Cùng với sức tăng trưởng mạnh mẽ của mạng Ethereum, chúng ta cũng phải đối mặt với hàng loạt thách thức về khả năng mở rộng. Bên cạnh sharding (mở rộng on-chain) và sidechain (song song với main chain), các nhà phát triển đã sáng tạo ra giải pháp layer2 rollup.
Layer2 đề cập đến những cấu trúc hoặc giao thức được xây dựng bên ngoài hệ thống blockchain chính nhằm giảm thiểu tải trọng giao dịch mà layer1 này đang phải gánh chịu, từ đó vừa tăng tốc độ xử lý, vừa thúc đẩy khả năng mở rộng.
Từ Rollup, Plasma, cho đến Channel, tất cả những giải pháp layer2 đều có ưu, khuyết điểm riêng. Bài viết này sẽ tập trung giới thiệu về rollup, giải pháp triển vọng nhất hiện nay.
Khái niệm rollup
"Rollup" hiểu theo nghĩa đen là "cuộn lại". Đúng như tên gọi, các giao dịch vốn được tạo ra trên layer1 sẽ được đưa ra bên ngoài và đến layer2 rollup. Tại đây, dữ liệu sẽ được xử lý, sau đó được cuộn lại thành một block duy nhất để gửi về layer1. Thông qua bước xử lý trung gian này, layer1 giảm bớt gánh nặng giao dịch, nâng cao khả năng mở rộng quy mô.
Các loại rollup
Tính đến nay, rollup có hai loại chính là Optimism Rollup và Zk Rollup. Chúng ta có thể phân biệt chúng nhờ vào phương pháp xác minh hợp lệ của giao dịch sau khi kết thúc quá trình xử lý.
Optimistic Rollup
Khi nhận giao dịch được gửi về layer1, Optimistic Rollup trước hết mặc định mọi giao dịch nó nhận đều hợp lệ, tăng cường đáng kể khả năng mở rộng. Dù vậy, bất kỳ ai vẫn có thể "thử thách" tính hợp lệ của giao dịch và gửi fraud proof (bằng chứng gian lận) lên hệ thống. Lúc này, hợp đồng thông minh mới bắt tay vào đối chiếu thông tin mới nhận với dữ liệu on-chain và phán quyết liệu giao dịch có sai phạm hay không. Đối với người tố cáo đúng, họ sẽ nhận một phần stake từ người gian lận; và ngược lại, người gian lận sẽ mất lượng stake của mình.
Zero-Knowledge Rollup
Nếu Optimistic hoạt động theo cơ chế "phê duyệt trước, tố cáo sau", ZK muốn đảm bảo ưu tiên tất cả giao dịch đều hợp lệ. Mỗi lô giao dịch khi được gửi lên main chain đều kèm theo một "validity proof" (bằng chứng hợp lệ). Validity proof, hay còn gọi là SNARK, sẽ đại diện cho tính hợp lệ của một giao dịch mà không cần xem xét toàn bộ dữ liệu của giao dịch đó. Chính vì lẽ đó, phương pháp này còn được gọi là Zero-Knowledge proof (bằng chứng không cần kiến thức) vì nó hỗ trợ xác minh giao dịch mà không cần tiết lộ thêm thông tin nào. Bên cạnh khả năng bảo mật, SNARK còn có ưu điểm là giảm kích thước dữ liệu đáng kể, từ đó giảm thời gian và phí gas tiêu tốn.
Optimistic và ZK rollup khác nhau như thế nào?
Đầu tiên, Optimistic chỉ tiến hành thuật toán khi cần thiết nên có thể cải thiện khả năng mở rộng lên đến 100 lần. Tuy nhiên, Optimistic có khuyết điểm là thời gian rút tiền khá lâu. Như chúng ta đã biết, một khi giao dịch bị nghi ngờ, nó sẽ phải trải qua thời gian thử thách. Đáng chú ý, thời hạn có thể kéo dài từ 1-2 tuần trước khi giao dịch được xác nhận là hợp lệ, và người dùng cũng phải đợi thời gian tương ứng để rút tiền về main chain.
Trong khi đó, ZK lại tối ưu hóa thời gian rút tiền do không cần thông qua thời gian thử thách. Bởi lẽ, ZK vốn đã có validity proof để cam kết tính hợp lệ của dữ liệu giao dịch. Điểm yếu duy nhất của ZK là ít tương thích với nhiều giao dịch thông thường, song một số ZK Rollup mới đã có thể khắc phục được điều này.
Các dự án ứng dụng giải pháp rollup
ZK Rollup
StarkNet: Giao thức ZK Rollup không cần đồng thuận. StarkNet có thể coi như layer2 của Ethereum, hỗ trợ Dapp thoải mái mở rộng quy mô tính toán mà không cần lo về nguy cơ về tổng hợp và bảo mật.
Loopring: Giao thức giúp người dùng giao dịch trên Ethereum với thông lượng cao và chi phí thấp.
zkSync: Giao thức đề cao trải nghiệm người dùng do Matter Labs phát triển. Giải pháp hiện đã được vận hành trên mainnet của Ethereum và vừa ra mắt phiên bản testnet zkEVM với khả năng tương thích với EVM.
Optimistic Rollup
Arbitrum: Giải pháp layer2 với khả năng bổ sung thêm nhiều giải pháp mở rộng khác như channel và sidechain. Arbitrum ra đời với mục đích giảm thiểu tình trạng tắc nghẽn trên mạng Ethereum.
Optimism: Giải pháp layer2 tương thích EVM, giúp các Dapp trên Ethereum có thể chạy trên layer2 với hỉ vài dòng code. Optimism có tốc độ giao dịch nhanh trong khi mức phí lại phải chăng. Ngoại trừ cơ chế fraud proof, cách hoạt động của Optimism khá tương đồng với Arbitrum.
Tổng kết
Giải pháp mở rộng rollup đã giải quyết khá nhiều vấn đề phát sinh trên mạng lưới Ethereum hiện nay. Bên cạnh tốc độ nhanh, chi phí rẻ, quy mô mở rộng là điểm sáng đáng chú ý nhất mà giải pháp layer2 này mang lại. Dù vậy, không có phương án nào là hoàn hảo và tồn tại mãi mãi. Khi mạng lưới blockchain ngày càng được đón nhận với lượng người dùng tăng cao, các giải pháp rollup sẽ phải cải tiến để cạnh tranh với nhau và chứng minh tính ưu việt. Hãy cùng đón chờ tương lai của rollup nói riêng và các giải pháp mở rộng nói chung.
