Based Rollup: Thực tiễn mới giải quyết rủi ro tập trung hóa trình tự xử lý trên L2
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Based Rollup: Thực tiễn mới giải quyết rủi ro tập trung hóa trình tự xử lý trên L2
“Rollup dựa trên lớp cơ sở có thể đạt được sự phi tập trung mà không cần token.” — Justin Drake
Chuyên sâu báo cáo Web3Viết bởi: 100y
Biên dịch: TechFlow
Quan điểm chính
-
Các mạng Rollup hiện tại đang đối mặt với rủi ro tập trung hóa bộ sắp xếp (sequencer), và để giải quyết vấn đề này, nhiều dự án lớp sắp xếp đang được triển khai.
-
Justin Drake, nhà nghiên cứu của Quỹ Ethereum, đã đề xuất một ý tưởng gọi là Based Rollups nhằm giải quyết bài toán sắp xếp cho Rollups. Trong thiết lập này, các thợ săn cơ hội (searcher), người xây dựng khối (builder) và người đề xuất khối (proposer) trên mạng Ethereum đều tham gia vào quá trình sắp xếp giao dịch của mạng Rollup.
-
Mặc dù Based Rollups mang tính phi tập trung cao và hưởng lợi trực tiếp từ hoạt động sôi nổi của Ethereum, nhưng chúng có thể gặp phải vấn đề thiếu động lực kinh tế và giới hạn tiềm năng về khả năng mở rộng.
1. Giới thiệu
Không thể phủ nhận rằng giai đoạn từ năm 2022 đến 2023 đánh dấu sự trỗi dậy mạnh mẽ của công nghệ Layer 2 trên nền tảng Ethereum, khi hàng loạt mạng Rollup phát triển nhanh chóng. Trong lĩnh vực Optimistic Rollup, Arbitrum và Optimism đã vững chắc chiếm vị trí trong top 10 giá trị khóa tổng cộng (TVL). Đồng thời, trong lĩnh vực zk Rollup, làn sóng thứ hai của công nghệ Layer 2 đang đến gần, đặc biệt là với việc ra mắt Polygon zkEVM và bản mainnet của zkSync Era.
1.1 Các rủi ro khác nhau của Rollup
Tuy nhiên, do sự tăng trưởng nhanh chóng của các mạng Layer 2 Ethereum, không phải tất cả các mạng đều tuân thủ đầy đủ các tiêu chuẩn Rollup phù hợp. Bảng biểu trên phân tích các rủi ro hiện tại của các mạng Rollup đang tồn tại. Mỗi mục mô tả phương pháp mà mạng Rollup áp dụng, màu vàng thể hiện rủi ro nhẹ, màu đỏ thể hiện rủi ro nghiêm trọng.
-
Xác minh trạng thái: Vì các mạng Rollup thực hiện tính toán bên ngoài chuỗi, nên cần phải chứng minh tính hợp lệ kết quả tính toán lên Ethereum. Danh mục này được phân loại theo cách thức xác minh được triển khai. Đối với zk-rollup, điều này có thể thực hiện thông qua bằng chứng kiến thức không (zero-knowledge proof - zk-SNARKs, zk-STARKs). Với Optimistic Rollup, ít nhất cần có một thực thể trung thực chịu trách nhiệm cung cấp bằng chứng gian lận, tuy nhiên nhiều mạng vẫn chưa xây dựng hệ thống bằng chứng gian lận; ngay cả khi có hệ thống, thì vẫn còn dài đường vì chỉ những thực thể nằm trong danh sách trắng mới được phép gửi bằng chứng gian lận.
-
Khả năng sẵn có dữ liệu: Được phân loại dựa trên vị trí lưu trữ dữ liệu giao dịch được dùng trong tính toán. Lưu trữ trên chuỗi Ethereum là an toàn nhất. Với bên ngoài (DAC), dữ liệu giao dịch được quản lý ngoài chuỗi bởi các thực thể được gọi là Ủy ban Khả năng Sẵn có Dữ liệu; trong trường hợp Optimistic (MEMO), dữ liệu giao dịch được quản lý bởi mạng lưu trữ phân tán – đây là phương pháp Metis Andromeda sử dụng.
-
Khả năng nâng cấp: Mạng Rollup có một hợp đồng thông minh trên mạng Ethereum, được phân loại tùy theo mức độ có thể nâng cấp hay không. Không thể nâng cấp nghĩa là mã là bất biến, đây là cách an toàn nhất, thường sẽ có độ trễ vài ngày sau khi quyết định nâng cấp, hoặc tệ nhất là một thực thể có thể nâng cấp hợp đồng Rollup mà không cần phê duyệt nào. Trong trường hợp cuối cùng, nếu thực thể đó muốn, nó có thể đánh cắp toàn bộ tiền (mặc dù khả năng này rất nhỏ).
-
Sự cố bộ sắp xếp: Bộ sắp xếp chịu trách nhiệm xác định thứ tự giao dịch của người dùng trên mạng Rollup, danh mục này phân loại cách xử lý khi tất cả bộ sắp xếp ngoại tuyến hoặc kiểm duyệt. Sử dụng L1 để thực hiện giao dịch có nghĩa là người dùng có thể gửi giao dịch qua Ethereum và thêm vào mạng Rollup, trong khi rút tiền khẩn cấp về L1 có nghĩa là người dùng có thể buộc bộ sắp xếp chèn giao dịch rút tiền. Trường hợp tồi tệ nhất là không có cơ chế nào, tức là nếu bộ sắp xếp ngừng hoạt động hoặc bị kiểm duyệt, người dùng sẽ không có cách nào để cứu vãn.
-
Sự cố bộ xác thực: Bộ xác thực chịu trách nhiệm gửi trạng thái của mạng Rollup lên mạng Ethereum, trong trường hợp zkRollup cũng bao gồm bằng chứng kiến thức không (ZKP). Phần này được phân loại theo biện pháp xử lý khi bộ xác thực ngừng hoạt động. Gợi ý khối cho phép bất kỳ ai sau một khoảng thời gian trở thành bộ xác thực, trong khi lối thoát khẩn cấp (MP) cho phép người dùng rút tài sản một cách an toàn bằng cách gửi Merkle Proof, cả hai phương pháp này đều rất an toàn. Lối thoát khẩn cấp (ZK) yêu cầu người dùng gửi ZKP, đây là nhiệm vụ khá khó khăn đối với cá nhân, còn gợi ý khối (ZK) còn yêu cầu nút thực thi ZKP và tạo ra ZKP. Một lần nữa, trường hợp tệ nhất là không có cơ chế nào, nghĩa là nếu bộ xác thực thất bại, tài sản của mọi người dùng sẽ bị đóng băng.
1.2 Tầm quan trọng của bộ sắp xếp
Cho đến nay, chúng ta đã thảo luận về các rủi ro khác nhau, nhưng khi quy mô của nhiều mạng Rollup ngày càng lớn, sự cố ở bộ sắp xếp và bộ xác thực đang trở thành chủ đề nóng. Mạng Optimism đã phát triển thành mạng lớn thứ sáu về TVL, nhưng nếu một bộ xác thực trong danh sách trắng ngừng hoạt động, tiền của người dùng có thể bị đóng băng. Trong zkSync Era vừa ra mắt gần đây, hiện không có cách nào để xử lý tình huống bộ sắp xếp hoặc bộ xác thực ngừng hoạt động.
Sở dĩ lo ngại như vậy là vì phần lớn các mạng Rollup hiện tại đều sử dụng bộ sắp xếp tập trung. Hãy xem xét cách các mạng Rollup chính vận hành bộ sắp xếp của họ:
-
Optimism: Bộ sắp xếp và bộ xác thực đều do quỹ vận hành tập trung (địa chỉ bộ sắp xếp: 0x68...2985, địa chỉ bộ xác thực: 0x47...3A33). Ngay cả khi bộ sắp xếp tập trung ngừng hoạt động hoặc bị kiểm duyệt, người dùng vẫn có thể buộc gửi giao dịch từ L1 sang mạng L2 nhờ cơ chế "sử dụng L1 để thực hiện giao dịch". Tuy nhiên, nếu bộ xác thực ngừng hoạt động, người dùng sẽ không thể rút tiền từ L2 về L1. Optimism dự định trong tương lai sẽ phi tập trung hóa bộ sắp xếp, đưa vào lý thuyết trò chơi kinh tế và cơ chế quản trị để giải quyết vấn đề này.
-
Arbitrum: Bộ sắp xếp do quỹ vận hành tập trung (địa chỉ bộ sắp xếp: 0xC1...47cc), trong khi bộ xác thực gồm 13 thực thể trong danh sách trắng. Ngay cả khi bộ sắp xếp tập trung ngừng hoạt động hoặc bị kiểm duyệt, người dùng vẫn có thể buộc thực hiện giao dịch trên mạng L2 thông qua L1, vì cơ chế “sử dụng L1 để thực hiện giao dịch” là khả thi. Khác với Optimism, Arbitrum còn xây dựng hệ thống bằng chứng gian lận, nhưng chỉ những bộ xác thực trong danh sách trắng mới được truy cập; nếu tất cả bộ xác thực đều ngừng hoạt động và kéo dài hơn 7 ngày, bất kỳ ai cũng có thể trở thành bộ xác thực và thực hiện rút tiền. Arbitrum dự định trong tương lai sẽ phi tập trung hóa bộ sắp xếp.
-
zkSync Era: Có một nhà điều hành tập trung đảm nhiệm vai trò bộ sắp xếp và bộ xác thực (địa chỉ nhà điều hành: 0x11...2211). Dự án vẫn ở giai đoạn sơ khai nên chưa thể khắc phục bất kỳ vấn đề nào phát sinh từ nhà điều hành. zkSync Era dự định trong tương lai sẽ phi tập trung hóa nhà điều hành bằng cách tạo ra một nhóm vai trò gồm bộ xác thực và giám hộ viên.
-
Polygon zkEVM: Bộ sắp xếp do quỹ vận hành theo cách tập trung (địa chỉ bộ sắp xếp: 0x14...2800), bộ xác thực nộp ZKP (trong Polygon zkEVM gọi là bộ tổng hợp) cũng tập trung (địa chỉ bộ tổng hợp: 0xdA...86eA). Nếu bộ sắp xếp gặp sự cố, tiền của người dùng sẽ bị đóng băng, nhưng nếu bộ tổng hợp thất bại, bất kỳ ai vẫn có thể nộp ZKP để rút tiền từ L2 về L1. Polygon zkEVM sau này sẽ sử dụng thuật toán đồng thuận PoE để phi tập trung hóa bộ sắp xếp và bộ tổng hợp.
Do sự tập trung của bộ sắp xếp và bộ xác thực, gần đây đã xuất hiện một số nỗ lực nhằm phi tập trung hóa hoạt động sắp xếp của các mạng Rollup. Bao gồm các dự án như Astria, Espresso, Radius, OP Stack và Suave. Chúng cung cấp mạng lưới bộ sắp xếp riêng cho các mạng Rollup, giúp các nút trong mạng Rollup chỉ cần thực hiện tính toán, trong khi việc sắp xếp giao dịch và truyền chúng đến mạng Rollup do bên thứ ba đảm nhận. Ngược lại, Justin Drake, nhà nghiên cứu của Quỹ Ethereum, đã đề xuất một cách tiếp cận khác gọi là Based Rollups.
2. Based Rollups
“Based Rollups có thể đạt được sự phi tập trung mà không cần token.” — Justin Drake
Đây là câu nói cuối cùng của Justin Drake, nhà nghiên cứu Quỹ Ethereum, khi giới thiệu Based Rollups. Điều này có nghĩa là mạng Rollup do Coinbase ra mắt có thể tận dụng hình thức Based Rollups để đạt được sự phi tập trung mà không cần token? (Lưu ý rằng Based Rollups và Base của Coinbase hoàn toàn không liên quan, chỉ giống nhau về tên gọi).
2.1 Giới thiệu
Based Rollups (hay còn gọi là Rollups có thứ tự sắp xếp trên L1) nghĩa là việc sắp xếp giao dịch của mạng Rollup diễn ra trên L1 mà nó phụ thuộc vào (trong hầu hết trường hợp là mạng Ethereum). Cụ thể hơn, trong trường hợp Ethereum, điều này có nghĩa là các thợ săn cơ hội (searcher), người xây dựng khối (builder) và người đề xuất khối (proposer) trên mạng đều tham gia vào quá trình sắp xếp của mạng Rollup.
2.2 Các bên tham gia xây dựng khối
Hiện tại, phần lớn các khối trên mạng Ethereum được tạo ra thông qua phần mềm trung gian MEV-Boost. Trong tương lai, quy trình này sẽ được tích hợp trực tiếp vào giao thức Ethereum dưới dạng tách biệt giữa người đề xuất và người xây dựng (PBS). Theo phương pháp này, trước tiên các thợ săn cơ hội (searcher) lắng nghe mempool, xác định các cơ hội MEV, gói chúng lại và gửi tới người xây dựng (builder). Người xây dựng lấy các giao dịch từ mempool và các gói từ thợ săn, sử dụng thuật toán riêng để tạo ra khối hoàn chỉnh tối đa hóa thu nhập MEV, sau đó chuyển khối này cho người đề xuất (proposer) để thêm vào mạng Ethereum.
Trong quá trình này, thợ săn và người xây dựng gần như đấu giá với số tiền tương đương với thu nhập MEV mà họ có thể tạo ra, để giành cơ hội được chọn đưa gói và giao dịch của mình vào khối, qua đó thu nhập MEV chảy từ thợ săn sang người xây dựng, rồi từ người xây dựng sang người đề xuất.
2.3 Ưu điểm của Based Rollups
So với các mạng Rollup truyền thống tự xử lý việc sắp xếp, Based Rollups mang lại nhiều ưu điểm. Trước hết, chúng dựa vào Ethereum để sắp xếp giao dịch, do đó có thể hưởng lợi từ sự sôi động của Ethereum. Khi chúng ta thảo luận về các rủi ro của các Rollup khác nhau ở trên, ta thấy rằng nếu bộ sắp xếp hoặc bộ xác thực gặp sự cố, có thể phát sinh nhiều vấn đề; tuy nhiên với Based Rollups, trừ khi mạng Ethereum gặp vấn đề, nếu không sẽ không tồn tại rủi ro như vậy.
Thứ hai là tính phi tập trung. Based Rollups vẫn có thể tận dụng các thành phần đa dạng tham gia xây dựng khối trên mạng Ethereum, bất kỳ ai khi nhìn thấy cơ hội MEV trong mempool của Based Rollups đều có thể tham gia vào quá trình sắp xếp mà không cần quyền hạn.
Thứ ba là sự nhất quán kinh tế với Ethereum. Nếu tìm thấy cơ hội MEV trong Based Rollups, các thợ săn và người xây dựng trên mạng Ethereum sẽ gửi đấu giá tương ứng để thực hiện sắp xếp, do đó giá trị thu nhập MEV từ Based Rollups sẽ tự nhiên chảy về Ethereum L1.
Thứ tư là sự đơn giản. Việc xây dựng mạng Rollup dưới dạng Based Rollups cũng đơn giản hơn so với mạng có bộ sắp xếp tập trung. Based Rollups không cần xác minh chữ ký của bộ sắp xếp, xây dựng cơ chế lối thoát khẩn cấp (emergency exit - hệ thống cho phép người dùng rút tiền an toàn khi bộ xác thực ngoại tuyến), hoặc sau này phải đưa vào các thuật toán mới để phi tập trung hóa bộ sắp xếp.
Thứ năm, không cần token. Các mạng Rollup truyền thống cần có token để sau này phi tập trung hóa bộ sắp xếp. Tuy nhiên, do việc sắp xếp trong Based Rollups diễn ra trên mạng Ethereum, nên không cần thiết phải có token.
2.4 Nhược điểm của Based Rollups
Based Rollups cũng có một số nhược điểm. Trước hết, thu nhập MEV của chính mạng Rollup chảy về Ethereum L1, chứ không tích lũy giá trị tại L2. Tuy nhiên, ngoài thu nhập MEV, phí cơ bản khi gửi giao dịch vẫn có thể tích lũy ở phía L2.
Nhược điểm thứ hai là giới hạn trong việc sắp xếp. Do Based Rollups hoàn toàn phụ thuộc vào Ethereum để sắp xếp, nên rất khó để triển khai quy trình sắp xếp riêng. Ngoài ra, nhược điểm khi phụ thuộc vào Ethereum để sắp xếp là nó phải tuân theo tính xác thực cuối cùng (finality) của Ethereum, điều này có thể gây ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng. Tuy nhiên hiện nay nhiều nhà nghiên cứu đang tìm cách sớm đạt được tính xác thực thông qua EigenLayer, danh sách bao gồm (inclusion list), khoản đặt cọc của người xây dựng (builder staking), v.v.
3. Ví dụ
Mặc dù chưa chắc chắn liệu Based Rollups có được áp dụng hay không, nhưng trên Ethresearch có một bài nghiên cứu do Taiko – một trong những dự án zkEVM Layer 2 nổi tiếng – đăng tải.
Nếu L2 áp dụng công nghệ Based Rollups, luồng MEV sẽ như sau:
-
Các thợ săn cơ hội L2 sẽ gói giao dịch L2 và gửi cho người xây dựng khối L2.
-
Người xây dựng khối L2 tạo khối L2, sau đó gửi cho thợ săn cơ hội L1 và có thể được sử dụng như một phần của gói L1.
-
Lưu ý rằng khi khối L2 được gửi đến L1, nó phải được gửi qua dòng lệnh riêng tư (private order flow), nếu không MEV có thể bị đánh cắp.
Tóm lại, nếu các thợ săn cơ hội L1 đồng thời theo dõi mempool L2 và L1, họ có thể khai thác MEV xuyên chuỗi giữa Ethereum và L2 thông qua Based Rollups, và giá trị MEV của L2 có thể tích lũy trên Ethereum.
4. Tổng kết
Khi các mạng Rollup ngày càng phát triển, mối lo ngại về sự tập trung hóa bộ sắp xếp ngày càng gia tăng. Mặc dù có nhiều dự án đang giải quyết vấn đề này, nhưng phương pháp Based Rollups của Justin Drake là một ý tưởng tươi mới.
Tôi đã đề cập ở trên một số nhược điểm, nhưng theo tôi, điểm yếu lớn nhất của Based Rollups là khả năng sinh lời và tính xác thực chậm. Động lực duy nhất khiến các nhà sản xuất khối Ethereum tham gia vào việc sắp xếp của Based Rollups là thu nhập MEV, mà điều này có thể không mang lại lợi nhuận lớn. Nếu bộ sắp xếp hiện tại đang có vấn đề tập trung cũng được xử lý bởi Ethereum, thì có thể nói nó gần hơn với một Rollup thực thụ, nhưng trước khi Based Rollups được sử dụng rộng rãi, cần nghiên cứu sâu hơn về cơ chế khuyến khích và các phương pháp đạt được tính xác thực sớm.
Sàn giao dịch tiền mã hóa lớn nhất nước Mỹ, Coinbase, đã ra mắt mạng Rollup riêng của mình – Base, với hai mục tiêu thiết kế: 1) không phát hành token và 2) phi tập trung. Base đang theo lộ trình sử dụng OP Stack của Optimism để đạt được hai mục tiêu này, nhưng cả hai mục tiêu này đều có thể dễ dàng đạt được bằng cách áp dụng phương pháp Based Rollups có tên gọi tương tự. Nếu bạn là doanh nghiệp đang xây dựng mạng blockchain, tìm kiếm khả năng mở rộng cao và tính phi tập trung, đồng thời không muốn phát hành token, Based Rollups có thể là một lựa chọn đáng cân nhắc.
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
Four Pillars
