Vitalik nói về L2 và phân mảnh thực thi: Khác biệt và thách thức là gì?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Vitalik nói về L2 và phân mảnh thực thi: Khác biệt và thách thức là gì?
Hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm về mặt kỹ thuật thực sự chính là phân mảnh.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Vitalik Buterin
Biên dịch: Peng Sun, Foresight News
Hai năm rưỡi trước, trong bài viết «Endgame», tôi đã đề cập rằng các hướng phát triển tương lai của blockchain về mặt kỹ thuật dường như rất giống nhau. Trong cả hai trường hợp, đều có khối lượng lớn giao dịch trên chuỗi, và xử lý những giao dịch này cần: (1) lượng tính toán khổng lồ; (2) băng thông dữ liệu lớn. Một nút Ethereum bình thường (ví dụ như nút reth lưu trữ 2TB hiện đang chạy trên máy tính của tôi), ngay cả với hiệu suất kỹ thuật phần mềm mạnh mẽ và cây Verkle, cũng không đủ để xác minh trực tiếp lượng dữ liệu và tính toán khổng lồ đó. Thay vào đó, trong cả hai phương án "phân mảnh L1" và tập trung vào Rollup, ZK-SNARK được dùng để xác minh tính toán, còn DAS dùng để xác minh tính khả dụng dữ liệu. Dù là phân mảnh L2 hay Rollup, DAS đều giống nhau, công nghệ ZK-SNARK cũng như nhau. Chúng vừa là mã hợp đồng thông minh, vừa là chức năng của giao thức. Về mặt kỹ thuật thực sự, Ethereum đang được phân mảnh, và Rollup chính là phân mảnh.
Điều này tự nhiên đặt ra một câu hỏi: khác biệt giữa hai mô hình là gì? Một điểm khác biệt là hậu quả do lỗi mã nguồn: trong Rollup, token có thể bị đánh cắp; trong phân mảnh, thì cơ chế đồng thuận sẽ sụp đổ. Nhưng tôi dự đoán rằng khi giao thức ổn định hơn và công nghệ xác minh hình thức được cải thiện, ảnh hưởng của lỗi mã nguồn sẽ ngày càng nhỏ đi. Vậy thì, giữa hai giải pháp có thể tồn tại lâu dài này còn có những điểm khác biệt nào nữa?
Đa dạng môi trường thực thi
Vào năm 2019, chúng tôi từng thảo luận đơn giản về ý tưởng môi trường thực thi trong Ethereum. Về bản chất, Ethereum sẽ có những "khu vực" khác nhau, mỗi khu vực có thể thiết lập quy tắc riêng cho tài khoản (bao gồm các phương pháp hoàn toàn khác nhau như UTXO), cách hoạt động của máy ảo và các chức năng khác. Điều này tạo ra sự đa dạng về phương pháp ở nhiều tầng của hệ thống, điều mà khó đạt được nếu Ethereum cố gắng tích hợp mọi chức năng vào một thể thống nhất.
Cuối cùng, chúng tôi từ bỏ một số kế hoạch tham vọng hơn và chỉ giữ lại EVM. Tuy nhiên, các lớp L2 của Ethereum (bao gồm rollup, validium và Plasma) có thể nói cuối cùng đã đóng vai trò như các môi trường thực thi. Hiện nay, chúng ta thường tập trung vào các L2 tương thích EVM, nhưng thực tế đã bỏ qua sự đa dạng mà nhiều phương pháp khác mang lại:
-
Arbitrum Stylus, thêm một oracle thứ hai dựa trên WASM bên cạnh EVM;
-
Fuel, sử dụng kiến trúc dựa trên UTXO tương tự Bitcoin (nhưng đầy đủ chức năng hơn);
-
Aztec, giới thiệu một ngôn ngữ mới và mô hình lập trình mới dành cho hợp đồng thông minh bảo mật riêng tư dựa trên ZK-SNARK.
Kiến trúc dựa trên UTXO, nguồn: Tài liệu Fuel
Chúng ta có thể cố gắng biến EVM thành một siêu máy ảo bao trùm mọi mô hình khả dĩ, nhưng làm vậy sẽ khiến hiệu quả của từng chức năng giảm sút nghiêm trọng, tốt hơn hết là hãy để các nền tảng chuyên môn hóa theo lĩnh vực của mình.
Sự đánh đổi về bảo mật: mở rộng và tốc độ giao dịch
Lớp L1 Ethereum cung cấp mức độ bảo mật rất cao. Nếu một khối đã được xác nhận cuối cùng trên L1 chứa dữ liệu nhất định, toàn bộ cơ chế đồng thuận (bao gồm cả đồng thuận xã hội trong trường hợp cực đoan) sẽ nỗ lực đảm bảo dữ liệu đó không bị sửa đổi, đảm bảo mọi hành động thực thi do dữ liệu đó kích hoạt sẽ không bị hoàn tác và dữ liệu vẫn có thể truy cập được. Để đạt được sự đảm bảo an toàn này, Ethereum L1 sẵn sàng chấp nhận chi phí cao. Tại thời điểm viết bài này, phí giao dịch tương đối thấp: mỗi giao dịch trên Layer 2 dưới 1 xu Mỹ, thậm chí trên L1, việc chuyển ETH cơ bản cũng chưa đến 1 đô la Mỹ. Nếu tiến bộ công nghệ đủ nhanh, không gian khối khả dụng tăng trưởng theo kịp nhu cầu, những khoản phí này có thể duy trì ở mức thấp trong tương lai, nhưng cũng có thể không. Đối với nhiều ứng dụng phi tài chính (chẳng hạn mạng xã hội hoặc trò chơi), ngay cả mỗi giao dịch 0,01 đô la cũng quá cao.
Nhưng mạng xã hội và trò chơi không cần cùng mô hình bảo mật như L1. Nếu ai đó tiêu một triệu đô la để xóa lịch sử thua một ván cờ, hoặc khiến một bài đăng của bạn trông như được đăng ba ngày sau thực tế, thì cũng chẳng sao. Do đó, các ứng dụng này không nên phải trả chi phí bảo mật tương đương. Giải pháp L2 đạt được điều này bằng cách hỗ trợ một loạt phương pháp tính khả dụng dữ liệu, từ rollup, plasma đến validium.
Các loại L2 khác nhau phù hợp với các trường hợp sử dụng khác nhau. Có thể đọc thêm tại đây.
Một sự đánh đổi khác liên quan đến vấn đề chuyển tài sản giữa các L2. Tôi dự đoán trong 5-10 năm tới, mọi Rollup sẽ đều là ZK Rollup, và các hệ thống chứng minh siêu hiệu quả như Binius và Circle STARKs kèm lookups, cộng với lớp tổng hợp chứng minh, sẽ giúp L2 có thể cung cấp gốc trạng thái cuối cùng mỗi slot. Tuy nhiên hiện tại, chúng ta chỉ có thể kết hợp phức tạp giữa Rollup Tối ưu hóa (Optimistic Rollup) và Rollup ZK, sử dụng các cửa sổ thời gian chứng minh khác nhau. Nếu chúng ta triển khai phân mảnh thực thi vào năm 2021, mô hình bảo mật giữ cho các phân mảnh trung thực sẽ là Optimistic Rollup chứ không phải ZK, do đó L1 sẽ phải quản lý logic chứng minh gian lận phức tạp trên chuỗi, thời gian rút tiền cũng phải kéo dài tới một tuần để chuyển tài sản giữa các phân mảnh. Nhưng giống như lỗi mã nguồn, tôi cho rằng vấn đề này cuối cùng cũng chỉ là tạm thời.
Tốc độ giao dịch là khía cạnh thứ ba, cũng là khía cạnh bền vững hơn của sự đánh đổi về bảo mật. Ethereum tạo khối mỗi 12 giây, và sẽ không nhanh hơn, vì nếu không sẽ dẫn đến mức độ tập trung quá cao. Tuy nhiên, nhiều L2 đang khám phá việc nén thời gian tạo khối xuống vài trăm mili giây. 12 giây không quá tệ: người dùng trung bình cần chờ khoảng 6-7 giây sau khi gửi giao dịch để được đưa vào một khối (không chỉ 6 giây, vì khối tiếp theo có thể không đưa giao dịch của họ vào). Điều này tương đương với thời gian tôi phải chờ khi thanh toán bằng thẻ tín dụng. Tuy nhiên, nhiều ứng dụng cần tốc độ nhanh hơn, và L2 có thể đáp ứng.
Để đạt tốc độ nhanh hơn, L2 có cơ chế xác nhận trước (preconfirmation): các trình xác thực của L2 cam kết bằng chữ ký số sẽ bao gồm giao dịch tại thời điểm cụ thể, nếu không thực hiện sẽ bị phạt. Cơ chế StakeSure mở rộng hơn cơ chế này.
Xác nhận trước trên L2
Giờ đây, chúng ta có thể thử triển khai tất cả các chức năng này trên L1. L1 có thể bao gồm hệ thống «xác nhận nhanh trước» và «xác nhận chậm cuối cùng». Nó có thể bao gồm các phân mảnh với các mức độ bảo mật khác nhau. Tuy nhiên, điều này sẽ làm tăng độ phức tạp của giao thức. Hơn nữa, việc hoàn tất mọi thứ trên L1 có nguy cơ quá tải đồng thuận, vì nhiều phương pháp quy mô lớn hơn hoặc thông lượng cao hơn có rủi ro tập trung cao hơn, hoặc cần hình thức «quản trị» mạnh mẽ hơn, nếu thực hiện trên L1, những yêu cầu mạnh mẽ này sẽ ảnh hưởng đến các phần khác của giao thức. Bằng cách cung cấp các sự đánh đổi thông qua L2, Ethereum có thể tránh được phần lớn những rủi ro này.
Lợi ích tổ chức và văn hóa từ Layer 2
Hãy tưởng tượng một quốc gia bị chia làm đôi, một nửa trở thành quốc gia tư bản, nửa kia trở thành quốc gia do chính phủ kiểm soát cao độ (khác với thực tế xảy ra, giả sử trong thí nghiệm tư duy này, đây không phải là kết quả của bất kỳ cuộc chiến tranh chấn thương nào, mà chỉ đơn giản là một ngày ranh giới tự nhiên xuất hiện, chỉ vậy thôi). Ở phần tư bản, các nhà hàng đều do các sở hữu phân quyền khác nhau, blockchain và quyền bầu cử vận hành. Ở quốc gia do chính phủ kiểm soát, chúng đều là chi nhánh của chính phủ, giống như đồn cảnh sát. Ngày đầu tiên, sẽ không có nhiều thay đổi. Mọi người cơ bản sẽ tiếp tục thói quen hiện tại, điều gì khả thi, điều gì không, phụ thuộc vào hiện thực kỹ thuật như kỹ năng lao động và cơ sở hạ tầng. Tuy nhiên, một năm sau, bạn sẽ thấy những thay đổi lớn, vì các cấu trúc khuyến khích và kiểm soát khác nhau sẽ dẫn đến hành vi khác biệt lớn, ảnh hưởng đến con người ở lại, đi hay đến, cái gì được xây dựng, cái gì được duy trì, cái gì bị bỏ rơi.
Lý thuyết tổ chức công nghiệp nói rất nhiều về những khác biệt kiểu này: nó không chỉ nói về sự khác biệt giữa nền kinh tế do chính phủ quản lý và nền kinh tế tư bản, mà còn về sự khác biệt giữa nền kinh tế do các doanh nghiệp nhượng quyền lớn thống trị và nền kinh tế nơi mỗi siêu thị đều do một doanh nhân độc lập điều hành. Tôi cho rằng sự khác biệt giữa hệ sinh thái tập trung vào L1 và hệ sinh thái tập trung vào L2 cũng tương tự như vậy.
Kiến trúc «các nhà phát triển cốt lõi quản lý mọi thứ» gặp vấn đề lớn
Là một hệ sinh thái tập trung vào L2, tôi cho rằng lợi thế chính của Ethereum như sau:
Do Ethereum là một hệ sinh thái tập trung vào L2, bạn có thể tự do xây dựng một hệ sinh thái con riêng biệt với các tính năng độc đáo, đồng thời vẫn là một phần của hệ sinh thái Ethereum lớn hơn.
Nếu bạn chỉ xây dựng một client Ethereum, bạn là một phần của Ethereum lớn hơn, mặc dù bạn có một số không gian đổi mới, nhưng xa mới bằng L2. Còn nếu bạn đang xây dựng một chuỗi hoàn toàn độc lập, không gian sáng tạo của bạn sẽ rất lớn, nhưng bạn cũng mất đi lợi ích về bảo mật chung và hiệu ứng mạng chung. L2 là điểm cân bằng tuyệt vời.
Nó không chỉ cung cấp cơ hội kỹ thuật để thử nghiệm các môi trường thực thi mới và các sự đánh đổi về bảo mật, nhằm đạt được khả năng mở rộng, linh hoạt và tốc độ, mà còn tạo ra một cơ chế khuyến khích, vừa thúc đẩy các nhà phát triển xây dựng và duy trì, vừa khuyến khích cộng đồng hỗ trợ.
Thật vậy, việc mỗi L2 bị cô lập cũng có nghĩa là triển khai phương pháp mới là không cần xin phép: bạn không cần thuyết phục tất cả các nhà phát triển cốt lõi rằng phương pháp mới của bạn là «an toàn» cho phần còn lại của chuỗi. Nếu L2 của bạn thất bại, đó là trách nhiệm của bạn. Bất kỳ ai cũng có thể đưa ra ý tưởng kỳ lạ (ví dụ, phương pháp Plasma của Intmax), ngay cả khi các nhà phát triển cốt lõi Ethereum hoàn toàn không quan tâm, họ vẫn có thể tiếp tục xây dựng và cuối cùng triển khai. Các chức năng L1 và biên dịch trước (precompiles) không như vậy, ngay cả trong Ethereum, thành bại của phát triển L1 cuối cùng thường phụ thuộc vào yếu tố chính trị nhiều hơn mức chúng ta mong muốn. Dù về lý thuyết có thể xây dựng gì, các cơ chế khuyến khích khác nhau từ hệ sinh thái tập trung vào L1 và hệ sinh thái tập trung vào L2 cuối cùng sẽ ảnh hưởng sâu sắc đến nội dung thực tế được xây dựng, chất lượng và thứ tự ưu tiên.
Những thách thức nào đang đối mặt với hệ sinh thái Ethereum tập trung vào L2?
Kiến trúc L1 + L2 gặp vấn đề lớn.
Nguồn hình ảnh: Reddit
Phương pháp tập trung vào L2 này đang đối mặt với một thách thức then chốt, trong khi hệ sinh thái tập trung vào L1 hầu như không phải đối mặt với vấn đề tương tự: sự phối hợp (coordination). Nói cách khác, mặc dù Ethereum có rất nhiều L2, nhưng thách thức là làm thế nào để nó vẫn cảm giác như «Ethereum», và có được hiệu ứng mạng của Ethereum, chứ không phải N chuỗi độc lập. Hiện nay, tình hình ở nhiều khía cạnh đều chưa lý tưởng:
-
Việc di chuyển giữa các L2 thường cần cầu nối trung gian tập trung, điều này rất phức tạp đối với người dùng phổ thông. Nếu bạn có token trên Optimism, bạn không thể dán địa chỉ Arbitrum của người khác vào ví của mình để gửi tiền.
-
Hỗ trợ ví thông minh xuyên chuỗi cho ví thông minh cá nhân và ví tổ chức (bao gồm DAO) thường không tốt. Nếu bạn thay khóa trên một L2, bạn vẫn phải đi thay khóa trên mọi L2 khác.
-
Cơ sở hạ tầng xác minh phi tập trung thường thiếu hụt. Ethereum cuối cùng đã bắt đầu có các client nhẹ đáng kể, ví dụ như Helios. Nhưng nếu mọi hoạt động đều xảy ra trên L2 và đều cần RPC tập trung riêng, thì điều đó là vô nghĩa. Về nguyên tắc, một khi bạn có tiêu đề khối Ethereum, việc xây dựng client nhẹ cho L2 không khó; nhưng trong thực tế, điểm này bị coi nhẹ quá nhiều.
Cộng đồng đang nỗ lực cải thiện ba khía cạnh này. Đối với việc trao đổi token xuyên chuỗi, tiêu chuẩn ERC-7683 là một giải pháp mới, khác với «cầu nối trung gian tập trung» hiện tại, nó không có nút tập trung cố định, token hay quản trị nào. Đối với tài khoản xuyên chuỗi, phần lớn các ví đang theo hướng ngắn hạn là sử dụng tin nhắn có thể lặp lại (replayable) để cập nhật khóa, dài hạn là dùng keystore rollup. Client nhẹ cho L2 bắt đầu xuất hiện, ví dụ như Beerus cho Starknet. Ngoài ra, gần đây trải nghiệm người dùng đã được cải thiện nhờ ví thế hệ mới giải quyết các vấn đề cơ bản hơn, ví dụ người dùng không cần thủ công chuyển đổi mạng để truy cập DApp.
Giao diện tổng hợp số dư tài sản đa chuỗi của Rabby, điều mà các ví trước đây chưa làm được!
Nhưng phải thừa nhận rằng, hệ sinh thái tập trung vào L2 thực sự gặp khó khăn khi cố gắng phối hợp. Bởi vì một L2 đơn lẻ không có động lực kinh tế tự nhiên để xây dựng cơ sở hạ tầng phối hợp: các L2 quy mô nhỏ sẽ không làm điều này vì lợi ích thu được chỉ nhỏ; các L2 quy mô lớn cũng sẽ không, vì họ có thể thu được lợi ích mạng lưới địa phương tương đương hoặc thậm chí nhiều hơn. Nếu mỗi L2 chỉ nghĩ cho riêng mình, không ai nghĩ đến cách khớp nối với hệ thống Ethereum rộng lớn hơn, thì chúng ta sẽ thất bại, giống như hình ảnh thành phố hóa utopia phía trên.
Rất khó để nói có một giải pháp hoàn hảo nào cho vấn đề này. Tôi chỉ có thể nói rằng hệ sinh thái cần nhận thức đầy đủ hơn rằng cơ sở hạ tầng xuyên L2 cũng là một dạng cơ sở hạ tầng Ethereum, giống như client L1, công cụ phát triển và ngôn ngữ lập trình, do đó cần được coi trọng và tài trợ. Chúng ta có Protocol Guild, có lẽ chúng ta cần một Basic Infrastructure Guild.
Tổng kết
Trong nhiều cuộc thảo luận công khai, «L2» và «phân mảnh» thường được xem là hai chiến lược mở rộng blockchain trái ngược nhau. Nhưng khi nghiên cứu kỹ công nghệ bên dưới, bạn sẽ thấy một nghịch lý: phương pháp mở rộng thực tế hoàn toàn giống nhau. Dù là phân mảnh dữ liệu, trình xác minh gian lận hay trình xác minh ZK-SNARK, hay giải pháp giao tiếp xuyên «Rollup, phân mảnh», điểm khác biệt chủ yếu nằm ở chỗ: ai chịu trách nhiệm xây dựng và cập nhật các thành phần này, và họ có bao nhiêu quyền tự chủ?
Hệ sinh thái tập trung vào L2 về mặt kỹ thuật thực sự chính là phân mảnh, nhưng trong phân mảnh, bạn có thể xây dựng phân mảnh riêng của mình với các quy tắc riêng. Điều này rất mạnh mẽ, vô cùng sáng tạo, cho phép lượng lớn đổi mới tự chủ. Nhưng nó cũng có một số thách thức then chốt, đặc biệt là trong phối hợp. Hệ sinh thái tập trung vào L2 như Ethereum muốn thành công, phải hiểu rõ những thách thức này và đối mặt trực tiếp để giải quyết chúng, nhằm giành được nhiều lợi ích nhất có thể từ hệ sinh thái tập trung vào L1, và tiến gần nhất đến trạng thái tốt nhất của cả hai.
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
@VitalikButerin
