Rollup, nền tảng cho việc áp dụng quy mô lớn các tiện ích DePIN?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Rollup, nền tảng cho việc áp dụng quy mô lớn các tiện ích DePIN?
Công nghệ blockchain mô-đun, đặc biệt là giải pháp Rollup, đã hiệu quả giải quyết bài toán mở rộng cho blockchain, mở đường cho việc ứng dụng rộng rãi các dự án DePIN.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Arkreen
Dịch: Bạch thoại Blockchain
Bitcoin đã thành công giải quyết thách thức đạt được sự đồng thuận trong môi trường phi tập trung thông qua đổi mới công nghệ blockchain. Sau đó, các kỹ sư bắt đầu nỗ lực giải quyết nhiệm vụ phức tạp là tăng khả năng mở rộng – một thách thức khó khăn do mâu thuẫn vốn có giữa khả năng mở rộng, bảo mật và tính phi tập trung, tình thế tiến thoái lưỡng nan này thường được gọi là “bài toán ba chiều của blockchain”. Khó khăn về khả năng mở rộng đã chứng minh là rào cản chính cản trở việc áp dụng rộng rãi blockchain. Việc cân bằng giữa đảm bảo tính bảo mật và phi tập trung – hai yếu tố then chốt đối với toàn vẹn của blockchain – tạo thành một thách thức liên tục. Nếu không duy trì được sự cân bằng tinh tế này, blockchain có nguy cơ trở nên giống như các hệ thống tập trung. Ngoài ra, khả năng mở rộng thấp cũng làm tăng chi phí sử dụng blockchain. Do đó, mặc dù tiềm năng lớn, việc ứng dụng quy mô lớn của blockchain trong những năm gần đây đã bị hạn chế.
1. Blockchain mô-đun là gì?
Trong những năm gần đây, các kỹ sư đã nỗ lực vượt qua thách thức từ bài toán ba chiều của blockchain và hiện đã tìm ra một giải pháp khả thi: blockchain mô-đun. Phương pháp đổi mới này bao gồm việc chia blockchain thành các mô-đun và tầng khác nhau, mỗi tầng chuyên xử lý một nhu cầu cụ thể. Thông thường, tính bảo mật và phi tập trung được ưu tiên ở tầng một (L1), trong khi khả năng mở rộng được giải quyết ở tầng hai (L2).
Về mặt khái niệm, L1 và L2 có thể được xem như các blockchain riêng biệt nhưng liên kết với nhau. L1 chịu trách nhiệm đảm bảo tính bảo mật và phi tập trung cho L2, do đó trạng thái nút được giải quyết trên L1. L1 chủ yếu thực hiện giao dịch và lưu trữ trạng thái, về bản chất hoạt động như xương sống. Đáng chú ý là ngay cả khi tất cả các nút L2 ngoại tuyến, cộng đồng vẫn có thể khôi phục L2 thông qua thông tin được lưu trữ trên L1, từ đó nâng cao tính đàn hồi của giải pháp blockchain mô-đun này.
Trong một blockchain mô-đun điển hình, các mô-đun chính điều khiển chức năng:
1) Đồng thuận: Mô-đun này rất quan trọng vì nó xác định các giao dịch sẽ được đưa vào blockchain và thiết lập thứ tự của chúng.
2) Thực thi: Chịu trách nhiệm thực hiện giao dịch và lấy trạng thái sau.
3) Thanh toán: Quyết định trạng thái đồng thuận. Mô-đun được thiết kế để xác định trạng thái đồng thuận này sẽ can thiệp khi có sự phân kỳ trạng thái, thúc đẩy quá trình giải quyết.
4) Tính sẵn sàng dữ liệu (DA): Đảm bảo quyền truy cập phổ biến vào lịch sử giao dịch trong cộng đồng, mô-đun này cực kỳ quan trọng đối với quy trình thanh toán và khôi phục blockchain.
2. Layer 2 (L2) là gì và tại sao Ethereum cần nó?
Layer 2 (L2) là một khái niệm trong công nghệ blockchain, chỉ các giao thức và giải pháp được xây dựng trên blockchain chính (thường là tầng một, hay L1) nhằm cải thiện khả năng mở rộng và hiệu quả. Là một trong những nền tảng blockchain hàng đầu, Ethereum cần các giải pháp Layer 2 để giải quyết các giới hạn về khả năng mở rộng và vấn đề phí giao dịch cao.
Sau đây là lý do tại sao Ethereum cần Layer 2:
1) Nhiệm vụ một: Làm rõ chi tiết và thứ tự giao dịch
Khi mạng Ethereum phát triển, số lượng giao dịch tăng lên, dẫn đến tắc nghẽn và phí cao hơn. Các giải pháp Layer 2 có thể giảm nhẹ vấn đề này bằng cách xử lý giao dịch bên ngoài chuỗi Ethereum chính. Sau đó, các giao dịch này được đóng gói lại và định kỳ được thanh toán trên chuỗi chính, giảm thiểu tắc nghẽn và phí gas, đồng thời vẫn giữ được tính bảo mật.
2) Nhiệm vụ hai: Truyền đạt trạng thái mới nhất sau khi thực thi giao dịch, và liệu có phương pháp nào xác minh tính chính xác của nó không
Sau khi thực hiện giao dịch trên Layer 2, Ethereum cần một cơ chế để truyền đạt trạng thái mới nhất trở lại chuỗi chính (Layer 1). Điều này thường liên quan đến việc sử dụng các bằng chứng mã hóa hoặc cam kết, nhằm đảm bảo rằng việc chuyển đổi trạng thái là hợp lệ và có thể kiểm chứng. Các cơ chế xác minh, như bằng chứng gian lận (fraud proof) hoặc zk-rollup, giúp xác nhận tính chính xác của giao dịch mà không ảnh hưởng đến bảo mật.
3) Nhiệm vụ ba: Có cơ chế được chỉ định nào để thúc đẩy việc gọi xuyên chuỗi không
Để Ethereum có thể tương tác liền mạch với các blockchain khác hoặc các giải pháp Layer 2, cần có một cơ chế được chỉ định để hỗ trợ các cuộc gọi xuyên chuỗi. Các giao thức tương tác vận hành, như cầu nối (bridge) hoặc tiêu chuẩn giao tiếp xuyên chuỗi, cho phép tài sản và dữ liệu di chuyển an toàn và hiệu quả giữa các chuỗi khác nhau, từ đó mở rộng chức năng và hệ sinh thái của Ethereum.
Tóm lại, các giải pháp Layer 2 cực kỳ quan trọng đối với Ethereum để giải quyết các thách thức về khả năng mở rộng, nâng cao thông lượng giao dịch, giảm chi phí, đồng thời duy trì tính tương tác và bảo mật với các blockchain khác.
3. Khám phá cách Rollups hoàn thành ba nhiệm vụ này
Rollup được gọi là L2; hãy xem cách nó hoạt động để hoàn thành ba nhiệm vụ trên.
1) Nhiệm vụ một: Tính sẵn sàng dữ liệu (DA)
Đầu tiên, khởi động quy trình bằng cách gửi một lượng ETH nhất định đến mạng Layer-2 (L2) để thanh toán phí gas. Bước này được thực hiện thông qua cầu nối L1->L2, được gọi là «gửi tiền (deposit)». Thông thường, mạng L2 cũng sẽ chạy nút L1; chỉ cần chờ xác nhận cuối cùng từ khối L1 chứa giao dịch gửi tiền; một khi được xác nhận, khoản gửi tiền sẽ được lưu trữ an toàn.
Tiếp theo, gửi giao dịch đến bộ sắp xếp (sequencer) L2. Nút sequencer L2 sẽ quản lý hiệu quả các giao dịch này. Hãy coi đây là một quy trình blockchain tiêu chuẩn: sequencer xây dựng khối chứa các giao dịch, thực thi các khối này và duy trì trạng thái mới nhất của chuỗi. Thông thường, cứ sau khoảng hai phút hoặc khi đã thu thập đủ số lượng giao dịch, sequencer L2 sẽ nén các giao dịch và an toàn gửi chúng lên chuỗi L1. Cách tiếp cận chiến lược này đảm bảo L1 nắm đầy đủ thông tin về các giao dịch L2 và thứ tự cụ thể của chúng. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ một, chúng ta gọi toàn bộ quá trình này là «tính sẵn sàng dữ liệu (DA)».
2) Nhiệm vụ hai: OP-Rollups và ZK-Rollups
Bây giờ, cả nút L1 và L2 đều có thể nhìn thấy các giao dịch do sequencer L2 thực hiện. Những giao dịch này đã được nén đáng kể, chỉ lưu trữ trong calldata, dẫn đến chi phí gas tối thiểu. Các nút L2 khác thích lấy dữ liệu DA (tính sẵn sàng dữ liệu) từ L1 như một nguồn đáng tin cậy thay vì phụ thuộc vào mạng điểm-điểm L2, mặc dù họ cũng nhận được khối từ L2 (nhưng không hoàn toàn tin tưởng). Thông thường, ví dụ mỗi giờ, nút sequencer L2 sẽ gửi gốc Merkle của trạng thái L2 đến hợp đồng Rollup trên L1. Thao tác này đảm bảo L1 được đồng bộ với trạng thái mới nhất của L2. Tuy nhiên, tại thời điểm này, L1 chưa tự động tin tưởng thông tin này. L2 sử dụng hai phương pháp, OP và ZK, để thuyết phục L1 về tính chính xác của nó—chi tiết này sẽ được thảo luận sau. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ hai, hãy cùng ăn mừng!
3) Nhiệm vụ ba: Rút tiền từ Layer 2
Khi bạn đã hoàn tất hoạt động trên L2 và quyết định rút ETH của mình về L1, quá trình này được gọi là «rút tiền (withdrawal)». Mặc dù có thể giống với các thao tác xuyên chuỗi trong các trường hợp khác, điểm khác biệt chính là việc rút tiền bắt nguồn từ L2, khiến mức độ bảo đảm an ninh khác biệt so với các thao tác xuyên chuỗi khác. Về phía L1, việc xử lý rút tiền phải được thực hiện cẩn trọng. Vì nó bắt nguồn từ thế giới bên ngoài L1, việc khởi động thao tác này sẽ kích hoạt một giao dịch trên L1 (ví dụ như chuyển token). Nếu giao dịch này thực hiện sai, có thể dẫn đến thay đổi trạng thái L1.
Quy trình rút tiền bao gồm các bước sau:
1) Khởi tạo giao dịch rút tiền trên L2, tương tự như các kịch bản xuyên chuỗi khác.
2) Chờ giao dịch được cuộn lên L1, bao gồm tính sẵn sàng dữ liệu (DA) và trạng thái. Sử dụng phương pháp OP hoặc ZK để xác minh tính chính xác của trạng thái.
3) Thực hiện giao dịch rút tiền trên L1, tương tự như các kịch bản xuyên chuỗi khác.
4. OP và ZK Rollups
Hãy đi sâu vào OP và ZK để hiểu cách L2 đảm bảo tính chính xác của trạng thái gửi lên L1, đây là nền tảng cho tính bảo mật của Rollups.
OP nghĩa là "tối ưu". L1 một cách lạc quan giả định rằng nút sequencer L2 là trung thực, nhưng không mù quáng tin tưởng nó. Nó mở ra một cửa sổ thách thức, thường kéo dài bảy ngày. Trong cửa sổ thách thức này, bất kỳ nút L2 nào cũng có thể thách thức tính đúng đắn của gốc trạng thái được nêu. Giao dịch bị thách thức sau đó sẽ được phát lại trên L1 để xác định tính đúng đắn giữa nút sequencer và nút thách thức. Một thách thức thành công sẽ dẫn đến việc nút sequencer bị phạt, người thách thức nhận được khoản tiền ký quỹ từ L1. Trạng thái sẽ được điều chỉnh theo giá trị đúng, tuy nhiên lưu ý rằng chỉ sửa đổi gốc trạng thái, chứ không sửa danh sách giao dịch.
Trong một thiết lập điển hình, nhà vận hành DApp L2 quản lý nút L2 riêng của họ, mở ra cơ hội cho những người thách thức tiềm năng. Từ góc nhìn thách thức, nếu nút sequencer cung cấp thông tin không chính xác, một thách thức thành công có thể mang lại phần thưởng đáng kể từ khoản tiền ký quỹ của nút sequencer trên L1. Do đó, việc khởi động thách thức khi trạng thái không đúng là rất quan trọng. Ngược lại, từ góc nhìn của nút sequencer, nếu nó gửi gốc trạng thái sai, thì việc bị thách thức là điều không thể tránh khỏi, dẫn đến bị phạt, mất tiền ký quỹ trên L1, và gốc trạng thái sai bị hoàn tác. Điều này ngăn chặn việc gửi gốc trạng thái không chính xác, đảm bảo hoạt động an toàn của giải pháp tối ưu.
Tuy nhiên, giải pháp OP có một điểm yếu: cửa sổ thách thức 7 ngày. Nghĩa là, nếu bạn dự định rút token về L1 thông qua cầu nối OP chính thức, bạn phải chờ 7 ngày sau khi khởi tạo thao tác rút trên L2. Tuy nhiên, đối với người dùng rút các token có thể thay thế (ví dụ như ERC20Token), có thể sử dụng DApp bên thứ ba để tăng tốc quá trình này với chi phí tối thiểu.
Mặt khác, ZK (tri thức không tiết lộ) dựa vào một thuật toán mật mã gọi là bằng chứng tri thức không tiết lộ (zero-knowledge proof). Nút sequencer chạy zk-EVM trên L2, tạo ra một bằng chứng ZK, xác minh việc chuyển đổi trạng thái L2 từ trạng thái trước sang sau khi áp dụng một tập giao dịch. Bằng chứng này có thể được xác minh trong hợp đồng L1, đảm bảo L1 có thể tin tưởng tính đúng đắn của việc chuyển đổi trạng thái. Việc tạo bằng chứng ZK có thể khó khăn và mất vài giờ. Tuy nhiên, quá trình xác minh lại đơn giản, chỉ yêu cầu một giao dịch đơn giản trên EVM. So với OP, thời gian rút tiền bằng ZK thường tính bằng giờ, là lựa chọn hiệu quả hơn. Ngoài ra, với máy tính mạnh hơn, độ trễ có thể được rút ngắn thêm.
Xem xét kỹ OP và ZK, rõ ràng cả hai đều có thể mở rộng L1, chỉ cần tin tưởng vào giao dịch trên L1, loại bỏ nhu cầu tin tưởng bất cứ điều gì trong L2. Khi xem xét hệ thống Rollup gồm L1 và L2, tính bảo mật và phi tập trung gắn chặt với L1, trong khi khả năng mở rộng được mở rộng nhờ tiềm năng tổng hợp của cả L1 và L2. Việc tích hợp nhiều L2 vào cùng một L1 làm tăng đáng kể khả năng mở rộng.
ZK-Rollups đóng gói giao dịch thành các lô, Chainlink
5. Mở đường cho việc áp dụng quy mô lớn: Vai trò của Rollups trong tính ứng dụng DePIN
Thông thường, việc sử dụng Rollup cho phép Ethereum đạt được hàng nghìn TPS. Tuy nhiên, điểm nghẽn hiện tại là tính sẵn sàng dữ liệu (DA). Mặc dù các giao dịch L2 được nén hiệu quả trước khi gửi lên L1, nhưng khi số lượng giao dịch tăng lên, chi phí gas cũng tăng theo. Một cách tiếp cận khác là gửi giao dịch đến dịch vụ lưu trữ phi tập trung bên thứ ba, từ đó tiết kiệm đáng kể lượng gas trong khối L1. Kết hợp với các giải pháp khác, điều này có thể mang lại khả năng mở rộng gần như vô hạn. Tuy nhiên, điều này cũng đi kèm với một số đánh đổi, vì cần xem xét ảnh hưởng của dịch vụ lưu trữ phi tập trung bên thứ ba đến bảo mật hệ thống. Tóm lại, blockchain có thể đạt được khả năng mở rộng khổng lồ trong khi vẫn duy trì bảo mật và phi tập trung. Bài toán ba chiều của blockchain đã được giải quyết. Đột phá này mở ra tiềm năng cho việc áp dụng quy mô lớn. Do đó, Rollup trở thành cột mốc then chốt cho việc áp dụng rộng rãi tính ứng dụng DePIN.
DePIN, viết tắt của Mạng hạ tầng vật lý phi tập trung, sử dụng phần thưởng blockchain để thúc đẩy việc phát triển mạng hạ tầng vật lý. Lấy ví dụ Arkreen; nó sử dụng phần thưởng blockchain để khuyến khích cá nhân đóng góp xây dựng mạng lưới năng lượng sạch. Trong trường hợp này, các thợ đào xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời, thu thập dữ liệu sản xuất điện và gửi lên mạng Arkreen. Mạng Arkreen sẽ xác định và lọc ra dữ liệu trung thực và có giá trị, từ đó trao thưởng token cho các thợ đào dựa trên dữ liệu. Mạng Arkreen hoạt động theo cách phi tập trung, hiện có hơn 12.000 thợ đào và dự kiến sẽ tăng lên hàng triệu trong tương lai gần. Do đó, nó cần một cơ sở hạ tầng blockchain có khả năng mở rộng cao để đáp ứng nhóm thợ đào khổng lồ này. Trước đây, đạt được mức độ mở rộng như vậy là thách thức về mặt kỹ thuật và kinh tế. Tuy nhiên, nhờ sự hỗ trợ về khả năng mở rộng từ blockchain mô-đun (như Rollups), điều này đã trở nên khả thi.
Hãy hình dung các dự án DePIN được xây dựng trên blockchain mô-đun (ví dụ như Rollup) có thể đạt được khả năng mở rộng cao với chi phí tối thiểu, đồng thời vẫn được hưởng lợi từ tính bảo mật và phi tập trung của blockchain nền tảng như Ethereum. Các token do các dự án DePIN phát hành được gọi là RWA (tài sản thế giới thực), giá trị của chúng bắt nguồn từ tài sản thật. Những tài sản có tính thanh khoản trên chuỗi này tạo ra dòng tiền cho các thợ đào, khuyến khích họ đóng góp vào sự phát triển của mạng DePIN, từ đó tạo nên một vòng giá trị. Nhiều dự án DePIN có thể hợp tác trong thế giới thực và hình thành một hệ sinh thái DePIN trên chuỗi, làm tăng thêm giá trị của DePIN. Cách hợp tác này giúp blockchain phục vụ cho nền kinh tế thế giới thực, thúc đẩy tăng trưởng mới trong lĩnh vực blockchain.
6. Tổng kết
Blockchain mô-đun (ví dụ như Rollup) hiệu quả giải quyết bài toán ba chiều của blockchain, cung cấp khả năng mở rộng được nâng cao và mở đường cho việc áp dụng rộng rãi. Trong bối cảnh các dự án DePIN, nhu cầu về dịch vụ blockchain hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí đã tìm thấy giải pháp phù hợp trong blockchain mô-đun. Với sự hỗ trợ của blockchain mô-đun, các dự án DePIN hứa hẹn đạt được giá trị to lớn.
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
@arkreen_network
