Coinbase: Phân tích giải pháp mở rộng Ethereum
Tuyển chọn TechFlowTuyển chọn TechFlow
Coinbase: Phân tích giải pháp mở rộng Ethereum
Nếu blockchain dựa trên hợp đồng thông minh muốn phát triển liên tục để hỗ trợ các ứng dụng tài chính và Web3 cho hàng tỷ người dùng, thì cần có các giải pháp mở rộng.
Chuyên sâu báo cáo Web3Tác giả: Justin Mart & Connor Dempsey
Dịch: Alex, TechFlow
Tính đến cuối năm 2021, Ethereum đã phát triển để hỗ trợ hàng ngàn ứng dụng từ các lĩnh vực như DeFi, NFT, GameFi. Toàn bộ mạng lưới xử lý hàng nghìn tỷ USD giao dịch mỗi năm, với hơn 170 tỷ USD được khóa trên nền tảng.
Nhưng như câu nói, tiền nhiều thì rắc rối cũng nhiều. Thiết kế phi tập trung của Ethereum cuối cùng giới hạn số lượng giao dịch mà nó có thể xử lý ở mức 15 giao dịch mỗi giây. Do sự phổ biến của Ethereum vượt xa khả năng xử lý 15 giao dịch/giây, kết quả là thời gian chờ đợi kéo dài và phí giao dịch lên tới 200 USD mỗi giao dịch. Cuối cùng, điều này làm nản lòng nhiều người dùng và hạn chế loại hình ứng dụng mà Ethereum có thể xử lý hiện tại.
Nếu blockchain hợp đồng thông minh tiếp tục phát triển đủ mạnh để hỗ trợ các ứng dụng tài chính và Web3 cho hàng tỷ người dùng, thì cần có giải pháp mở rộng. May mắn thay, "quân tiếp viện" đã trên đường, và nhiều giải pháp được đề xuất gần đây đã đi vào hoạt động.
Cạnh tranh hay bổ trợ?
Mục tiêu là tăng số lượng giao dịch mà các nền tảng hợp đồng thông minh công khai có thể xử lý, đồng thời duy trì mức độ phi tập trung nhất định. Cần nhớ rằng, việc mở rộng một nền tảng hợp đồng thông minh thông qua giải pháp tập trung do một thực thể duy nhất quản lý là việc đơn giản (Visa xử lý được 45.000 giao dịch/giây), nhưng ngay lập tức chúng ta sẽ quay lại điểm khởi đầu: một thế giới do vài trung tâm quyền lực kiểm soát.
Có hai cách tiếp cận vấn đề này:
(1) Xây dựng mạng lưới hoàn toàn mới cạnh tranh với Ethereum, có thể xử lý nhiều hoạt động hơn
(2) Xây dựng mạng lưới bổ trợ có thể xử lý lượng giao dịch dư thừa của Ethereum.
Một cách tổng quát, chúng được chia thành các nhóm sau:
1) Blockchain L1 (cạnh tranh với Ethereum)
2) Sidechain (bổ trợ một phần cho Ethereum)
3) Mạng L2 (bổ trợ cho Ethereum)
Dù kiến trúc và phương pháp khác nhau, mục tiêu đều giống nhau: cho phép người dùng sử dụng mạng lưới (ví dụ: tương tác với DeFi, NFT...) mà không phải trả phí cao hay trải qua thời gian chờ đợi lâu.
Layer 1s
Ethereum được coi là một blockchain L1 – một mạng độc lập có thể bảo vệ tài sản người dùng và thực thi giao dịch tại một nơi. Muốn dùng ứng dụng DeFi như Uniswap để đổi 100 USDC sang DAI? Ethereum chính là nơi mọi thứ diễn ra.
Các L1 cạnh tranh có thể làm tất cả những gì Ethereum làm, nhưng trong một mạng lưới hoàn toàn mới. Điểm khác biệt nằm ở thiết kế hệ thống mới giúp đạt được thông lượng cao hơn, giảm phí giao dịch, nhưng thường đánh đổi bằng mức độ tập trung hóa cao hơn.
Trong 10 tháng qua, các L1 mới liên tục ra mắt, giá trị tổng cộng của các mạng này đã tăng vọt từ 0 lên khoảng 75 tỷ USD trong cùng kỳ. Lĩnh vực hiện đang do Solana, Avalanche, Terra và Binance Smart Chain dẫn đầu, mỗi chuỗi đều sở hữu hệ sinh thái đang phát triển và giá trị vượt quá 10 tỷ USD.
TVL của các L1 không phải ETH dẫn đầu
Tất cả các L1 đều đang cạnh tranh để thu hút nhà phát triển và người dùng. Xây dựng và sử dụng ứng dụng mà không có các công cụ và cơ sở hạ tầng của Ethereum là rất khó khăn.
Để lấp khoảng trống này, nhiều L1 áp dụng chiến lược gọi là tương thích EVM.
EVM là viết tắt của Máy ảo Ethereum, về cơ bản là bộ não thực hiện tính toán để các giao dịch xảy ra. Bằng cách làm cho mạng của họ tương thích với EVM, các nhà phát triển Ethereum có thể dễ dàng triển khai ứng dụng hiện có của họ lên L1 mới chỉ bằng cách sao chép và dán mã nguồn. Người dùng cũng có thể dễ dàng truy cập các L1 tương thích EVM bằng ví hiện có, giúp việc di chuyển trở nên đơn giản.
Hãy lấy ví dụ Binance Smart Chain (BSC). Bằng cách ra mắt mạng tương thích EVM và điều chỉnh thiết kế đồng thuận để đạt thông lượng cao hơn và phí giao dịch rẻ hơn, BSC đã chứng kiến sự bùng nổ về lượng sử dụng của hàng chục ứng dụng DeFi vào mùa hè năm ngoái, tất cả đều tương tự các ứng dụng Ethereum nổi tiếng như Uniswap và Curve.
Avalanche, Fantom, Tron và Celo cũng theo đuổi phương pháp tương tự.
Ngược lại, Terra và Solana hiện không hỗ trợ tương thích EVM.
So sánh TVL giữa các L1 tương thích và không tương thích EVM
Chuỗi tương tác
Trong nhóm L1 hơi khác biệt là các hệ sinh thái blockchain như Cosmos và Polkadot. Thay vì xây dựng blockchain độc lập mới, các dự án này xây dựng các tiêu chuẩn cho phép nhà phát triển tạo ra các blockchain chuyên dụng riêng biệt có thể giao tiếp với nhau. Ví dụ, điều này có thể cho phép token từ một blockchain trò chơi được sử dụng trong một ứng dụng chạy trên một blockchain riêng biệt dành cho mạng xã hội.
Hiện tại, hơn 100 tỷ USD đang nằm trên các chuỗi được xây dựng theo tiêu chuẩn Cosmos, cuối cùng có thể tương tác lẫn nhau. Đồng thời, Polkadot gần đây đã đạt được một cột mốc quan trọng, hướng tới việc thống nhất hệ sinh thái blockchain của mình.
Tóm lại, hiện cảnh quan các đối thủ cạnh tranh trực tiếp với Ethereum rất đa dạng, và trong tương lai sẽ còn nhiều hơn nữa.
Sidechain
Sự khác biệt giữa sidechain và L1 mới rõ ràng là một ranh giới mờ nhạt. Sidechain rất giống với L1 tương thích EVM, nhưng khác ở chỗ chúng được thiết kế đặc biệt để xử lý lượng giao dịch dư thừa của Ethereum, chứ không cạnh tranh toàn diện với Ethereum. Những hệ sinh thái này gắn bó chặt chẽ với cộng đồng Ethereum và lưu trữ các ứng dụng Ethereum theo cách thức bổ trợ.
Ví dụ điển hình là sidechain Ronin của Axie Infinity. Axie Infinity là một trò chơi NFT ban đầu được xây dựng trên Ethereum. Vì phí Ethereum khiến việc chơi game trở nên quá đắt đỏ, sidechain Ronin được tạo ra nhằm cho phép người dùng chuyển NFT và token từ Ethereum sang môi trường có phí thấp. Điều này giúp nhiều người dùng có thể chơi game dễ dàng hơn, góp phần vào sự bùng nổ về độ phổ biến của trò chơi.
Tại thời điểm viết bài, người dùng đã chuyển hơn 7,5 tỷ USD từ Ethereum sang Ronin để chơi Axie Infinity.
Polygon POS
Các sidechain như Ronin là dành riêng cho ứng dụng, trong khi các sidechain khác phù hợp với các ứng dụng tổng quát hơn. Hiện tại, sidechain Proof-of-Stake (POS) của Polygon là nhà dẫn đầu ngành, với giá trị gần 5 tỷ USD, triển khai hơn 100 ứng dụng DeFi và game, bao gồm các tên tuổi quen thuộc như Aave và Sushiswap, cũng như Quickswap – phiên bản sao chép Uniswap.
Tương tự, Polygon POS thực sự không khác mấy so với một L1 tương thích EVM. Tuy nhiên, nó được xây dựng như một phần của khuôn khổ nhằm mở rộng Ethereum chứ không phải cạnh tranh với nó. Đội ngũ Polygon hình dung một tương lai mà Ethereum vẫn là blockchain chủ đạo cho các giao dịch giá trị cao và lưu trữ giá trị, còn các giao dịch hàng ngày sẽ được chuyển sang blockchain chi phí thấp của Polygon. (Polygon POS còn duy trì mối quan hệ đặc biệt với Ethereum thông qua quy trình kiểm tra điểm).
Với phí giao dịch chưa đến một xu, viễn cảnh tương lai của Polygon dường như rất hợp lý. Với sự hỗ trợ từ các chương trình khuyến khích, người dùng đổ xô đến Polygon POS, khiến khối lượng giao dịch hàng ngày của nó vượt qua Ethereum (mặc dù các giao dịch spam đã làm thổi phồng con số này).
Layer 2s (Rollups)
Cả L1 và sidechain đều đối mặt với một thách thức rõ ràng: bảo vệ blockchain của họ. Để làm điều này, họ phải trả tiền cho một nhóm thợ đào hoặc trình xác thực Proof-of-Stake mới để xác thực và bảo vệ các giao dịch, thường dưới dạng lạm phát token gốc (ví dụ: $MATIC của Polygon, $AVAX của Avalanche).
Tuy nhiên, điều này mang lại những bất lợi đáng kể:
1) Sở hữu token nền tảng tự nhiên khiến hệ sinh thái của bạn cạnh tranh hơn là bổ trợ cho Ethereum
2) Việc xác thực và bảo vệ giao dịch là nhiệm vụ phức tạp và đầy thách thức, mạng của bạn sẽ phải chịu trách nhiệm vô thời hạn
Nếu chúng ta có thể tạo ra các hệ sinh thái mở rộng tận dụng được tính bảo mật của Ethereum thì thật tuyệt phải không?
Xin chào mừng đến với các mạng L2, đặc biệt là “Rollups”.
Tóm lại, L2 là các hệ sinh thái độc lập nằm trên Ethereum, dựa vào tính bảo mật của Ethereum.
Quan trọng là, điều này có nghĩa rằng L2 không cần phải có token nội bộ – do đó, chúng không chỉ bổ trợ tốt hơn cho Ethereum mà còn về bản chất là một phần của Ethereum.
Ngay cả lộ trình của Ethereum cũng bày tỏ sự tôn trọng ý tưởng này bằng cách khẳng định Ethereum 2.0 sẽ “trọng tâm là rollup”.
Cơ chế hoạt động của Rollup
L2 thường được gọi là rollup. Bởi vì chúng “gộp” hoặc đóng gói các giao dịch lại và thực thi chúng trong một môi trường mới trước khi gửi dữ liệu giao dịch cập nhật trở lại Ethereum. [Thay vì để mạng Ethereum xử lý riêng lẻ 1.000 giao dịch Uniswap (đắt!); hãy dời việc tính toán sang một rollup L2 rồi mới gửi kết quả về Ethereum (rẻ!).]
Tuy nhiên, khi kết quả được gửi về Ethereum, làm sao Ethereum biết dữ liệu đúng và hợp lệ? Làm sao Ethereum ngăn chặn ai đó đăng thông tin sai? Đây là những câu hỏi then chốt phân biệt hai loại rollup: Optimistic rollup và ZK rollup.
Optimistic rollup
Khi gửi kết quả về Ethereum, Optimistic rollup “tin tưởng một cách lạc quan” rằng chúng là hợp lệ. Nói cách khác, chúng cho phép các nhà vận hành rollup đăng bất kỳ dữ liệu nào họ muốn (kể cả dữ liệu sai/sớm gian), và mặc định cho rằng dữ liệu đó là đúng – một viễn cảnh hết sức lạc quan! Tuy nhiên, có những cách để chống gian lận. Như một biện pháp cân bằng, sau mỗi lần rút tiền sẽ có một cửa sổ thời gian mà bất kỳ ai cũng có thể báo cáo gian lận (hãy nhớ rằng, blockchain là minh bạch, ai cũng có thể thấy chuyện gì đang xảy ra). Nếu một trong những người quan sát này có thể chứng minh toán học rằng gian lận đã xảy ra (bằng cách gửi bằng chứng gian lận), rollup sẽ hoàn tác các giao dịch gian lận, phạt kẻ xấu và thưởng cho người quan sát (một hệ thống khuyến khích thông minh!).
Nhược điểm: Khi bạn chuyển tiền giữa rollup và Ethereum sẽ có độ trễ ngắn, chờ xem có ai phát hiện gian lận hay không. Trong một số trường hợp, thời gian này có thể kéo dài tới một tuần, nhưng chúng tôi dự đoán độ trễ này sẽ giảm dần theo thời gian.
Điểm mấu chốt là optimistic rollup gắn bó sâu sắc với ETH và sẵn sàng giúp Ethereum mở rộng ngay hôm nay. Vì vậy, khi nhiều dự án DeFi hàng đầu chuyển sang các optimistic rollup hàng đầu—Arbitrum and Opimistic Ethereum, chúng ta đang chứng kiến sự tăng trưởng non trẻ nhưng mạnh mẽ.
- Arbitrum & Optimistic Ethereum
Arbitrum (do Off-chain Labs cung cấp) và Optimistic Ethereum (do Optimism cung cấp) là hai dự án chính hiện nay triển khai optimistic rollup.
Cần lưu ý rằng cả hai vẫn ở giai đoạn đầu, cả hai công ty đều duy trì mức độ kiểm soát tập trung, nhưng có kế hoạch phi tập trung dần theo thời gian.
Ước tính rằng, khi trưởng thành, Optimistic Rollup có thể cải thiện khả năng mở rộng từ 10-100 lần.
Ngay cả ở giai đoạn sớm, các ứng dụng DeFi trên Arbitrum và Optimism đã tích lũy hàng tỷ giá trị mạng.
Optimism ở giai đoạn sớm hơn trong đường cong áp dụng, với hơn 300 triệu USD TVL được triển khai trên 7 ứng dụng deFi, đáng chú ý nhất là Uniswap, Synthetix và 1inch.
Arbitrum tiến xa hơn, với TVL khoảng 2,5 tỷ USD trên hơn 60 ứng dụng, bao gồm các giao thức DeFi quen thuộc như Curve, Sushiswap và Balancer.
Arbitrum còn được Reddit chọn làm giải pháp mở rộng ưu tiên, khi họ đang hướng tới nỗ lực được mong đợi từ lâu nhằm gắn thẻ điểm cộng đồng cho 500 triệu người dùng hoạt động hàng tháng trên nền tảng mạng xã hội.
ZK Rollup
Trong khi optimistic rollup giả định giao dịch hợp lệ và để ngỏ khả năng chứng minh gian lận, thì ZK rollup thực sự chứng minh với mạng Ethereum rằng giao dịch là hợp lệ.
Cùng với kết quả của các giao dịch được đóng gói, họ gửi một "bằng chứng hợp lệ" (validity proof) đến hợp đồng thông minh Ethereum. Như tên gọi, bằng chứng hợp lệ cho phép mạng Ethereum xác minh rằng các giao dịch là hợp lệ, khiến người truyền tải không thể lừa đảo hệ thống. Điều này loại bỏ nhu cầu về cửa sổ bằng chứng gian lận, do đó việc chuyển tiền giữa Ethereum và ZK rollup về cơ bản là tức thời.
Mặc dù việc thanh toán tức thời và không có thời gian rút tiền nghe có vẻ tuyệt vời, nhưng ZK rollup không phải không có điểm đánh đổi.
- Thứ nhất, việc tạo bằng chứng hợp lệ đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán, do đó bạn cần máy hiệu suất cao để vận hành.
- Thứ hai, độ phức tạp của bằng chứng hợp lệ khiến việc hỗ trợ tương thích EVM khó khăn hơn, hạn chế loại hợp đồng thông minh có thể triển khai lên ZK rollup.
Do đó, optimistic rollup đã ra mắt thị trường trước và có khả năng giải quyết tốt hơn các vấn đề mở rộng của Ethereum hiện nay, nhưng về dài hạn, ZK rollup có thể trở thành giải pháp kỹ thuật tốt hơn.
-
Việc áp dụng ZK Rollup
Môi trường ZK rollup rất sâu rộng, với nhiều đội ngũ và giải pháp đang hoạt động và trong sản xuất. Một số cái tên nổi bật bao gồm Starkware, Matter Labs, Hermez và Aztec.
Ngày nay, ZK rollup chủ yếu hỗ trợ các ứng dụng tương đối đơn giản như thanh toán hoặc sàn giao dịch (do loại ứng dụng ZK rollup hiện có thể hỗ trợ bị giới hạn). Ví dụ, sàn giao dịch phái sinh dYdX đã áp dụng giải pháp ZK rollup của Starkware (StarkEx) để hỗ trợ gần 5 triệu giao dịch mỗi tuần và TVL trên 1 tỷ USD.
Tuy nhiên, phần thưởng thực sự nằm ở giải pháp ZK rollup hoàn toàn tương thích EVM, nhờ đó có thể hỗ trợ các ứng dụng tổng quát phổ biến (như toàn bộ các ứng dụng DeFi), mà không gặp độ trễ rút tiền như optimistic rollup.
Các nhân vật chính trong lĩnh vực này là zkSync 2.0 của MatterLab, Starknet của Starkware, zkEVM của Polygon Hermez và Polygon Miden, hiện đang nỗ lực tiến tới triển khai trên mainnet. (Trong khi đó, Aztec tập trung vào việc áp dụng bằng chứng zk cho riêng tư).
Nhiều chuyên gia trong ngành (bao gồm Vitalik) tin rằng ZK rollup là giải pháp dài hạn cho việc mở rộng Ethereum, chủ yếu nhờ khả năng xử lý cơ bản hàng nghìn giao dịch mỗi giây mà không ảnh hưởng đến bảo mật hay tính phi tập trung.
Khi quá trình mở rộng Ethereum tiếp tục tiến triển, các ZK rollup hoàn toàn tương thích EVM sắp ra mắt sẽ là một trong những điểm then chốt đáng theo dõi.
Một thế giới phân mảnh
Dài hạn, nếu nền tảng hợp đồng thông minh muốn mở rộng tới hàng tỷ người dùng, các giải pháp mở rộng này là cần thiết.
Tuy nhiên, ngắn hạn, các giải pháp này có thể gây ra thách thức lớn cho người dùng và các nhà vận hành tiền mã hóa. Việc di chuyển từ Ethereum sang các mạng này đòi hỏi phải dùng cầu nối chéo chuỗi (cross-chain bridge), điều này khá phức tạp và tiềm ẩn rủi ro đối với người dùng. Ví dụ, một vài cầu nối chéo chuỗi đã từng là mục tiêu tấn công với thiệt hại hàng triệu USD.
Hơn nữa, thế giới đa chuỗi làm phân mảnh tính kết hợp và thanh khoản. Hãy xem xét Sushiswap hiện đã được triển khai trên Ethereum, Binance Smart Chain, Avalanche, Polygon và Arbitrum. Thanh khoản của Sushiswap từng tập trung trên một mạng (Ethereum), giờ đây nó phân bố trên năm mạng khác nhau.
Các ứng dụng Ethereum từ lâu đã được hưởng lợi từ tính kết hợp – tức là Sushiswap trên Ethereum có thể kết nối liền mạch với các ứng dụng Ethereum khác như Aave hay Compound.
Khi các ứng dụng mở rộng sang các mạng mới, các ứng dụng được triển khai trên L1/sidechain/L2 không còn có thể kết hợp với các ứng dụng trên lớp khác, làm giảm tính tiện dụng và gây khó khăn cho cả người dùng lẫn nhà phát triển.
Tương lai bất định
Các lớp một mới như Avalanche hay Solana sẽ tiếp tục phát triển để cạnh tranh với Ethereum?
Các hệ sinh thái blockchain như Cosmos hay Polkadot sẽ trỗi dậy?
Các sidechain sẽ tiếp tục vận hành hài hòa với Ethereum, gánh bớt sức ép quá tải?
Hay các rollup kết hợp với Ethereum 2.0 sẽ giành chiến thắng?
Không ai có thể khẳng định chắc chắn.
Dù tương lai đầy bất định, mọi người đều có thể an tâm bởi kiến thức rằng có quá nhiều đội ngũ thông minh đang nỗ lực giải quyết những vấn đề thách thức nhất đối với các mạng lưới mở, không cần giấy phép.
Cũng như băng thông rộng cuối cùng đã giúp Internet hỗ trợ các ứng dụng cách mạng như YouTube và Uber, chúng tôi tin rằng cuối cùng chúng ta cũng sẽ nhìn nhận các giải pháp mở rộng chiến thắng theo cách tương tự.
TechFlow là nền tảng nội dung chuyên sâu về đầu tư tài sản thay thế, theo dõi公众号 để nhận thêm nội dung chuyên sâu, thêm WeChat TechFlow01 để tham gia cộng đồng TechFlow, tham gia thảo luận.
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
