Giải pháp ZK Rollup: Con đường tương lai mở rộng của Ethereum

Là nền tảng ứng dụng phi tập trung lớn nhất thế giới, Ethereum đã mang đến những thay đổi sâu sắc trong tài chính và các lĩnh vực khác. Nhưng khi tắc nghẽn mạng tăng lên, chi phí giao dịch và tốc độ xử lý trở thành nút thắt cổ chai. Bản nâng cấp Ethereum 2.0 hiện tại đang tiến triển dần dần và mặc dù nó có thể giảm bớt một số áp lực, nhưng vị cứu tinh thực sự là các giải pháp Layer 2 - trong đó công nghệ zk rollup là phổ biến nhất. Nó hứa hẹn sẽ tăng đáng kể thông lượng trong khi vẫn đảm bảo tính bảo mật thông qua các bằng chứng mật mã và xử lý hàng loạt ngoài chuỗi.

Cơ chế cốt lõi của zk rollup

ZK Rollup thuộc công nghệ mở rộng quy mô lớp 2 nén nhiều giao dịch và xác minh tính hợp lệ của chúng bằng cách sử dụng bằng chứng không kiến thức. Nói một cách đơn giản, hệ thống này giống như đường vành đai của thành phố – xử lý hiệu quả các giao dịch ngoài chuỗi trong khi đảm bảo rằng mọi giao dịch đều có thể xác minh được trên mạng chính.

Sự kỳ diệu của bằng chứng không kiến thức (ZKP) nằm ở việc chứng minh tính hợp lệ của một tập hợp các giao dịch bằng các công cụ mật mã mà không tiết lộ bất kỳ thông tin cụ thể nào. Những bằng chứng này cực kỳ tinh tế, giảm đáng kể gánh nặng dữ liệu trên mạng chính và cho phép thanh toán cực nhanh. ZKP có ba thuộc tính chính: tính toàn vẹn, tính chính xác và không rò rỉ, tạo thành nền tảng bảo mật của toàn bộ hệ thống.

zk rollup hoạt động như thế nào?

Hợp đồng thông minh trên mainnet chịu trách nhiệm thiết lập các quy tắc. Máy ảo off-chain thực hiện các giao dịch, giảm đáng kể chi phí và tăng tốc độ. Hệ thống tạo ra các bằng chứng mật mã để xác minh tính đúng đắn của toàn bộ lô giao dịch mà không tiết lộ các chi tiết hoạt động riêng lẻ. Cuối cùng, bằng chứng này được gửi trở lại mạng chính, nơi nó được xác nhận bởi các trình xác thực, đảm bảo tính toàn vẹn của các hoạt động off-chain. Kiến trúc này làm tăng đáng kể thông lượng mạng, giảm gánh nặng cho mainnet đồng thời giảm đáng kể phí gas.

zk rollup so với các giải pháp Layer 2 khác

Optimistic Rollup sử dụng logic “giả định tính hợp lệ trước, thách thức sau”, chỉ xác thực khi có tranh chấp. Ngược lại, zk rollup xác minh mọi giao dịch bằng mật mã. Điều này mang lại ba lợi ích chính:

Bảo mật mạnh mẽ hơn:zk rollup đạt được tính cuối cùng ngay lập tức, trong khi optimistic rollup có cửa sổ thử thách.

Không cần phải tin vào các giả định:zk rollup dựa trên các bằng chứng toán học và không dựa vào sự trung thực của trình xác thực.

Bảo vệ quyền riêng tư: Chi tiết giao dịch cá nhân được ẩn bên trong bằng chứng, với mức độ riêng tư cao hơn.

Mặc dù việc triển khai phức tạp hơn, nhưng zk rollup cung cấp một sơ đồ mở rộng mạnh mẽ hơn.

Các dự án ZK Rollup chính thống trên thị trường

Starknet: Thế hệ tiếp theo của các tiêu chuẩn bằng chứng không kiến thức

Vốn hóa thị trường lưu hành:396,83 triệu đô la |Thời gian khởi động: Tháng Hai 2022 |Mã thông báo gốc:STRK

Starknet sử dụng công nghệ STARK (Scalable Transparent Zero-Knowledge Argumentation), một hình thức mới của bằng chứng zero-knowledge. Không giống như zk-SNARK, STARK không yêu cầu thiết lập đáng tin cậy và có khả năng chống lại điện toán lượng tử một cách tự nhiên.

Sau khi mạng xử lý các giao dịch ngoài chuỗi, nó sẽ xuất bản các bằng chứng STARK để xác minh Ethereum. Hỗ trợ điện toán đa năng cho các nhà phát triển để triển khai bất kỳ hợp đồng thông minh nào. Đặc biệt nổi bật về khả năng kháng lượng tử của Stark - Starknet đã sẵn sàng cho các mối đe dọa lượng tử trong tương lai xuất hiện.

zkSync Era: Điểm chuẩn hiệu quả tương thích với EVM

Vốn hóa thị trường lưu hành：$555M |Thời gian khởi động: Tháng Ba 2023 |Mã thông báo gốc:ZKS

zkSync Era, được phát triển bởi Matter Labs, sử dụng công nghệ zkRollup, nhấn mạnh trải nghiệm người dùng và khả năng tương thích Ethereum. Nó tạo ra một bằng chứng duy nhất sau một giao dịch hàng loạt ngoài chuỗi và gửi nó trở lại mạng chính, đảm bảo bảo mật thông qua các bằng chứng không kiến thức.

Con át chủ bài của giải pháp này là khả năng tương thích EVM – các nhà phát triển có thể triển khai các hợp đồng thông minh Ethereum trực tiếp mà không cần viết lại mã. Đây là chi phí gần như bằng không cho các dự án muốn di chuyển sang Layer 2.

Manta Network: Người tiên phong trong DeFi về quyền riêng tư

Vốn hóa thị trường lưu hành:33,90 triệu đô la |Thời gian khởi động: Tháng Chín 2023 |Mã thông báo gốc:MANTA

Manta Pacific là Layer 2 của Manta Network trên Ethereum, sử dụng zk-SNARK để đạt được quyền riêng tư giao dịch. Người dùng có thể giao dịch và trao đổi tài sản hoàn toàn ẩn danh và chi tiết giao dịch được mã hóa nhưng có thể xác minh được.

Chưa đầy một năm sau khi ra mắt, nó đã trở thành Layer 2 lớn thứ tư trên Ethereum (tính theo TVL), vượt qua Base của Coinbase. Điểm khác biệt của Manta là quyền riêng tư – một tính năng còn thiếu trong các nền tảng DeFi truyền thống và là động lực chính thúc đẩy sự phát triển của nó.

Linea: Giải pháp mở rộng quy mô đơn giản và hiệu quả

Vốn hóa thị trường lưu hành:107,28 triệu đô la |Thời gian khởi động: Tháng Tám 2023 |Mã thông báo gốc:LINEA

Linea sử dụng zk-SNARK để nén các giao dịch, nhóm các hoạt động off-chain và gửi chúng đến mainnet trong các gói. Dự án nhấn mạnh tính thân thiện với nhà phát triển, cho phép các kỹ sư xây dựng và triển khai ứng dụng một cách nhanh chóng.

Linea đã công bố airdrop token gốc của mình vào tháng 1 năm 2024, mặc dù mục đích của token vẫn chưa được tiết lộ. Điểm bán hàng chính là thông lượng cao và chi phí thấp, cung cấp một lựa chọn cạnh tranh cho các ứng dụng giao dịch khối lượng lớn.

zkSync Era vs Manta vs Linea: So sánh Top 3

Kỷ nguyên zkSync Khả năng tương thích và độ trưởng thành của EVM là phù hợp nhất cho việc di chuyển liền mạch của hệ sinh thái Ethereum.

Mạng Manta Theo dõi quyền riêng tư độc quyền, thu hút những người dùng lo ngại về những rủi ro tiềm ẩn của DeFi.

Linea Tập trung vào trải nghiệm của nhà phát triển và tối ưu hóa chi phí, phù hợp với các tình huống giao dịch tần suất cao.

Polygon zkEVM: Cánh tay mở rộng của mạng sinh thái

Thời gian khởi động: Tháng Ba 2023 |Mã thông báo gốc:MATIC

Là một phần của hệ sinh thái Polygon, zkEVM cung cấp zk rollup tương thích với Ethereum. Các giao dịch được thực hiện ngoài chuỗi trong các máy ảo tương thích với EVM, sau đó được xác nhận trên chuỗi bằng bằng chứng ZK.

Hưởng lợi từ hiệu ứng mạng và tích hợp sinh thái của Polygon, zkEVM cung cấp cho các nhà phát triển nhiều tùy chọn. Ưu điểm chính của nó là tích hợp liền mạch với các công cụ và hợp đồng Ethereum.

Cuộn: Trình phát tiện ích cho thông lượng cao

Thời gian khởi động: Tháng Mười 2023 |Trạng thái token:Chưa

Scroll sử dụng zk-SNARK, nhấn mạnh thông lượng cao và độ trễ thấp. Sau các giao dịch thực hiện off-chain, chúng được tổng hợp thành một bằng chứng zk-SNARK duy nhất và gửi trở lại mainnet để xác minh.

Dự án nêu bật khả năng tương thích của EVM, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển các ứng dụng Ethereum hiện có. Mục tiêu là cung cấp một giải pháp thay thế hiệu quả cho DeFi và các ứng dụng giao dịch tần suất cao.

Giao thức Aztec: Người tiên phong trong quyền riêng tư có thể lập trình

Thời gian khởi động: 2017 |Trạng thái token: Hiện tại không có mã thông báo gốc

Aztec sử dụng tổng hợp zk công khai-riêng tư kết hợp - nó hỗ trợ cả đường dẫn thực thi công khai và riêng tư. Ngôn ngữ lập trình Noir sáng tạo của nó giúp đơn giản hóa việc phát triển mạch không kiến thức, giúp người tạo dApp tích hợp các khả năng của ZK dễ dàng hơn.

Aztec hứa hẹn sẽ đạt được sự phi tập trung hoàn toàn khi ra mắt mạng chính, tuân thủ đặc tính Ethereum về mã nguồn mở, chống kiểm duyệt và không cần cấp phép. Các ứng dụng bao gồm các giao dịch riêng tư và bỏ phiếu ẩn danh.

ZKFair: DEX cho các giao dịch phía trước ngược

Thời gian khởi động: Tháng Mười Hai 2023 |Mã thông báo gốc:ZKF |Vốn hóa thị trường：$163M

ZKFair là một sàn giao dịch phi tập trung được xây dựng trên zk rollups, tập trung vào sự công bằng trong việc thực hiện giao dịch. Bằng chứng không kiến thức ngăn chặn thao túng lệnh giao dịch (trước khi giao dịch) và cung cấp cho người dùng một môi trường giao dịch trung thực hơn.

Tính năng này rất hấp dẫn đối với những người dùng quan tâm đến các giao dịch công bằng - các cuộc tấn công phân loại thợ đào phổ biến trên các DEX truyền thống không thể thành công ở đây.

ZetaChain: Một trung tâm cho khả năng tương tác chuỗi chéo

Vốn hóa thị trường lưu hành:80,86 triệu đô la |Thời gian khởi động: Tháng Hai 2021 |Mã thông báo gốc:ZETA

ZetaChain sử dụng zk-SNARK để xây dựng “cầu nối vạn năng” chuỗi chéo nhằm xác minh tính hợp lệ của giao dịch mà không làm lộ dữ liệu cá nhân. Cơ chế này cho phép luồng tài sản và dữ liệu liền mạch giữa các chuỗi khác nhau.

Công nghệ “ZetaML” độc đáo cho phép thực hiện hợp đồng thông minh ngoài chuỗi. Ưu điểm là khả năng tương tác chuỗi chéo - dApp có thể sử dụng trực tiếp tài sản và dữ liệu trên nhiều chuỗi, loại bỏ sự phức tạp của cầu nối truyền thống.

DeGate V1: Sàn giao dịch trượt giá thấp

Thời gian khởi động: Tháng Chín 2022 |Mã thông báo gốc:D G |Vốn hóa thị trường:21,14 triệu đô la

DeGate V1 được xây dựng trên zk rollup và được xây dựng để giao dịch phi tập trung. Xử lý hàng loạt các giao dịch ngoài chuỗi với bằng chứng không kiến thức để giảm chi phí trong khi vẫn duy trì bảo mật.

Có thiết kế trượt giá tối thiểu cho các giao dịch lớn - đặc biệt hấp dẫn đối với các nhà giao dịch tổ chức và tần suất cao.

Taiko: Một nhà đổi mới trong trình tự phi tập trung

Thời gian khởi động: Tháng Một 2024 (testnet) |Quy mô tài chính：$37M

Taiko sử dụng công nghệ ZK-EVM và zk rollup để xây dựng Layer 2, hoàn toàn tương thích với Ethereum và cho phép di chuyển liền mạch các dApp hiện có. Sự phát triển đã được hỗ trợ thông qua hai vòng tài trợ.

Sự đổi mới là kiến trúc “sắp xếp thứ tự cơ bản” - thứ tự giao dịch được kiểm soát bởi blockchain Layer 1 chứ không phải là một thực thể tập trung, tương tự như lệnh kiểm soát không lưu nhưng được xử lý bởi chuỗi cơ bản. Điều này giải quyết rủi ro của các điểm thất bại đơn lẻ và kiểm duyệt các rollup truyền thống, đơn giản hóa mô hình tin cậy và giảm rào cản phát triển để phát triển.

Tình thế tiến thoái lưỡng nan thực tế của công nghệ cuộn zk

Bất chấp triển vọng đầy hứa hẹn, ZK Rollups phải đối mặt với những thách thức thực tế:

Độ phức tạp kỹ thuật: Mật mã khó thực hiện và chi phí bảo trì cao.

Chức năng hạn chế: Có trần về hiệu quả xử lý của các loại giao dịch cụ thể, giới hạn phạm vi áp dụng.

Tính khả dụng của dữ liệu: Dữ liệu on-chain tương ứng với giao dịch rollup phải được quản lý đúng cách.

Chứng minh hiệu quả: Tạo bằng chứng mật mã tốn nhiều tài nguyên và có thể là một nút thắt cổ chai.

Áp dụng sinh thái: Cần có hỗ trợ đầy đủ cho người dùng và cơ sở hạ tầng để mang lại giá trị.

Độ phức tạp của quản trị: Nâng cấp giao thức và điều chỉnh tham số yêu cầu cơ chế ra quyết định phi tập trung hiệu quả.

Khả năng kinh tế: Mặc dù hứa hẹn giảm chi phí, chi phí hoạt động có thể làm suy yếu lợi thế này.

Hướng phát triển của hệ sinh thái zk rollup

Hướng cải tiến trong tương lai dần rõ ràng. R&D đang đơn giản hóa sự phức tạp về kỹ thuật và đổi mới các giải pháp để giải quyết phân khúc thanh khoản. Với sự hợp tác sinh thái liên tục và tăng trưởng người dùng, zk rollup có khả năng thay đổi hoàn toàn bối cảnh mở rộng quy mô Ethereum, khai sinh ra một kỷ nguyên mới của các ứng dụng blockchain tốc độ cao, chi phí thấp và bảo mật cao.

Triển vọng tổng thể

ZK rollup đại diện cho một bước đột phá đáng kể trong việc mở rộng quy mô blockchain. Bằng cách xử lý các giao dịch ngoài chuỗi trong khi vẫn duy trì bảo mật trên chuỗi, giải pháp này mở ra cánh cửa cho việc áp dụng Ethereum trên quy mô lớn. Khả năng giải quyết những hạn chế hiện có của nó cho thấy rằng ứng dụng rộng rãi của công nghệ blockchain đang ở phía trước, mang đến cho người dùng trải nghiệm tương tác mới và thay đổi cách họ liên hệ với thế giới kỹ thuật số.