuỗi, nhà tạo lập thị trường liên chuỗi có thể chấp nhận báo giá này và giải phóng thanh khoản cho người dùng trên chuỗi đích.
-
Hoán đổi tự động (Swap): Ngoài giao dịch giữa người dùng, đối tác giao dịch còn có thể là một giao thức hoán đổi tự động, ví dụ như người dùng đổi vào trên AMM của chuỗi nguồn, sau đó giao thức thực hiện đổi ra trên chuỗi đích.
-
Tập hợp thanh khoản: Tương tự các giao thức tập hợp thanh khoản trên chuỗi như 1inch, một số giao thức tập hợp các giải pháp thanh khoản liên chuỗi kể trên để cung cấp ứng dụng tập hợp thanh khoản giữa các chuỗi, nhằm mang lại kênh chuyển tiền liên chuỗi với thanh khoản tốt nhất, báo giá tối ưu hoặc chi phí thấp nhất cho người dùng.
Hai, Liên chuỗi còn những khả năng nào nữa?
1. Cơ sở hạ tầng nhẹ hơn
Mặc dù giao thức IBC được coi là tiêu chuẩn vàng của liên chuỗi, nhưng khi triển khai trên các chuỗi dị cấu trúc có thể gặp một số khó khăn thực tế, ví dụ như việc Ethereum xác minh chữ ký trong tiêu đề khối Tendermint có thể vượt quá giới hạn gas.
Từ bộ lặp tín hiệu (repeater) đến oracle
Việc vận hành bình thường của giao thức IBC cần vai trò của bộ lặp tín hiệu (relayer). Một điểm khá “phản trực giác” là bộ lặp này có thể tập trung hóa nhưng không cần được tin tưởng (trusted). Lý do là thông tin truyền đi có thể được chuỗi đích xác minh độc lập, do đó bộ lặp không thể làm sai lệch thông tin như cách xác minh bên ngoài để ăn cắp tiền người dùng. Bộ lặp giống như tầng vật lý trong giao thức Internet, đóng vai trò kết nối các mạng khác nhau và truyền tải thông tin.
Dù sao đi nữa, mặc dù độ an toàn (security) của IBC không phụ thuộc vào bộ lặp, nhưng hoạt động bình thường của IBC vẫn cần ít nhất một bộ lặp đang hoạt động để đảm bảo tính sẵn sàng (liveness) của toàn bộ giao thức.
Tuy nhiên, vì nhiệm vụ chính của bộ lặp là quan sát thông tin chuỗi nguồn và gửi lên chuỗi đích, tức là hoàn tất quá trình truyền thông tin. Vậy nên, quá trình này có thể được thực hiện thông qua oracle. Nói cách khác, oracle mở rộng chức năng từ “ngoài chuỗi sang trên chuỗi” thành “từ chuỗi này sang chuỗi khác”.
Đây cũng có thể là một lý do khiến nhiều dự án oracle như Chainlink CCIP[1], SupraOracle,... đang phát triển theo hướng liên chuỗi.
Từ oracle đến TEE
Vậy cụ thể oracle có thể truyền tải những gì? LayerZero là một ví dụ điển hình. Nó thực hiện việc xác minh trạng thái đồng thuận trong IBC bằng cách dùng oracle, nghĩa là không cần cập nhật và xác minh tiêu đề khối liên tục theo sự thay đổi của các validator, mà chỉ truy vấn và xác minh thông tin cần thiết khi cần.
LayerZero giao một phần công việc của client nhẹ cho oracle thực hiện[2]
Cách này giảm đáng kể chi phí xác minh trên chuỗi, trong khi bộ lặp (relayer) trước đây chịu trách nhiệm truyền thông tin giờ chỉ cần truyền giao dịch liên chuỗi và bằng chứng tương ứng. Nhờ vậy, LayerZero có thể nhanh chóng kết nối nhiều chuỗi EVM. Tuy nhiên, do đưa vào một giả định an toàn bổ sung là oracle bên thứ ba (cần tin rằng oracle không cấu kết làm điều xấu), nên độ an toàn hệ thống bị giảm đi một chút. Các giải pháp khác có thể kể đến như dùng “oracle gốc” (native oracle) off-chain workers của Substrate để truyền tải[3].
Vì vậy, để giảm sự phụ thuộc tin tưởng vào oracle, một cách khác là cải thiện công việc đồng bộ tiêu đề khối bằng các công nghệ khác. Ví dụ, LCP Network sử dụng Môi trường Thực thi Đáng Tin Cậy (TEE) để xác minh giao dịch liên chuỗi[4].
Từ Merkle proof đến ZK proof
Ngoài việc giải quyết việc truyền thông tin, gần đây cũng có một số khám phá về cách xây dựng bản thân thông tin (bao gồm cả bằng chứng). Quay lại định nghĩa ban đầu về liên chuỗi trong bài viết, một trong những thông tin cốt lõi cần truyền tải là bằng chứng hiệu lực giao dịch (validity proof). Các giải pháp liên chuỗi hiện tại thường dùng Merkle proof.
Một loại bằng chứng hiệu lực khác đang rất nóng hiện nay là ZK Proof (bằng chứng kiến thức không tiết lộ) từ công nghệ zero-knowledge proof. Sự phát triển gần đây của các công nghệ này đang dần biến cầu nối liên chuỗi dựa trên ZKP (ZK Bridge) từ lý thuyết[5] thành hiện thực.
Bằng cách tạo ra bằng chứng kiến thức không tiết lộ, có thể giải quyết vấn đề khó khăn về chi phí xác minh chữ ký Ed25519 trên Ethereum. Ví dụ, Electron Labs thực hiện bằng chứng ZK SNARKs để xác minh tính hợp lệ chữ ký trên các chuỗi dựa trên Tendermint[6], nhằm tránh thực hiện các phép tính tốn kém liên quan đến chữ ký trong hợp đồng thông minh.
Thiết kế IBC trên Ethereum bằng zero-knowledge proof[6]
Các nhóm và dự án khác hiện đang phát triển cầu ZK liên chuỗi bao gồm Succinct Labs, zkbridge[7], Polymer[8], và Mina[9].
Một số thiết kế cầu nối liên chuỗi dựa trên ZK hiện tại[7]
2. Hỗ trợ phát triển tốt hơn (truyền thông tin tổng quát, gọi hợp đồng thông minh)
Các giao thức liên chuỗi nền tảng nói trên có thể hỗ trợ tốt hơn việc truyền thông tin tổng quát, bao gồm cả gọi hợp đồng thông minh. Vì vậy, nhiều dự án đã bắt đầu đóng gói thêm, cung cấp SDK,... giúp các nhà phát triển ứng dụng xây dựng các ứng dụng đa chuỗi, toàn chuỗi (omni chain).
Bao gồm IBC Interchain Account[10], Multichain anycall, Celer IM; hoặc có thể phát triển các middleware thân thiện hơn dựa trên các giao thức liên chuỗi nền tảng (ví dụ Spanning Labs), hỗ trợ xây dựng ứng dụng triển khai đa chuỗi, thanh toán liên chuỗi. Tức là đẩy việc xử lý chuyển token liên chuỗi – vốn là mối quan tâm ở tầng ứng dụng – xuống middleware hoặc tầng nền tảng để xử lý.
3. Thanh khoản ở tầng ứng dụng
Dựa trên cơ sở hạ tầng liên chuỗi, middleware,... có thể có nhiều thiết kế sáng tạo hơn về thanh khoản ứng dụng. Ví dụ như slAMM[11] (AMM chia sẻ thanh khoản) được đề xuất gần đây, dùng chuỗi Hub điều phối thanh khoản trên các “chuỗi vệ tinh”. Trong đó, có thể dùng giao thức liên chuỗi để thực hiện quản lý thanh khoản như di chuyển, thanh toán trên các chuỗi.
Thiết kế và khác biệt giữa dAMM và slAMM[11]
4. “Tác động ngược” đến tầng giao thức
Thông thường liên chuỗi được xem là hỗ trợ cho tầng giao thức cơ bản của blockchain. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ liên chuỗi, nó có thể ảnh hưởng ngược lại đến thiết kế tương lai của chính giao thức blockchain.
Cải tiến về đồng thuận
Ảnh hưởng đầu tiên nằm ở lĩnh vực đồng thuận blockchain.
Do thiết kế chuỗi ứng dụng + liên chuỗi, nhiều chuỗi ứng dụng khi bắt đầu thiết kế chưa đủ mạnh về an ninh, vì vậy cần áp dụng một số cách xác minh liên chuỗi để mạng lớn bảo vệ an ninh mạng nhỏ. Ví dụ như Khả năng An ninh Liên chuỗi (interchain security) của Cosmos, thiết kế chuỗi chéo + parachain của Polkadot.
Ngoài cách xác minh liên chuỗi một chiều (chuỗi con quây quần quanh chuỗi mẹ) này, còn có một khả năng khác vừa được đề xuất gần đây là An ninh Mạng lưới (Mesh Security)[12], tức là các mạng liên kết và xác minh lẫn nhau. Vì ý tưởng còn khá sơ khai, thiết kế và triển khai cụ thể vẫn cần theo dõi thêm.
Ví dụ về an ninh mạng lưới[12]
Ảnh hưởng đến MEV
Một ảnh hưởng lớn khác là đến thiết kế MEV (giá trị khai thác tối đa). Quy mô ngành công nghiệp MEV trên chuỗi đơn đã rất lớn. Theo thống kê của Chorus One[13],截至 tháng 10 năm 2022, Ethereum đã tích lũy hơn 1 tỷ USD MEV.
Thiết kế giao thức liên chuỗi đang cân nhắc đến việc xử lý MEV, từ đó có thể ảnh hưởng đến cục diện MEV hiện tại. Ví dụ như sách trắng Cosmos 2.0[14], Zenith[15] về thị trường hóa không gian khối. Ví dụ, thông qua bộ điều phối liên chuỗi (Interchain Allocator):
-
Các chuỗi tiêu dùng (consumer chains) sử dụng an ninh chung cung cấp không gian khối
-
Người dùng mua để đảm bảo khóa cơ hội arbitrage liên chuỗi, thanh toán, v.v.
Lời kết
Mặc dù hiện tại trọng tâm đổi mới công nghệ trong ngành blockchain vẫn tập trung vào ZK, AA, MEV trên Ethereum,... nhưng các BUIDL gần đây về giao thức liên chuỗi, ở các khía cạnh như giao thức nền tảng nhẹ hơn, hỗ trợ phát triển đầy đủ hơn, đổi mới ứng dụng thanh khoản, tác động ngược đến tầng giao thức, đặc biệt là ở mảng cầu ZK, đều có nhiều tiến triển đáng mong đợi. Tuy nhiên, do tiến độ công nghệ nhanh và số lượng dự án đông, bản tóm tắt nhỏ bé này khó tránh khỏi thiếu sót và sai lầm, rất mong được trao đổi thảo luận!
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
