Galaxy: Bitcoin L1 có phải là lớp sẵn có của dữ liệu không?

Tác giả: Gabe Parker, Galaxy; Được biên soạn bởi: Five Baht, Golden Finance

Lời nói đầu

Không gian khối của Bitcoin cực kỳ khan hiếm và kích thước của mỗi khối giới hạn trên là 4 MB. Sự khan hiếm này đặt ra một thách thức đáng kể cho Rollups đang tìm cách tận dụng Bitcoin như một lớp sẵn có của dữ liệu. Bối cảnh Rollups dựa trên Bitcoin mới nổi chủ yếu dựa trên ZK và nhằm mục đích đưa ra các kết quả đầu ra bằng chứng ZK và sự khác biệt về trạng thái cứ sau 6-8 khối. Tuy nhiên, cách tiếp cận này gặp phải một trở ngại chính; mỗi lần phát hành dữ liệu sẽ tiêu tốn tới 400KB (0,4 MB) không gian khối, chiếm 10% toàn bộ khối.

Do Bitcoin đã hoạt động hết công suất kể từ tháng 1 năm 2023, nên sự cạnh tranh để đưa khối giữa nhiều Rollup sẽ ngày càng gay gắt, có khả năng đẩy thị trường phí giao dịch của Bitcoin đến mức không bền vững. Những hạn chế hiện tại của lớp cơ sở Bitcoin, cùng với sự phổ biến của Rollups đang được phát triển, có thể tạo ra một môi trường mà L2 không đủ khả năng xuất bản dữ liệu. Để duy trì khả năng tồn tại, Rollups trên Bitcoin sẽ cần tạo ra doanh thu đáng kể từ phí giao dịch thông qua các ứng dụng hữu ích. Báo cáo này phân tích dữ liệu bằng cách nghiên cứu dữ liệu của Ethereum ZK-Rollups và dự đoán chi phí sử dụng Bitcoin để tiến hành Rollups (để đạt được tính khả dụng của dữ liệu ). Tính khả thi về mặt kinh tế của Rollups trên Bitcoin. Phân tích khám phá tác động tiềm tàng của các dự án này đối với thành phần khối của Bitcoin sau khi chúng khởi chạy trên mạng chính và thảo luận về các chiến lược thay thế mà Rollups có thể theo đuổi nếu chi phí xuất bản dữ liệu lên Bitcoin quá cao.

Bitcoin L1 có phải là lớp sẵn có của dữ liệu không?

Các bản tổng hợp Bitcoin xuất bản dữ liệu lên lớp cơ sở sẽ gặp phải một vấn đề lớn: chi phí xuất bản dữ liệu. Không gian khối bitcoin đắt nhất trên mỗi byte trong tất cả các chuỗi. Ngoài ra, kích thước khối của Bitcoin bị giới hạn nghiêm ngặt ở mức 4 MB và phí được gắn với trọng lượng dữ liệu của giao dịch, khiến bất kỳ giao dịch sử dụng nhiều dữ liệu nào đều tốn kém khi thực hiện. Sự xuất hiện của số thứ tự (chữ khắc gắn liền với từng Satoshi) nhấn mạnh rằng các giao dịch chiếm phần lớn kích thước khối sẽ yêu cầu phí bổ sung và tăng phí giao dịch. Ví dụ: giao dịch Bitcoin 4 MB đầu tiên được thực hiện bởi nhóm Taproot Wizards (khối 774.628) có mức phí là 147.000 USD.

Dựa trên cuộc trò chuyện với một số nhóm xây dựng ZK-Rollups trên Bitcoin, Rollups dự kiến ​​sẽ ghi lại các kết quả đầu ra của ZK-Proof và sự khác biệt về trạng thái sau mỗi 6-8 khối (1 giờ - 1,2 giờ) Dưới dạng giao dịch được phát hành đối với Bitcoin L1, dòng chữ là dữ liệu tùy ý được lưu trữ trong phần SegWit của giao dịch. Dữ liệu này sẽ cho phép bất kỳ người tham gia nào đang chạy nút Bitcoin xây dựng lại trạng thái Tổng hợp mới nhất. Dựa trên các mạng thử nghiệm và cuộc trò chuyện với các nhà phát triển, chúng tôi ước tính rằng cần tối đa 400KB (0,4 MB) mỗi lần xuất bản bằng chứng đầu ra và sự khác biệt về trạng thái lên chuỗi khối lớp 1 của Bitcoin.

Khi so sánh megabyte mỗi giây được Bitcoin xử lý với Ethereum và Celestia, rõ ràng là Bitcoin chưa bao giờ được thiết kế để trở thành một lớp DA.

Chi phí bằng chứng xác minh – Ethereum ZK-Rollups

Học bài học từ hệ sinh thái Rollup của Ethereum, ZK-Rollups là những hoạt động sử dụng nhiều vốn do sử dụng bằng chứng xác thực. Cách tiếp cận này yêu cầu người chứng minh xuất bản ZK-Proof cùng với dữ liệu giao dịch hoặc sự khác biệt về trạng thái cho mỗi thay đổi trạng thái L2. Không giống như các giải pháp mở rộng quy mô Tổng hợp lạc quan chỉ thanh toán chi phí xác minh trong trường hợp xảy ra tranh chấp gian lận (hiếm khi xảy ra), ZK-Rollups thanh toán trước chi phí xác minh bằng cách xuất bản bằng chứng về tính hợp lệ. ZK Rollup có chi phí trả trước cao hơn và cho phép hoàn tất ngay lập tức (trong khi Optimistic Rollup có thời hạn thử thách khoảng 7 ngày). Biểu đồ bên dưới hiển thị chi phí xuất bản dữ liệu hàng tuần cho ZK-Rollups trên Ethereum.

ZK-Rollups đã vượt qua Thu nhập phí giao dịch L2 được sử dụng để thanh toán cho việc xuất bản dữ liệu. Kể từ khi ra mắt, Kỷ nguyên ZK-Sync đã chứng minh khả năng tồn tại của mô hình này, tạo ra tổng doanh thu 66,9 triệu USD từ phí giao dịch L2. 51,2 triệu USD trong số tiền này dành cho chi phí xác minh ZK và dữ liệu cuộc gọi L1. ZK-Sync đã xử lý thành công hơn 417,6 triệu giao dịch cho 5,4 triệu người dùng với chi phí trung bình cho mỗi giao dịch là 0,16 USD. Hoạt động hiệu quả này mang lại tổng lợi nhuận là 15,7 triệu USD.

Ước tính chi phí xuất bản dữ liệu lên Bitcoin

Trên Bitcoin L1, dữ liệu được xuất bản cứ sau 6 khối, chi phí là 400KB và mức phí thấp nhất là 10 sat/vByte, Rollup trên Bitcoin sẽ trả 2.640 USD cho mỗi khối được xuất bản. Xuất bản dữ liệu sau mỗi 6 khối, Rollups trên Bitcoin sẽ trả tới 1,9 triệu đô la mỗi tháng để xuất bản lên 730 khối (23 triệu đô la mỗi năm). Việc sử dụng mức 50 sat/vByte sẽ làm tăng chi phí xuất bản dữ liệu hàng tháng lên gần 9,6 triệu USD (115 triệu USD mỗi năm). Điều quan trọng cần lưu ý là việc ước tính mức sat/vByte trong tương lai là cực kỳ khó khăn vì môi trường tỷ giá của Bitcoin hiện ngày càng trở nên không ổn định với sự xuất hiện của Ordinals, BRC-20 và Runes.

Để bù đắp chi phí xuất bản dữ liệu cao trong thế giới 400KB mỗi bài đăng, ZK-Rollups sử dụng Bitcoin để cung cấp dữ liệu sẽ cần tạo ra khoảng 1,9 triệu đến 9,63 triệu USD mỗi tháng từ thu nhập phí giao dịch L2. Bảng độ nhạy bên dưới ước tính hoạt động giao dịch và mức phí cần thiết để Bitcoin Rollup hòa vốn sau khi trừ chi phí xuất bản dữ liệu. Mô hình của chúng tôi dự đoán rằng kể từ ngày 23 tháng 7 năm 2024, chi phí hàng tuần để Rollup xuất bản 400KB dữ liệu lên Bitcoin L1 cứ sau 6 khối sẽ là 10, 20 và 50 sats/vByte. Nếu Bitcoin Rollup xử lý 20 triệu giao dịch mỗi tháng (có thể so sánh với khối lượng giao dịch hàng tuần của ZK-Sync trong năm qua), thì nó sẽ cần tính phí giao dịch là 0,096 USD, 0,193 USD và 0,482 USD để hoạt động ở mức 10, 20 và 50 sats/nghỉ thậm chí ở cấp độ vByte. Lưu ý rằng do thiếu dữ liệu có sẵn trên mạng thử nghiệm, bảng độ nhạy này giả định kích thước phát hành dữ liệu 400KB được cố định trong khoảng từ 1 triệu đến 80 triệu giao dịch mỗi tháng. Chúng tôi hiểu rằng tùy thuộc vào số lượng giao dịch có trong chênh lệch trạng thái, kích thước phát hành dữ liệu có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn 400KB.

Không thể cung cấp đủ các giao dịch Rollup, tính phí để trang trải chi phí xuất bản dữ liệu, sẽ cần phải trích vào kho bạc của mình để trả phí giao dịch L1 và cuối cùng có thể bị buộc không còn sử dụng Bitcoin làm lớp DA nữa. Các tùy chọn khác bao gồm phát hành bằng chứng ZK và sự khác biệt về trạng thái trên lớp DA hiệu quả hơn về mặt chi phí như Celestia, Near hoặc Syscoin. Tuy nhiên, việc sử dụng thứ gì đó không phải Bitcoin làm lớp DA sẽ làm giảm khả năng tự gọi mình là “Bitcoin Rollup” của lớp đó. Nếu mạng Lớp 2 không hỗ trợ Bitcoin, liệu nó vẫn được coi là Bitcoin Rollup hay nó sẽ chuyển sang chuỗi Validium thay thế Mạng DA? Một giải pháp tiềm năng khác dành cho Rollups đang gặp khó khăn trong việc trang trải chi phí là tái cơ cấu thành giải pháp lớp 3. Trong trường hợp này, Rollup sẽ xuất bản sự khác biệt trạng thái lên lớp 2 hoặc sidechain, trong khi chỉ có hàm băm gốc merkle mới được xuất bản lên lớp 1. Cách tiếp cận này có thể giảm đáng kể chi phí xuất bản dữ liệu trong khi vẫn duy trì kết nối với mạng Bitcoin.

Không gian khối bitcoin khi Rollups ra mắt

Kể từ khi Ordinals và BRC-20 xuất hiện vào đầu năm 2023, trọng lượng khối trung bình hàng ngày của Bitcoin đã thấp hơn một chút so với giới hạn Đơn vị trọng lượng 4 triệu (dữ liệu 4 MB) ). Trọng lượng khối là phép đo không thứ nguyên về "kích thước" của khối, được giới thiệu trong bản nâng cấp SegWit để bao gồm dữ liệu nhân chứng được chiết khấu. Trọng lượng khối trung bình hàng ngày đã tăng đáng kể do làn sóng giao dịch liên quan đến Dòng chữ, bao gồm dữ liệu tùy ý (văn bản, hình ảnh, v.v.) trong trường giao dịch Segwit. Kể từ tháng 2 năm 2023, mức độ đầy trung bình của các khối Bitcoin là 98%.

Nếu mỗi bằng chứng Sự khác biệt về trạng thái và đầu ra có tổng cộng 400 nghìn đơn vị trọng lượng, vì vậy nếu kích thước dữ liệu của bản tổng hợp vẫn nhất quán thì một bản tổng hợp sẽ xuất bản dữ liệu lên khối, dữ liệu này sẽ chiếm 10% giới hạn trọng lượng khối. Do các khối luôn ở mức tối đa nên việc giới thiệu Rollup sẽ thay đổi thành phần dữ liệu giao dịch trong mỗi khối phát hành dữ liệu. Biểu đồ bên dưới hiển thị thành phần khối cho một mẫu gồm 30 khối vào ngày 18 tháng 7 năm 2024, giả sử có hai Bản tổng hợp đang hoạt động và dữ liệu được xuất bản sau mỗi 6 khối.

Bản cuộn mỗi 6- Dữ liệu được phát hành trên Bitcoin L1 cứ sau 8 khối và nhu cầu liên tục về không gian khối sẽ buộc các giao dịch nhạy cảm với thời gian phải trả phí trước hoặc trong khối phát hành dữ liệu. Biểu đồ bên dưới nêu bật mức độ cạnh tranh ngày càng tăng đối với hoạt động trên chuỗi trong Runes và Ordinals đang buộc các giao dịch nhạy cảm về thời gian (còn được gọi là giao dịch tài chính) phải trả mức phí bảo hiểm cao nhất.

Tại sao Bitcoin DA quan trọng

Để Rollup hoàn toàn nhất quán với Bitcoin, nó phải tận dụng Bitcoin để cung cấp dữ liệu. Tùy chọn này, mặc dù tốn kém nhưng tận dụng được tính bảo mật, tính bất biến và tính phân cấp vô song của Bitcoin. Việc chọn giải pháp DA thay thế cho Rollup sẽ đưa ra các giả định tin cậy bổ sung bên ngoài mạng Bitcoin, có khả năng ảnh hưởng đến tính toàn vẹn và phân loại của nó dưới dạng “Bitcoin Rollup”. Ưu điểm của Bitcoin với tư cách là lớp DA không chỉ là tính bảo mật mạnh mẽ mà còn là khả năng phân phối nút rộng và ngưỡng thấp để thiết lập nút nhẹ hoặc nút đầy đủ. Khả năng truy cập này đảm bảo rằng bất kỳ ai chạy nút đầy đủ Bitcoin đều có thể tạo lại trạng thái L2 mới nhất của Rollup, tăng cường tính minh bạch và phân cấp.

Mặc dù mức phí cao và những thách thức tiềm tàng về khả năng tồn tại lâu dài, vai trò của Bitcoin với tư cách là lớp DA ban đầu của Rollup nêu bật một sự đánh đổi cơ bản: chi phí tận dụng cơ sở hạ tầng của Bitcoin cao so với tính năng Bảo mật và phân cấp vô song. Sự cân bằng giữa chi phí và bảo mật này có thể định hình bối cảnh triển khai Rollup trong tương lai trên mạng Bitcoin.

Triển vọng cho các bản tổng hợp sử dụng Bitcoin cho DA

• Sử dụng Bitcoin ZK-Rollups để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu sẽ cần tạo ra doanh thu hàng tháng khoảng 1,9 triệu đến 9,6 triệu USD từ phí giao dịch L2 để hoạt động trong môi trường tỷ lệ 10-50 Sat/vByte.

• Công cụ ước tính phí rất quan trọng để tối đa hóa lợi nhuận cho Rollups trên Bitcoin.

• Không gian khối Bitcoin đơn giản là không thể hỗ trợ 4-8 Rollups xuất bản bằng chứng 400KB cứ sau 6-8 khối.

• Nhóm xây dựng Bản tổng hợp có chủ quyền trên Bitcoin sẽ cần sử dụng ứng dụng này để thực hiện chiến lược niêm yết và cho phép người dùng giao dịch trên L2.

• Một số Bitcoin L2 sẽ khám phá môi trường L3 để thực hiện các giao dịch và sử dụng kết hợp L2 và Bitcoin L1 để cung cấp dữ liệu sẵn có.

• Bản tổng hợp trên Bitcoin sẽ làm tăng sự cạnh tranh để đưa vào khối, do đó tăng phí L1 cho tất cả mọi người (bao gồm cả bản thân bản tổng hợp).

• Bitcoin L2 sử dụng Bitcoin L1 cho DA sẽ cần phải phòng ngừa trước những đợt tăng phí biến động bất ngờ thông qua các thị trường phái sinh tỷ giá và các giao dịch khai thác ngoài băng tần.