Từ trên chuỗi đến ngoài chuỗi: kênh trạng thái và cuộn lên

Tác giả: Bill Buchanan, Nguồn: Medium, Biên soạn bởi: Shaw Golden Finance

Sớm thôi, chúng ta cần nhận ra rằng chúng ta đang vận hành một thế giới tài chính truyền thống và cần xây dựng một cơ sở hạ tầng kỹ thuật số đáng tin cậy hơn. Trên thực tế, chúng ta cần thay đổi không chỉ lĩnh vực tài chính mà còn bất kỳ lĩnh vực nào đòi hỏi sự tin cậy, bảo mật và phân phối cao. Để làm được điều này, chúng ta có thể áp dụng phương pháp blockchain Lớp 1 như Ethereum, nhưng nó đã bộc lộ các vấn đề về khả năng mở rộng và sổ cái chính cùng cơ sở hạ tầng điện toán của nó không thể xử lý quá 15 đến 30 giao dịch mỗi giây. Tuy nhiên, các phương pháp mới đang được áp dụng ngày nay để giảm gánh nặng cho Ethereum - trong khi vẫn duy trì được độ tin cậy và khả năng phân phối của nó. Các phương pháp này bao gồm triển khai Lớp 1 để chia sẻ và chuyển đổi sang bằng chứng cổ phần (PoS). Tuy nhiên, tiến bộ đáng chú ý nhất đã diễn ra ở các phương pháp Lớp 2, được xây dựng trên mạng Ethereum cốt lõi (mạng chính).

Lớp 2: Kênh trạng thái

Kênh trạng thái lần đầu tiên được triển khai trong Mạng lưới Bitcoin Lightning và sau đó được mở rộng trên Ethereum. Theo cách này, về cơ bản chúng ta có hai bản ghi trên sổ cái mạng chính, trong đó các bên liên quan phải cam kết một số tiền có thể được sử dụng hoặc không. Ví dụ: giả sử Bob muốn tạo một kênh phụ để thanh toán cho khách hàng và cam kết thanh toán 10 ETH. Sau đó, anh ấy sẽ tạo một hợp đồng kênh. ETH đã cam kết sẽ bị khóa trong suốt thời gian tồn tại của kênh và không thể chi tiêu. Bob có thể đưa cho Alice 2 ETH và Carol 3 ETH. Sau khi hoàn tất, anh ấy sẽ gửi giao dịch đã hoàn tất, Bob sẽ nhận lại 5 ETH, Alice và Carol sẽ nhận được 2 ETH và 3 ETH tương ứng. Cuối cùng, Bob chỉ cần công bố dữ liệu tóm tắt và chỉ cần trả phí giao dịch cho hai cam kết trên sổ cái mạng chính. Việc triển khai các kênh trạng thái được cung cấp bởi Polygon, đạt được khả năng tương thích EVM hoàn toàn và phí giao dịch thấp. Sau đây là một ví dụ:

Lớp 2: Roll-up

Cuộn lên lạc quan

Các cơ chế này xử lý các giao dịch ngoài chuỗi và cho rằng chúng hợp lệ (về cơ bản là phương pháp "tin tưởng và xác minh"). Chúng chỉ chiếm dụng tài nguyên điện toán trên mạng chính khi giao dịch bị tranh chấp. Do đó, có sự chậm trễ của "thời gian thách thức" trước khi giao dịch thực sự được xác nhận trên mạng chính.

Trong Arbitrum, người quan sát gian lận phân tích các giao dịch và nếu phát hiện thấy giao dịch gian lận, người quan sát sẽ công bố bằng chứng gian lận lên mạng chính. Trên thực tế, Arbitrum có thể xác định các dòng mã liên quan đến phân tích gian lận và sau đó công bố chúng lên mạng chính. Sau đó, mạng chính có thể phân xử bằng chứng gian lận và quyết định có thực thi mã mong muốn hay không. Arbitrum có thời hạn rút tiền là bảy ngày.

Optimism cũng sử dụng phương pháp tiếp cận ngoài chuỗi, kết hợp với Optimism Roll-up và cho rằng giao dịch là hợp lệ. Phương pháp này sử dụng người quan sát (hoặc người xác minh) để xác định xem có giao dịch gian lận hay không. Khi phát hiện ra các giao dịch như vậy, người quan sát có thể gửi bằng chứng gian lận và các giao dịch tương ứng sẽ bị thu hồi. Người quan sát sẽ được thưởng vì phát hiện ra các giao dịch gian lận. Nhìn chung, thời gian thẩm vấn là khoảng bảy ngày. Nếu bằng chứng gian lận là đúng, các giao dịch có liên quan sẽ được khôi phục.

Zero-Knowledge Roll-ups (zk-Rollups)

Những công nghệ này di chuyển tính toán và lưu trữ trạng thái ra khỏi chuỗi theo cách không cần tin cậy. Sau khi trạng thái được cập nhật trở lại mạng chính, chỉ cần cập nhật tối thiểu để hoàn tất thay đổi trạng thái và các bằng chứng liên quan. Vì chúng tôi có các bằng chứng ở định dạng nén, nên các giao dịch đã cập nhật có thể được xác minh nhanh chóng trong khi vẫn đảm bảo tính riêng tư của các giao dịch. Với công nghệ này, không giống như Optimistic Rollups mất nhiều ngày để xác nhận, với zk-Rollups (dựa trên zkSnarks), chúng tôi có thể xác minh bằng chứng chỉ trong khoảng một giờ. Điều này đảm bảo rằng không có chi tiêu trùng lặp và tất cả các giao dịch đều có thể thanh toán được. ZKsync là một ví dụ.

Với zk-Rollups, tính hợp lệ của giao dịch được chứng minh bằng mật mã và kết nối với mạng chính. Do đó, sẽ cực kỳ khó để thực hiện các giao dịch gian lận. Với Optimistic Rollups, do thiếu bằng chứng mật mã nên có độ trễ trước khi cam kết được trả về mạng chính, cho phép phát hiện các giao dịch gian lận.

Sidechain

Đây là một sidechain độc lập, là một blockchain độc lập được kết nối với mạng chính. Không giống như phương pháp roll-up, các giao dịch được cập nhật có thể được phản hồi trở lại mạng chính khi cần. Nhìn chung, chúng có blockchain và cơ chế đồng thuận riêng, chẳng hạn như Proof of Authority (PoA). Polygon là một ví dụ về cơ sở hạ tầng chuỗi phụ. Điểm yếu chung của chuỗi phụ là mô hình bảo mật của chúng có thể khác với mạng chính Ethereum.

Kết luận

Theo tôi, sử dụng bằng chứng không có kiến ​​thức trong chuỗi ngoại tuyến là giải pháp tốt nhất vì nó cho phép xác minh nhanh các giao dịch trên chuỗi chính và bảo vệ quyền riêng tư của cả hai bên trong giao dịch. Chúng ta cũng có thể sử dụng tiết lộ có chọn lọc trong bằng chứng không có kiến ​​thức, điều này hữu ích khi tiết lộ thông tin quan trọng, chẳng hạn như liệu một người có quyền truy cập vào tài nguyên hay không.

Đối với Optimistic Rollups, chúng tôi cho rằng các giao dịch là hợp lệ trừ khi có bằng chứng ngược lại và yêu cầu một khoảng thời gian thử thách trong đó các giao dịch có thể bị thẩm vấn trước khi hoàn tất. Với zk-Rollups, các giao dịch của chúng tôi là hợp lệ vì có các bằng chứng liên quan và chúng được gửi nhanh chóng lên mạng chính. Thật không may, zk-Rollups yêu cầu hiểu biết sâu sắc về mật mã và blockchain, điều này có thể làm chậm quá trình phát triển.

Rõ ràng, Ethereum không phải là lựa chọn duy nhất và Polygon, Solana, Cardano và Polkadot cung cấp các giải pháp thay thế có khả năng mở rộng hơn Ethereum. Tuy nhiên, chúng tôi yêu thích blockchain đã mang đến cho chúng tôi các hợp đồng thông minh và Máy ảo Ethereum (EVM), và nhiều người hy vọng rằng nó có thể khắc phục các vấn đề về khả năng mở rộng trong khi vẫn duy trì cùng mức độ phi tập trung và bảo mật.