Hiện trạng phát triển của làn đường khả dụng dữ liệu: L1, L2 và kiến trúc mô-đun tạo thế chân vạc
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Hiện trạng phát triển của làn đường khả dụng dữ liệu: L1, L2 và kiến trúc mô-đun tạo thế chân vạc
Hy vọng có thể nhìn thấy thêm nhiều đội ngũ khởi nghiệp xuất sắc hơn nữa khám phá trong lĩnh vực khả dụng dữ liệu.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tính khả dụng dữ liệu (Data Availability) chủ yếu xuất hiện trong bối cảnh các nút nhẹ (light client nodes) so với các nút đầy đủ (full nodes). Đối với vấn đề tính khả dụng dữ liệu ở các nút nhẹ, ngành công nghiệp đã đạt được sự đồng thuận —— sử dụng mã xóa bỏ (erasure codes) để giải quyết.
Không chỉ các nút nhẹ mới gặp vấn đề về tính khả dụng dữ liệu, mà cả mô hình Layer1 + Layer2 hay mô hình blockchain phân tách chức năng (Modular Blockchain) cũng đều tồn tại vấn đề này.
Hiện tại, trong ngành có ba hướng tiếp cận chính nhằm giải quyết vấn đề tính khả dụng dữ liệu:
Thứ nhất, giải pháp giảm chi phí lưu trữ dữ liệu trên chuỗi L1 —— EIP-4488 và EIP-4844
Khi Ethereum dùng Rollup để mở rộng quy mô, một giao dịch sẽ phát sinh ba loại phí: phí thực thi (tất cả các nút trong mạng lưới thực thi giao dịch và xác minh tính hợp lệ), phí lưu trữ/trạng thái (phí cập nhật trạng thái mới), và phí khả dụng dữ liệu (phí đăng tải dữ liệu lên L1).
Trong đó, phí khả dụng dữ liệu chiếm phần lớn chi phí.
Hiện tại, Rollup tải dữ liệu lên L1 dưới dạng Calldata, cách này rất đắt đỏ. Do đó, người ta đề xuất EIP-4488, giúp giảm chi phí Calldata mỗi byte khác 0 từ 16 Gas xuống còn 3 Gas, nhưng thực tế mức phí này vẫn khá cao.
Sau đó lại có đề xuất EIP-4844, còn gọi là Proto-Danksharding. Đề xuất này giới thiệu một định dạng giao dịch mới gọi là Blob carrying Transactions. So với giao dịch thông thường, loại giao dịch này bổ sung thêm phần Blob để chứa dữ liệu của L2. Hơn nữa, dữ liệu Blob sẽ bị các nút xóa sau khoảng một tháng, nhờ đó tiết kiệm đáng kể không gian lưu trữ.Loại giao dịch Blob cung cấp khả năng truy cập dữ liệu rẻ hơn nhiều so với Calldata.
Có hai lý do chính:
-
Một mặt, Calldata nằm trong Execution Payload, trong khi dữ liệu Blob được lưu trữ trong các nút Prysm hoặc Lighthouse (chứ không phải Geth); do đó, tài nguyên tiêu thụ khi hợp đồng cần đọc Calldata cao hơn nhiều so với Blob;
-
Mặt khác, dữ liệu Blob chỉ được lưu trữ tạm thời, các nút sẽ xóa nó sau một tháng.
Tóm lại, đây có thể coi là một giải pháp giảm chi phí khả dụng dữ liệu trên chuỗi L1 của Ethereum.
Ngoài ra, người ta cũng đề xuất một cơ chế kiểm chứng đi kèm —— lấy mẫu khả dụng dữ liệu (DAS - Data Availability Sampling): các nút có thể xác minh liệu một khối đã được công bố bằng cách chỉ tải về một số khối nhỏ được chọn ngẫu nhiên. Vì DAS cho phép xác minh song song dữ liệu khối, nên ngay cả khi tương lai có rất nhiều phân mảnh dữ liệu (data sharding), gánh nặng xử lý trên từng nút xác minh riêng lẻ cũng không tăng lên, ngược lại còn khuyến khích thêm nhiều nút tham gia, đảm bảo tính phi tập trung hóa đầy đủ cho các nút xác minh. Để thực hiện DAS, người ta áp dụng công nghệ mã xóa bỏ; đồng thời, để đảm bảo mã xóa bỏ được mã hóa đúng, người ta đưa vào cam kết đa thức KZG (KZG Polynomial Commitments).
Nhờ loạt giải pháp trên, các nút Ethereum (hoặc các nút nhẹ) chỉ cần tải ngẫu nhiên một phần dữ liệu khối là có thể xác minh toàn bộ dữ liệu đều khả dụng.
Thứ hai, các giải pháp khả dụng dữ liệu do các Rollup ở tầng thực thi đưa ra
Hiện nay, các Rollup hàng đầu ở tầng thực thi cũng đã có giải pháp riêng về khả dụng dữ liệu, ví dụ như StarkEx, zkSync2.0, Polygon zkEVM.
StarkEx
StarkEx là một khuôn khổ tạo giải pháp mở rộng tùy chỉnh, theo kiểu được cấp phép và dành riêng cho từng ứng dụng cụ thể. Hiện có nhiều dự án như dYdX, Immutable, Sorare, DeversiFi, Reddio đang sử dụng giải pháp StarkEx.
StarkEx hỗ trợ nhiều chế độ khả dụng dữ liệu: Rollup, Validium, Volition. Cả ba chế độ này đều dựa trên bằng chứng hiệu lực (validity proof).
-
Ở chế độ Rollup, mọi dữ liệu đều được gửi lên chuỗi (data on-chain);
-
Ở chế độ Validium, dữ liệu được giữ ngoài chuỗi (data off-chain), chỉ có cam kết về trạng thái gần nhất và bằng chứng hiệu lực của trạng thái đó được gửi lên chuỗi;
-
Chế độ Volition là một chế độ lai, cho phép người dùng tự lựa chọn mức độ lưu trữ dữ liệu (on-chain hay off-chain) cho từng giao dịch riêng biệt.
Do Validium giữ dữ liệu ngoài chuỗi, chỉ cần gửi lên chuỗi cam kết và bằng chứng về trạng thái gần nhất, nên phí giao dịch thấp hơn và TPS cao hơn, nhưng đổi lại thì nhà vận hành (Operators) của StarkEx Validium có thể đóng băng tiền của người dùng. StarkEx đưa vào một Ủy ban Khả dụng Dữ liệu được cấp phép (DAC - Data Availability Committees). DAC phải ký xác nhận qua số lượng thành viên tối thiểu (quorum) cho mỗi lần cập nhật trạng thái để xác nhận họ đã nhận được dữ liệu. Hiện tại, DAC của StarkEx gồm 8 thành viên.
zkSync
zkSync2.0 giới thiệu một kiến trúc tổng thể mới, cung cấp hỗn hợp giữa tài khoản zkRollup và zkPorter. Hai phần này hoàn toàn có thể kết hợp và tương tác lẫn nhau: các hợp đồng và tài khoản bên phía zkRollup có thể tương tác liền mạch với tài khoản bên phía zkPorter và ngược lại. Về góc độ người dùng, điểm khác biệt rõ rệt duy nhất là phí tài khoản zkPorter rẻ hơn gấp 100 lần.
Trạng thái zkRollup có khả dụng dữ liệu trên chuỗi, còn zkPorter áp dụng khả dụng dữ liệu ngoài chuỗi. Cụ thể, khả dụng dữ liệu của zkRollup nằm trên L1, trong khi của zkPorter nằm trên L2. Dữ liệu giao dịch của zkRollup được đăng lên Ethereum dưới dạng Calldata – đây là cách làm thông thường. Điều đặc biệt nằm ở giải pháp khả dụng dữ liệu của zkPorter.
zkPorter xử lý khả dụng dữ liệu bằng phương pháp lai ghép giữa zkRollup và tư tưởng phân mảnh. Nó có thể hỗ trợ số lượng phân mảnh tùy ý, mỗi phân mảnh có chiến lược khả dụng dữ liệu riêng, do hợp đồng thông minh của phân mảnh đó định nghĩa. Việc lựa chọn phân mảnh được kiểm soát ở cấp độ tài khoản cá nhân. Như vậy, khả dụng dữ liệu được ủy quyền cho từng phân mảnh riêng lẻ, cho phép chúng tự do lựa chọn các giải pháp khác nhau.
Các phân mảnh zkPorter bao gồm: Shard 0, Guardians Shard và Protocol X Shard.
Shard 0 là một phân mảnh zkRollup đơn giản, có tính sẵn sàng dữ liệu và đảm bảo an ninh đầy đủ từ lớp L1 Ethereum cơ bản. Do đó Shard 0 là phân mảnh tốn kém nhất trong hệ thống zkPorter, với chi phí giao dịch khoảng 1/100 so với mạng chính.
Các phân mảnh khác định nghĩa chiến lược khả dụng dữ liệu riêng trên hợp đồng thông minh của chúng. Bằng cách trao đổi khả dụng dữ liệu trên chuỗi giữa các phân mảnh, zkPorter làm giảm thêm 10–100 lần chi phí giao dịch và tăng TPS vượt xa phân mảnh cơ sở. zkPorter giới thiệu một cơ chế trình xác thực tùy chọn —— zkPorter Guardians —— cho phép giao thức mời các bên liên quan tham gia làm người bảo đảm khả dụng dữ liệu trên các phân mảnh của giao thức.
Khả dụng dữ liệu của zkPorter được bảo vệ bởi những người nắm giữ token zkSync (người giám hộ). Họ theo dõi trạng thái phía zkPorter bằng cách ký vào các khối, nhằm xác nhận tính khả dụng dữ liệu của tài khoản zkPorter. Người giám hộ tham gia vào cơ chế Proof-of-Stake (PoS) bằng token zkSync. Đây chính là thứ gọi là bảo đảm kinh tế-mã hóa (cryptoeconomic guarantee) cho khả dụng dữ liệu.
Polygon zkEVM
Polygon zkEVM là một giải pháp mở rộng lớp 2 (Layer2) phi tập trung dựa trên bằng chứng mã hóa, cung cấp xác minh và quyết định nhanh chóng cho các giao dịch. Cùng với Polygon Avail, đây là một trong các giải pháp mở rộng do Polygon phát triển, tuy nhiên trọng tâm khác nhau. Dù đã phát triển giải pháp khả dụng dữ liệu chung như Polygon Avail, nhưng Polygon zkEVM vẫn thiết lập riêng giải pháp khả dụng dữ liệu của mình.
Polygon zkEVM cũng áp dụng chế độ lai (hybrid mode) về khả dụng dữ liệu, có thể chọn giữa Validium hoặc Volition. Trong chế độ Validium, dữ liệu được lưu ngoài chuỗi, chỉ có bằng chứng hiệu lực được đăng lên chuỗi; trong chế độ Volition, đối với một số giao dịch, cả dữ liệu và bằng chứng hiệu lực đều được giữ trên chuỗi, còn lại thì chỉ có bằng chứng được đăng lên.
Scroll
Tất nhiên, cũng có các zkRollup chưa thiết kế giải pháp khả dụng dữ liệu riêng, ví dụ như Scroll.
CTO của họ, Ye Zhang, trong cuộc phỏng vấn với Chaincatcher cho biết: “Scroll tạm thời chưa thiết kế giải pháp khả dụng dữ liệu chuyên biệt. Chúng tôi khá lạc quan về lộ trình kỹ thuật của Ethereum, dù là Danksharding hay Proto-Danksharding.
Hơn nữa, việc đưa thêm giải pháp khả dụng dữ liệu phụ trợ sẽ khiến mức độ an toàn tổng thể của hệ thống bị đánh đổi nhất định, vì vậy chúng tôi cho rằng về dài hạn, tốt nhất vẫn nên dùng Ethereum làm lớp khả dụng dữ liệu gốc.”
Thứ ba, giải pháp phổ quát cho khả dụng dữ liệu
Ngoài Ethereum L1 và Rollup L2 đang giải quyết vấn đề khả dụng dữ liệu và giảm chi phí, một số dự án khác cũng đang cố gắng xây dựng giải pháp phổ quát cho khả dụng dữ liệu.
Các dự án kiểu này có tiềm năng đảm nhiệm vai trò quan trọng là lớp khả dụng dữ liệu trong các blockchain mô-đun hóa trong tương lai. Hiện nay nổi bật nhất là Celestia và Polygon Avail.
Celestia
Celestia là một blockchain mô-đun hóa, tập trung vào lớp khả dụng dữ liệu. Lớp DA của Celestia có hai đặc điểm then chốt: lấy mẫu khả dụng dữ liệu (DAS) và cây Merkle tên miền (NMT). DAS cho phép các nút nhẹ xác minh tính khả dụng dữ liệu mà không cần tải toàn bộ khối; NMT cho phép các lớp thực thi và thanh toán trên Celestia chỉ tải về các giao dịch liên quan đến chúng.
Để trở thành một lớp khả dụng dữ liệu độc lập, Celestia cần thực hiện ba điều cốt lõi:
-
Rollup chuyển toàn bộ dữ liệu giao dịch tới Celestia;
-
Celestia đăng tất cả dữ liệu này lên mạng của nó;
-
Ethereum xác nhận Celestia đã lưu trữ và đăng tải dữ liệu này, và dữ liệu luôn có thể truy cập bất kỳ lúc nào.
Tóm lại, Celestia đạt được giải pháp khả dụng dữ liệu phổ quát thông qua kết hợp mã xóa bỏ (Erasure Code) + bằng chứng gian lận (fraud proofs) + ràng buộc kinh tế và cơ chế khuyến khích.
Polygon Avail
Polygon là một dự án có sức sống mạnh mẽ, đội ngũ có tầm nhìn chiến lược và năng lực nghiên cứu phát triển rất cao. Polygon đã trải qua quá trình tiến hóa từ các giải pháp mở rộng như kênh trạng thái, Plasma đến Optimistic Rollup, zk Rollup; bên trong đội ngũ cũng đã khám phá nhiều hướng mở rộng khác nhau, hiện vẫn tiếp tục thúc đẩy song song nhiều hướng, như: Polygon Avail, Polygon Zero, Polygon Miden, Polygon zkEVM... Polygon giống như một bộ tổng hợp Layer2, tích hợp nhiều giải pháp mở rộng.
Polygon Avail là một dự án nhằm giải quyết vấn đề khả dụng dữ liệu cho các giải pháp mở rộng của Ethereum. Trên website chính thức, Polygon Avail được định nghĩa là một blockchain mô-đun hóa, tương ứng với lớp khả dụng dữ liệu.
Avail có thể cung cấp độ tin cậy cao về khả dụng dữ liệu cho mọi nút nhẹ, tuy nhiên trong tài liệu chính thức cũng thẳng thắn thừa nhận rằng “không cung cấp độ đảm bảo DA cao hơn bất kỳ mạng nào khác cho các nút nhẹ”. Avail tập trung vào việc tận dụng cam kết đa thức KZG, mã xóa bỏ và các công nghệ khác để cho phép các nút nhẹ lấy mẫu ngẫu nhiên với kích thước nhỏ một cách hiệu quả, từ đó chứng minh dữ liệu khối khả dụng mà không cần tải toàn bộ khối để xác minh tính khả dụng hoàn toàn.
Cũng như Celestia, Polygon Avail là một giải pháp khả dụng dữ liệu phổ quát. Điểm khác biệt là Celestia sử dụng bằng chứng gian lận để đảm bảo mã xóa bỏ đúng, trong khi Polygon Avail dùng cam kết KZG. Celestia dễ triển khai hơn, nhưng do quy mô mã xóa bỏ và dữ liệu lấy mẫu của nút nhẹ lớn hơn nên yêu cầu băng thông truyền thông cao hơn một chút. Avail đòi hỏi triển khai mã hóa phức tạp hơn, khó khăn hơn, nhưng ưu điểm là quy mô mã xóa bỏ nhỏ, lượng dữ liệu lấy mẫu của nút nhẹ ít, yêu cầu băng thông thấp.
Tổng kết
Ba nhóm giải pháp trên đều nằm trong mục tiêu giải quyết vấn đề khả dụng dữ liệu trên chuỗi, hoặc giới thiệu cách lưu trữ dữ liệu mới trên L1, hoặc tiếp cận theo góc nhìn mô-đun hóa để xây dựng lớp khả dụng dữ liệu chung, hoặc thiết kế các giải pháp khả dụng dữ liệu giá rẻ với dữ liệu off-chain trên L2.
Tôi cảm giác rằng các giải pháp này sẽ tồn tại song song trong một thời gian dài tới.
Trong kiến trúc Layer1 + Layer2, “Blob” thay thế “Calldata” để đảm nhiệm khả dụng dữ liệu cho Layer2, còn Validium, Volition, zkPorter thì dùng các ràng buộc và cơ chế khuyến khích kinh tế trong phạm vi các bên liên quan hạn chế để đảm bảo bản thân Layer2 cũng có giải pháp khả dụng dữ liệu.
Trong câu chuyện blockchain mô-đun hóa, các giải pháp khả dụng dữ liệu phổ quát kiểu Polygon Avail và Celestia sẽ đảm nhiệm trách nhiệm của lớp DA trong tương lai theo cách tương đối phi tập trung hóa hơn.
Đồng thời, tôi cũng hy vọng sẽ thấy thêm nhiều đội ngũ khởi nghiệp xuất sắc khám phá sâu hơn trong lĩnh vực khả dụng dữ liệu. Các giải pháp hiện tại là những người tiên phong, nhưng tôi luôn cảm giác chúng vẫn còn thiếu một chút điểm nhấn hấp dẫn.
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
@iobc_capital
