1. Hệ thống Chứng minh và Chứng minh lạc quan

Hãy quay trở lại cơ bản của blockchain. Blockchain về cơ bản là một máy trạng thái. Trạng thái của nó thay đổi thông qua các giao dịch, và trạng thái chia sẻ này được sử dụng bởi các bên tham gia. Quan trọng là phải đảm bảo rằng tất cả các bên đều đồng ý về trạng thái chia sẻ. Để tạo điều kiện cho sự đồng thuận tốt hơn và loại bỏ nhu cầu tin cậy vào các bên cụ thể, blockchain tập trung vào phân quyền. Tuy nhiên, sự phân quyền này có thể hạn chế tính mở rộng, làm cho việc chứa thêm giao dịch trở nên khó khăn hơn. Những vấn đề này tạo nên ba khía cạnh cơ bản của blockchain.

Ethereum, là một trong những blockchain hợp đồng thông minh đầu tiên, đã dẫn đầu trong việc tạo ra rollups. Trong mô hình rollup này, việc thực thi được tách khỏi Ethereum, nhưng vẫn tồn tại một hệ thống để kiểm tra tính hợp lệ và trừng phạt các hoạt động độc hại. Cách tiếp cận để xây dựng hệ thống này là kép. Phương pháp đầu tiên là lạc quan, nơi trạng thái tiếp theo được xác nhận trước và hoàn thiện với một bộ đệm cho giai đoạn thách thức. Phương pháp thứ hai là bằng cách tận dụng chứng minh tính hợp lệ với zk, nơi sự thay đổi trạng thái có thể được xác minh với một chứng minh zk trên chuỗi trong quá trình xác minh chi phí thấp. Trong khi sidechains là một lựa chọn khác, tôi đã loại bỏ do sự phụ thuộc thấp vào Ethereum để thanh toán.

Do to sự đơn giản trong việc triển khai, chứng minh lạc quan (còn được gọi là chứng minh gian lận, chứng minh lỗi) đã được sử dụng trong sản xuất như một phương pháp chiếm ưu thế cho việc thanh toán các thay đổi trạng thái rollup.

1.1 Tình trạng của Hệ thống Chứng minh - ZK và OP

Trước đây, người ta nghĩ rằng hệ thống chứng minh zk sẽ sớm trở nên dominant, với hệ thống chứng minh optimistic mất đất. Hệ thống chứng minh zk dường như được kỳ vọng sẽ cung cấp chi phí thấp hơn và thời gian kết thúc nhanh hơn cho rollups. Có những tiến bộ đáng kể đã được thấy trong việc tạo ra chứng minh, với các thử nghiệm được tiến hành về việc xây dựng zkVM đa năng dựa trên MIPS, RISC-V và Wasm. Các dự án này bao gồm ZKM, RiscZero, Succint Labs và Fluent. Mặc dù có những lợi ích rõ ràng của zk rollups, nhưng thách thức trong việc phát triển các phiên bản cost-effective và an toàn là khá lớn. Việc cập nhật VMs như EVM cũng đặt ra một thách thức, vì khó khăn trong việc tích hợp các tính năng mới mà không gây ra những thay đổi đột ngột.

Do vì những thách thức này, hệ thống chứng minh lạc quan hiện đang là phổ biến nhất trong hệ sinh thái rollup, giữ đa số TVLs, khoảng 75% tổng TVL L2. Hiện vẫn chưa rõ liệu sự thống trị này có tiếp tục trong tương lai hay không. Tuy nhiên, có rất nhiều sự phát triển để nâng cao, với nhiều sáng kiến nhằm mục đích cải thiện hệ thống chứng minh.

Nguồn:Blockchains (L2) | Thị trường | Terminal Token

1.2 Những gì Đang Chờ Đợi Phía Trước cho Hệ Thống Chứng Minhs Tích Cực?

Nghiên cứu và phát triển đang được thực hiện để cải thiện hệ thống chứng minh lạc quan và điều này được thực hiện ở ba điểm chính như dưới đây:

1. Giảm chi phí
2. Decentralizing quá trình xếp hàng, thách thức và hoàn thiện
3. Giảm sự mềm và cứng cuối cùng

Đã có những nỗ lực đáng kể đã được thực hiện trong tất cả ba lĩnh vực, một số ví dụ là việc nâng cấp Dencun gần đây đã tích hợp EIP-4844, nâng cao khả năng nén dữ liệu và phát triển hệ thống chứng minh tương tác. Arbitrum đã có

Trước khi đào sâu vào sự khám phá chi tiết về những tiến bộ gần đây trong “Phần 4,” điều cơ bản là phải hiểu rõ về những khái niệm đã được thiết lập và cảnh quan hiện tại. Để bắt đầu, chúng ta nên xem xét sự tiến hóa trong lĩnh vực trong “2. Phát triển - Lịch sử của Hệ thống Chứng minh Lạc quan,” và đào sâu vào cảnh quan hiện tại của các dự án chứng minh lạc quan trong “3. Cảnh quan Hiện tại.”

2. Phát triển - Lịch sử của Hệ thống Chứng minh Lạc quan

Hệ thống chứng minh lạc quan không phải là sản phẩm của một đêm. Nhiều nhà nghiên cứu và nhà phát triển đã đóng góp vào việc xây dựng một hệ thống chứng minh mạnh mẽ để đảm bảo hoạt động trơn tru trong sản xuất, hiện đang bảo vệ khoảng $18 Tỷ. Hãy xem xét các cột mốc đã đạt được trong quá khứ.

2.1 Quá khứ - Quay trở lại lịch sử

Optimistic rollups được đề xuất lần đầu bởi nhà nghiên cứu Ethereum John Adler vào năm 2019là một giải pháp tăng cường Layer 2 cho Ethereum. Ý tưởng cơ bản đằng sau optimistic rollups là di chuyển tính toán và lưu trữ dữ liệu khỏi Ethereum mainnet sang một chuỗi layer 2 riêng biệt, trong khi vẫn kế thừa các bảo đảm bảo mật của Ethereum. Động lực chính cho việc phát triển Optimistic Rollups là sự tắc nghẽn và phí giao dịch cao trên Ethereum mainnet. Với việc mở rộng sử dụng các giao protocole DeFi và NFT, Ethereum đối mặt với các vấn đề về khả năng mở rộng làm trở ngại cho trải nghiệm người dùng và hiệu quả kinh tế.

Optimistic rollups bắt đầu được thử nghiệm và phát triển chủ yếu bởi hai nhóm, Arbitrum và Optimism. Những rollups này nhằm mục đích cung cấp tính mở rộng cho Ethereum bằng cách xử lý giao dịch ngoại chuỗi và đăng tải dữ liệu giao dịch nén và gốc kết quả trên Ethereum mainnet. Với chi phí thấp hơn cho cả người dùng và ứng dụng phi tập trung, cộng đồng Ethereum nhanh chóng chấp nhận nó. (Bản báo cáo sớm về Arbitrum có thể được tìm thấy trong liên kết này.)

Nguồn:TVL của Arbitrum trong USD

Đặc điểm then chốt của optimistic rollups là cách tiếp cận “lạc quan” của họ - sau khi kiểm tra tính hợp lệ đơn giản về giao dịch, họ cho rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ theo mặc định, và họ phụ thuộc vào cơ chế chứng minh gian lận trong đó người thách thức có thể thách thức tính hợp lệ của các giao dịch trong một khoảng thời gian nhất định (thông thường là 7 ngày). Nếu phát hiện giao dịch gian lận, một chứng minh gian lận được thực thi trên chuỗi để xử lý lại các giao dịch một cách chính xác. Tiếp cận lạc quan này cho phép optimistic rollups đạt được cải tiến đáng kể về khả năng mở rộng so với Ethereum mainnet.

Trong quá khứ đã có nhiều thách thức. Ban đầu, các dự án như Optimism đã sử dụng EVM được sửa đổi riêng gọi là OVM, điều này hạn chế tính tương thích với EVM. Một phân tích chi tiết về những sửa đổi có thể được tìm thấy trong bài báo sáng suốt nàybởi Georgios Konstantopoulos từ Paradigm. Các dự án cũng đã, và tiếp tục, có một cách tiếp cận tập trung để giải quyết cơ chế đảo ngược và thách thức. Phương pháp này đặt ra một sự đánh đổi bảo mật, vì các giao dịch không được hoàn tất ngay lập tức và có thể bị đảo ngược nếu một số lượng hạn chế các bên tham gia phát hiện ra gian lận trong cửa sổ thách thức.

2.2 Hiện tại - Cải thiện nhưng đối mặt với thách thức

Các tiến triển gần đây trong hệ thống chứng minh lạc quan đã cải thiện đáng kể hiệu suất và khả năng mở rộng của các giải pháp Lớp 2 của Ethereum, chẳng hạn như Arbitrum và Optimism. Ngoài việc nâng cấp Dencun của Ethereum, các tối ưu hóa khác trong việc triển khai lạc quan đã góp phần vào sự hiệu quả của chúng. Ví dụ, Arbitrum đã tập trung vào việc tinh chỉnh hệ thống chống lỗi của mình để đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu và bảo mật.

Optimism cũng đã tiến hành tiến bộ đáng kể thông qua chiến lược Superchain của mình, mục tiêu tạo ra một hệ sinh thái phù hợp của nhiều L2 sử dụng OP Stack. Superchain đang tận dụng các giải pháp tùy chỉnh và alt DA, tin nhắn qua chuỗi chéo, và chuỗi chung để tạo điều kiện cho tính tương thích liền mạch và khả năng mở rộng cải thiện.

Các cải tiến gần đây trong hệ sinh thái Optimistic Rollup đã thấy một sự chuyển đổi từ bằng chứng gian lận không tương tác sang tương tác. Bằng chứng tương tác bao gồm một cuộc đối thoại hai chiều để xác định và sửa chữa giao dịch lỗi một cách hiệu quả. Sự thay đổi này nhằm giảm chi phí tính toán và độ phức tạp của việc xác minh trên chuỗi.

3. Current Landscape

Hãy xem xét tình hình hiện tại của rollups, tập trung vào các dự án hoạt động dưới hệ thống chứng minh lạc quan và sự phát triển của họ.

Hiện tại, hai đơn vị - Arbitrum và Optimism - chủ yếu đang làm việc để nâng cao hệ thống chứng minh lạc quan. Các dự án khác như Initia, Dymension và Rollkit đều đang phát triển khung việc cho hệ sinh thái rollup của họ.

Arbitrum và Optimism đều đang cố gắng cải thiện các khía cạnh công nghệ của chứng minh gian lận, trong khi các dự án khác cũng đang triển khai các phương pháp thú vị. Hãy tổng quan ngắn gọn về các hoạt động hiện tại và các phát triển đang diễn ra của họ.

3.1 Arbitrum - Bằng chứng đa vòng và BoLD

3.1.1 Multi-Round Proof

Hệ thống chứng minh của Arbitrum sử dụng phương pháp “bằng chứng gian lận đa vòng” để xác minh giao dịch. Quá trình này chủ yếu diễn ra ngoại chuỗi, với trạng thái cuối cùng được ghi lại trên blockchain của Ethereum để minh bạch.

Tính năng trung tâm của hệ thống này là “cây khẳng định.” Người xác minh, đăng ký trái phiếu bằng Ether, đưa ra các khẳng định về trạng thái của Arbitrum. Những khẳng định này tạo thành một chuỗi, với mỗi khẳng định mới xây dựng trên khẳng định trước đó. Tuy nhiên, khi có những khẳng định trái chiều nảy sinh, cây sẽ chia thành các nhánh, tín hiệu có thể có gian lận.

Giải quyết những tranh chấp này liên quan đến một kỹ thuật chứng minh tương tác được gọi là “phân tích.” Các người xác minh tham gia tranh chấp thu hẹp mâu thuẫn của họ theo cách hệ thống cho đến khi chỉ còn lại một hoạt động duy nhất. Hoạt động này sau đó được chạy trên Layer 1 của Ethereum để xác định tính hợp lệ của nó.

Các bước như sau:

1. Hai người xác minh có một sự không đồng ý về trạng thái của Arbitrum.
2. Họ dần dần giảm bớt tranh chấp của họ xuống chỉ còn một bước tính toán duy nhất.
3. Bước này sau đó được chạy trên Layer 1 của Ethereum để xác minh xem người xác thực nào là đúng.

Phương pháp của Arbitrum tỏ ra hiệu quả ở chỗ nó cô lập và kiểm tra chỉ các phép tính bị tranh cãi, tránh việc phải chạy lại toàn bộ giao dịch trên Ethereum, như đã thực hiện trong bằng chứng gian lận một vòng của Optimism. Vì bằng chứng gian lận một vòng yêu cầu toàn bộ phép tính trên chuỗi L1.

3.1.2 Arbitrum BoLD

Nguồn:Một sự giới thiệu nhẹ nhàng: BOLD | Tài liệu Arbitrum

BoLD (Bounded Liquidity Delay) được thiết kế như một giao thức giải quyết tranh chấp mới được tùy chỉnh đặc biệt cho Optimistic Rollups trên chuỗi Arbitrum, nhằm mục đích tạo điều kiện cho việc xác nhận không cần sự cho phép. Cơ chế này giảm thiểu các rủi ro liên quan đến các cuộc tấn công trễ bằng cách đảm bảo rằng các tranh chấp được giải quyết trong một cửa sổ thời gian xác định trước.

BoLD trình bày một số tính năng chính quan trọng đối với việc hoạt động của nó. Thứ nhất, nó giới thiệu việc xác nhận không cần phép, cho phép bất kỳ bên trung thực nào cũng có thể xác nhận và liên kết quỹ của họ để đăng tải các tuyên bố trạng thái L2 đúng đắn. Tính năng này cho phép người xác nhận trung thực có thể thách thức và chiến thắng trong các tranh chấp với các bên xấu. Thứ hai, BoLD đảm bảo rằng các tranh chấp sẽ được giải quyết trong một khoảng thời gian cố định, hiện đang được thiết lập là một chu kỳ thách thức (khoảng 6,4 ngày) cho Arbitrum One và Nova. Ngoài ra, tổng thời gian tối đa để giải quyết tranh chấp bao gồm lên đến hai chu kỳ thách thức cộng với một giai đoạn ân hạn hai ngày để can thiệp của Hội đồng An ninh có thể. Cuối cùng, BoLD hỗ trợ cho việc tiến bộ của Arbitrum đến một rollup giai đoạn 2, đảm bảo rằng bất kỳ ai cũng có thể xác nhận trạng thái L2 và gửi chứng cớ gian lận đến Ethereum, từ đó tăng cường tính phân quyền và an ninh của nền tảng.

Quan trọng nhất, BoLD khuyến khích sự tham gia không cần phép, khuyến khích bất kỳ bên thứ ba trung thực nào tham gia vào quá trình xác thực. Sự bao gồm này nhằm mục tiêu tạo ra sự mạnh mẽ hơn trong mạng lưới bằng cách đa dạng hóa sự tham gia và giảm thiểu các điểm trung tâm có thể gây lỗi. Hiện tại, BoLD đang ở giai đoạn phát hành alpha và triển khai trên một testnet công cộng. Nó cũng đã được kiểm toán hai lần (Báo cáo bởi Trailofbits, Code4rena).

3.2 Optimism - Cannon, Fault Proof VM

Nguồn: Fault Proof VM - Cannon | Tài liệu về Optimism

Hệ thống bảo đảm lỗi trong OP-Stack được thiết kế để đối mặt và giảm thiểu các hoạt động độc hại trong mạng. VM Bảo Đảm Lỗi sắp tới sẽ là cải tiến chính. Hệ thống này bao gồm ba thành phần chính: Chương trình Bảo Đảm Lỗi (FPP), Máy Ảo Bảo Đảm Lỗi (FPVM) và giao thức trò chơi tranh chấp. FPP kiểm tra trạng thái chuyển đổi cuộn lên để xác minh đầu ra L2 từ đầu vào L1, sắp xếp bất kỳ tranh chấp nào về đầu ra trên L1. Kiến trúc mô-đun này cho phép phát triển và triển khai độc lập của nhiều hệ thống chứng minh và các trò chơi tranh chấp duy nhất, tăng cường đáng kể tính linh hoạt và bảo mật của hệ thống.

FPVM, một đơn vị tối thiểu và có thể sắp xếp trong kiến trúc này, thực hiện các chu kỳ chỉ thị để chứng minh giao dịch trong khi không bị ảnh hưởng bởi các thay đổi trong giao thức Ethereum, nhờ sự tách biệt từ FPP. Giao thức trò chơi tranh chấp điều hành cơ chế thách thức bằng cách chia đôi qua các chuyển đổi trạng thái để hẹp lại tranh chấp thành xác minh chỉ thị duy nhất, qua đó cho phép chứng minh hiệu quả trên L1 EVM. Hệ thống này thúc đẩy một tương lai đa-chứng minh bao gồm các phương pháp chứng minh khác nhau như chứng minh ZK và hệ thống chứng minh tổng hợp.

3.3 Initia - Enshrined OP-Stack, OPinit

Nguồn:OPinit Stack | Initia Docs

Initia là một chuỗi khối Comsos L1, nơi mà nó đang xây dựng một hệ sinh thái rollup thống nhất, liên kết chặt chẽ. Nó tương đồng với hệ sinh thái rollup trên Ethereum, nhưng được thiết kế từ đầu cho các rollup. Các nhà xác thực của initia L1 chạy các sequencer cho các rollup và sự giải quyết dựa trên bằng chứng lạc quan được nhúng trong chuỗi khối L1. Hãy xem xem rollup hoạt động như thế nào, được xây dựng bởi Stacker OPinit hỗ trợ EVM, WasmVM, MoveVM với khả năng tương thích bản địa thông qua IBC.

OPinit Stack là một framework được thiết kế để khởi động Minitia L2 trên cơ sở dữ liệu Initia L1 blockchain. Stack này được xây dựng một cách đặc biệt bằng cách sử dụng CosmosSDK, giúp xây dựng vm-agnostic Optimistic Rollups, và được mô hình chặt chẽ theo giao diện Bedrock của Optimism. Bằng cách tận dụng mô hình quản trị của Initia L1, nó hiệu quả xử lý các tranh chấp chứng cứ gian lận, đảm bảo xác thực giao dịch đáng tin cậy và giải quyết tranh chấp. Thách thức xảy ra giống như hệ thống thách thức trong Bedrock, những người thách thức có thẩm quyền có thể xóa bỏ đầu ra chưa hoàn thành. Ngoài ra, thông qua đề xuất L1, người nộp đầu ra có thể được thay đổi.

Quan trọng cho OPinit Stack là hai mô-đun chính của nó: OPHost và OPChild:

1. Mô-đun OPHost được thiết kế cho các hoạt động tầng 1 trong hệ sinh thái Initia, tận dụng các chức năng Cosmos SDK. Nó bao gồm các loại thông báo khác nhau và phương pháp xử lý RPC để tạo điều kiện cho các hoạt động cốt lõi như việc gửi hàng loạt, tạo cầu nối, đề xuất dữ liệu đầu ra và xóa dữ liệu đầu ra.
2. Mô-đun OPChild tập trung vào các hoạt động Layer 2, cung cấp cơ chế hỗ trợ chuyển token và quản lý pool phí. Nó cũng bao gồm các loại tin nhắn cụ thể và bộ xử lý RPC để thực hiện các tin nhắn, hoàn tất việc gửi token và khởi động rút token từ L2 sang L1, đảm bảo các chức năng L2 được tối ưu hóa trong kiến trúc Initia.

3.4 Taiko - Hệ thống Multi-proof

Nguồn:Tổng quan về Giao thức Taiko — Taiko Labs

Taiko là một rollup lạc quan theo mặc định, thông qua hệ thống nhiều bằng chứng. Hệ thống này kết hợp một cách tiếp cận lạc quan với việc sử dụng ZK-proofs.

Quá trình bắt đầu với các Nhà đề xuất, họ xây dựng các khối rollup từ giao dịch L2 và đề xuất chúng cho hợp đồng L1 Taiko trên Ethereum. Những khối đề xuất này được thêm vào hợp đồng L1 mà không cần yêu cầu ban đầu của bất kỳ bằng chứng về tính hợp lệ nào. Sau đó, Người chứng minh có cơ hội thách thức tính hợp lệ của một khối đề xuất bằng cách cung cấp một khoản tiền đặt cược, bao gồm việc đặt cược các token TAIKO. Nếu một khối không bị thách thức trong thời kỳ thách thức, nó được coi là hợp lệ và hoàn thiện trên L1, với khoản tiền đặt cược của Người chứng minh được trả lại. Trong trường hợp một khối bị thách thức, một bằng chứng ZK trở nên cần thiết để xác nhận tính hợp lệ của khối. Người chứng minh đúng, cho dù đó là Người chứng minh ban đầu hay Người thách thức, sẽ nhận lại khoản tiền đặt cược của họ cùng một phần thưởng. Trong khi đó, khoản tiền đặt cược của bên không chính xác sẽ bị cắt giảm, dẫn đến một phần bị thiêu đốt.

Một cách đáng chú ý, Taiko ước lượng khoảng 1% các block sẽ cần một chứng minh ZK, giúp giảm overhead tính toán trong khi vẫn cung cấp các bảo đảm về tính hợp lệ. Để tăng cường sự kháng cự, Taiko hỗ trợ nhiều backend chứng minh như PLONK, Halo2 và SGX để bảo vệ khỏi các lỗi hoặc lỗ hổng tiềm ẩn. Phương pháp này cho phép dApps thiết lập các giả định tin cậy và mức độ bảo mật riêng, thể hiện sự đóng góp của Taiko vào khả năng mở rộng và bảo mật của blockchain.

3.5 Others - Dymension và Rollkit

3.5.1 Dymension

Chứng minh gian lận là một phần quan trọng của hệ sinh thái Dymension, được thiết kế để đảm bảo tính toàn vẹn của các chuyển đổi trạng thái blockchain. Khi một sequencer RollApp (Rollup trong Dymension L1) công bố một state root, các nút đầy đủ RollApp theo dõi những chuyển đổi này. Nếu phát hiện một chuyển đổi trạng thái không hợp lệ, những nút này tạo ra một giao dịch chứng minh gian lận duy nhất bằng cách thu thập một danh sách tất cả các chuyển đổi trạng thái trong khối cho đến chuyển đổi gian lận.

Giao dịch đã được tổ chức này, bao gồm chi tiết như chiều cao khối, chỉ số giao dịch, chia sẻ blob, chứng minh bao gồm blob, và nhân chứng trạng thái, sau đó được gửi đến Dymension để xác nhận. Một khi được gửi đi, các nút đầy đủ của Dymension xác minh dữ liệu và tính lại chuyển đổi trạng thái. Nếu chuyển đổi được tính toán dẫn đến một Gốc Trạng Thái Trung Gian (ISR) khác với cái đã được công bố, bằng chứng gian lận sẽ được xác thực, dẫn đến việc đảo ngược trạng thái bị tranh cãi và cắt giảm của người ghi âm.

Khoảng thời gian tranh chấp hiện tại trên mainnet của Dymension được đặt khoảng 120.000 khối. Với mỗi khối hiện tại được tạo ra mỗi 6 giây, thời gian hoàn tất là khoảng 8 ngày.

3.5.2 Rollkit

Nguồn:rollkit/specs/lazy-adr/adr-009-state-fraud-proofs.md at main · rollkit/rollkit

Các bằng chứng gian lận trạng thái của Rollkit giúp giảm vấn đề tin cậy trong mạng lưới blockchain bằng cách xác định các giao dịch gian lận. Chúng được sử dụng khi có sự không phù hợp giữa các gốc trạng thái được tạo ra bởi các nút đầy đủ và bộ sắp xếp. Nút đầy đủ tạo một bằng chứng được chia sẻ trên mạng để xác minh. Nếu xác nhận có sự không phù hợp, nó kích hoạt nhu cầu về hành động sửa đổi, tăng cường bảo mật và tạo ra sự phân quyền trong giám sát.

4. Các Phát Triển Sắp Tới: Vấn Đề và Giải Pháp

Nhiều người trước đây coi optimistic rollups là kém hơn so với zk rollups. Khi zk rollups trở nên sẵn sàng cho sản xuất hơn, khoe sức mạnh như tính tương tác an toàn và tốc độ hoàn tất nhanh hơn, mọi người tự hỏi liệu hệ thống chứng minh optimistic có mất vị thế của mình không. Tôi không tin vậy, vì có nhiều sự phát triển tích cực nhằm giải quyết các vấn đề lớn trong hệ thống chứng minh optimistic.

Trong phần này, hãy xem xét một số vấn đề lớn này và các giải pháp tiềm năng:

1. Tính trung tâm hóa của hoạt động
2. Chi phí vận hành cao
3. Chậm hoàn tất

4.1 Phi tập trung - Xác nhận không cần phép

Sự tập trung của máy sắp xếp trong các dự án Optimistic Rollup là một vấn đề quan trọng, vì nó liên quan đến một điểm kiểm soát và niềm tin tập trung trong một hệ thống dự kiến là phi tập trung. Trong một Optimistic Rollup, máy sắp xếp chịu trách nhiệm sắp xếp giao dịch, tập hợp chúng ngoại chuỗi và cam kết chúng vào Ethereum. Vai trò tập trung này mang lại cho máy sắp xếp quyền lực và kiểm soát đáng kể, có thể mang lại nhiều rủi ro liên quan đến sự tập trung.

Hầu hết các rollups hiện nay sử dụng các bộ xử lý trung tâm. Trong cài đặt này, một thực thể hoặc tổ chức duy nhất thường chạy bộ xử lý, điều này có thể dẫn đến một số vấn đề tiềm năng. Hầu hết các rollups hiện tại bao gồm OP-Mainnet và Arbitrum đều không có một hệ thống hoàn toàn phi tập trung. Họ phụ thuộc vào một số thực thể tập trung cả trong việc gửi các lô giao dịch và tham gia hệ thống thách thức gian lận. Tuy nhiên, Arbitrum có một cách tích hợp cho người dùng để bỏ qua bộ xử lý nếu bộ xử lý bị ngừng hoạt động hoặc hành động gian lận.

Sự tranh cãi gần đây, Sự cố quay trở lại của Blast, đó là một ví dụ xuất sắc để hiểu rõ các lợi ích và hạn chế của sự tập trung. Sự cố này nhấn mạnh về các rủi ro của các giải pháp tầng 2 tập trung mà không có chiến lược thoát hiểm đủ cho người dùng. Điều này rõ ràng khi Blast bị dừng lại và một giao dịch liên quan đến vụ hack được loại bỏ. Cơ quan trung ương vận hành một rollup có thể ảnh hưởng đến hệ sinh thái tổng thể, nhưng trong trường hợp này, nó đã giúp khôi phục lại 62,5 triệu đô la. Ngoài ra, bài viết nàybởi Charles Yu tại Cổng là một nguồn tài nguyên tuyệt vời để hiểu quá trình phi tập trung của Arbitrum và Optimism.

4.1.2 Giải pháp1. Xác thực không cần quyền

Các nhà xây dựng Framework Optimistic Rollup hàng đầu, Arbitrum và Optimism hiện đang xem xét việc xác thực không cần phép là bước tiếp theo để làm cho rollup trở nên phân quyền hơn. Cả hai đều dự kiến phát hành bản cập nhật trong năm nay, làm cho quá trình xác thực trở nên không cần phép.

• Arbitrum:Arbitrum đang làm việc để đạt được sự xác nhận không cần giấy phép thông qua giao thức xác nhận mới của mình có tên là BoLD (Bounded Liquidity Delay). BOLD được thiết kế đặc biệt để làm cho việc xác nhận của các chuỗi Arbitrum an toàn mà không cần sự cho phép, Giao thức cho phép bất kỳ bên trung thực nào tham gia vào quá trình xác nhận bằng cách kết nối quỹ của họ để đăng tải các phát biểu trạng thái Layer 2 (L2) chính xác. Điều này loại bỏ nhu cầu cho một cơ quan tập trung để quản lý các trình xác nhận và cho phép các tranh chấp được giải quyết dựa trên sự chính xác của trạng thái thay vì danh tính của người xác nhận. Thông tin chi tiết hơn có thể được tìm thấy trong “Phần 3.1 Arbitrum.”
• Sự lạc quan:Lạc quan lànhằm mục tiêu đạt được xác thực không cần phépbằng cách chuyển sang một hệ thống không thể lỗi tập trung. Ban đầu, Optimism phụ thuộc vào ví multisig được quản lý bởi Hội đồng An ninh Optimism và Quỹ Optimism. Để phân quyền hơn nữa, Optimism giới thiệu Cannon, một hệ thống không thể lỗi ngoại chuỗi hiện đang triển khai trên OP Sepolia để kiểm tra. Bằng cách sử dụng Cannon, Optimism đang cố gắng chuyển từ một hệ thống yêu cầu sự cho phép rõ ràng sang một hệ thống mà bất kỳ người tham gia nào cũng có thể tham gia vào việc xác minh giao dịch và giải quyết xung đột. Hệ thống này cho phép bất kỳ ai cũng có thể tham gia vào quá trình xác minh bằng cách nộp các yêu cầu rút tiền được bảo lãnh bởi trái phiếu.Điều này hiện đang hoạt động trên mainnet.)

4.1.3 Giải pháp2. Phân quyền Sequencer

Tính trung tâm của các bộ xử lý tuần tự của họ, có trách nhiệm xây dựng và đề xuất khối, đặt ra một vấn đề về tập trung quá mức. Để giải quyết những thách thức này, rollups nhắm đến việc chuyển từ mô hình bộ xử lý tuần tự đơn lẻ sang một thiết lập nhiều bộ xử lý tuần tự, từ đó phân phối trách nhiệm xác nhận và đề xuất khối qua nhiều thực thể độc lập. Dưới đây là một số phương pháp mà có thể được áp dụng để phân quyền hơn cho các bộ xử lý tuần tự.

1. Shared Sequencers: Outsourcing sequencing to third-party services such as to Espresso and Radius.
2. Công nghệ Bộ sắp xếp Phân tán (DST): Sử dụng một cụm máy tính phân phối các nhiệm vụ bộ sắp xếp, cung cấp khả năng chịu lỗi cao. Điều này có thể được coi là tương tự các giải pháp DVT như mạng Obol đang xây dựng cho các máy chủ PoS.

Các loại rollups khác nhau có thể ưu tiên các khía cạnh khác nhau như tối đa hóa phi tập trung, linh hoạt hoặc phân phối địa lý dựa trên các trường hợp sử dụng cụ thể của họ. Ví dụ, các rollups tổng quát như Optimism có thể áp dụng một phương pháp tập trung hơn nhưng với các bộ sequencers riêng biệt như DST, trong khi các rollups cụ thể cho ứng dụng, như những cái được thiết kế cho game, có thể hướng tới mô hình tập trung nhưng sử dụng Shared Sequencers để đảm bảo tính đáng tin cậy và giảm thời gian chết máy. Lĩnh vực này đang ở giai đoạn phát triển sớm.

Nguồn:Công nghệ Trình tự Phân phối — Một Con đường Hướng tới Việc Sắp xếp Phi tập trung | bởi Figment Capital | Medium

4.2 Giảm Chi Phí - DA và Hệ Thống Chứng Minh Tương Tác

Optimistic rollups yêu cầu lưu trữ giao dịch để xây dựng lại trạng thái cho quá trình thách thức. Điều này có thể dẫn đến chi phí lưu trữ dữ liệu cao, chiếm phần lớn chi phí hoạt động của optimistic rollups. Tuy nhiên, vấn đề này đang được nghiên cứu tích cực, với các giải pháp như áp dụng thêm kỹ thuật nén hoặc sử dụng các DA thay thế. Ngoài ra, hệ thống chứng minh tương tác đã đóng góp vào việc giảm chi phí của các thách thức, khi tính toán của thách thức giảm đáng kể.

4.2.1 Giải pháp 1. DA rẻ hơn

Optimistic rollups đang hiệu quả sử dụng Ethereum blobs và các giải pháp lưu trữ dữ liệu thay thế như Celestia để giải quyết các chi phí cao liên quan đến việc xuất bản dữ liệu giao dịch theo lô.

Trong ngữ cảnh của Ethereum, optimistic rollups được sử dụng để đăng dữ liệu giao dịch lên mainnet dưới dạng calldata, điều này là một chi phí đáng kể. Tuy nhiên, với bản nâng cấp Dencun, họ hiện đang sử dụng định dạng lưu trữ dữ liệu mới gọi là blobs, giảm chi phí tổng thể hơn 90%.

Nguồn:Optimism: OP Chains (Superchain) - Hoạt động L2, Kinh tế chuỗi, Chi phí DA cấp 1

Ngoài việc tận dụng các tiến bộ của Ethereum, các optimistic rollup cũng đang tích hợp với các giải pháp DA thay thế như Avail và Celestia. Bằng cách chuyển dữ liệu giao dịch sang Celestia, các optimistic rollup có thể giảm sự phụ thuộc của họ vào việc lưu trữ đắt tiền hơn của Ethereum, qua đó giảm chi phí liên quan đến việc xuất bản dữ liệu. Sự tích hợp này cho phép rollups duy trì mức độ xử lý cao và tốc độ giao dịch nhanh trong khi vẫn giảm thiệu được chi phí.

Cảnh quan DA thay thế này đang thu hút nhiều hơn, khi có nhiều rollups được ra mắt với hệ thống chứng minh lạc quan. Khi có nhiều rollups sẵn sàng được ra mắt, cũng sẽ có nhiều cải tiến trong không gian DA thay thế. Hiện tại, DA không phải là rào cản của chi phí vận hành và tính mở rộng.

4.2.2 Giải pháp2. Hệ thống chứng minh tương tác

Trong Optimistic rollups, nếu một giao dịch bị nghi ngờ là gian lận, những người thách thức trên mạng có thể thách thức tính hợp lệ của gốc đầu ra. Trong thời gian thách thức, phải cung cấp bằng chứng gian lận để chứng minh sự không chính xác của giao dịch. Nếu giao dịch được chứng minh là gian lận, bằng chứng sẽ được xác minh trên chuỗi, dẫn đến việc vô hiệu hóa giao dịch. Phương pháp này đảm bảo rằng chỉ có những giao dịch bị tranh cãi mới phải được xác minh trên chuỗi, do đó giữ cho phần lớn giao dịch ngoại chuỗi.

Hệ thống chứng minh tương tác mời các thành viên tham gia tạo và gửi chứng minh gian lận nếu họ nghi ngờ có gian lận. Hợp đồng thông minh quản lý việc gộp các chứng minh này với gốc trạng thái mà người phối hợp đã gửi. Nếu phát hiện không khớp, trạng thái không chính xác sẽ bị loại bỏ, và hệ thống quay trở lại trạng thái hợp lệ trước đó. Phương pháp này đảm bảo xác minh hiệu quả mà không làm quá tải mạng Ethereum bằng các tính toán không cần thiết. Hiện tại, tính toán này được thực hiện trên chuỗi, điều này có thể tốn kém. Đối với Arbitrum, tính toán cần thiết trong các thách thức được thực hiện ngoại chuỗi với kết quả cuối cùng được đăng trên chuỗi. Tuy nhiên, chi phí này có thể ít quan trọng vì có ít thách thức trong hợp nhất lạc quan hiện tại. Trường hợp duy nhất đã biết đến được thực hiện bởi Kromavào tháng 4 năm 2024.

4.3 Chậm Hoàn Thành - Thực Thi Nhanh Hơn và Hệ Thống Chứng Minh Kết Hợp

Optimistic rollups có hai loại việc hoàn thành - hoàn thành mềm và hoàn thành nhanh. Hoàn thành mềm đề cập đến trạng thái ban đầu khi một sequencer thực hiện chuyển đổi trạng thái, cùng với việc có một lô giao dịch được xuất bản trên Ethereum. Tại điểm này, các giao dịch được coi là “hoàn thành mềm” và có thể được tin cậy bởi người dùng và ứng dụng trên rollup. Tuy nhiên, có một thời kỳ thách thức (thông thường khoảng 7 ngày) trong đó bất kỳ ai cũng có thể nộp một “bằng chứng gian lận” để tranh cãi về tính hợp lệ của các giao dịch trong lô đó. Nếu không có bằng chứng gian lận được nộp trong thời kỳ thách thức, lô giao dịch đạt được hoàn thành cứng và không thể được hoàn ngược hoặc tranh cãi nữa. Thông thường, một cầu nối bản địa yêu cầu hoàn thành cứng cho việc chuyển giao tài sản.

Việc hoàn thiện chậm trong cả hai dạng hoàn thiện mềm và cứng có thể gây vấn đề khi xây dựng cầu hoặc ứng dụng multichain. Vấn đề này đang được giải quyết thông qua việc thực thi nhanh hơn và hệ thống chứng minh Hybrid.

4.3.1 Giải pháp1. Thực hiện nhanh hơn

Về mặt cuối cùng mềm, quá trình đang thực hiện việc chuyển đổi trạng thái và lưu trữ các lô giao dịch trên Ethereum. Quá trình thực thi đã gặp hạn chế do thông số EVM không hỗ trợ thực thi song song cũng như tối ưu cơ sở dữ liệu. Tuy nhiên, có các dự án như MegaETHvàHeikođang xây dựng môi trường thực thi song song, với hệ thống chứng minh lạc quan.

Ngoài ra, rollups đang cố gắng lưu trữ các lô giao dịch nhanh hơn bằng cách có thời gian khối ngắn hơn. Đối với Arbitrun, bằng cách tạo ra các khối mỗi 250 mili giây, hoặc thấp nhất là 100 mili giây trên các chuỗi Orbit có thể điều chỉnh, Arbitrum đảm bảo xác nhận giao dịch nhanh chóng. Ngoài ra, thiết kế của Arbitrum tận dụng một mô hình “sequencing” độc đáo thay vì phương pháp “xây dựng khối” truyền thống, giúp xử lý nhanh hơn bằng cách loại bỏ nhu cầu chờ đợi giao dịch trong mempool. Điều này cũng có thể loại bỏ MEV xấu.

4.3.2 Giải pháp2 Hệ thống chứng minh lai

Hệ thống chứng minh hỗn hợp, đặc biệt là những hệ thống tận dụng các chứng minh ZK tích hợp với optimistic rollups, cải thiện đáng kể tính cuối cùng của các giao dịch blockchain bằng cách giảm thời gian cần thiết cho việc xác minh kết luận của chúng. Optimistic rollups, như những cái được sử dụng trong OP Stack của Optimism, mặc định phụ thuộc vào giả định rằng giao dịch là hợp lệ trừ khi bị thách thức. Điều này dẫn đến sự cần thiết của một cửa sổ tranh chấp hoặc thách thức, nơi mà các giao dịch có thể không hợp lệ có thể bị tranh cãi. Tuy nhiên, khoảng thời gian thách thức này tạo ra độ trễ trong tính cuối cùng của giao dịch vì nó phải đủ dài để đảm bảo xác minh mạnh mẽ và cho phép mọi thách thức tiềm năng.

Zeth, một người chứng minh khối ZK được xây dựng trên RISC Zero zkVM, cho phép kiểm tra tính hợp lệ ngay lập tức của các giao dịch bằng cách cung cấp bằng chứng mật mã rằng một khối giao dịch là chính xác mà không tiết lộ chi tiết cụ thể của chính các giao dịch. Điều này làm giảm sự phụ thuộc vào các khoảng thời gian tranh chấp mở rộng cần thiết cho các bản tổng hợp lạc quan và rút ngắn đáng kể thời gian cuối cùng.

Công cụ như Zeth đảm bảo rằng các chuỗi giao dịch và cơ chế sẵn có dữ liệu được duy trì một cách đáng tin cậy, và bằng cách giảm thời gian thách thức từ vài ngày có thể xuống còn vài giờ hoặc thậm chí là vài phút, hiệu quả của các giải pháp tầng 2, như Optimism, được nâng cao. Các dự án như ZKM cũng đã phát triển @benjamin.wynn_45604/fusing-metis-zkm-the-first-hybrid-roll-up-on-ethereum-3cd896130f9">hybrid proof system for Metis.

Nguồn:Tweet bởi zerokn0ledge

5. Nhìn vào tương lai - Liệu Optimistic Rollup có bị thay thế không?

Theo tôi, sự lạc quan sẽ không sớm được thay thế. Có rất nhiều cải tiến đang được thực hiện cho nó, và sự đơn giản của nó có thể sẽ được áp dụng trong các hệ sinh thái khác. Trong một bài viết trong tương lai, tôi sẽ cố gắng đi sâu vào "Hệ thống chứng minh trạng thái ZK", thảo luận về những phát triển gần đây và các bản phát hành sắp tới và so sánh với các bản tổng hợp lạc quan. Tuy nhiên, việc áp dụng các khuôn khổ như Arbitrum Orbit và OP-Stack đang tăng tốc và tôi hy vọng sẽ có sự phối hợp được cải thiện để có cơ sở hạ tầng và công cụ tốt hơn trong mỗi hệ sinh thái.

Một vấn đề tôi thấy trong không gian rollup là khả năng mở rộng. Các dự án Layer1 như Sei, Sui và Solana đều đang phát triển cơ sở hạ tầng để cho phép thực hiện giao dịch song song mạnh mẽ và tối ưu hóa cơ sở dữ liệu, nhằm mục đích làm cho blockchain dễ tiếp cận hơn đối với đại đa số người dùng. (Kiểm tra bài viết Four Pillars của chúng tôi về việc thực hiện song song)SeivàSui)Các dự án rollups hiện tại có thể không xử lý được nhiều giao dịch và đạt được sự hoàn thiện nhanh chóng như Sui. Tuy nhiên, với các dự án như Mạng Nhiên liệu, MegaETH và Heikovới khả năng thực thi song song, chúng ta có thể mong đợi sự cải thiện về hiệu suất trong thời gian sớm của các rollup.

Miễn trừ trách nhiệm：

1. Bài viết này được tái bản từ [Gate4 trụ cột]. Tất cả bản quyền thuộc về tác giả gốc [4pillars]. Nếu có bất kỳ sự phản đối nào về việc tái bản này, vui lòng liên hệ với Gate Learnđội ngũ và họ sẽ xử lý nhanh chóng.
2. Bản Khai Báo Miễn Trừ Trách Nhiệm: Các quan điểm và ý kiến được thể hiện trong bài viết này chỉ là của tác giả và không đại diện cho bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi nhóm Gate Learn. Trừ khi được nêu, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn bản dịch là không được phép.