Plasma + ZK-SNARKs: Hướng tiếp cận mới về mở rộng quy mô cho Ethereum
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Plasma + ZK-SNARKs: Hướng tiếp cận mới về mở rộng quy mô cho Ethereum
Giải mã tác phẩm mới của Vitalik, tiết lộ xu hướng mới của Ethereum, sự kết hợp giữa Plasma và ZK-SNARKs sẽ thay đổi cuộc chơi như thế nào?
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: dt, DODO Research; 0xNing0x, Nhà nghiên cứu cao cấp tại EMC Fund
Tuần trước, Vitalik, người sáng lập Ethereum (trong bài viết này gọi tắt là V thần), đã đăng một bài viết mới nhất trên Twitter với tựa đề "Exit games for EVM validiums: the return of Plasma", tập trung giới thiệu công nghệ mở rộng Plasma và có ý định định hướng kết hợp giải pháp mở rộng Plasma – hiện đang ngày càng bị lãng quên – với bằng chứng kiến thức không (ZK). Ngay sau khi bài viết được phát hành, nhiều dự án liên quan đến công nghệ Plasma đã tăng mạnh, khiến công nghệ từng bị thay thế bởi Rollup và dần biến mất khỏi tầm mắt công chúng nay quay trở lại đường đua mở rộng quy mô cho Ethereum.
CryptoSnap tuần này mời DODO Research X NingNing (@0xNing0x) giải thích Plasma theo cách đơn giản và dễ hiểu nhất, đồng thời phân tích nội dung bài viết mới nhất của V thần!
Plasma là gì?
Vấn đề mở rộng luôn là chủ đề trọng tâm trong cộng đồng nhà phát triển blockchain. Để đạt được mục tiêu xây dựng một máy tính phi tập trung, việc tạo ra một blockchain rẻ và nhanh là điều bắt buộc. Do đó, đã xuất hiện nhiều giải pháp mở rộng xung quanh mạng chính Ethereum, và Plasma từng là phương án mở rộng phổ biến nhất.
Plasma có thể được hiểu đơn giản là xây dựng một chuỗi bên trên mạng chính Ethereum, sử dụng hợp đồng thông minh để kiểm soát việc gửi/nhận tiền giữa mạng chính và chuỗi Plasma. Khác với sidechain (BNB Chain, Gnosis Chain), chuỗi Plasma phải định kỳ gửi trạng thái cuối cùng về mạng chính Ethereum. Khác với công nghệ Rollup, chuỗi Plasma không gửi toàn bộ dữ liệu giao dịch mà chỉ gửi gốc cây Merkle – tức là trạng thái của chuỗi Plasma.
Cơ chế an toàn « Trò chơi rút tiền » (Exit Game)
Do việc xử lý tính toán không diễn ra trên mạng chính, chuỗi Plasma có thể cải thiện đáng kể khả năng mở rộng (Scalability) của toàn bộ hệ thống, đồng thời có cơ chế xác thực tương đối an toàn để ngăn chặn hành vi xấu. Khi nói đến tính bảo mật, cần nhắc đến « trò chơi rút tiền » (exit game) như V thần đã nêu trong tiêu đề bài viết – cơ chế an toàn của chuỗi Plasma.
Trong thiết kế khung Plasma, tính bảo mật được đảm bảo thông qua cơ chế rút tiền. Khi người dùng muốn quay lại mạng chính hoặc nghi ngờ chuỗi Plasma đang bị tấn công, họ có thể gửi yêu cầu « rút tiền » lên hợp đồng Plasma trên mạng chính và cung cấp bằng chứng; nếu trong vòng 7 ngày thách thức không có ai phản bác thành công thì người dùng có thể rút tài sản về mạng chính một cách an toàn. Ngược lại, nếu bị phản bác thành công thì yêu cầu « rút tiền » thất bại và người dùng độc hại phải chịu phạt tương ứng.
Các hình thức tấn công phổ biến bao gồm ba loại sau:
-
Rút tiền ngay sau khi gửi giao dịch (Not latest owner): Hình thức tấn công này xảy ra khi một người dùng gửi giao dịch chuyển tiền rồi lập tức yêu cầu rút tài sản trong thời gian thách thức. Hành động này là vô hiệu vì chủ sở hữu tài sản mới phải là người nhận giao dịch. Mạng lưới có thể thách thức việc rút tiền này bằng cách chứng minh tài sản đã được chuyển cho người khác.
-
Tấn công double spend (chi tiêu kép): Double spend nghĩa là cùng một tài sản bị chi tiêu trái phép hai lần hoặc hơn. Ví dụ, Alice chuyển 1 token cho Bob, sau đó lại chuyển tiếp token đó cho Charlie. Mạng lưới có thể phát hiện việc sử dụng kép token này và do đó có thể thách thức giao dịch bất hợp pháp đó.
-
Lịch sử giao dịch bất hợp lệ (Invalid history): Điều này ám chỉ việc phát hiện có chuyển đổi trạng thái bất hợp pháp trong lịch sử giao dịch tài sản, ví dụ như tồn tại đầu ra giao dịch chưa được tiêu dùng tương ứng. Người dùng có thể phản hồi thách thức bằng cách cung cấp bằng chứng tiêu dùng phù hợp.
Plasma Cash
Tiếp theo, V thần giới thiệu trong bài viết một dự án sử dụng khung Plasma là Plasma Cash. Trong Plasma Cash, mỗi token mà người dùng gửi vào sẽ được coi như một NFT, mỗi NFT có một lịch sử giao dịch được ghi lại dưới dạng cây Merkle. Tuy nhiên, do tính chất độc nhất và không thể chia nhỏ của NFT, phạm vi ứng dụng của Plasma Cash bị hạn chế, chỉ phục vụ cho các trường hợp chuyển tiền đặc biệt. Vì vậy, phiên bản cải tiến sử dụng mô hình UTXO đã ra đời. Với sổ cái UTXO, vấn đề không thể chia nhỏ trong thiết kế chuyển tiền NFT ban đầu của Plasma Cash được giải quyết, hỗ trợ tốt hơn cho lĩnh vực thanh toán, nhưng đồng thời cũng làm cho nó khó tương tác với hợp đồng thông minh.
Điểm nghẽn kỹ thuật của Plasma
Hiện tại, điểm nghẽn kỹ thuật lớn nhất của Plasma là khó thực hiện EVM. Bởi vì nhiều đối tượng trạng thái trong hợp đồng EVM không có « chủ sở hữu (Owner) » rõ ràng, điều này mâu thuẫn với mô hình bảo mật của Plasma. Cơ chế rút tiền của Plasma yêu cầu mỗi đối tượng trạng thái phải có chủ sở hữu xác định, người đó chịu trách nhiệm theo dõi dữ liệu trạng thái và khi cần thiết phải thực hiện rút tiền để bảo vệ tài sản. Tuy nhiên, trong hợp đồng EVM có rất nhiều đối tượng trạng thái không có chủ sở hữu rõ ràng, ví dụ như các nhóm thanh khoản trong Uniswap hay vị thế CDP trong MakerDAO đều không có một chủ sở hữu duy nhất. Trong trường hợp này, nếu chuỗi Plasma gặp sự cố sẽ dẫn đến những tình huống sau:
-
Không có chủ sở hữu nào thực hiện rút tiền, trạng thái có thể bị khóa vĩnh viễn trên chuỗi Plasma.
-
Ngay cả khi người ngoài có thể khởi động việc rút tiền, cũng dễ bị tấn công Exit Game, rủi ro rất lớn.
-
Việc xác minh các hợp đồng trạng thái phức tạp là rất khó khăn.
Plasma + ZK-SNARKs
Đối với những điểm nghẽn kỹ thuật hiện tại của Plasma, V thần cho rằng nếu có thể kết hợp với công nghệ bằng chứng tính đúng đắn (zk-SNARKs) – vốn đã khá trưởng thành – sẽ giải quyết được phần nào những khó khăn này, cụ thể chia thành năm điểm sau:
-
zk-SNARKs có thể chứng minh tính hợp lệ của khối Plasma trên mạng chính, giảm sự phụ thuộc vào cơ chế rút tiền.
-
Cho phép rút tài sản từ chuỗi Plasma ngay lập tức, loại bỏ giai đoạn thách thức 7 ngày của bằng chứng gian lận, giảm thiểu vấn đề tổ chức lại chuỗi.
-
Có thể xây dựng cấu trúc UTXO song song đại diện cho trạng thái EVM, dùng zk-SNARKs chứng minh tính tương đương, từ đó tránh được một phần các vấn đề của EVM.
-
Sử dụng zk-SNARKs sẽ giảm đáng kể lượng dữ liệu trạng thái mà người dùng cần xác minh và lưu trữ, tối ưu trải nghiệm người dùng.
-
Đối với các hợp đồng thông minh khó xác định chủ sở hữu, nếu các phần then chốt có thể tách thành các đối tượng có thể xác minh, vẫn có thể đạt được mức độ bảo đảm an toàn nhất định.
Mặc dù những phương pháp này vẫn chưa thể bao quát toàn bộ các hợp đồng EVM phức tạp, nhưng với sự phát triển tiếp theo của công nghệ ZK và việc tiếp tục khám phá không gian thiết kế Plasma, chúng ta kỳ vọng có thể tìm ra các giải pháp mới cân bằng tốt hơn giữa tính bảo mật, khả năng mở rộng và trải nghiệm người dùng.
Quan điểm của tác giả
DT @19971122:
Trước khi đọc bài viết này của V thần, bản thân tôi không am hiểu sâu về kiến trúc kỹ thuật của Plasma, bởi vì hiện nay các giải pháp mở rộng cho Ethereum gần như hoàn toàn thuộc về công nghệ Rollup. Các đội ngũ đua nhau ra mắt các mạng L2 dựa trên Rollup, thậm chí còn phát triển ra kiến trúc mô-đun hóa xây dựng lớp khả dụng dữ liệu (DA layer) trên các mạng khác (Celestia, EigenLayer, Avail). Vì vậy, mới xuất hiện phát biểu trên Twitter của Dankrad Feist, nhà nghiên cứu tại Quỹ Ethereum: « Blockchain mô-đun không dùng ETH làm lớp DA (lớp khả dụng dữ liệu) không phải là Rollup, cũng không phải là L2 của Ethereum ». Tính chính thống trong phát triển Ethereum luôn là chủ đề tranh luận sôi nổi. Đúng lúc mọi người đang tranh luận gay gắt về hướng đi của Rollup thì bài viết của V thần giống như một liều thuốc kích thích dành cho Plasma, nhắc nhở cộng đồng Ethereum rằng giải pháp mở rộng cho Ethereum không chỉ có mỗi Rollup, mà hướng đi mới ZK+Plasma cũng là một lựa chọn đáng cân nhắc.
Tôi cho rằng trong thế giới phi tập trung, phát triển đa dạng vốn là một quá trình tự nhiên. Nhưng khi xem xét hiệu quả về mặt vốn, thì xu hướng mô-đun hóa và đồng nhất hóa dường như kinh tế hơn, dẫn đến sự ra đời của các sản phẩm khung chuẩn như OP Stack hay Polygon zkEVM CDK, cho phép các nguồn vốn xây dựng mạng L2 riêng. Tuy nhiên, điều này cũng khiến mất đi một phần tính đa dạng. Có lẽ V thần đang lo ngại sự mất cân bằng trong phát triển các giải pháp mở rộng cho Ethereum nên đưa ra định hướng này. Liệu sắp tới có đội ngũ nào đứng ra thực hiện hay không là điều rất đáng theo dõi. Là một người dùng và ủng hộ Ethereum lâu năm, tôi hoan nghênh sự phát triển cân bằng trong các công nghệ mở rộng quy mô của Ethereum.
NingNing @0xNing0x:
Plasma là một giải pháp nhằm nâng cao khả năng mở rộng blockchain bằng cách chuyển phần lớn dữ liệu và tính toán từ trên chuỗi xuống off-chain. Plasma xuất hiện lần đầu tiên vào năm 2017, trải qua nhiều phiên bản cập nhật như Plasma Cash, Plasma Cashflow... Tuy nhiên, do những hạn chế cơ bản khi mở rộng ra ngoài phạm vi thanh toán (vấn đề trạng thái không có chủ sở hữu và vấn đề luồng khuyến khích), các giải pháp L2 Plasma dần bị đẩy ra rìa.
Trong khi đó, Rollup trở thành giải pháp L2 chủ đạo nhờ ưu điểm thiết kế đơn giản và thân thiện với nhà phát triển. Tuy nhiên, với sự hiện thực và trưởng thành của công nghệ ZkEVM, Plasma mở ra không gian thiết kế mới, mang lại khả năng mới trong việc đơn giản hóa trải nghiệm nhà phát triển và bảo vệ tài sản người dùng.
Mục đích của V thần khi giới thiệu lại giải pháp L2 Plasma có lẽ nhằm nhấn mạnh tầm quan trọng của sự đa dạng và đổi mới trong mô hình L2, chứ không phải để khẳng định rằng Plasma L2 mới có thể thách thức vị trí chủ đạo của Rollup L2. Hiện tại, các giải pháp Rollup L2 đang dẫn đầu tuyệt đối về quy mô TVL và số lượng người dùng, và do hiệu ứng Matthew, vị trí này trong tương lai gần còn được củng cố mạnh hơn nữa.
Trong hai ngày gần đây, Blast – một L2 theo mô hình mới do Paradigm và đội ngũ Blur hợp tác phát triển – đã thể hiện một hướng đi khám phá khác. Dù kiến trúc của nó không đáp ứng định nghĩa nghiêm ngặt về L2 của Vitalik, nhưng nó đã đạt được thành công lớn trên thị trường và cộng đồng, nhanh chóng thu hút sự chú ý và lượng lớn vốn tham gia. Điều này cho thấy thị trường và cộng đồng đang khao khát sự đa dạng trong mô hình L2, không còn hài lòng chỉ với một hoặc hai thiết kế tiêu chuẩn.
Tổng kết lại, các giải pháp L2 Plasma có tiềm năng và tính đổi mới nhất định, nhưng sự phát triển của L2 không nên phụ thuộc vào một bản thiết kế hoàn hảo do một nhà thiết kế tối cao vạch ra, mà nên phát triển từ cuộc cạnh tranh phức tạp, phi tuyến tính trong thị trường thực tế.
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
Dr.DODO
