Ethereum và Sự Trỗi Dậy của Rollups

Tất cả bắt đầu với Ethereum. L1 quá chậm. Mỗi nút cần phải thực hiện lại các giao dịch trong một khối một cách thừa thãi để đảm bảo tính hợp lệ, điều này hạn chế khả năng mở rộng.

Đến năm 2020, cộng đồng Ethereum đã tập hợp xung quanh rollups như giải pháp mở rộng quy mô. Bài viết nổi bật năm 2021 của Vitalik về rollups giải thích cách mà rollups lạc quan và zk có thể mở rộng Ethereum.

Zk rollups vượt trội về mặt công nghệ để mở rộng nhưng công nghệ này vẫn quá đắt để sử dụng và còn rất xa với thực tế (sẽ đề cập sau).

Vì vậy, rollups lạc quan đã tấn công thị trường trước. Rollups lạc quan giả định rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ cho đến khi ai đó thách thức nó bằng một bằng chứng gian lận trong vòng bảy ngày thách thức.

Rollups lạc quan đã hoạt động, nhưng chúng đi kèm với những chi phí tiềm ẩn. Thời gian thách thức có nghĩa là thời gian hoàn tất giao dịch lâu hơn trước khi người dùng có thể rút tiền. Tính thanh khoản bị khóa có nghĩa là hiệu quả vốn và trải nghiệm người dùng nói chung kém hơn, đặc biệt là với khả năng tương tác giữa các chuỗi.

Trong khi đó, zk đang bắt kịp. Tại
ETHCC 2022, Polygon, zkSync và Scroll đều đã công bố zkEVMs, cho phép các lập trình viên Solidity viết mã và chứng minh việc thực thi EVM — hiệu quả cho phép Ethereum tận dụng công nghệ zero knowledge.

Đến năm 2023, zk rollups bắt đầu có được sự thu hút thực sự.

Tại sao zk proofs lại tốt hơn so với optimistic fraud proofs? Cụ thể là vì zk proofs nhỏ hơn nhiều (~1-10 KB) so với dữ liệu giao dịch thô (kích thước megabyte).

Bằng cách sử dụng mật mã zk để chứng minh các giao dịch Ethereum, những chứng cứ nén cao này có nghĩa là chi phí sẵn có dữ liệu thấp hơn và khả năng mở rộng tốt hơn.

Cách thức hoạt động của zero knowledge trong một cái nhìn tổng quát

Mặc dù zk đang phát triển, việc tạo ra chứng cứ vẫn còn tốn kém. Dựa trên zkstats.io, chi phí trung bình để tạo ra một chứng cứ zk vào tháng 12 năm 2023 là $80.21.

Tiến tới năm 2025. Chi phí chứng cứ đã giảm xuống còn $1.3 cho mỗi chứng cứ, khoảng 98.4% cải thiện.

Có gì đã thay đổi?

Ngày nay, mỗi phần cốt lõi của hệ thống zk rollup đã được tách ra.

Đầu tiên, zkVMs đã xuất hiện. Những thông số này
Máy ảo zk đã được tối ưu hóa giúp tăng tốc trải nghiệm phát triển zk và làm cho việc tạo ra các bằng chứng tính hợp lệ trở nên hiệu quả hơn. Trước khi có zkVM, các nhà phát triển cần phải viết các “mạch” toán học phức tạp để chứng minh việc thực hiện EVM.

Các zkVM như SP1, RISC Zero, Nexus và OpenVM ngày nay thực sự dân chủ hóa phát triển zk cho tất cả các nhà phát triển (C++, Rust) mà không cần chuyên môn về mật mã zk. Trong quá khứ, zkEVM chỉ cho phép phát triển Solidity trên các zk rollup. Hãy coi zkVM như một khái niệm tổng quát hơn so với zkEVM.

Thứ hai, chi phí để tạo ra các bằng chứng đang giảm xuống nhờ vào sự cạnh tranh trên thị trường. Hiện nay, có nhiều thị trường cạnh tranh do Risc Zero, Cysic, Lagrange và Succinct điều hành. Một số vẫn đang ở giai đoạn thử nghiệm, một số thì đã hoạt động.

Các zk L2 cũng đang chuyển sang kỹ thuật tổng hợp bằng chứng để giảm bớt chi phí xác minh. Cách hoạt động của điều này là bằng cách nhóm nhiều bằng chứng trong một, điều này giúp cho bằng chứng cuối cùng nhanh hơn để xác minh.

Các thị trường này cũng là không cần quyền hạn, có nghĩa là bất kỳ ai có GPU
rig có thể đăng ký, đặt cọc và tạo ra zk proofs. Trước đây, zk rollups sử dụng “nhà cung cấp tập trung,” có nghĩa là họ thuê phần cứng GPU/FPGA từ Google hoặc Amazon.

Các hệ thống chứng minh tốt hơn cũng đang liên tục được ra mắt. Các hệ thống chứng minh này (ví dụ: Groth16, Halo2-KZG, STARK, Plonk, Expander) định nghĩa các quy tắc một cách thuật toán về cách zk proofs được xây dựng và xác minh. Chúng ngày càng tốt hơn, có nghĩa là zk proofs trở nên nhỏ hơn và nhanh hơn để xác minh. Điều này dẫn đến việc cải thiện hiệu suất zkVM.