Zk-Rollups là gì? Tổng quan các dự án áp dụng Zk
Zero-Knowledge Rollup (Zk-Rollups) là gì?
Đơn giản thì, Zk-Rollups là một giải pháp mở rộng Layer 2 cho phép blockchain xử lý các giao dịch nhanh hơn trong khi đảm bảo giá gas thấp. Zk-Rollups có thể thực hiện tốt hơn so với blockchain Layer 1 truyền thống bởi vì chúng kết hợp các quá trình trên và ngoài chuỗi khối.
Mô tả mô hình hoạt động của Rollups
Trong khi Ethereum mainnet sử dụng các hoạt động trên chuỗi để xử lý các giao dịch và xác thực các khối, các giải pháp Zk-Rollups Layer 2 giữ chức năng thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi. Do đó tốc độ giao dịch và phí giao dịch trên các Layer 2 được cải thiện so với với Ethereum.
Zk-Rollups tương tác với Ethereum như thế nào?
Zk-Rollups là một giao thức off-chain hoạt động trên nền tảng Ethereum blockchain và được quản lý bởi các hợp đồng thông minh Ethereum trên chuỗi. Zk-Rollups thực hiện các giao dịch ngoài Mainnet, thường xuyên cam kết các giao dịch off-chain đến một hợp đồng rollup trên chuỗi. Hồ sơ giao dịch này là không thể thay đổi, tương tự như Ethereum blockchain, và tạo thành chuỗi Zk-Rollups.
Kiến trúc cốt lõi của Zk-Rollups bao gồm các thành phần sau:
- Hợp đồng trên chuỗi: Như đã đề cập, giao thức Zk-Rollups được điều khiển bởi các hợp đồng thông minh chạy trên Ethereum. Điều này bao gồm hợp đồng chính lưu trữ các khối đã được gộp lại, theo dõi các khoản tiền gửi và theo dõi cập nhật trạng thái. Một hợp đồng trực tuyến khác (hợp đồng xác minh) xác minh các chứng minh không có kiến thức được gửi bởi nhà sản xuất khối. Do đó, Ethereum được coi là tầng cơ sở hoặc Layer1 cho Zk-Rollups.
- Máy ảo ảo hóa (VM): Trong khi giao thức Zk-Rollups hoạt động trên Ethereum, thực thi giao dịch và lưu trữ trạng thái xảy ra trên một máy ảo ảo hóa riêng biệt và độc lập (VM) khác với EVM. Máy ảo off-chain này là môi trường thực thi cho các giao dịch trên Zk-Rollups và được coi là tầng thứ hai hoặc Layer-2 cho giao thức Zk-Rollups. Chứng minh tính hợp lệ được xác minh trên Ethereum Mainnet, đảm bảo tính chính xác của các chuyển đổi trạng thái trong off-chain VM.
Nói chung, Zk-Rollups là một “giải pháp tổng hợp về khả năng mở rộng” – các giao thức off-chain hoạt động độc lập nhưng được bảo đảm bởi Ethereum. Cụ thể, mạng Ethereum đảm bảo tính hợp lệ của các cập nhật trạng thái trên Zk-Rollups và đảm bảo tính sẵn sàng của dữ liệu giao dịch sau mỗi cập nhật trạng thái rollup
Cơ chế hoạt động của Zk-Rollups
Để hiểu cách Zk-Rollups hoạt động, trước tiên chúng ta cần hiểu khái niệm cơ bản: chứng minh không trình bày (zero-knowledge proofs – ZKPs).
ZKPs đại diện cho cách chứng minh rằng bạn biết điều gì đó mà không tiết lộ những gì mà bạn biết.
“Ví dụ, để chứng minh một tài khoản ngân hàng là của bạn mà không cần cung cấp mật khẩu. Bạn có thể trả lời các câu hỏi như: số dư tài khoản, các giao dịch gần đây, số tiền chuyển đi gần đây điều này giúp chứng minh tài khoản mà không cần tiết lộ mật khẩu”
Zk-Rollups sử dụng ZKPs bằng cách kết hợp một số lượng lớn các giao dịch Layer 2 (nằm ngoài chuỗi) thành một giao dịch được khai thác trên mạng chính Ethereum.
Mô hình hoạt động của Zk-Rollups
Thay vì khai thác hàng trăm giao dịch một cách đơn lẻ, chúng có thể được gộp lại thành một giao dịch duy nhất.
Giao dịch duy nhất này có dạng là một chứng minh tính hợp lệ, còn được gọi là một lập luận tổng quát, không tương tác về kiến thức (SNARK) hoặc lập luận tổng quát, minh chứng rõ ràng về kiến thức (STARK).
Cuối cùng, khai thác giao dịch duy nhất này thay vì hàng trăm giao dịch Ethereum làm cho Zk-Rollups rẻ hơn đáng kể so với việc sử dụng chuỗi Layer 1 của Ethereum.
Không giống như Optimistic Rollup buộc các giao dịch phải chờ một khoảng thời gian để chứng minh gian lận, khi một ZK-SNARK được gửi đến Ethereum, hợp đồng thông minh nhận được có thể ngay lập tức xác minh xem chứng minh
Ưu điểm và nhược điểm của Zk-Rollups
Ưu điểm:
- Giảm phí gas: Bằng cách tạo ra các chứng minh không tiết lộ kiến thức cho các lô giao dịch và gửi dữ liệu tối thiểu trên chuỗi, Zk-Rollups tăng hiệu suất và giảm chi phí gas.
- Tăng khả năng xử lý: Bằng cách vượt qua tắc nghẽn và giới hạn của Layer cơ sở, Zk-Rollups đạt được tốc độ giao dịch nhanh hơn và thời gian xác nhận giảm. Một số ước tính cho rằng Zk-Rollups có thể tăng khả năng xử lý lên đến 100 lần.
- Thời gian xác nhận nhanh hơn: Người dùng không còn cần phải chờ xác nhận khối trên Layer cơ sở, có thể mất vài phút hoặc vài giờ tùy thuộc vào điều kiện mạng. Thay vào đó, họ nhận được phản hồi ngay lập tức và tính cuối cùng trên chuỗi Layer-2.
- Tính riêng tư: Zk-Rollups cải thiện tính riêng tư giao dịch bằng cách sử dụng các chứng minh không tiết lộ kiến thức để xác minh chứng trên chuỗi mà không tiết lộ bất kỳ thông tin nào. Điều này có nghĩa là dữ liệu tối thiểu được đăng trên chuỗi và không có thông tin nào về các giao dịch bị rò rỉ. Zk-Rollups cũng cung cấp tính năng riêng tư, chẳng hạn như giấu số lượng hoặc người nhận giao dịch.
- Bảo mật và tính toàn vẹn: Zk-Rollups kế thừa tính bền vững và không đòi hỏi sự tin tưởng của cơ chế nhất quán và mạng xác thực Ethereum. Người dùng không cần phải tin tưởng vào bên thứ ba hoặc các nhà cung cấp dịch vụ trung gian khác để đảm bảo tính toàn vẹn và bảo mật của giao dịch của họ trên Zk-Rollups. Do đó, Zk-Rollups cung cấp một môi trường giao dịch an toàn và đáng tin cậy hơn so với giao dịch trên Layer cơ sở.
Zk-Rollups là một giải pháp Layer-2 tiềm năng để cải thiện khả năng mở rộng của Ethereum, tuy nhiên, nó vẫn đang phải đối mặt với một số thách thức và giới hạn:
- Chi phí tạo minh chứng: Chi phí tạo minh chứng zero-knowledge cho một lô giao dịch có thể cao đối với một số trường hợp sử dụng, ảnh hưởng đến khả năng mở rộng và tính khả dụng của Zk-Rollups. Việc giảm chi phí tạo chứng minh bao gồm sử dụng hệ thống chứng minh hoặc thiết kế mạch hiệu quả hơn hoặc trợ cấp hoặc khuyến khích các nhà cung cấp chứng minh.
- Độ phức tạp: Độ phức tạp cao có thể ảnh hưởng đến tính khả dụng và khả năng mở rộng của Zk-Rollups đối với một số trường hợp sử dụng. Việc giảm độ phức tạp mạch bao gồm sử dụng các thiết kế mạch tối ưu hoặc chuyên biệt hơn hoặc đơn giản hóa hoặc tiêu chuẩn hóa các giao dịch.
- Vấn đề tương thích: Zk-Rollups không hoàn toàn tương thích với các hợp đồng thông minh và các công cụ hiện có đang chạy trên Ethereum, đòi hỏi các thay đổi hoặc chuyển đổi. Giải quyết các vấn đề tương thích bao gồm sử dụng các giải pháp tương thích hoặc phổ quát hơn hoặc cung cấp giáo dục và hỗ trợ cho nhà phát triển và người dùng.
Những dự án zkEVM đang được BUILD
Các dự án làm việc và xây dựng trên zkEVM bao gồm:
- ZkSync – ZkSync 2.0 là một ZK Rollup tương thích với EVM đang được Matter Labs xây dựng, được cung cấp bởi zkEVM của riêng mình.
- Applied ZKP – Applied ZKP là một dự án được tài trợ bởi Ethereum Foundation để phát triển một Zk-Rollups tương thích với EVM và một cơ chế tạo bằng chứng hợp lệ cho các khối Ethereum.
- Scroll – Scroll là một công ty hoạt động trong lĩnh vực công nghệ đang làm việc để xây dựng Giải pháp zkEVM Lớp 2 riêng cho Ethereum.
- Polygon Hermez – Hermez 2.0 là một ZK Rollup phi tập trung trên mạng chính Ethereum hoạt động trên zkEVM thực hiện các giao dịch Ethereum một cách minh bạch, bao gồm các hợp đồng thông minh với các xác thực không có kiến thức
Tổng kết
Zk-Rollups hiện tại là một công nghệ mở rộng Layer 2 nhận được sự quan tâm của những nhân vật danh tiếng tầm cỡ đặc biệt là founder của Ethereum Vitalik Buterin. Với những ưu điểm nổi bật của mình ZK Rollups đang hứa hẹn tiềm năng trở thành công nghệ chủ chốt của Layer2 trong tương lai.
Đây không phải lời khuyên đầu tư nên anh em hãy tự DYOR trước khi ra quyết định nhé. Chúc anh em may mắn!!!
Thảo luận & theo dõi các kênh truyền thông của Blockchain247 tại: