Nội dung chính

• Modular Layer-1s (L1s) đang phát triển mô hình rollup và đang trả lời cho câu hỏi làm sao để phù hợp với phần còn lại của hệ thống blockchain.
• Rollup truyền thống khác với sovereign rollup ở chỗ chúng giải quyết tranh chấp trong mạng riêng chứ không phải monolithic L1.
• Phí bảo mật Layer-2 (L2) chỉ chiếm 1% tổng phí trên Ethereum, con số vẫn tiếp tục ở mức thấp, khuyến khích nhiều rollup tiếp tục định cư trên Ethereum.

Các rollup chống lại tình trạng tắc nghẽn giao dịch trong tầng thực thi (execution layer) của một monolithic blockchain. Các monolithic chain đảm nhận tất cả các chức năng của một blockchain trong khi modular chain chuyển các chức năng sang L1s riêng biệt để tăng thông lượng. Ethereum là monolithic chain, nhưng với kiến ​​trúc dựa trên rollup, nó đang hướng đến thiết kế modular.

Rollup thiết lập modular vào hệ thống, cho phép khả năng mở rộng L1 bằng cách phân lô các giao dịch từ L1 và thực thi chúng trên L2, sau đó gửi output (đầu ra) trở lại L1. Không phải tất cả các rollup đều được tạo như nhau. Có thể phân loại rollup theo cách giao dịch được xác thực và nơi dữ liệu khả dụng (DA) hoạt động.

Hãy cùng tìm hiểu rollup thay đổi modular L1s chuyên biệt như thế nào. Được tạo ra để mở rộng thông lượng, rollup tiếp tục định cư trên các monolithic L1 như Ethereum – tuy nhiên khi việc sử dụng tăng lên, liệu phí của rollup có còn rẻ?

Tình trạng chung của Rollup

Các rollup phụ thuộc vào Ethereum trong việc bảo mật. Mô-đun dữ liệu khả dụng và các tầng đồng thuận như Celestia và Polygon Avail thúc đẩy rollup tự giải quyết các hợp đồng riêng, tạo các sovereign rollup để tránh quá tải chain chính. Những giao dịch không sử dụng rollup được thực thi trên L1. Tùy thuộc vào hệ thống mà các loại rollup có mức độ bảo mật và thông lượng khác nhau.

Tìm hiểu Rollup truyền thống

Rollup được phân chia thông qua việc gửi các bằng chứng đã xác thực lên tầng cơ sở (settlement layer) của hợp đồng thông minh, thường là monolithic L1 như Ethereum. Tầng cơ sở cung cấp quá trình xử lý (finality) lý tưởng: các giao dịch hợp lệ được sắp xếp chính xác, tạo ra một cầu nối hai chiều đáng tin cậy giữa rollup và tầng cơ sở.

Trong khi rollup xử lý thay đổi trạng thái, các block được gửi lên tầng dữ liệu khả dụng riêng biệt và tầng đồng thuận. Thông qua hợp đồng thông minh của chain chính, người dùng có thể sử dụng cầu nối trustless để chuyển tài sản giữa L2 và L1.

Tất cả rollup đều gửi các bằng chứng đã ký kết trên chain chính nhưng khác nhau về calldata – dữ liệu không được thực thi trên Ethereum, được đăng on-chain hoặc off-chain. Hơn nữa, các rollup có thể được phân chia thông qua bằng chứng xác thực giao dịch. Có hai loại chính: bằng chứng hợp lệ (validity) và gian lận (fraud).

• Validity Proof Rollups

o Zero-Knowledge (ZK): sử dụng các bằng chứng zero-knowledge để xác thực dữ liệu trên Ethereum

o Validium: xử lý dữ liệu khả dụng off-chain

o Volition: cho phép người dùng chọn dữ liệu khả dụng on-chain hoặc off-chain

• Fraud Proof Rollups

o Optimistic: dữ liệu giao dịch hợp lệ được gửi đến Ethereum và chỉ khởi chạy bằng chứng gian lận nếu có tranh chấp

o Plasma: xử lý tính khả dụng của dữ liệu off-chain

Các rollup cùng tận dụng Ethereum khiến chain có nguy cơ gặp phải tình trạng tắc nghẽn khi khối lượng giao dịch và người dùng tăng lên. Một hệ thống đơn lẻ có thể có nhiều hơn một rollup hoặc các phiên bản của cùng một rollup để chia nhỏ phí.

Sovereign Rollup là gì?

Modular rollup giúp tầng cơ sở có thêm tùy chọn. Sovereign rollup đã được lên ý tưởng khi Celestia ra đời, đây là một tầng mô-đun dữ liệu khả dụng và tầng đồng thuận.

Sovereign rollup không sử dụng monolithic L1 để giải quyết vì nó sẽ tự thực hiện. Các block được xác thực trên mạng lưới node ngang hàng (peer-to-peer) của rollup vì các tầng mô-đun dữ liệu khả dụng không thực thi hoặc kiểm chứng – chỉ cần chấp nhận dữ liệu đã được xác thực trước và cung cấp chúng cho phần còn lại của mạng. Có thể sử dụng monolithic L1 hoặc tầng mô-đun dữ liệu khả dụng cho DA.

Nhược điểm của các sovereign rollup là không thể phụ thuộc vào sự bảo mật của Ethereum. Chúng phải chuyển sang hệ thống đồng thuận đã gắn bó, hệ thống này có thể không đủ tốt. Tuy nhiên sau khi triển khai danksharding bằng cách sử dụng mẫu dữ liệu sẵn có, các rollup liên kết với Ethereum sẽ được coi là sovereign rollup.

Không có cơ chế thoát cho các sovereign rollup khi một rollup chuyển tài sản sang Ethereum. Sovereign chain không có tính năng tăng cường bảo mật. Chain được xác định bởi các node kiểm chứng quy tắc fork.

Celestia sử dụng mô hình chia sẻ bảo mật cho các chain hoạt động trên nó, nơi bảo mật được kế thừa từ việc cung cấp dữ liệu khả dụng và sự đồng thuận. Khi Celestia đạt đến quy mô nhất định, Ethereum sẽ tiếp tục có độ bảo mật tốt hơn.

Cevmos là gì?

Cevmos là một ví dụ cho sovereign rollup. Các rollup truyền thống chia sẻ cùng một tầng cơ sở không chuyên biệt (chẳng hạn như Ethereum) và cạnh tranh phí gas khi các giao dịch khác đang diễn ra trên chain. Celestia đang làm việc với Evmos để xây dựng một tầng cơ sở chuyên biệt cho Ethereum Virtual Machine (EVM) cũng như rollup. Chain Cevmos sẽ sử dụng Celestia làm tầng dữ liệu khả dụng và Evmos là một ngăn xếp tương tự EVM.

Đây là một công trình sovereign tận dụng được cả tầng dữ liệu khả dụng độc lập của Celestia, EVM và thế mạnh của hệ sinh thái Cosmos.

Modular, Monolithic hay thứ khác?

Ethereum đang hướng tới đồng thuận mô-đun và tầng dữ liệu khả dụng. Celestia là modular L1 đầu tiên. Các monolith như Solana và Cardano vẫn còn tồn tại. Liệu việc modular thay thế monolithic có cho kết quả tốt?

Không cần thiết vì modular có thể tự tồn tại, sự kết hợp các điểm mạnh từ cả hai kiến ​​trúc có thể cải thiện tốc độ và thông lượng cho toàn bộ hệ thống.

Để hỗ trợ mở rộng trạng thái hiện tại của Ethereum, Celestia đã giới thiệu Celestiums, sử dụng cả modular L1 và monolithic L1 – Celestia cung cấp dữ liệu khả dụng và sự đồng thuận cho tầng cơ sở, và giải quyết tranh chấp trên Ethereum.

Sử dụng Celestia cho DA sẽ rẻ hơn vì đây là mẫu dữ liệu sẵn có, nghĩa là mỗi node không cần download toàn bộ block để đảm bảo tính khả dụng như phương pháp DA của Ethereum. Thay vào đó, mỗi node có thể lấy mẫu một số dữ liệu trong block để xác nhận tính khả dụng và Ethereum xử lý việc thanh toán.

Trong cấu hình này, quy mô đạt được là do:

• L1 không tham gia thực thi và được xây dựng để hạn chế khả năng lập trình (sử dụng ít công suất tính toán hơn)
• Giảm yêu cầu về node nghĩa là sẽ có nhiều node hơn. Nhiều node đang khởi chạy mẫu dữ liệu khả dụng dẫn đến kích thước block tăng trưởng một cách an toàn trong khi vẫn đảm bảo người dùng có đủ khả năng để tiếp tục chạy các node

Các vấn đề xoay quanh EVM

Khả năng tương thích EVM gần như đã trở thành một yêu cầu cho sự ra đời của bất kỳ L2 nào. Đây là runtime đầu tiên được phát triển để hỗ trợ hợp đồng thông minh và sở hữu lợi thế của người dẫn đầu.

Không có EVM dẫn đến những hạn chế về khả năng tương tác giữa các chain cũng như thu hút nhà phát triển và người dùng. Hệ sinh thái đã tạo ra các công cụ dành cho nhà phát triển và các phương pháp bảo mật mà môi trường runtime mới sẽ thiếu vào lúc đầu.

Tất cả các giải pháp mở rộng quy mô đều hỗ trợ EVM. ZK-rollup không tương thích EVM cho tới khi zkEVM ra đời; zkSync testnet tương tự như EVM. Cosmos cũng ra mắt Evmos để xây dựng chain tương thích EVM.

Thực thi mô-đun thông qua Fuel

Fuel là một optimistic rollup sử dụng máy ảo tùy chỉnh riêng được gọi là FuelVM – không tương thích EVM, nhằm mục đích mở rộng tối đa thông lượng. Nó được xây dựng để mở rộng khả năng của EVM.

Các giao dịch được gửi đến Fuel node và chuyển vào một block, sau đó được gửi đến Ethereum để xác nhận và kích hoạt tính bảo mật. Fuel có thể sử dụng Celestia làm tầng DA và tự giải quyết (giống như sovereign rollup).

Điểm yếu của EVM nằm ở việc hướng tới mục đích chung – hỗ trợ hầu hết các ứng dụng nhưng gặp khó khăn về mặt kỹ thuật. Ví dụ: EVM được xây dựng với bộ xử lý có dung lượng 256 bit và bất kỳ thứ gì nhỏ hơn phải được chuyển đổi để có thể xử lý – gây lãng phí hoặc tốn thêm tài nguyên đối với phần cứng 64 bit. FuelVM được thiết kế để hỗ trợ các máy tính 64-bit, giúp giảm bớt chi phí.

Fuel là rollup đầu tiên sử dụng mô hình dựa trên UTXO (unspent transaction: lượng tiền còn lại sau khi giao dịch) giống như Bitcoin, mô hình cho phép xử lý giao dịch song song. EVM xử lý giao dịch theo thứ tự vì là mô hình dựa trên tài khoản. Về cơ bản, hệ thống nhận ra các giao dịch, và nếu không có sự phụ thuộc lẫn nhau giữa chúng thì sẽ thực hiện chúng song song.

Hơn nữa, Fuel sử dụng Sway, một ngôn ngữ dựa trên Rust. Các nhà phát triển sẽ đến với Fuel rất dễ dàng nếu họ đã từng lập trình bằng Rust, một ngôn ngữ rất phổ biến.

SwaySwap là một sàn giao dịch phi tập trung (DEX) vừa ra mắt trên Fuel devnet, nên hiện chưa tồn tại tài sản thực. Tài sản trên Fuel sẽ có nhiều chức năng tùy chỉnh hơn so với trên Ethereum. Thay vì một tài sản gốc đơn lẻ như ETH, Fuel hỗ trợ nhiều tài sản – mang đến toàn bộ chức năng cho mọi tài sản trên Fuel thay vì trở thành loại thứ hai như trường hợp của các token ERC-20.

Thử nghiệm với các môi trường thực thi sẽ tăng sự ra đời của mô-đun đồng thuận và tầng dữ liệu khả dụng vì dần dần khả năng tương thích EVM không còn là trung tâm của blockchain.

Việc sử dụng L2

Phần lớn rollup được thiết lập ngày nay dựa trên các rollup truyền thống. Phí bảo mật L2 chỉ chiếm 1% tổng phí trên Ethereum, con số vẫn tiếp tục ở mức thấp, khuyến khích nhiều rollup tiếp tục ở lại trên Ethereum. Khi từng L2 tiếp tục mở rộng quy mô, liệu con số có giữ nguyên không?

Gần đây, phí gas trên Arbitrum đã tăng đột biến do triển khai chương trình Odyssey – thưởng cho người dùng bằng NFT để đổi lấy việc sử dụng Arbitrum. Đã từng có thời điểm, phí của một giao dịch swap lên đến 6,19 USD so với 5,36 USD trên Ethereum. Sự kiện đã đặt câu hỏi về khả năng mở rộng thông lượng của Arbitrum vì giao dịch có phí cao hơn cả L1, nhưng mạng hiện đang ở giai đoạn thử nghiệm.

Ethereum có 200 triệu địa chỉ hoạt động, trong khi Arbitrum và Optimism lần lượt có 1 triệu và 1,2 triệu. Số lượng địa chỉ trên hai L2 hàng đầu là Arbitrum và Optimism vẫn nhỏ hơn Ethereum, nhưng vẫn được xem như tăng trưởng vượt trội mặc dù còn một số hạn chế. Có khả năng phí sẽ tiếp tục tăng do các tầng cơ sở chuyên biệt và việc sử dụng sovereign rollup tăng lên, phí gas Ethereum không ảnh hưởng đến các thiết lập.

Giao tiếp xuyên chuỗi

Việc thay đổi kiến ​​trúc rollup là không thể tránh khỏi, nhưng không đơn giản như xếp các mảnh Lego. Quan trọng là việc giao tiếp và khả năng thay thế tài sản cần được bảo toàn để các L2 hoạt động với nhau và với L1.

Thông thường, để gửi tài sản giữa các L2, người dùng phải chuyển tài sản sang L1, điều này vừa phức tạp vừa tạo ra phí gas. Việc duy trì khả năng kết hợp giữa các chain sẽ đánh đổi tính bảo mật so với việc duy trì trên một chain đơn lẻ, nhưng lựa chọn sau lại hạn chế khả năng mở rộng.

Sự phân mảnh thanh khoản giữa các L2 là nỗi sợ hãi của các ứng dụng rời khỏi Ethereum. Cầu nối giữa các L2 cần phải mạnh mẽ để xử lý dữ liệu và nội dung khi di chuyển qua các chain; Nomad là một trong vài dự án hiện đang phát triển về mảng này.

Đối với thiết lập modular, Celestia đưa ra ý tưởng về Clusters – một tập hợp các chain giao tiếp với nhau theo cách trustless (không cần tin cậy). Tầng mô-đun DA sẽ đóng vai trò cơ sở cho các chain trong một cluster để đảm bảo các block đã được đưa vào tầng DA. Cluster có thể giao tiếp nếu các chain trong một cluster chia sẻ máy trạng thái (state-machine). Khi phối hợp chặt chẽ một hệ thống, giao tiếp an toàn sẽ được đảm bảo tối đa.

Tương lai của Rollup

Chúng ta đang hướng tới một tương lai multi-rollup, nhiều mô-đun sẽ có dạng:

• Các tầng cơ sở chuyên biệt không phải xử lý những giao dịch hợp đồng thông minh, giới hạn khả năng và tiết kiệm phí (trường hợp của Cevmos).
• Phát triển các cầu nối giúp giao tiếp an toàn giữa L2s.
• Thêm thử nghiệm các máy ảo để mở rộng giới hạn của EVM.
• Chuyển thanh khoản sang các giao thức trên L2s. Việc Ethereum tiếp tục thống trị quyền kiểm soát thanh khoản đang ngăn cản hoạt động tham gia vào rollup.
• Nhiều rollup trên mỗi hệ thống xử lý giao dịch theo từng phần và độ phổ biến của L3s.

Kết luận

Khi hàng tỷ người dùng tiếp theo tham gia giao dịch blockchain, các rollup dựa trên Ethereum có thể bị tắc nghẽn.

Các cấu hình rollup cung cấp nhiều thông lượng hơn so với monolithic L1s. Rollup đã giúp mở rộng Ethereum nhưng được xây dựng với khả năng tương thích EVM. Khi không phải hy sinh tính phi tập trung (nâng cấp phần cứng), các tầng cơ sở chuyên biệt và nhiều máy ảo sẽ được phát triển khi tiếp cận đợt nâng cấp Ethereum.

Bài viết được Đỗ Nguyễn Hồng Mai biên tập từ “Rollups: Execution Through the Modular Lens” của tác giả Eshita Nandini; với mục đích cung cấp thông tin và phi lợi nhuận. Chúng tôi không khuyến nghị đầu tư và không chịu trách nhiệm cho các quyết định đầu tư liên quan đến nội dung bài dịch.

—————————————————
👉 Theo dõi FXCE Ventures
Group Chat | Research Hub | FXCE Spotlight | Tổng hợp airdrop | FXCE Pool Coin