Cuộc tranh luận về mở rộng L2 của Ethereum: Phân tích so sánh giữa Optimistic và ZK-Rollups

Ethereum là một trong những nền tảng hoạt động tích cực nhất trong lĩnh vực blockchain hiện nay, mang lại nhiều ứng dụng phi tập trung, từ Tài chính phi tập trung đến NFT, hệ sinh thái phát triển mạnh mẽ. Tuy nhiên, sự phát triển sôi nổi của các giao dịch on-chain cũng mang lại một số thách thức vốn có, như phí giao dịch cao do tắc nghẽn mạng, thời gian giao dịch kéo dài và tỷ lệ thất bại tăng, những yếu tố này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự tham gia của người dùng.

Để giải quyết những vấn đề này và duy trì đặc tính phân phối của chuỗi chính, cộng đồng chủ yếu áp dụng giải pháp mở rộng L2. Nguyên tắc cốt lõi của L2 là chuyển giao tính toán và giao dịch từ mạng chính (L1) sang mạng lớp hai để thực hiện, chỉ gửi kết quả giao dịch cuối cùng đến mạng chính. Phương pháp này không chỉ cải thiện hiệu suất giao dịch, giảm chi phí, mà còn giữ lại tính bảo mật của mạng chính.

Hiện tại, các giải pháp L2 nổi bật bao gồm Rollups và sidechain. Rollups còn được chia thành Optimistic Rollups và Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

Optimistic Rollups

Optimistic Rollups thực hiện tất cả các giao dịch tính toán và cập nhật trạng thái trên mạng L2, sau đó công bố dữ liệu gốc giao dịch đã được nén lên mạng chính theo lô. Các nút L2 mặc định coi những giao dịch này là hợp lệ, trừ khi có ai đó đưa ra nghi ngờ. Phương pháp này đã cải thiện đáng kể tốc độ và hiệu quả xác nhận giao dịch.

Sau khi giao dịch được gửi đi, các xác thực viên có bảy ngày để nộp bằng chứng gian lận. Nếu phát hiện giao dịch vấn đề, các lô liên quan và các lô tiếp theo sẽ bị hoàn lại, các nút xấu sẽ bị trừng phạt, trong khi các xác thực viên sẽ nhận được phần thưởng. Nếu không nhận được bằng chứng gian lận trong bảy ngày, tất cả các giao dịch sẽ được xác nhận là hợp pháp.

Sự tồn tại của cơ chế "Chứng minh gian lận" tự nó đã có một sức răn đe mạnh mẽ, thực tế rất ít nút gửi chứng minh gian lận hoặc bị xác nhận là phạm tội. Nguyên nhân của tình trạng này bao gồm dự án bản thân đã được kiểm tra đầy đủ, chi phí phạm tội cao, và tổn thất kinh tế và uy tín tiềm tàng vượt xa những lợi ích nhỏ có thể đạt được.

Trên thực tế, sự gián đoạn do biến động mạng và lỗi phần mềm thường phổ biến hơn so với hành vi xấu của nút. Nhược điểm chính của Optimistic Rollups là vấn đề luân chuyển vốn do thời gian thách thức bảy ngày mang lại và rủi ro tập trung tiềm ẩn.

ZK-Rollups

Khác với Optimistic Rollups, ZK-Rollups khi gửi dữ liệu lên chuỗi không chỉ cần dữ liệu đã nén mà còn cần kèm theo một chứng minh tính hợp lệ. Điều này có nghĩa là ZK-Rollups thực hiện giao dịch ngoài chuỗi và tính toán chứng minh tính hợp lệ trước khi chính thức gửi đi.

Khái niệm công nghệ ZK xuất hiện sớm hơn sự ra đời của Blockchain, nhưng các tình huống ứng dụng của nó bị hạn chế bởi sự phức tạp của thế giới thực. Lợi thế của việc ứng dụng công nghệ ZK trong Blockchain là có thể giới hạn sự phức tạp bên trong hợp đồng thông minh, chỉ cần xác minh dữ liệu và tính toán on-chain, không cần phụ thuộc vào tổ chức hoặc cá nhân phi tập trung.

Độ phức tạp của ZK-Rollups thể hiện ở việc cần phải biên dịch dữ liệu và logic thực hiện giao dịch thành sơ đồ mạch logic phức tạp, sau đó sử dụng bộ chứng minh chuyên dụng để tạo ra các kết quả có thể được xác minh nhanh chóng thông qua tính toán mật mã. Quá trình này thường đòi hỏi sức mạnh tính toán lớn và các trình biên dịch cũng như trình xác thực chuyên dụng.

Chi phí Layer2

Mạng L2 nhằm giảm chi phí tương tác của người dùng trên L1, nhưng chúng cũng có chi phí riêng.

Chi phí của Optimistic Rollups chủ yếu đến từ hai khía cạnh: phí giao dịch khi nộp dữ liệu giao dịch đã nén lên L1, và chi phí vận hành của các nút L2. Những chi phí này cuối cùng sẽ được chuyển giao cho người dùng. Tin tốt là, kế hoạch EIP-4844 của Ethereum đã giảm đáng kể phí tương tác giữa L2 và mạng chính. Ngoài ra, việc duy trì các nút cần khóa một lượng lớn vốn, điều này có thể khiến các nhà đầu tư bỏ lỡ các cơ hội khác.

Chi phí chính của ZK-Rollups đến từ tài nguyên tính toán, việc tạo ra chứng minh không biết cần rất nhiều tài nguyên tính toán và phần cứng chuyên dụng. Giống như Optimistic Rollups, nó cũng phải chịu chi phí rửa tiền để gửi dữ liệu lên chuỗi. Hơn nữa, nhu cầu về phần cứng chuyên dụng có thể dẫn đến việc mạng trở nên tập trung hơn.

Tóm tắt

Optimistic Rollups và ZK-Rollups đều là những giải pháp then chốt của hệ sinh thái Ethereum để đối phó với thách thức về khả năng mở rộng. Với việc thực hiện các nâng cấp như Ethereum EIP-4844, chi phí phát hành dữ liệu L2 đã giảm đáng kể, điều này sẽ giải phóng thêm tiềm năng của cả hai giải pháp, thúc đẩy sự phát triển và đổi mới liên tục của hệ sinh thái Ethereum.