Từ lý thuyết đến thực tiễn: Liệu Based Rollup có thể hiện thực hóa giải pháp Rollup điều khiển bởi thứ tự lớp L1?
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Từ lý thuyết đến thực tiễn: Liệu Based Rollup có thể hiện thực hóa giải pháp Rollup điều khiển bởi thứ tự lớp L1?
Nút mạng L2 bao gồm nhiều thành phần, trong đó quan trọng nhất là bộ sắp xếp (sequencer), nhưng hiện tại các bộ sắp xếp của Rollup đều đang đối mặt với vấn đề tập trung hóa.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Ac-Core – Nhà nghiên cứu tại YBB Capital
Lời mở đầu
Nguyên lý hoạt động của Ethereum là mỗi nút đều lưu trữ và thực thi mọi giao dịch do người dùng gửi. Để mở rộng quy mô toàn bộ mạng lưới, Ethereum đã áp dụng giải pháp Rollup. Nói một cách đơn giản, nó chuyển phần lớn xử lý giao dịch ra ngoài chuỗi (L2), từ đó giảm tải cho mạng chính Ethereum (L1) và hạ chi phí giao dịch. Tức là Rollup = tập hợp các hợp đồng thông minh trên L1 + các nút mạng ở L2, bao gồm hợp đồng thông minh trên chuỗi và bộ tổng hợp (aggregator) ngoài chuỗi. Bản thân Rollup phụ thuộc vào Ethereum về việc thanh toán, đạt đồng thuận và tính sẵn có dữ liệu, chỉ chịu trách nhiệm thực thi giao dịch. Mạng L2 bao gồm nhiều thành phần, trong đó quan trọng nhất là bộ sắp thứ tự (sequencer), tuy nhiên hiện nay các sequencer của Rollup đều đang đối mặt với vấn đề tập trung hóa.
Rollup và Sequencer
Rollup là một giải pháp mở rộng quy mô cho Ethereum (L1), thực hiện giao dịch bên ngoài chuỗi, đóng gói giao dịch vào các khối. Đối với mỗi khối, Rollup sẽ công bố dữ liệu cần thiết để tái tạo trạng thái chuỗi (làm nguồn đảm bảo tính sẵn có dữ liệu) lên tầng sẵn có dữ liệu, đồng thời đăng tải bằng chứng về tính đúng đắn của việc thực thi ngoài chuỗi lên tầng thanh toán (Rollup có hai loại: trong trường hợp ZK-rollup, mỗi khối đều phải đăng bằng chứng kiến thức không (zero-knowledge proof); còn với optimistic rollup thì chỉ khi có tranh chấp mới đăng bằng chứng gian lận). Sau EIP-4844, khi việc đăng dữ liệu chuyển sang blobs, tầng này có thể được gọi là “tầng công bố dữ liệu”. Hợp đồng thông minh Rollup trên L1 sẽ xác minh các bằng chứng đã đăng tải. Mỗi Rollup đều có một hoặc nhiều cầu nối (bridge) để truyền dữ liệu giữa các chuỗi cũng như hỗ trợ gửi tiền và rút tiền.
Trong logic triển khai Rollup, sequencer (bộ sắp thứ tự) là thành phần then chốt, chủ yếu nhận yêu cầu giao dịch từ L2, xác định thứ tự thực thi và đóng gói giao dịch thành từng đợt (batch), cuối cùng gửi đến hợp đồng thông minh Rollup trên L1, đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả xử lý giao dịch và giảm chi phí.
Chức năng và nguyên lý hoạt động của sequencer gồm bốn phần chính:
1. Nhận giao dịch: Sequencer tiếp nhận các yêu cầu giao dịch từ người dùng hoặc ứng dụng. Các giao dịch này trước tiên được xử lý trên L2 thay vì trực tiếp trên mạng chính Ethereum;
2. Sắp xếp giao dịch: Sequencer chịu trách nhiệm sắp xếp các giao dịch đã nhận, xác định thứ tự thực thi. Quá trình này tương tự như việc thợ đào Ethereum làm trước khi đóng gói giao dịch vào khối;
3. Đóng gói giao dịch: Sequencer đóng gói các giao dịch đã sắp xếp thành các batch, chứa thông tin tổng hợp của nhiều giao dịch;
4. Gửi lên L1: Cuối cùng, sequencer gửi các batch giao dịch đã đóng gói lên mạng chính Ethereum (L1) để thanh toán và lưu trữ dữ liệu. Như vậy, L1 có thể xác minh và lưu trữ các cập nhật trạng thái từ L2.
Mặc dù công nghệ Rollup cung cấp một phương án mở rộng hiệu quả, nhưng trong thiết kế và triển khai sequencer vẫn tồn tại một số vấn đề, nổi bật nhất là vấn đề tập trung hóa. Phần lớn các dự án Rollup hiện nay phụ thuộc vào sequencer tập trung, thường do một thực thể duy nhất hoặc vài thực thể kiểm soát, dẫn đến rủi ro rõ ràng là thiếu minh bạch và điểm lỗi đơn (single point of failure).
Bỏ qua những giải thích cứng nhắc nói trên, cuộc thảo luận về giải pháp sequencer phi tập trung cho L2—như các phương án đã được đề cập trong bài viết trước của YBB Capital, ví dụ như Metis mở cửa thị trường staking cho các nút trong pool sequencer, hay các dự án độc lập như Espresso—về bản chất đều xoay quanh việc phân phối "miếng bánh lợi nhuận" từ việc sắp xếp giao dịch và kỳ vọng về không gian炒作 thị trường trong tương lai. Do đó, lợi ích và tính chính thống mới là những yếu tố then chốt không thể tránh khỏi.
Bối cảnh lịch sử và thiết kế Based Rollup
Nguồn ảnh: @drakefjustin
Khái niệm Rollup lần đầu tiên được Vitalik Buterin, nhà sáng lập Ethereum, đề xuất. Ban đầu ông hình dung một trạng thái hoàn toàn tự do, không ràng buộc — "Total Anarchy (Vô chính phủ)" — nhằm cho phép ai cũng có thể mở rộng giao dịch mà không giới hạn. Dựa trên những vấn đề hiện tại của sequencer nêu trên, vào năm 2023, nhà nghiên cứu Ethereum Justin Drake đã đề xuất giải pháp Based Rollups — tức là giao quyền quản lý sequencer cho chính lớp nền tảng L1. Nội dung cụ thể như sau (xem thêm tại liên kết mở rộng 1):
Định nghĩa:
“Khi việc sắp thứ tự của Rollup được điều khiển bởi lớp nền tảng (L1), ta gọi đó là Rollup dựa trên L1 hoặc Rollup được sắp thứ tự bởi L1. Cụ thể hơn, Rollup dựa trên L1 là khi người đề xuất khối L1 tiếp theo có thể hợp tác với các thợ săn MEV (searcher) và người xây dựng khối (builder) trên L1 để đưa khối Rollup tiếp theo vào khối L1 tiếp theo một cách không cần giấy phép.”
Ưu điểm:
● Tính sẵn sàng (liveness): Based Rollup hưởng cùng mức đảm bảo sẵn sàng như L1. Lưu ý rằng các Rollup không dựa trên L1 nhưng có cơ chế thoát hiểm (escape hatches) lại có tính sẵn sàng thấp hơn (cơ chế thoát hiểm là một biện pháp an toàn trong Rollup, cho phép người dùng rút tài sản từ L2 về lại L1 khi hệ thống gặp sự cố — giống như một lối thoát khẩn cấp);
Đảm bảo thanh toán yếu hơn: Trước khi được đảm bảo thanh toán, các giao dịch qua lối thoát phải chờ một khoảng thời gian timeout;
MEV dựa trên kiểm duyệt: Các Rollup có lối thoát dễ bị ảnh hưởng bởi MEV bất lợi trong thời gian timeout nếu bị sequencer kiểm duyệt ngắn hạn;
Mạng lưới hiệu ứng đối mặt rủi ro: Việc hàng loạt người dùng rút khỏi Rollup do lỗi hoạt động của sequencer (ví dụ như tấn công 51% vào cơ chế PoS phi tập trung của sequencer) sẽ phá vỡ hiệu ứng mạng lưới của Rollup. Lưu ý rằng, khác với L1, Rollup không thể dùng đồng thuận xã hội để phục hồi một cách êm đẹp sau sự cố mất khả năng hoạt động của sequencer. Trong tất cả các thiết kế Rollup không dựa trên L1 đã biết, việc rút hàng loạt luôn là thanh kiếm Damocles treo trên đầu;
Phạt phí Gas: Giao dịch thanh toán thông qua lối thoát thường khiến người dùng phải chịu phạt phí gas (ví dụ do nén dữ liệu không tối ưu do không đóng gói theo batch).
● Phi tập trung hóa (decentralization): Based Rollup kế thừa tính phi tập trung của L1, tận dụng cơ sở hạ tầng tìm kiếm - xây dựng - đề xuất khối (searcher-builder-proposer) của L1. Các searcher và builder trên L1 có động lực đưa khối rollup vào khối L1 của họ để khai thác MEV từ rollup. Điều này lại tiếp tục khuyến khích các proposer L1 đưa khối rollup vào khối L1.
● Đơn giản (simplicity): Việc sắp thứ tự Based Rollup đơn giản nhất, thậm chí còn đơn giản hơn cả sắp thứ tự tập trung. Based Rollup không cần xác minh chữ ký của sequencer, không cần cơ chế thoát hiểm, cũng không cần đồng thuận PoS bên ngoài.
Ghi chú lịch sử: Vào tháng 1 năm 2021, Vitalik gọi phương án sắp thứ tự dựa trên L1 là «hoàn toàn vô chính phủ», điều này có nguy cơ gửi đồng thời nhiều khối rollup, gây lãng phí gas và công sức. Ngày nay, nhờ cơ chế tách biệt giữa người đề xuất và người xây dựng khối (Proposer-Builder Separation - PBS), việc sắp thứ tự trên L1 được kiểm soát chặt chẽ: mỗi khối L1 chỉ chứa tối đa một khối rollup, không gây lãng phí gas. Khi khối n+1 (hoặc n+k với k >= 1) của rollup chứa bằng chứng SNARK của khối n, ta có thể tránh lãng phí công sức chứng minh trong ZK-rollup.
● Chi phí: Chi phí gas của Based Rollup bằng không — thậm chí không cần xác minh chữ ký từ sequencer tập trung hay phi tập trung. Sự đơn giản này giúp giảm chi phí phát triển, rút ngắn thời gian ra mắt và thu nhỏ diện tích phơi bày lỗ hổng mã nguồn. Việc sắp thứ tự trong Based Rollup cũng không cần token, tránh được gánh nặng pháp lý liên quan đến token.
● Phù hợp kinh tế với L1 (L1 economic alignment): MEV phát sinh từ Based Rollup tự nhiên chảy về L1 nền tảng. Dòng chảy này tăng cường an ninh kinh tế cho L1, và trong trường hợp MEV bị tiêu hủy, còn làm gia tăng tính khan hiếm kinh tế của token gốc L1. Mối liên kết kinh tế chặt chẽ này có thể góp phần xây dựng tính chính danh cho Based Rollup. Quan trọng là, mặc dù hy sinh thu nhập MEV, Based Rollup vẫn giữ tùy chọn thu nhập từ phí tắc nghẽn L2 (ví dụ như phí cơ bản kiểu EIP-1559).
● Chủ quyền (sovereignty): Dù giao quyền sắp thứ tự cho L1, Based Rollup vẫn giữ được chủ quyền. Nó có thể có token quản trị, thu phí cơ bản, và sử dụng khoản thu này vào đúng mục đích (ví dụ như Optimism tài trợ cho các sản phẩm công cộng).
Nhược điểm:
● Không có thu nhập MEV: Based Rollup nhường MEV cho L1, khiến nguồn thu bị giới hạn ở phí cơ bản. Một cách phản trực giác, điều này có thể lại làm tăng tổng thu nhập của Based Rollup. Bởi lẽ cục diện rollup dường như sẽ là "kẻ thắng lấy tất cả", rollup chiến thắng có thể tận dụng tính an toàn, phi tập trung, đơn giản và nhất quán của Based Rollup để giành vị thế thống lĩnh và cuối cùng tối đa hóa doanh thu.
● Sắp thứ tự bị giới hạn: Việc giao quyền sắp thứ tự cho L1 làm giảm độ linh hoạt. Điều này khiến một số dịch vụ sắp thứ tự trở nên khó khăn, thậm chí không thể thực hiện:
○ Xác nhận trước (pre-confirmation): Xác nhận nhanh không phải vấn đề với sequencer tập trung, và có thể đạt được thông qua đồng thuận PoS bên ngoài. Nhưng việc xác nhận nhanh bằng sắp thứ tự L1 vẫn là một vấn đề mở, với nhiều hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn như EigenL, danh sách đưa vào (Inclusion Lists) và trái phiếu builder (Builder Bonds).
○ Đến trước phục vụ trước (FCFS): Việc sắp thứ tự FCFS theo kiểu Arbitrum chưa chắc đã khả thi trên Based Rollup. EigenL có thể cung cấp một lớp phủ FCFS cho Based Rollup dựa trên sắp thứ tự L1.
Tên gọi:
Cái tên «Based Rollup» bắt nguồn từ mối liên hệ gần gũi với chuỗi nền tảng (Base L1). Điều này trùng hợp kỳ lạ với chuỗi Base mà Coinbase vừa công bố gần đây. Thực tế, trong thông báo về Base, Coinbase nêu ra hai mục tiêu thiết kế:
● Không phát hành token (tokenlessness): «Chúng tôi không có kế hoạch phát hành token mạng mới.»
● Phi tập trung hóa (decentralisation): «Chúng tôi [...] có kế hoạch dần dần phi tập trung hóa chuỗi theo thời gian.»
Base có thể đạt được sự phi tập trung hóa không cần token bằng cách trở thành một Based Rollup.
Nguồn ảnh: @jchaskin22
Tổng hợp lý thuyết trên, Based Rollup cho phép bất kỳ ai cũng có thể mở rộng đến khối Rollup, chỉ cần công bố thay đổi trạng thái giao dịch đã sắp thứ tự lên L1 là có thể rút MEV từ L2, toàn bộ việc sắp thứ tự và an ninh đều do Ethereum L1 đảm bảo. Như vậy có thể loại bỏ nhu cầu về đồng thuận PoS bên ngoài và token riêng của Rollup, đồng thời so với các Rollup khác cần chức năng «lối thoát khẩn cấp» để đảm bảo an toàn tài sản, Based Rollup có thể loại bỏ hoàn toàn, quá trình chỉ cần đảm bảo Ethereum vận hành an toàn là các giao dịch trên Rollup có thể hoàn tất suôn sẻ.
Taiko Labs trên Based Rollup
Nguồn ảnh: Website Taiko
Taiko Labs là đội ngũ phát triển và thúc đẩy Based Rollup, trong đó Based Rollup là dự án của Taiko Labs về giải pháp mở rộng lớp 2 cho Ethereum. Tầm nhìn của họ là giải quyết bài toán mở rộng mạng chính Ethereum thông qua các công nghệ đổi mới như Based Rollup. Dự án này có ba đặc điểm chính:
1. ZK-EVM tương đương hoàn toàn với EVM của Ethereum (Type 1): Sử dụng zkEVM loại 1 có khả năng tương thích hoàn toàn với Ethereum, cho phép các nhà phát triển di chuyển liền mạch các ứng dụng phi tập trung (dApps) giữa Ethereum và Taiko mà không lo ngại rủi ro thực thi hợp đồng thất bại;
2.Mã nguồn mở: Toàn bộ mã nguồn của Taiko được công khai trên GitHub, bất kỳ ai cũng có thể xem, xây dựng hoặc sửa đổi. Mô hình mã nguồn mở này đảm bảo sự phát triển công nghệ blockchain không chỉ giới hạn trong nỗ lực của một nhóm nhỏ, mà còn bao gồm cộng đồng và các nhà phát triển toàn cầu;
3.Hoàn toàn phi tập trung: Ngoài việc đảm bảo mức độ tương thích cao với EVM, Taiko còn cam kết đạt được sự phi tập trung hoàn toàn cho giao thức. Taiko dự định thông qua các proposer và validator phi tập trung để gửi khối và tạo zkPs, từ đó đảm bảo đặc tính phi tập trung của hệ thống.
Taiko hướng tới xây dựng ZK-EVM loại 1, hoàn toàn tương đương với Ethereum,
tức là loại được Vitalik Buterin đề cập trong bài «The different types of ZK-EVMs» (xem liên kết mở rộng 2), theo đuổi sự tương đương hoàn toàn và không khoan nhượng với Ethereum. Mục đích là xác minh khối Ethereum một cách hoàn toàn tương thích (ít nhất là có thể xác minh tầng thực thi, không bao gồm đồng thuận chuỗi beacon nhưng bao gồm tất cả giao dịch, hợp đồng thông minh và logic tài khoản, không thay thế hash, cây trạng thái/giao dịch và các logic đồng thuận khác), do đó so với các loại khác, Type 1 là loại phức tạp và thách thức nhất khi muốn tiến gần đến giải pháp gốc.
Nguồn ảnh: Vitalik Buterin: «The different types of ZK-EVMs»
Các cấu trúc cốt lõi khác:
Rollup cạnh tranh (BCR - Base Competitive Rollup)
Là một giải pháp mở rộng blockchain đổi mới do Taiko Labs phát triển. BCR nhằm nâng cao hiệu quả và an toàn của Rollup thông qua cơ chế cạnh tranh, cho phép các bên tham gia khác nhau tự do cạnh tranh trong việc gửi khối và tạo bằng chứng, từ đó cải thiện hiệu suất và mức độ phi tập trung của toàn mạng lưới. Tổng kết lại như sau.
● Đặc điểm
Cạnh tranh mở: Cho phép bất kỳ bên tham gia đủ điều kiện nào cũng có thể cạnh tranh gửi khối và tạo bằng chứng. Cơ chế mở này giảm kiểm soát tập trung, nâng cao mức độ phi tập trung của mạng. Các đối thủ cạnh tranh giành thưởng và phí giao dịch bằng cách cung cấp dịch vụ chất lượng cao hơn;
Mở rộng hiệu quả: Có thể nâng cao đáng kể hiệu suất tạo và xác minh khối. Nhiều bên cạnh tranh có thể làm việc song song, tránh điểm nghẽn đơn, tăng tốc xử lý giao dịch và khả năng mở rộng mạng;
An toàn: Nhờ cơ chế cạnh tranh đa phương, khả năng chống tấn công của hệ thống được nâng cao. Khối và bằng chứng do nhiều bên tạo ra làm tăng tính minh bạch và an toàn, khó bị kiểm soát hoặc tấn công bởi một thực thể đơn lẻ.
● Ưu điểm
Tương thích EVM: BCR hoàn toàn tương thích với Máy ảo Ethereum (EVM), cho phép các hợp đồng thông minh và ứng dụng phi tập trung (DApps) hiện có trên Ethereum dễ dàng di chuyển sang BCR mà không cần sửa đổi lớn;
Thông lượng cao: Do BCR có thể xử lý song song giao dịch và tạo khối, thông lượng mạng tăng đáng kể, có thể xử lý lượng giao dịch lớn hơn, giảm chi phí và độ trễ;
Phi tập trung: Nhờ cơ chế tạo khối và tạo bằng chứng phi tập trung, đảm bảo đặc tính phi tập trung của mạng, giảm rủi ro bị kiểm soát bởi thực thể tập trung.
● Nhược điểm
Tăng độ phức tạp: Hệ thống phức tạp hơn do cần các thuật toán và giao thức phức tạp để điều phối việc tạo và xác minh khối giữa nhiều bên cạnh tranh; hợp đồng thông minh có thể cần thêm logic để xử lý kết quả cạnh tranh;
Vấn đề tiềm tàng: Trong cơ chế cạnh tranh BCR, khi nhiều bên đồng thời tính toán và gửi khối, có thể dẫn đến chi phí tăng. Người dùng khi dùng BCR giao dịch có thể phải đối mặt với phí cao hơn, đặc biệt trong lúc mạng đông đúc hoặc cạnh tranh gay gắt. Đồng thời, các nút lớn có nhiều tài nguyên có thể chiếm ưu thế trong cạnh tranh, dẫn đến tập trung hóa.
Rollup dựa trên Booster (BBR - Based Booster Rollup)
Booster (trợ lực) trong BBR là một bên tham gia đặc biệt, chịu trách nhiệm tối ưu batch giao dịch, nén dữ liệu và xử lý song song nhiều batch giao dịch. Về thực chất, nó tách riêng việc thực thi và lưu trữ, giữ L2 thực thi trong khi L1 duy trì tính phi tập trung, đồng thời đảm bảo địa chỉ hợp đồng thông minh trên L1 và tất cả BBR đều nhất quán.
Đồng thời, nó cũng đối mặt với các thách thức như tăng độ phức tạp hệ thống, tiêu hao tài nguyên, nguy cơ tập trung hóa. Trong tương lai, BBR vẫn cần tiếp tục được tối ưu và mở rộng để đáp ứng nhu cầu phát triển không ngừng của công nghệ blockchain.
Nguồn ảnh: Taiko Labs
Kết luận
Xét về tổng thể hiện nay, Based Rollup có thể coi là bước chuyển mình lớn trong cách mở rộng lớp 2 của Ethereum, khi giao trực tiếp việc sắp thứ tự Rollup cho proposer lớp 1, tận dụng thiết kế tách biệt proposer - builder, để L1 thực hiện toàn bộ vai trò của sequencer cho Rollup. Đồng thời cũng mở rộng MEV, khi các searcher L2 có thể gửi gói giao dịch đến builder L2, những người này đồng thời cũng là searcher L1, và các khối L2 hoàn chỉnh sau đó trở thành một phần của khối L1, cuối cùng được xử lý bởi builder L1 và mạng chính Ethereum.
Liệu Based Rollup có phải là giải pháp cuối cùng cho Rollup hay không vẫn cần thêm thời gian kiểm chứng, nhưng không thể phủ nhận rằng đây là một đột phá lớn trong mở rộng lớp 2 Ethereum hiện tại, cung cấp giải pháp an toàn và phi tập trung hơn. Nếu mang tư duy tương tự vào hệ sinh thái Bitcoin, so sánh với Ethereum vốn có khả năng mở rộng mạnh và VM gốc phi tập trung, mức độ khó khăn là điều không thể tránh khỏi. Do đó, ngành công nghiệp vẫn còn một chặng đường dài phía trước để giải quyết bài toán mở rộng thật sự phi tập trung.
Liên kết mở rộng:
【1】Based rollups—superpowers from L1 sequencinghttps://ethresear.ch/t/based-rollups-superpowers-from-l1-sequencing/15016/1
【2】The different types of ZK-EVMs
Bài viết tham khảo
【1】Trò chơi tín dụng: Những Rollup bị kiểm soát bởi multisig và hội đồng
【2】Báo cáo Taiko: Giải pháp Layer 2 Ethereum đạt mở rộng liền mạch và tương thích hoàn toàn
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
@YBBCapital
