Các Insight chính

• 80% TVL trong DeFi nằm trên các blockchain tương thích với EVM.
• zkEVM có thể giữ cho Ethereum khả năng cạnh tranh với các môi trường thực thi mới nổi như Fuel và StarkNet.
• Nếu nỗ lực xây dựng zkEVM thành công thì hệ sinh thái Ethereum sẽ vẫn có khả năng cạnh tranh với các L1 thay thế.
• Bản rollup zkEVM lưu trữ là nỗ lực mới nhất để mở rộng quy mô tính toán trên Ethereum ở cấp giao thức cốt lõi.

Việc mở rộng quy mô của các public blockchain là chủ đề nóng nhất, gây tranh cãi nhất trong ngành tiền mã hóa. Từ mạng lưới tính toán có thể kết hợp, đơn lẻ của Solana đến kiến ​​trúc siêu mô-đun và chuyên môn hóa cao của Celestia, một số chiến lược với sự cân bằng khác nhau đã xuất hiện để giải quyết vấn đề mở rộng quy mô Web3.

Đối với người dùng và nhà phát triển Ethereum, có một điểm tắc nghẽn (bottleneck) rõ ràng trong cuộc đua về quy mô: Máy ảo Ethereum (Ethereum Virtual Machine – EVM). EVM là một môi trường thực thi (một nền tảng mà các nhà phát triển sử dụng để xây dựng các hợp đồng thông minh) vận hành hầu hết các ứng dụng phi tập trung phổ biến hiện nay.

Tuy nhiên, việc áp dụng rộng rãi EVM ngăn cản các nhà phát triển giao thức cốt lõi thực hiện các thay đổi quan trọng đối với môi trường thực thi để duy trì khả năng tương thích ngược (backward compatible) với các ứng dụng đã được triển khai trên mainnet.

Để có được hiệu suất vượt trội, các blockchain và rollup dành riêng cho ứng dụng như Fuel và StarkNet đã rời khỏi EVM để xây dựng trên các môi trường thực thi được tối ưu hóa hơn. Trong một tương lai đa chuỗi và siêu mở rộng thì EVM phải đối mặt với nguy cơ mất đi vị thế của mình khi các môi trường thực thi mới hơn giành được sự quan tâm của các nhà phát triển.

May mắn thay cho các nhà phát triển Solidity và các ứng dụng dựa trên EVM đã được thử nghiệm thực chiến, nhiều nhóm đang tìm cách để chuyển đổi EVM từ một môi trường thực thi chậm và kém hiệu quả thành một môi trường cực mạnh, hiệu suất cao dựa trên zero-knowledge EVM (zkEVM).

Tại sao Người dùng và các Nhà phát triển chọn EVM

Trong lĩnh vực phát triển phần mềm, các lập trình viên phải cân bằng giữa việc lặp lại (iterate), xây dựng các tính năng mới với việc quản lý nợ kỹ thuật (technical debt). Nợ kỹ thuật phát sinh khi các hệ thống trở nên phức tạp hơn và chi phí để duy trì khả năng tương thích ngược trở nên đắt đỏ hơn.

Ví dụ: nhiều hệ thống tài chính kế thừa (legacy financial system) vẫn chạy trên các máy tính lớn (mainframe) đang sử dụng các ngôn ngữ lập trình có từ hàng thập kỷ trước như COBOL. Trong khi các tổ chức này đang bắt đầu áp dụng các phương pháp lập trình hiện đại hơn như điện toán đám mây, thì hiệu ứng mạng của các hệ thống hỗ trợ máy tính lớn vẫn cực kỳ mạnh mẽ trong nhiều thập kỷ.

Cũng giống như việc các tổ chức đã bắt đầu sử dụng điện toán đám mây, người dùng đang thử nghiệm các môi trường thực thi mới nhằm giải quyết sự thiếu hiệu quả của EVM trong việc nâng cao thông lượng và giảm phí giao dịch.

Các nhà phát triển cũng tìm cách tận dụng lợi ích của các VM mới nổi, chẳng hạn như thực hiện giao dịch song song và truy cập vào các ngôn ngữ lập trình chính thống hơn. Nhưng những người khác lại chọn ở lại các chuỗi trên EVM vì các lợi ích khác, bao gồm:

• Công cụ dành cho nhà phát triển chuyên nghiệp như Truffle, Hardhat và Foundry
• Các phương pháp tốt nhất về bảo mật đã được thiết lập
• Việc triển khai hợp đồng thông minh mô-đun hiện có thông qua OpenZeppelin
• Nhiều công ty kiểm toán có chuyên môn trong EVM
• Cộng đồng nhà phát triển Web3 lớn nhất

Người dùng được hưởng lợi từ việc giao dịch trên các blockchains trên EVM vì chúng tương thích với cơ sở hạ tầng quan trọng như Etherscan và ví Web3 phổ biến MetaMask.

Theo DeFi Llama, khoảng 80% TVL của nền kinh tế tiền mã hóa nằm trên các chuỗi EVM. Ngoài ra, còn có hiệu ứng Lindy cho các DeFi blue-chip như Maker, Aave, Uniswap và Curve. Những người dùng không thích rủi ro có thể không sẵn sàng stake số tiền lớn vào các giao thức DeFi mới hơn, ít được thử nghiệm thực chiến hơn.

Tăng tốc EVM: Zero-Knowledge Tech

Để đảm bảo rằng Ethereum vẫn duy trì tính phân quyền, các nhà phát triển cốt lõi đã phải nỗ lực rất nhiều để duy trì việc cho phép các end user chạy các node tại nhà.

Một cách tiếp cận là áp đặt giới hạn gas giới hạn số lượng giao dịch trong một khối một cách cố ý. Giới hạn gas dẫn đến sự xuất hiện của thị trường phí vì các thợ đào chỉ được khuyến khích tiến hành các giao dịch mang lại mức phí cao nhất. Trong giai đoạn tắc nghẽn, người dùng có giá trị ròng cao sẽ dễ dàng cạnh tranh về không gian khối so với người dùng lẻ.

Mặc dù giới hạn gas nhằm mục đích giúp người dùng chạy các node dễ dàng hơn với chi phí hợp lý, nhưng những người dùng bình thường cuối cùng lại không thể trả các mức phí giao dịch cao hơn. Các chuỗi EVM mới hơn đã chọn tăng giới hạn gas để đổi lấy chi phí thấp hơn. Tuy nhiên, phần cứng của người dùng thường không đủ để chạy các node trên các mạng lưới này.

Trong đó có dilemma (song đề) về khả năng mở rộng: làm thế nào để một hệ thống có thể truy cập được trên phần cứng của người dùng trong khi vẫn giữ chi phí gas đủ thấp cho người dùng hàng ngày?

Tìm hiểu zkEVM – một máy ảo sử dụng mật mã học (cryptography) zero-knowledge (zk) để giải quyết nhiều hạn chế trong môi trường thực thi của Ethereum. Một zkEVM cho phép các nhà xây dựng block “gói” nhiều tính toán hơn trong mỗi block Ethereum mà không đòi hỏi người dùng phải mua phần cứng đắt tiền hơn để xác minh blockchain.

Thay vì áp đặt chi phí quá cao cho các nhà khai thác node thì các validator của mạng lưới có thể kết hợp nhiều giao dịch hơn trong các khối và tạo ra một zero-knowledge proof để phân phối cho các node trên mạng.

Người dùng hàng ngày có thể chạy các node xác minh các zero-knowledge proof này mà không cần thực hiện lại mọi giao dịch trong khối.

Rollup: Kỹ thuật Sandbox zkEVM quan trọng nhất

Việc triển khai zkEVM trên Layer-1 (L1) là một công việc khó khăn. Việc phát triển giao thức cốt lõi trên Ethereum nổi tiếng là chậm và có thể sẽ mất nhiều năm để chỉ dẫn kỹ thuật và triển khai zkEVM trên L1 của Ethereum. Để tránh những tranh cãi chính trị vốn có đối với sự phát triển giao thức cốt lõi trên Ethereum, nhiều nhóm đang xây dựng các zk-rollup tương thích với EVM.

Các thông báo gần đây từ Polygon, zkSync và Scroll cho thấy rằng các rollup này sẽ sẵn sàng khởi chạy trong vài tháng tới. Không phải tất cả các rollup tương thích với EVM đều có thể được coi là triển khai zkEVM. Các mức độ tương thích EVM khác nhau cho thấy mức độ mà nhà phát triển và công cụ cơ sở hạ tầng rollup có thể kế thừa từ các công cụ EVM hiện có.

Ở mức cơ bản nhất, khả năng tương thích EVM có thể được nhóm thành hai loại: khả năng tương thích cấp bytecode (bytecode- level compatibility) và khả năng tương thích cấp ngôn ngữ (language-level compatibility).

Nguồn: Luozhu Zhang, Scroll

Khả năng tương thích cấp Bytecode

Một zkEVM tương thích mức bytecode sẽ tương đương với EVM, có nghĩa là công cụ dành cho nhà phát triển và các hợp đồng thông minh trên zkEVM hầu như giống hệt với L1 Ethereum.

Khả năng tương thích cấp Bytecode nhằm mục đích tìm cách tái tạo trải nghiệm của L1 Ethereum cho các nhà phát triển và người dùng trong khi vẫn tận dụng các lợi ích về hiệu suất và tiết kiệm chi phí của một zkEVM. Mặc dù zkEVM tương thích cấp bytecode có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của EVM nhưng đó là một nỗ lực kỹ thuật phức tạp.

Ngược lại, các máy ảo zk không dựa trên EVM như StarkNet OS có thể lặp lại nhanh hơn mà không phải chịu gánh nặng kế thừa nợ kỹ thuật từ EVM.

• Polygon zkEVM → Nhóm Polygon gần đây đã mở mã nguồn (open-source) triển khai zkEVM của mình để chuẩn bị ra mắt trên testnet trong những tuần tới.
• Scroll → Nhân tố bí ẩn – Scroll – hiện đang được phát triển bởi một nhóm kỹ sư độc lập làm việc chặt chẽ với Nhóm Mật mã học Ứng dụng của tổ chức Ethereum Foundation. Cách triển khai của Scroll gần giống với cách triển khai EVM hiện đang hoạt động.

Tương thích cấp độ ngôn ngữ

Không phải tất cả các máy ảo đều cung cấp hỗ trợ gốc cho mã code Solidity đã được biên dịch (compiled), được gọi là bytecode. Tuy nhiên, nhiều nỗ lực khác nhau đang được tiến hành để xây dựng các trình chuyển đổi mã nguồn (transpiler) có thể chuyển đổi Solidity thành mã code gốc mà một máy ảo không phải EVM vẫn có thể diễn giải.

Trong khi các thành phần của các máy ảo này có thể được coi là tương thích với EVM, chúng không tương đương với EVM vì mã được biên dịch khác với EVM.

Do đó, có một lợi ích bổ sung cho các zkVM tương thích ở cấp độ ngôn ngữ vì các nhà phát triển có thể tận dụng các ngôn ngữ lập trình bổ sung được tối ưu hóa cho một máy ảo zero-knowledge. Tuy các hệ thống tương thích mức ngôn ngữ không thể được coi là zkEVM thực sự nhưng chúng vẫn sẽ có vai trò ảnh hưởng trong việc mở rộng các ứng dụng dựa trên EVM hiện có.

• zkSync → Nhóm đứng sau zkSync – Matter Labs – đang tích cực phát triển khả năng tương thích ở cấp độ ngôn ngữ với ngôn ngữ lập trình Solidity. Việc triển khai của họ sẽ sử dụng zkVM, một máy ảo zero-knowledge tùy chỉnh được gọi là Zinc.
• StarkNet → StarkNet đã hợp tác với các nhà phát triển Ethereum tại Nethermind để tạo Warp – một trình chuyển đổi mã nguồn từ-Solidity-sang-Cairo (ngôn ngữ lập trình của Starkware). Warp sẽ cho phép các nhà phát triển chuyển đổi liền mạch mã code Solidity sang Cairo, sau đó mã code này có thể được triển khai trực tiếp tới StarkNet.

Hỗ trợ zkEVM gốc trên Ethereum

Ngày nay, các nhà phát triển tận dụng các block xây dựng do Ethereum cung cấp để tính toán đa dụng và lưu trữ dữ liệu. Các rollup của bên thứ ba giải quyết các hợp đồng thông minh trên L1, có nghĩa là các nhà phát triển có thể độc lập xây dựng các hệ thống L2 mà không cần dựa vào các thay đổi giao thức cốt lõi trên L1.

Tuy nhiên, các cộng tác viên cốt lõi của Ethereum có kế hoạch nâng cấp canonical EVM trên L1 thành một rollup zkEVM lưu trữ không dựa vào các hợp đồng thông minh để giải quyết. Một rollup lưu trữ sẽ chia sẻ sự tích hợp đồng thuận với L1 Ethereum và đem lại mức an toàn cao hơn và các đảm bảo trọn đời.

Việc chuyển đổi sang một rollup lưu trữ là một thách thức lớn cho khả năng nghiên cứu và kỹ thuật đối với Ethereum, do đó người dùng không nên mong đợi sẽ sớm thấy một zkEVM lưu trữ đi vào hoạt động. Tuy nhiên  trong lúc đó, các rollup zkEVM sẽ đóng vai trò như một sandbox thú vị –  nơi các nhà phát triển Ethereum có thể thu thập các bài học từ các nhóm rollup zkEVM khác nhau để mở rộng quy mô tính toán của giao thức cốt lõi.

Tương lai

Không gian zkEVM có thể sẽ trở nên sôi động hơn trong những tháng tới khi zkSync, zkEVM của Polygon, và Scroll tiến gần hơn đến thời điểm sẵn sàng hoạt động. Mặc dù các môi trường thực thi mới nổi sẽ tiếp tục trở nên phổ biến hơn nhưng EVM vẫn có thể giữ khả năng cạnh tranh thông qua việc triển khai zkEVM.

zkEVM sẽ cải thiện khả năng mở rộng và giảm chi phí cho người dùng cuối trong khi vẫn đảm bảo lợi thế của việc xây dựng ứng dụng trong môi trường EVM truyền thống.

Việc áp dụng các zk-rollup trên Ethereum sẽ tiếp tục tăng trong những năm tới khi các rollup này cải thiện từ góc độ chi phí và hiệu suất. Nhờ vào lợi ích về khả năng mở rộng của các zk-rollup, chúng tôi hy vọng sẽ thấy nhiều thử nghiệm hơn ở lớp ứng dụng, đặc biệt là xung quanh các use case như gaming, trực tuyến thanh toán và các giao thức DeFi tự động gộp lãi (auto-compounding).

Hơn nữa, blue-chip DeFi một lần nữa có thể tiếp cận được với người dùng cuối trong hệ sinh thái Ethereum vì các giao thức được phân nhánh trên các L1 thay thế có thể mất lợi thế ở vai trò là giải pháp thay thế nhanh hơn và rẻ hơn như trước đây.

Quan trọng nhất, nếu nỗ lực xây dựng zkEVM trở nên thành công thì hệ sinh thái Ethereum sẽ vẫn có thể giữ khả năng cạnh tranh với các L1 thay thế. Mặc dù sẽ luôn cần một mức độ nợ kỹ thuật để có thể xây dựng trên EVM nhưng các hiệu ứng mạng vẫn có vẻ hấp dẫn đối với các nhà phát triển và người dùng.

Cuối cùng, khi zkEVM R&D chuyển sang Layer 2, các nhà nghiên cứu Ethereum có thể bắt đầu thuê ngoài (outsource) sự đổi mới cho các nhóm rollup, điều này có khả năng tăng tốc độ phát triển trên lớp cơ sở Ethereum sau sự kiện Merge.

Bài viết được Hiền Lê biên tập từ “How zkEVMs Can Keep Ethereum Competitive with Alternative Layer-1s” của tác giả Matt Markewicz; 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