Zero-Knowledge Rollups: Bình minh mới cho các nhà phát triển

Cùng tìm hiểu về zkRollup trong loạt bài giới thiệu gồm hai phần giúp bạn có thêm góc nhìn về những cơ hội khi công nghệ này được mở ra và phương thức hoạt động của nó. Phần đầu tiên sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về rollup, những gì chúng có thể mang đến và các biến thể khác nhau được triển khai trong Web3 ngày  hôm nay. Phần thứ hai của loạt bài này sẽ phân biệt “Zero-Knowledge Rollups”  và giúp bạn hiểu rõ những thay đổi của sự phát triển trong Web3.

zkRollup tương tự như optimistic rollups ở chỗ chúng gói hàng trăm giao dịch đã được thực hiện off-chain ở của Layer-2 và gửi chúng như một giao dịch lên Layer-1. Tuy nhiên, thay vì giả định các giao dịch là hợp lệ trừ khi bị thách thức, zkRollup sử dụng bằng chứng hợp lệ để ngay lập tức chứng minh tính hợp lệ của giao dịch. Các bằng chứng này có thể ở dạng SNARK (đối số tri thức không tương tác cô đọng) hoặc STARK (đối số tri thức không minh bạch cô đọng).

Hợp đồng thông minh zkRollup chịu trách nhiệm duy trì trạng thái của tất cả các công đoạn chuyển giao trên Layer-2. Hơn nữa, trạng thái này chỉ có thể chỉnh sửa với bằng chứng hợp lệ. Điều này có nghĩa là zkRollup chỉ yêu cầu bằng chứng hợp lệ thay vì tất cả dữ liệu giao dịch để chứng minh tính hợp lệ. Do tính năng này, chi phí giao dịch và thời gian xác nhận khối được giảm đáng kể do chỉ cần tải ít dữ liệu đầu vào hơn.

Vì bằng chứng hợp lệ được chấp nhận bởi hợp đồng zkRollup đã xác minh các khoản tiền, nên không có sự chậm trễ nào khi chuyển tiền từ Layer-2 sang Layer-1 bằng cách sử dụng zkRollup.

Ở trên Layer-2, zkRollups có thể được tối ưu hóa để giảm kích thước giao dịch hơn nữa. Ví dụ: một tài khoản được đại diện bởi một chỉ mục thay vì một địa chỉ, điều này làm giảm một giao dịch từ 32 byte xuống chỉ còn 4 byte. Các giao dịch cũng được ghi vào main-net dưới dạng calldata, và giúp giảm phí gas.

Cách thức hoạt động của zkRollup?

Trước tiên, điều quan trọng là phải hiểu khái niệm sáng lập của zero-knowledge proofs (ZKP) để hiểu cách thức hoạt động của zkRollup. ZKP là một cơ chế để chứng minh rằng bạn biết điều gì đó mà không tiết lộ điều đó là gì. Ví dụ, như trong trò chơi nổi tiếng Wordle Game, người ta có thể chứng minh rằng họ có giải pháp mà không thực sự tiết lộ giải pháp bằng cách gửi ảnh chụp màn hình bảng cuối cùng của họ. Với việc không cần biết câu trả lời thực tế, mọi người có thể tự tin đồng ý rằng kết quả là chính xác. Đây được coi là giải thích dễ hiểu về ZKP.

zkRollup sử dụng ZKP bằng cách gói hàng trăm giao dịch được xử lý off-chain trên Layer-2 thành một giao dịch sau đó được gửi lên Layer-1 nơi thực hiện quá trình đồng thuận. Giao dịch đơn lẻ này có dạng bằng chứng hợp lệ, có thể là loại ZK-SNARK hoặc ZK-STARK.

Bằng chứng hợp lệ ngăn chặn gian lận mà không cần can thiệp hoặc xác minh thủ công như bằng chứng gian lận, giúp xác nhận giao dịch với zkRollup nhanh hơn và có khả năng mở rộng hơn nhiều so với optimistic rollups.

Ưu điểm của zkRollup:

• Giao dịch được thực hiện  gần như ngay lập tức
• Thời gian hoàn thiện nhanh hơn vì trạng thái được xác minh ngay lập tức sau khi các bằng chứng được gửi đến main-chain.
• Giảm phí gas khi người dùng chuyển dữ liệu.
• Khó bị ảnh hưởng bởi các cuộc tấn công mà optimistic rollup có thể bị ảnh hưởng, ví dụ như các cuộc tấn công kinh tế như được giải thích trong mục [ 1 ] và [ 2 ].
• Bảo mật và phi tập trung vì dữ liệu cần thiết để khôi phục trạng thái được lưu trữ trên Blockchain Layer-1.
• Các khối được tính toán theo mô hình tính toán song song đảm bảo sự phân quyền
• Vì dữ liệu chứa trong mỗi giao dịch ít hơn, điều này làm tăng thông lượng và khả năng mở rộng của Layer-2.
• Không giống như Optimistic Rollup, zkRollup không yêu cầu xác minh giao dịch gian lận làm gia tăng thời gian rút tiền.

Nhược điểm của zkRollup:

• Các bằng chứng về tính hợp lệ là cực kỳ khó tính cho các ứng dụng nhỏ và ít hoạt động on-chain
• Người dùng có thể ảnh hưởng đến thứ tự giao dịch
• Một số rollup không tương thích việc hỗ trợ EVM
• Một nhà vận hành có thể ảnh hưởng đến thứ tự giao dịch.
• Sự phát triển của zkRollup khó khăn và tốn nhiều mã code hơn so với Optimistic Rollup hay bất kỳ giải pháp mở rộng Layer2 nào khác.

Optimistic so với zkRollup

Nguồn: Bản hướng dẫn chưa hoàn thiện cho Rollups bởi Vitalik Buterin

Kết luận:

Sự bùng nổ về việc phổ biến các ứng dụng dựa trên blockchain (dapp), đặc biệt là NFT và DeFi đã dấy lên sự phát triển của các nền tảng blockchain lớn với lượng người dùng và giao dịch khổng lồ. Điều này đã dẫn đến sự tê liệt trong hiệu suất của các nền tảng lớn như Ethereum và cho thấy những hạn chế về khả năng mở rộng vốn có của blockchain. Nhiều giải pháp đã được đề xuất để khắc phục vấn đề này, tuy nhiên, Zero-Knowledge (ZK) rollups được coi là giải pháp Layer-2 cuối cùng để khắc phục các vấn đề liên quan đến khả năng mở rộng. ZkRollup đã bắt đầu ngày càng trở nên phổ biến với các nhà phát triển đang tìm cách gia tăng tính ứng dụng cũng như các nhà đầu tư và trader đang tìm kiếm những cách để giao dịch của họ trở nên nhanh hơn và rẻ hơn.

Ngoài những hạn chế như sự phức tạp trong việc kiểm tra tính hợp lệ và độ khó trong việc tính toán toán học, không thể không kể đến những lợi ích của zkRollup như: tính hoàn thiện nhanh hơn, chi phí giao dịch rẻ hơn, thông lượng cao hơn, tính bảo mật được đảm bảo bởi Main-net và khả năng mở rộng được cải thiện. Khi công nghệ blockchain tiếp tục phát triển, hiệu suất và giá cả sẽ tiếp tục được cải thiện. Các giải pháp Layer-2 như zkRollup mới chỉ là sự khởi đầu cho kỷ nguyên tiếp theo của công nghệ blockchain và các hệ thống tiền mã hóa tiên tiến.

Đọc thêm:

• https://blog.matter-labs.io/optimistic-vs-zk-rollup-deep-dive-ea141e71e075#:~:text=Optimistic%20Rollup%20is%20great%20news,built%20on%20ZK%20Rollup%20today .
• Vitalik's " Bản hướng dẫn chưa hoàn thiện cho Rollups bởi Vitalik Buterin "

Đừng quên theo dõi chúng tôi để biết các cập nhật mới nhất về BNB Chain!

Follow Us on:
Telegram: https://t.me/BNBChainVietnamese
Facebook: https://www.facebook.com/BNBChainVietnam