Optimism là một blockchain Ethereum Layer 2 nhanh, ổn định, có thể mở rộng và chi phí thấp. Nghĩa là khi nó chạy trên blockchain Ethereum (Layer 1) sẽ giúp giảm bớt tắc nghẽn, từ đó giảm chi phí giao dịch và thời gian xử lý. Là một phần mở rộng tối thiểu của phần mềm Ethereum hiện có, kiến trúc EVM Equivalence của Optimism có thể mở rộng được các ứng dụng Ethereum. Nếu nó hoạt động trên Ethereum, thì nó cũng hoạt động trên Optimism với một phần chi phí của Ethereum.
Optimism áp dụng công nghệ Optimistic Rollups, có thể “tổng hợp” một lượng lớn dữ liệu giao dịch thành một lô dữ liệu trên Ethereum, do đó chỉ tính một khoản phí giao dịch. Bằng cách này, các giao dịch được xử lý nhanh hơn và rẻ hơn, đồng thời vẫn dựa vào tính bảo mật của Ethereum.
Quan điểm thiết kế Optimism
Simplicity (sự đơn giản)
Optimism luôn nhắm mục đích giữ cho bộ tính năng của nó đơn giản nhất có thể. Lý tưởng nhất là khi Optimism nên bao gồm số lượng tối thiểu các bộ phận chuyển động cần thiết cho một hệ thống L2 an toàn, có thể mở rộng và linh hoạt. Sự đơn giản này mang lại cho thiết kế của Optimism một số lợi thế đáng kể so với các cấu trúc L2 phức tạp hơn khác.
Simplicity làm giảm chi phí kỹ thuật, giúp họ có thể dành nhiều thời gian hơn cho chức năng mới thay vì tạo lại chức năng hiện có. Optimism thích sử dụng cơ sở hạ tầng và mã battle-tested Ethereum bất cứ khi nào có thể. Ví dụ rõ ràng nhất quan điểm này trong thực tế là lựa chọn sử dụng Geth làm phần mềm máy khách của Optimism. Khi xử lý cơ sở hạ tầng quan trọng thì simplicity cũng là bảo mật. Một giao thức đơn giản có nghĩa là viết ít mã hơn, từ đó ít khả năng xảy ra lỗi hơn. Cơ sở mã sạch và tối thiểu cũng dễ dàng hơn cho những người đóng góp bên ngoài và kiểm toán viên truy cập. Tất cả những điều này giúp tối đa hóa tính bảo mật và tính chính xác của giao thức Optimism.
Sự đơn giản cũng rất quan trọng đối với tầm nhìn dài hạn của Optimism. Bằng cách giới hạn số lượng mã được viết trên các công cụ Ethereum, phần lớn thời gian có thể dành trực tiếp cho các cơ sở mã hiện có. Optimism cũng có thể mang lại lợi ích trực tiếp cho Ethereum và ngược lại. Điều này sẽ chỉ trở nên rõ ràng hơn khi giao thức Optimism được củng cố và các tài nguyên hiện có có thể được chuyển hướng đến cơ sở hạ tầng cốt lõi của Ethereum.
Practicality (Thực tế)
Quá trình thiết kế đằng sau Optimism được thúc đẩy sau cùng bởi tính thực tiễn. Nhóm core của Optimism có những hạn chế trong thế giới thực, các dự án được Optimism xây dựng có nhu cầu trong thế giới thực và người dùng tham gia Optimism có các vấn đề trong thế giới thực. Quan điểm thiết kế của Optimism ưu tiên nhu cầu của người dùng và nhà phát triển hơn là sự hoàn hảo về mặt lý thuyết. Optimism được phát triển lặp đi lặp lại và cố gắng liên tục thu thập phản hồi từ người dùng. Nhiều tính năng cốt lỗi mà Optimism đạt được hiện tại (chẳng hạn như EVM Equivalence) thông qua phương pháp phát triển giao thức lặp lại này.
Sustainability (Sự bền vững)
Các nhà phát triển ứng dụng cần đảm bảo rằng các nền tảng mà họ xây dựng sẽ không chỉ hoạt động mà còn có khả năng cạnh tranh trong thời gian dài. Quá trình thiết kế của Optimism được xây dựng dựa trên ý tưởng về tính bền vững lâu dài, thay vì đi đường tắt để đạt được khả năng mở rộng. Suy cho cùng, một hệ thống có thể mở rộng sẽ vô nghĩa nếu không có hệ sinh thái duy trì nó.
Optimism (Sự lạc quan)
Sự lạc quan về tầm nhìn của Ethereum giúp dự án luôn tiến về phía trước. Mặc dù Optimism trông giống như một blockchain độc lập, nhưng cuối cùng nó được thiết kế như một phần mở rộng của Ethereum. Optimism càng gần với Ethereum thì càng tốt, không chỉ vì những lý do thực dụng mà bởi vì Optimism tồn tại để giúp cho Ethereum thành công.
Optimistic Rollups
Optimism áp dụng công nghệ Optimistic Rollups, có thể “tổng hợp” một lượng lớn dữ liệu giao dịch thành một lô dữ liệu trên Ethereum, do đó chỉ tính một khoản phí giao dịch. Bằng cách này, các giao dịch được xử lý nhanh hơn và rẻ hơn, đồng thời vẫn dựa vào tính bảo mật của Ethereum. Dưới đây sẽ giải thích cách thức hoạt động của Optimistic Rollups ở cấp độ cao cùng với lý do tại sao Optimism được xây dựng dưới dạng Optimistic Rollups và vì sao đó là lựa chọn tốt nhất cho một hệ thống giải quyết tất cả các mục tiêu thiết kế.
Optimism là một “Optimistic Rollups”, về cơ bản chỉ là một cách thú vị để mô tả một blockchain dựa trên tính bảo mật của một blockchain “mẹ” khác. Cụ thể, Optimistic Rollups tận dụng cơ chế đồng thuận của chain mẹ (chẳng hạn như PoW hoặc PoS) thay vì cung cấp cơ chế của riêng chúng. Theo cách sử dụng của Optimism, blockchain gốc này là Ethereum.
Block storage (khối lưu trữ)
Tất cả các block Optimism được lưu trữ trong một hợp đồng thông minh đặc biệt trên Ethereum có tên là CanonicalTransactionChain (hay gọi tắt là CTC). Các Optimism block được giữ trong danh sách append-only trong CTC. Danh sách append-only này tạo thành Optimism block.
CanonicalTransactionChain chứa một số mã để đảm bảo rằng danh sách block hiện tại không thể bị sửa đổi bởi các giao dịch Ethereum mới. Tuy nhiên, sự đảm bảo này sẽ bị phá vỡ nếu chính blockchain ethereum tổ chức lại và thay đổi thứ tự của các giao dịch ethereum trong quá khứ. Mạng chính của Optimism được định cấu hình để chống lại việc tổ chức lại block cho tối đa 50 block Ethereum. Nếu Ethereum trải qua một cuộc tái tổ chức lớn hơn thế này, thì Optimism cũng sẽ tổ chức lại.
Tất nhiên, không trải qua quá trình tái tổ chức block lớn như vậy là mục tiêu bảo mật chính của Ethereum. Do đó, miễn là cơ chế đồng thuận của Ethereum được bảo mật, việc tổ chức lại block quy mô lớn có thể tránh được. Chính nhờ mối quan hệ này (ít nhất là một phần) mà Optimism có được sự bảo mật từ Ethereum.
Block production (khối sản xuất)
Việc sản xuất Optimism block chủ yếu được quản lý bởi một bên duy nhất, được gọi là trình sắp xếp thứ tự, hỗ trợ mạng bằng cách cung cấp các dịch vụ sau:
- Cung cấp xác nhận giao dịch tức thời và cập nhật trạng thái.
- Xây dựng và thực hiện các khối L2.
- Gửi giao dịch người dùng đến L1.
Trình sắp xếp thứ tự không có mempool và các giao dịch được chấp nhận/từ chối ngay lập tức theo thứ tự chúng được nhận. Khi người dùng gửi giao dịch của họ tới trình sắp xếp thứ tự, nó sẽ kiểm tra xem giao dịch đó có hợp lệ không (đã thanh toán đủ phí hay chưa), sau đó áp dụng giao dịch cho trạng thái cục bộ của nó dưới dạng một block đang chờ xử lý. Các khối đang chờ xử lý này được gửi định kỳ hàng loạt tới Ethereum để hoàn thiện. Quy trình theo đợt này giúp giảm đáng kể phí giao dịch tổng thể bằng cách phân bổ chi phí cố định cho tất cả các giao dịch trong một đợt nhất định. Trình sắp xếp thứ tự cũng áp dụng một số kỹ thuật nén cơ bản để giảm thiểu lượng dữ liệu được đăng lên Ethereum.
Bởi vì trình sắp xếp thứ tự được cấp quyền truy cập ghi ưu tiên vào chain L2, nên khi nó hoàn thành một block đang chờ xử lý mới, trình sắp xếp thứ tự có thể đảm bảo chắc chắn về trạng thái nào sẽ được hoàn thiện. Nói cách khác là nó biết chính xác tác động của thỏa thuận là gì. Do đó, trạng thái L2 có thể được cập nhật rất nhanh và đáng tin cậy. Lợi ích của việc này là về trải nghiệm người dùng nhanh chóng, tức thì, chẳng hạn như cập nhật giá Uniswap gần thời gian thực.
Ngoài ra, người dùng có thể hoàn toàn bỏ qua sequencer và gửi giao dịch của họ trực tiếp đến CanonicalTransactionChain. Điều này thường đắt hơn vì chi phí cố định của việc gửi giao dịch này do người dùng thanh toán hoàn toàn và không trải rộng trên nhiều giao dịch khác nhau. Tuy nhiên, phương thức gửi tùy chọn này có ưu điểm là chống lại sự kiểm duyệt của sequencer. Người dùng luôn có thể tiếp tục gửi giao dịch trên Optimism ngay cả khi sequencer đang tích cực kiểm tra chúng.
Để người dùng có thể thực hiện rút tiền theo cách chống kiểm duyệt, bản cập nhật phải cho phép người tham gia xuất bản kết quả giao dịch lên Ethereum theo cách không cần tin cậy. Hiện tại, Optimism Foundation là tổ chức duy nhất có khả năng công bố kết quả của các giao dịch đồng thời phân cấp vai trò “đề xuất kết quả”. Mặc dù không phải là duy nhất đối với Optimism, nhưng bạn nên biết về các thuộc tính bảo mật này khi sử dụng hệ thống. Việc phát hành kết quả không có giấy phép sẽ cho ra một hệ thống proof-of-failure cùng với bản phát hành sản xuất của Cannon.
Block execution (khối thực thi)
Các Ethereum node download các block từ mạng p2p của Ethereum. Các Optimism node download các block trực tiếp từ danh sách append-only block trong hợp đồng CanonicalTransactionChain.
Một node Optimism bao gồm hai thành phần chính, bộ chỉ mục dữ liệu Ethereum và phần mềm máy khách Optimism. Trình lập chỉ mục dữ liệu Ethereum, còn được gọi là “lớp truyền dữ liệu” (hoặc DTL), tái cấu trúc blockchain Optimism từ các block được xuất bản cho hợp đồng CanonicalTransactionChain.
DTL tìm kiếm các sự kiện do CanonicalTransactionChain báo hiệu rằng một block Optimism mới đã được xuất bản. Sau đó, nó kiểm tra các giao dịch đã tạo ra các sự kiện này, tái tạo lại các block đã xuất bản ở định dạng block Ethereum tiêu chuẩn.
Phần thứ hai của Optimism node chính là phần mềm máy khách Optimism, nó là một phiên bản Geth gần như hoàn toàn bình thường. Điều này có nghĩa là Optimism về cơ bản giống như Ethereum. Đặc biệt, Optimism chia sẻ cùng một máy ảo Ethereum, cùng một tài khoản và cấu trúc trạng thái, cùng cơ chế đo lường gas và biểu phí. Kiến trúc này là “tương đương với EVM”, nghĩa là hầu hết các công cụ Ethereum (thậm chí là phức tạp nhất) “chỉ hoạt động” với Optimism.
Phần mềm máy khách Optimism liên tục theo dõi DTL cho các index block mới. Khi một block mới được index, phần mềm máy khách sẽ tải xuống và thực hiện các giao dịch trong đó. Quá trình thực hiện giao dịch trên Optimism cũng giống như trên Ethereum: tải trạng thái Optimism -> áp dụng giao dịch đối với trạng thái đó và ghi lại kết quả thay đổi trạng thái. Quá trình này sau đó được lặp lại cho mỗi block mới được index bởi DTL.
Rút ETH từ Ethereum sang Optimism và cho phép rút các tài sản tương tự từ Optimism trở lại Ethereum.
Standard Bridge bao gồm hai hợp đồng chính L1StandardBridge (cho Layer 1) và L2StandardBridge (cho Layer 2).
Deposits (gửi tiền)
Deposit vào ERC20
ERC20 gửi tiền vào L2 có thể được kích hoạt thông qua depositERC20 và depositERC20To hoạt động trên L1StandardBridge, Standard Token Bridge phải được phê duyệt để sử dụng số lượng token bạn muốn ký gửi, nếu không, quá trình ký gửi sẽ không thành công.
Deposit ETH
Việc gửi ETH vào L2 có thể được kích hoạt bằng các chức năng depositERC20 và depositERC20To trên L1StandardBridge. Cũng có thể bằng cách gửi ETH trực tiếp đến L1StandardBridge. Sau khi tiền gửi của người dùng được phát hiện và hoàn tất trên Optimism, tài khoản của người dùng sẽ nhận được một lượng ETH tương ứng trên L2.
Withdrawals (rút tiền)
Rút ERC20
Rút tiền ERC20 có thể được kích hoạt bằng chức năng rút tiền hoặc rút tiền trên L2StandardBridge.
Rút ETH
Không giống như L1, nó không có chức năng riêng trên L2 để rút ETH. Thay vào đó, người dùng có thể sử dụng chức năng rút tiền hoặc rút tiền trên L2StandardBridge kèm theo đó là sử dụng địa chỉ
0xdeaddeaddeaddeaddeaddeaddead0000 được sử dụng làm địa chỉ token L2.
Failure proof (bằng chứng thất bại)
Trong Optimistic Rollup, các cam kết trạng thái được đăng lên Ethereum mà không có bất kỳ bằng chứng trực tiếp nào về tính hợp lệ của các cam kết đó. Thay vào đó, các cam kết này được coi là đang chờ xử lý trong một khoảng thời gian (được gọi là “challenge window”). Một cam kết trạng thái cấp nhỏ được coi là cam kết cuối cùng nếu cam kết đó chưa được thử thách trong thời gian thử thách (hiện được đặt thành 7 ngày). Khi một cam kết được coi là cuối cùng, các hợp đồng thông minh trên Ethereum có thể chấp nhận bằng chứng một cách an toàn dựa trên trạng thái Optimism của cam kết đó.
Khi các cam kết của trạng thái bị thách thức, chúng có thể bị vô hiệu hóa thông qua quy trình “proof-of-failure” (trước đây là “proof-of-fraud”). Nếu cam kết được thử thách thành công, nó sẽ bị xóa khỏi StateCommitmentChain và cuối cùng được thay thế bằng một cam kết được đề xuất khác. Điều quan trọng cần lưu ý là một thử thách thành công không tự đẩy lùi Optimism, mà chỉ đẩy lùi các cam kết đã công bố về trạng thái của chain. Thứ tự giao dịch và trạng thái Optimism sẽ không thay đổi do thử thách proof-of-failure.
Bài viết này giới thiệu chi tiết về cách hoạt động của Optimism sử dụng công nghệ Rollup để cải thiện tốc độ giao dịch và giảm chi phí thời gian trong khi dựa vào tính bảo mật của Blockchain layer 1. Optimism hiện là chain layer 2 lớn thứ hai về tổng giá trị bị khóa, sau Arbitrum. Quan điểm của Optimism được xây dựng dựa trên bốn giá trị cốt lõi là đơn giản, thực tiễn, bền vững và lạc quan, và hy vọng rằng một ngày nào đó, sẽ có thể có một mạng lưới phi tập trung thực sự.
