Rollups Ethereum là các giải pháp mở rộng Layer-2 được thiết kế để tăng khả năng mở rộng và công suất (hoặc tốc độ giao dịch) của mạng blockchain Ethereum.

Mặc dù blockchain Ethereum được biết đến là rất an toàn, nhưng nó không có khả năng mở rộng tự nhiên. Tuy nhiên, khi blockchain này tiếp tục phát triển, có nhu cầu tăng cường khả năng mở rộng và xử lý giao dịch của nó. Để thực hiện điều này, Ethereum rollups đã được phát triển.

Bằng cách gom nhóm hoặc cuộn lên nhiều giao dịch sau đó được gửi đến blockchain Ethereum dưới dạng một giao dịch duy nhất, rollups Ethereum giúp giảm thiểu chuỗi chính Ethereum, tăng tốc độ xử lý giao dịch hoặc công suất của mạng lưới blockchain Ethereum.

Các loại Rollups của Ethereum: Rollups lạc quan và Rollups Zero-Knowledge

Rollups Ethereum Lạc quan

Optimistic rollups là rollups giả định tính hợp lệ của giao dịch trên L2. Giống như tên gọi của nó, chúng không xác minh tính hợp lệ của các giao dịch rollup. Chúng giả định rằng các giao dịch là hợp lệ trừ khi có bằng chứng khác.

Để đảm bảo rằng các giao dịch sai không được tính toán và gửi đến chuỗi chính Ethereum, Optimistic rollups đưa cho người dùng một giai đoạn thách thức từ 7 đến 14 ngày, trong đó họ có thể thách thức tính hợp lệ của các giao dịch rollup.

Các giao dịch đã được tính toán sẽ được thực hiện lại nếu có lỗi xảy ra, và trạng thái rollup chính xác được cập nhật trên chuỗi chính Ethereum. Điều đó chưa dừng lại ở đó - người ghi sổ chịu trách nhiệm cho việc tính toán và bao gồm giao dịch sai lầm sẽ nhận một hình phạt cắt giảm.

Arbitrum là một ví dụ về một rollup Ethereum lạc quan. Đó là một giải pháp mở rộng lớp hai mạnh mẽ, giúp thực hiện giao dịch hợp đồng thông minh nhanh chóng cho mạng lưới blockchain Ethereum.

Nó xử lý và gom nhóm các giao dịch blockchain Ethereum, giảm tắc nghẽn và chi phí giao dịch cho blockchain Ethereum.

Nhờ tính năng nén giao dịch độc đáo giúp giảm phí gas, Arbitrum hiện được sử dụng bởi các dự án DeFi như Sushiswap và Aave để thực hiện giao dịch DeFi hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Bằng chứng không tiết lộ (ZK) Rollups

Zero-knowledge Ethereum rollups xác minh sự hợp lệ của giao dịch. Không giống như Optimistic rollups, vốn giả định rằng giao dịch rollup là hợp lệ, Zero-knowledge rollups không giả định; thay vào đó, chúng mất thời gian để xác minh sự hợp lệ của giao dịch.

Sau khi giao dịch rollup được xác minh và xác thực, Zero-knowledge rollup gửi một bằng chứng mật mã đến chuỗi chính Ethereum, xác thực tính hợp lệ của chúng. Hợp đồng thông minh làm cho việc xác minh các giao dịch roll-up trở nên khả thi.

ZK sync là giải pháp L2 được xây dựng chủ yếu để tăng tỷ lệ xử lý giao dịch của mạng blockchain Ethereum. Thông qua các ZK-rollups của nó, ZKSync có thể xử lý các giao dịch trên chuỗi chính Ethereum, gom chúng lại và gửi trở lại blockchain Ethereum khi hoàn thành. Scroll và Starkware là hai giải pháp rollups zero-knowledge khác nổi tiếng.

Làm thế nào Rollups Ethereum hoạt động? Giao dịch ngoại chuỗi và nhóm giao dịch

Giao dịch Off-Chain

Vì rollups là các giải pháp blockchain Layer 2, chúng không xử lý giao dịch trên mạng lưới blockchain Ethereum chính. Chúng xử lý giao dịch ngoài mạng Ethereum.

Một thực thể hay thành phần rollup được gọi là sequencer có trách nhiệm xác nhận các giao dịch rollup, xây dựng các khối L2 và gửi các bằng chứng mật mã đến chuỗi Ethereum chính.

Gom giao dịch

Gom nhóm giao dịch là quá trình nhóm nhiều giao dịch bởi người xếp hạng. Người xếp hạng giúp cho chuỗi chính Ethereum bằng cách loại bỏ một số giao dịch khỏi chuỗi chính Ethereum và sau đó nhóm chúng vào một giao dịch duy nhất.

Một khi giao dịch được gom nhóm, roll-up đăng tải dữ liệu giao dịch lên chuỗi L1 bằng cách sử dụng hợp đồng thông minh. Khi được thêm vào chuỗi L1 Ethereum, giao dịch rollup đơn không thể được thay đổi hoặc sửa đổi.

Ngoài ra, một số zero-knowledge rollups cũng đăng tải bản tóm lược hoặc bằng chứng mật mã lên chuỗi chính Ethereum, xác thực tính hợp lệ của giao dịch được gửi.

Cơ chế chứng minh Blockchain: Bằng chứng gian lận và bằng chứng hợp lệ

bằng chứng gian lận

Bằng chứng gian lận, còn được gọi là chứng cứ chống lỗi, là cơ chế chứng minh dùng trong blockchain để xác thực tính xác thực của dữ liệu được công bố bởi Rollups lạc quan.

Để ngăn chặn Optimistic rollups từ việc gửi sai dữ liệu đến chuỗi Ethereum L1, cơ chế bằng chứng gian lận cho phép người dùng trên blockchain Ethereum thách thức giao dịch roll-up được gom nhóm cùng nhau.

Khi một giao dịch sai sót được phát hiện trong số các giao dịch theo lô, nó sẽ bị xóa và thực hiện lại, sau đó giao dịch được xác thực lại được gửi trở lại lô. Trình tự chịu trách nhiệm bao gồm giao dịch sai cũng bị phạt.

Tuy nhiên, nếu không phát hiện giao dịch sai lầm nào trong thời gian thách thức, sự thay đổi trạng thái được giả định lạc quan là chính xác.

Các loại bằng chứng gian lận: Tương tác một vòng và Tương tác nhiều vòng

Bằng Chứng Gian Lận Tương Tác Một Vòng

Bằng chứng tương tác một vòng duy nhất là cơ chế bằng chứng gian lận cho phép người thách thức tranh cãi tính xác thực hoặc tính hợp lệ của giao dịch rollup mà không cần tương tác hoặc giao tiếp liên tục với người vận hành, vì giao dịch có thể được xác minh tức thì.

OP Stack là một ví dụ về một giải pháp blockchain sử dụng cơ chế chứng minh gian lận tương tác một vòng duy nhất. OP Stack là một bản thiết kế mở, có cấu trúc rõ ràng được sử dụng để xây dựng các chuỗi khối có khả năng mở rộng và tương tác cao.

Được phát triển bởi Optimism foundation, OP Stack cho phép nhà phát triển tạo ra các chuỗi khối có thể tương tác với Optimism superchain. Sử dụng hệ thống bằng chứng gian lận tương tác một vòng duy nhất, OP Stack giúp dễ dàng ngăn chặn gian lận trong chuỗi khối.

Bằng chứng gian lận tương tác đa vòng

Cơ chế chứng minh tương tác nhiều vòng là một cơ chế chứng minh gian lận yêu cầu một người đố kỵ liên tục hoặc lặp đi lặp lại tương tác với người vận hành.

Người điều hành thường chia khối rollup bị thách thức thành hai phần bằng nhau và sau đó chia thành các phần nhỏ hơn cho đến khi người thách thức phát hiện lỗi. Trong quá trình này, sự giao tiếp liên tục giữa người điều hành và người thách thức diễn ra.

Mặc dù việc chứng minh tương tác một vòng duy nhất là một cách nhanh hơn để xác minh tính hợp lệ của một giao dịch, nhưng nó rất đắt đỏ. Ngược lại, mặc dù lâu hơn nhiều, việc chứng minh tương tác nhiều vòng hơn là cách tiết kiệm chi phí và hiệu quả hơn cho việc giải quyết tranh chấp với các thỏa thuận hợp đồng thông minh phức tạp.

Arbitrum, giải pháp mở rộng L2, sử dụng hệ thống bằng chứng gian lận tương tác đa vòng. Như đã thảo luận trước đó, Arbitrum tăng cường khả năng xử lý của chuỗi khối Ethereum, nén giao dịch và giảm phí gas.

Cách Hoạt Động Của Bằng Chứng Gian Lận Như Thế Nào? Xác Minh Gốc Merkle

Xác minh Merkle Root

Bằng chứng gian lận hoạt động bằng cách xác minh các gốc Merkle. Gốc Merkle là một cấu trúc dữ liệu được sử dụng để bảo mật blockchain. Nó nén dữ liệu trong mạng lưới blockchain để người dùng không cần phải tải xuống toàn bộ blockchain.

Để xác minh tính hợp lệ của các giao dịch rollup, cơ chế chống gian lận phải so sánh trạng thái bắt đầu và kết thúc của gốc Merkle trước và sau khi giao dịch, thông qua bằng chứng tương tác một vòng hoặc nhiều vòng.

Nếu cả hai trạng thái của gốc Merkle khớp nhau, điều đó có nghĩa là giao dịch hợp lệ; nếu không, giao dịch sẽ không hợp lệ và được thực thi lại.

Do đó, nếu người xác minh muốn thách thức tính hợp lệ của giao dịch tổng hợp, họ chỉ cần gửi gốc hậu trạng thái hiện tại và các phần cụ thể của cây Merkle, sẽ được sử dụng để tính toán gốc hậu trạng thái chính xác.

Lợi ích của bằng chứng gian lận: Chi phí tính toán thấp, đơn giản, phí gas thấp

• Chi phí tính toán thấp: Bằng chứng gian lận được sử dụng để xác minh các giao dịch tổng hợp lạc quan thường yêu cầu nỗ lực tính toán thấp. Giả định của nó về tính hợp lệ của giao dịch làm cho nó ít tính toán chuyên sâu hơn.
• Đơn giản: Vì các hệ thống chống gian lận không yêu cầu các hệ thống mật mã phức tạp, chúng rất đơn giản và linh hoạt.
• Phí gas thấp: Phí gas thấp là do yêu cầu mã hóa ít hơn của bằng chứng hợp lệ trong việc xác minh tính hợp lệ của rollups lạc quan.

Bằng chứng hợp lệ

Bằng chứng hợp lệ, còn được gọi là bằng chứng không chứng thực, là cơ chế chứng minh blockchain được sử dụng để xác minh tính xác thực hoặc tính hợp lệ của dữ liệu được công bố bởi zero-knowledge rollups.

Sự hợp lệ này bao gồm ba thực thể: Người chứng minh, người xác minh và nhân chứng.

• Người chứng minh là thực thể tạo ra bằng chứng.
• Người xác minh là thực thể xác minh tính hợp lệ hoặc chính xác của dữ liệu giao dịch rollups được chứng minh bởi người chứng minh.
• Chứng nhân là dữ liệu được chia sẻ giữa người chứng minh và người xác minh.

Trong khi bằng chứng và người xác minh trao đổi thông tin, quan trọng nhất là lưu ý rằng nội dung của nhân chứng (hoặc thông tin đang được chia sẻ) không được tiết lộ.

Làm thế nào Bằng chứng hợp lệ hoạt động? Cam kết đa thức

Cam kết đa thức

Bằng chứng hợp lệ phụ thuộc vào cam kết đa thức để xác minh tính hợp lệ của giao dịch rollup. Trong cam kết đa thức, thông tin giao dịch cần xác minh được mã hóa thành đa thức, đó là biểu thức toán học.

Quá trình xác minh và xác thực tính xác thực và tính đúng đắn của các giao dịch tổng hợp này an toàn hơn và khó phá vỡ hơn nhiều, do đó hiệu quả trong việc ngăn chặn gian lận trong mạng blockchain Ethereum.

Lợi ích của bằng chứng hợp lệ: Bảo mật mạnh, Thời gian hoàn thành nhanh hơn, Khả năng mở rộng cao

• Bảo mật mạnh: Bằng chứng hợp lệ thường dựa vào mật mã phức tạp, làm cho việc bao gồm giao dịch gian lận trong một giao dịch nhóm trở nên rất khó khăn.
• Thời gian hoàn thành nhanh hơn: Vì không có giai đoạn thử thách như trong các hệ thống bằng chứng gian lận, giao dịch có thể hoàn thành đúng hẹn.
• Khả năng mở rộng cao: Việc loại bỏ giao dịch khỏi chuỗi chính Ethereum và việc chúng được gom nhóm sau đó khiến mạng lưới blockchain Ethereum trở nên có khả năng mở rộng cao.

Kết luận

Việc tích hợp Bằng chứng Gian lận và Bằng chứng Hợp lệ trong Ethereum rollups đã đáng kể nâng cao hiệu suất và bảo mật của mạng. Các nhà phát triển và người dùng có thể tận dụng các lợi ích của rollups trong khi duy trì tính toàn vẹn của hệ sinh thái Ethereum.

Khi chuỗi khối Ethereum phát triển, tầm quan trọng của các giải pháp có khả năng mở rộng và bảo mật sẽ ngày càng tăng. Rollups Ethereum, được định dạng bằng chứng gian lận và bằng chứng hợp lệ, có thể đóng vai trò then chốt trong việc định hình tương lai của công nghệ blockchain.