Chi tiết các ưu thế công nghệ của Metis, mở ra chương mới cho phi tập trung
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Chi tiết các ưu thế công nghệ của Metis, mở ra chương mới cho phi tập trung
Metis ra mắt zkMIPS và Sequencer phi tập trung, thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của hệ sinh thái L2.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Wilson Lee, Cộng sự cốt lõi của Biteye
Chỉnh sửa: Crush, Cộng sự cốt lõi của Biteye
01 Giới thiệu bối cảnh
Ngày 10 tháng 4, A16z Crypto đã công bố giải pháp kiến thức không (zero-knowledge) Jolt nhằm tăng tốc và đơn giản hóa các thao tác mở rộng blockchain.
Jolt tích hợp SNARK (bằng chứng ngắn gọn không tương tác về kiến thức không), cho phép các nhà phát triển nhanh chóng xây dựng các giải pháp L2 dựa trên SNARK. Nhóm phát triển cũng cho biết Jolt nhanh hơn đến 2 lần so với các zkVM hiện tại.
Công nghệ ZK là một trong những chủ đề xuyên suốt chu kỳ ngành tiền mã hóa, và ZK-Rollup được Vitalik coi là giải pháp mở rộng dài hạn cho Ethereum. Việc A16z ra mắt Jolt từ tháng 8 năm ngoái đến chính thức công bố vào năm nay cho thấy ZK-Rollup vẫn là赛道 dài và tiềm năng lớn.
ZK-Rollup đã thu hút nhiều đối thủ cạnh tranh, hình thành các phân loại kỹ thuật chuyên sâu hơn để phân biệt sự khác biệt giữa các dự án, trong đó tiêu chuẩn nổi bật nhất là mức độ tương thích với EVM.
Do nguyên nhân lịch sử, EVM có rất nhiều thiết kế không thân thiện với ZK; tuy nhiên, phần lớn các dự án hiện tại đều được xây dựng dựa trên EVM từ giai đoạn đầu, đồng thời ZK-Rollup cũng được xem là giải pháp mở rộng trong tương lai. Vì vậy, hầu hết các dự án ZK-Rollup phải đối mặt với bài toán lựa chọn giữa việc ưu tiên tương thích EVM hay tối ưu cho ZK.
ZKM, được ươm tạo bởi Metis DAO, lại tiếp cận từ góc độ nền tảng hơn khi đề xuất giải pháp zkMIPS mang tính phổ quát.
zkMIPS chuyển đổi quá trình thực thi chương trình sang bằng chứng ZKP thông qua tập lệnh MIPS ở tầng thấp hơn, ngoài khả năng tương thích với EVM còn hỗ trợ các máy ảo khác như MoveVM và RustVM, mở ra cánh cửa ZK-Rollup cho đa dạng lập trình viên hơn.
Bài viết này sẽ giúp độc giả hiểu sâu sắc về nỗ lực và tiến triển của Metis trong lĩnh vực ZK và Sequencer phi tập trung.
02 ZKM và Hybrid Rollups: Sự hòa hợp giữa OP và ZK
Metis có thể đạt được thành tích nổi bật trên thị trường nhờ cơ chế sáng tạo Hybrid Rollups – kết hợp cả bằng chứng gian lận (fraud proof) và bằng chứng hiệu lực (validity proof), từ đó tận dụng ưu điểm của cả hai phương pháp.
Công nghệ zkMIPS của ZKM tiếp tục củng cố nền tảng tương thích vững chắc cho Hybrid Rollups của Metis, giúp Metis đạt được sự tích hợp hữu cơ giữa ZK và EVM.
2.1 Cơ chế và lợi thế của Hybrid Rollups
Trong Hybrid Rollups, các vai trò then chốt bao gồm:
-
Sequencer: Chịu trách nhiệm nhận và xử lý giao dịch người dùng, xác định thứ tự tối ưu cho các giao dịch, sau đó đóng gói và công bố lên lớp đồng thuận và tính sẵn có dữ liệu.
-
Proposers: Đánh giá giao dịch và gốc trạng thái do Sequencer gửi lên, ghi nhận vào chuỗi cam kết trạng thái (State Commitment Chain - SCC).
-
Verifiers: Xác minh gốc trạng thái trên chuỗi Rollup, đảm bảo tính đúng đắn của giao dịch và ngăn chặn hành vi gian lận.
Trong các giải pháp L2 tiêu chuẩn, Sequencer thu thập và xử lý giao dịch, sau đó công bố dữ liệu giao dịch lên mạng chính Ethereum (L1). Quá trình này cần L1 xác minh và xác nhận cuối cùng để đảm bảo an toàn và nhất quán.
(Nguồn: https://mirror.xyz/msfew.eth/WQJaOcFkpTOZLns8MBQaCS4OepRoaZ7uoctnLAnalVw)
Hybrid Rollups áp dụng phương pháp lai để xử lý và tối ưu giao dịch L2 theo các bước cụ thể như sau:
1. Khởi tạo và xử lý giao dịch:
-
Người dùng khởi tạo giao dịch trên L2.
-
Sequencer nhận và xử lý các giao dịch này, quyết định thứ tự của chúng trong chuỗi giao dịch tiêu chuẩn (Canonical Transaction Chain - CTC).
2. Gửi và xác minh trạng thái:
-
Proposers đánh giá giao dịch rồi gửi gốc trạng thái lên SCC.
-
Verifiers kiểm tra gốc trạng thái trong SCC để đảm bảo tính chính xác.
3. Tạo và xác minh bằng chứng kiến thức không:
-
Prover đọc dữ liệu từ L1 và tạo bằng chứng ZK — đây là đặc điểm then chốt của Hybrid Rollups, cho phép hệ thống xác minh tính hợp lệ của giao dịch mà không tiết lộ nội dung cụ thể.
-
Sau khi bằng chứng ZK được tạo, nếu không được nộp kịp thời, Verifier sẽ kích hoạt quy trình bằng chứng gian lận và có thể phạt Sequencer.
4. Xác nhận cuối cùng dữ liệu và trạng thái:
-
Thông qua hợp đồng thông minh, một khi bằng chứng ZK được xác minh thành công, giao dịch sẽ được xác định cuối cùng.
-
L1 và L2 được nối cầu thông qua hợp đồng thông minh, đảm bảo chuyển giao an toàn tài sản và trạng thái.
Cơ chế Hybrid Rollups mang lại nhiều lợi thế nổi bật:
-
Hiệu quả và tiết kiệm chi phí: Nhờ sử dụng bằng chứng ZK, Hybrid Rollups xử lý được nhiều giao dịch hơn với lượng gas tiêu thụ ít hơn.
-
Tăng cường an ninh: Kết hợp giữa bằng chứng gian lận truyền thống và bằng chứng ZK, đảm bảo an toàn và tính đúng đắn ngay cả khi xảy ra hành vi độc hại.
-
Khả năng mở rộng: Sử dụng bằng chứng đệ quy, Hybrid Rollups xử lý khối lượng lớn giao dịch mà không ảnh hưởng hiệu suất, hỗ trợ ứng dụng blockchain rộng rãi hơn.
-
Tính tương thích và linh hoạt: Hỗ trợ nhiều loại hợp đồng thông minh và ngôn ngữ lập trình, giúp nhà phát triển dễ dàng di chuyển ứng dụng hiện tại lên Hybrid Rollups.
2.2 zkMIPS thực hiện tương thích ZK tốt như thế nào?
Ý tưởng cốt lõi của ZK là biến quá trình thực thi chương trình thành bằng chứng toán học đơn giản để xác minh, giúp mọi người dễ dàng kiểm tra tính đúng đắn mà không cần thực thi lại chương trình. Thách thức nằm ở việc chuyển đổi logic chương trình tùy ý thành bằng chứng toán học ổn định.
Nhà phát triển thường dùng ngôn ngữ cấp cao để lập trình, và mỗi ngôn ngữ cấp cao lại "giao tiếp" với phần cứng theo cách riêng.
Do đó, các dự án ZK hiện tại thường không tương thích lẫn nhau. Scroll viết mạch điện cho từng opcode của EVM, đạt được sự tương đương ở cấp độ opcode — phản ánh chính xác EVM nhưng đòi hỏi khối lượng kỹ thuật khổng lồ;
Polygon zkEVM tạo VM tùy chỉnh tối ưu hiệu suất, trực tiếp chuyển bytecode EVM sang bytecode của VM này, đạt được sự tương đương hiệu quả ở cấp độ opcode, nhưng việc đưa vào quá nhiều mã tùy chỉnh có thể khiến nó lệch khỏi EVM về dài hạn;
zkSync tạo VM riêng (SyncVM), định nghĩa biểu diễn trung gian đại số (AIR) dựa trên thanh ghi, rồi xây dựng trình biên dịch chuyên biệt để biên dịch Yul (ngôn ngữ trung gian, có thể biên dịch thành bytecode cho các phiên bản EVM khác nhau, được coi là Solidity ở cấp thấp hơn) sang LLVM-IR, rồi sang chỉ lệnh của VM tùy chỉnh — đạt được mức tương thích ở cấp Solidity, nhưng không thể dùng trực tiếp công cụ Ethereum hiện có, và việc chuyển đổi ngôn ngữ có thể yêu cầu kiểm toán lại chương trình;
StarkNet từ bỏ hoàn toàn khả năng tương thích EVM, dùng luôn ngôn ngữ cấp thấp riêng (Cairo) chạy trên VM hợp đồng thông minh tùy chỉnh (Cairo VM) để đạt hiệu quả ZK cực đại.
So với các giải pháp trên, ZKM chọn con đường bao hàm hơn: zkMIPS.
MIPS, viết đầy đủ là «Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages», là một tập lệnh vi xử lý được thiết kế đơn giản, ra đời năm 1985.
Nguyên tắc cơ bản của MIPS là đơn giản hóa các chỉ lệnh vi xử lý phức tạp xuống mức cơ bản nhất, điều này không chỉ nâng cao tốc độ xử lý mà còn giảm độ phức tạp khi thực thi chương trình.
Trong hệ thống zkMIPS, tập lệnh này được dùng để chuyển đổi chương trình sang bằng chứng ZK.
Quy trình thực hiện zkMIPS như sau:
-
Chuyển đổi chương trình sang MIPS: Đầu tiên, các hợp đồng thông minh hoặc chương trình viết bằng ngôn ngữ lập trình cấp cao (ví dụ Solidity hoặc Rust) được biên dịch thành tập lệnh MIPS. Bước này chuyển đổi trừu tượng cấp cao thành các thao tác cụ thể có thể thực thi ở cấp phần cứng.
-
Tạo bằng chứng ZK: Sau đó, các chỉ lệnh MIPS này được dùng để tạo bằng chứng kiến thức không tương ứng. Nhờ đặc tính đơn giản của MIPS, bước này hiệu quả hơn về mặt tính toán, có thể tạo bằng chứng nhanh hơn mà không làm giảm an toàn.
Lợi thế của zkMIPS
-
Tương thích: zkMIPS không chỉ hỗ trợ Solidity tương thích EVM mà còn hỗ trợ các ngôn ngữ phát triển phổ biến khác như Rust và Move. Điều này giúp zkMIPS phục vụ hệ sinh thái phát triển blockchain rộng lớn hơn, mở ra nhiều khả năng ứng dụng.
-
Tiết kiệm chi phí: Nhờ hiệu quả của tập lệnh MIPS, zkMIPS giảm đáng kể chi phí tính toán khi tạo bằng chứng ZK, nâng cao tính bền vững tổng thể của hệ thống.
-
Bằng chứng đệ quy: zkMIPS hỗ trợ bằng chứng đệ quy, có thể gom nhiều bằng chứng thành một đơn vị dễ quản lý hơn — yếu tố then chốt trong việc cải thiện khả năng mở rộng hệ thống.
Thực tế, lợi thế của MIPS đã được tích hợp vào các dự án như Optimism. Cơ chế Cannon của Optimism chuyển đổi chương trình đã thực thi sang MIPS, giúp việc tìm lỗi và thực thi lại đơn giản, hiệu quả hơn khi bị thách thức.
Metis cũng bắt kịp xu hướng này, tích hợp Cannon vào hệ sinh thái của mình, điều này càng khẳng thêm tính thực tiễn và hiệu quả của công nghệ zkMIPS.
03 Sequencer phi tập trung: Phi tập trung và tính bền vững
Ngoài việc dùng Hybrid Rollups để kết hợp ưu điểm của OP và ZK, Metis còn tích cực thúc đẩy triển khai Sequencer phi tập trung, trở thành tấm gương về tính phi tập trung cho các Rollup.
Trong mô hình Rollup truyền thống, một Sequencer đơn lẻ tuy xử lý giao dịch và dữ liệu hiệu quả nhưng lại tập trung quá nhiều quyền lực, dẫn đến nhiều rủi ro:
-
Rủi ro vận hành: Nếu sequencer gặp sự cố hoặc bị tấn công, toàn bộ hệ thống sẽ bị đình trệ trong xử lý giao dịch.
-
Rủi ro kiểm duyệt: sequencer có khả năng chọn lọc xử lý hoặc từ chối giao dịch, có thể hạn chế người dùng truy cập vào các giao thức hoặc dịch vụ tài chính phi tập trung (DeFi) nhất định.
-
Rủi ro thao túng: Trong việc sắp xếp giao dịch, sequencer có thể ưu tiên xử lý giao dịch của riêng mình, tăng phí giao dịch để thu lợi bất chính — còn gọi là giá trị có thể rút ra tối đa (MEV).
Để giải quyết các vấn đề trên, Metis thiết kế một nhóm Sequencer phi tập trung, bao gồm nhiều nút Sequencer cùng thực hiện việc tập hợp, sắp xếp và thực thi giao dịch. Thiết kế này đảm bảo tính công bằng và minh bạch cho hệ thống:
-
Cơ chế đồng thuận: Hơn 2/3 nút Sequencer phải đạt đồng thuận về trạng thái mỗi khối mới trước khi gửi đợt giao dịch lên mạng chính Ethereum (L1).
-
Chữ ký MPC (tính toán đa bên): Trước khi gửi đợt giao dịch lên L1, chữ ký MPC xác minh tính xác thực của đợt dữ liệu, đảm bảo dữ liệu chính xác.
Lợi thế của Sequencer phi tập trung:
-
Tăng cường an toàn: Nhiều nút cùng ra quyết định làm giảm rủi ro điểm thất bại đơn lẻ, nâng cao độ bền và an toàn mạng.
-
Giảm khả năng kiểm duyệt và thao túng: Sự tồn tại của nhiều Sequencer khiến một nút đơn lẻ khó có thể thao túng hoặc kiểm duyệt giao dịch, bảo vệ quyền tự do giao dịch của người dùng.
-
Ổn định và dự phòng: Hệ thống hỗ trợ luân chuyển mượt mà các Sequencer, giảm thiểu ảnh hưởng của sự cố hoặc gián đoạn, nâng cao tính ổn định toàn mạng.
Trong mô hình Sequencer phi tập trung của Metis, mỗi nút bao gồm các thành phần then chốt sau:
-
L2 Geth (bao gồm OP-Node): Chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch và lắp ráp khối.
-
Module bộ điều hợp: Đóng vai trò trung gian tương tác với các module bên ngoài (chủ yếu là nút PoS).
-
Người gửi đợt (Proposer): Chịu trách nhiệm xây dựng đợt giao dịch và gửi lên L1 sau khi được nhiều Sequencer xác nhận.
-
Nút PoS: Điều phối giữa Ethereum, lớp đồng thuận và lớp Metis, đảm bảo khóa tài sản an toàn và thưởng cho các trình xác minh.
-
Lớp đồng thuận: Bao gồm một nhóm nút Tendermint PoS chạy song song với mạng chính Ethereum, đảm bảo hiệu quả hoạt động mà không làm chậm tiến trình mạng chính.
(Nguồn: https://ethresear.ch/t/pos-sequencer-pool-decentralizing-an-optimistic-rollup/16760)
Nhờ thiết kế này, nhóm Sequencer phi tập trung của Metis không chỉ nâng cao tính công bằng và minh bạch trong xử lý giao dịch mà còn tăng cường an toàn và ổn định mạng thông qua việc phân tán quyền lực — những yếu tố then chốt để xây dựng hệ sinh thái blockchain đáng tin cậy và bền vững.
04 Tổng kết và triển vọng
Ưu thế về công nghệ và tư duy của Metis đã đặt nền móng vững chắc cho sự phát triển trong tương lai. Hybrid Rollups dựa trên zkMIPS có tiềm năng giải quyết bài toán tương thích cho ZK-Rollup, từ đó thu hút cộng đồng nhà phát triển đa dạng hơn;
Việc thúc đẩy Sequencer phi tập trung cũng thể hiện tầm nhìn theo đuổi phi tập trung của đội ngũ phát triển. Khi hệ sinh thái Metis ngày càng trưởng thành, chúng ta có cơ sở tin rằng Metis sẽ trở thành một黑马 trong cuộc đua L2, liên tục tạo giá trị cho người dùng và nhà phát triển.
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
@BiteyeCN
