Rollup – bước đệm để áp dụng rộng rãi tiện ích DePIN

Tác giả: Arkreen; Bản dịch: Vernacular Blockchain

Bitcoin đã giải quyết thành công thách thức đạt được sự đồng thuận trong lĩnh vực phân cấp thông qua đổi mới công nghệ blockchain. Sau đó, các kỹ sư bắt đầu vật lộn với nhiệm vụ phức tạp là tăng cường khả năng mở rộng, một thách thức khó khăn do xung đột cố hữu giữa khả năng mở rộng, bảo mật và phân cấp, một vấn đề nan giải thường được gọi là Ba vấn đề về blockchain. Vấn đề nan giải về khả năng mở rộng đã được chứng minh là trở ngại lớn cho việc áp dụng rộng rãi blockchain. Tạo sự cân bằng giữa đảm bảo an ninh và phân cấp, hai khía cạnh quan trọng đối với tính toàn vẹn của blockchain, đặt ra một thách thức đang diễn ra. Nếu sự cân bằng mong manh này không thể được duy trì, blockchain có nguy cơ trở nên giống với các hệ thống tập trung. Ngoài ra, khả năng mở rộng thấp cũng làm tăng chi phí sử dụng blockchain. Kết quả là, mặc dù có tiềm năng nhưng việc áp dụng blockchain trên quy mô lớn đã bị cản trở trong những năm gần đây.  

< img src="https://img.jinse.cn/7177136_watermarknone.png" title="7177136" alt="MgQ6gj09GowEp9qxNs2y4qrXQvKNoKpW9muDmpmE.jpeg">

1. Chuỗi khối mô-đun là gì?

Trong những năm gần đây, các kỹ sư đã làm việc chăm chỉ để giải quyết những thách thức do bộ ba bất khả thi về blockchain đặt ra và giờ đây họ đã tìm ra một giải pháp khả thi: blockchain mô-đun. Cách tiếp cận đổi mới này bao gồm việc chia chuỗi khối thành các mô-đun và lớp khác nhau, trong đó mỗi lớp chuyên xử lý các nhu cầu cụ thể. Thông thường, bảo mật và phân cấp được ưu tiên ở lớp đầu tiên (L1), trong khi khả năng mở rộng được giải quyết ở lớp thứ hai (L2).

Về mặt khái niệm, L1 và L2 có thể được xem là các chuỗi khối được kết nối với nhau nhưng khác nhau. L1 chịu trách nhiệm đảm bảo tính bảo mật và phân cấp của L2 nên trạng thái nút được giải quyết trên L1. L1 chủ yếu thực hiện các giao dịch và lưu trữ trạng thái, về cơ bản hoạt động như xương sống. Điều đáng chú ý là ngay cả trong trường hợp tất cả các nút L2 ngoại tuyến, cộng đồng vẫn có thể khôi phục L2 thông qua thông tin được lưu trữ trên L1, do đó nâng cao khả năng phục hồi của giải pháp chuỗi khối mô-đun này.

Trong một mô-đun điển hình Trong chuỗi khối, các mô-đun chính điều khiển các chức năng:

1) Sự đồng thuận: Mô-đun này rất quan trọng, nó xác định các giao dịch sẽ được đưa vào chuỗi khối và thiết lập trật tự của chúng.

2) Thực thi: Chịu trách nhiệm thực hiện các giao dịch và lấy trạng thái sau.

3) Giải quyết: Xác định trạng thái đồng thuận. Được thiết kế để xác định trạng thái đồng thuận, mô-đun này sẽ can thiệp khi xảy ra bất đồng về trạng thái để hỗ trợ giải quyết.

4) Tính sẵn có của Dữ liệu (DA): Đảm bảo quyền truy cập phổ biến vào lịch sử giao dịch trong cộng đồng, mô-đun này rất quan trọng đối với các thủ tục giải quyết và nỗ lực khôi phục blockchain.

2. Layer2 (L2) là gì và tại sao Ethereum lại cần nó?

Layer2 (L2) là một khái niệm trong công nghệ blockchain đề cập đến các giao thức và giải pháp được xây dựng trên blockchain chính (thường là lớp đầu tiên hoặc L1) để cải thiện Khả năng mở rộng và hiệu quả. Là một trong những nền tảng blockchain hàng đầu, Ethereum yêu cầu các giải pháp Lớp 2 để giải quyết các hạn chế về khả năng mở rộng và phí giao dịch cao.

Sau đây là những lý do tại sao Ethereum cần Lớp 2:

1) Nhiệm vụ 1: Làm rõ chi tiết và trình tự giao dịch

Như Khi mạng Ethereum phát triển, số lượng giao dịch tăng lên, dẫn đến tắc nghẽn và phí cao hơn. Các giải pháp lớp 2 có thể giảm bớt vấn đề này bằng cách xử lý các giao dịch bên ngoài chuỗi Ethereum chính. Các giao dịch này sau đó được gộp lại với nhau và thanh toán thường xuyên trên chuỗi chính, giảm tắc nghẽn và phí gas trong khi vẫn duy trì tính bảo mật.

2) Nhiệm vụ 2: Thông báo trạng thái mới nhất sau khi giao dịch được thực hiện và có cách nào để xác minh tính chính xác của nó không

Thực hiện giao dịch trên Lớp 2 Cuối cùng, Ethereum cần một cơ chế để truyền đạt trạng thái mới nhất trở lại chuỗi chính (Lớp 1). Điều này thường liên quan đến việc sử dụng các bằng chứng hoặc cam kết mật mã để đảm bảo rằng các chuyển đổi trạng thái là hợp lệ và có thể kiểm chứng được. Các cơ chế xác minh, chẳng hạn như bằng chứng gian lận hoặc zk-rollups, giúp xác nhận tính chính xác của giao dịch mà không ảnh hưởng đến bảo mật.

3) Nhiệm vụ 3: Có cơ chế được chỉ định nào để tạo điều kiện thuận lợi cho các cuộc gọi xuyên chuỗi không?

Để Ethereum tương tác với các chuỗi khối hoặc Lớp 2 khác giải pháp Tương tác liền mạch đòi hỏi một cơ chế được chỉ định để tạo điều kiện thuận lợi cho các cuộc gọi xuyên chuỗi. Các giao thức tương tác, chẳng hạn như cầu nối hoặc tiêu chuẩn giao tiếp xuyên chuỗi, cho phép tài sản và dữ liệu lưu chuyển an toàn và hiệu quả giữa các chuỗi khác nhau, từ đó mở rộng chức năng và hệ sinh thái của Ethereum.

Tóm lại, các giải pháp Lớp 2 rất quan trọng đối với Ethereum để giải quyết các thách thức về khả năng mở rộng, tăng thông lượng giao dịch và giảm phí trong khi vẫn duy trì khả năng tương tác và bảo mật với các blockchain khác.

3. Khám phá cách Bản tổng hợp hoàn thành ba nhiệm vụ này

Bản tổng hợp được gọi là L2; hãy xem cách nó hoạt động để hoàn thành ba nhiệm vụ A trên.

1) Nhiệm vụ 1: Tính khả dụng của dữ liệu (DA)

Đầu tiên, hãy bắt đầu quá trình bằng cách gửi một lượng ETH được chỉ định đến Lớp 2 (L2 ) mạng , để trả tiền xăng. Bước này được thực hiện thông qua cầu nối chuỗi L1->L2 và được gọi là "gửi tiền". Thông thường, mạng L2 cũng sẽ chạy các nút L1; chỉ cần đợi xác nhận cuối cùng của khối L1 chứa giao dịch gửi tiền; sau khi được xác nhận, khoản tiền gửi sẽ được giữ an toàn.

Tiếp theo, gửi giao dịch đến trình sắp xếp thứ tự L2. Nút trình tự L2 sẽ quản lý các giao dịch này một cách hiệu quả. Hãy nghĩ về nó giống như một quy trình blockchain tiêu chuẩn: trình sắp xếp chuỗi xây dựng các khối chứa giao dịch, thực thi các khối đó và duy trì trạng thái mới nhất của chuỗi. Thông thường, cứ sau hai phút hoặc khi thu thập đủ số lượng giao dịch, trình sắp xếp L2 sẽ nén các giao dịch và gửi chúng đến chuỗi L1 một cách an toàn. Cách tiếp cận chiến lược này đảm bảo rằng L1 hiểu đầy đủ các giao dịch L2 và trình tự cụ thể của chúng. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ một, chúng tôi gọi toàn bộ quá trình là "Tính khả dụng của dữ liệu (DA)".

2) Nhiệm vụ 2: Bản tổng hợp Lạc quan (OP) và Không có kiến ​​thức (ZK)

Bây giờ, cả hai nút L1 và L2 đều có thể thấy trình sắp xếp L2 Các giao dịch được thực hiện. Các giao dịch này được nén và lưu trữ đáng kể chỉ trong calldata, dẫn đến chi phí gas ở mức tối thiểu. Các nút L2 khác thích lấy dữ liệu DA (dữ liệu sẵn có) từ L1 làm nguồn đáng tin cậy hơn là dựa vào mạng ngang hàng L2, mặc dù chúng cũng nhận được các khối từ L2 (mặc dù chúng không hoàn toàn tin tưởng vào nó). Thông thường, ví dụ: mỗi giờ, nút trình tự L2 sẽ gửi gốc Merkle của trạng thái L2 cho hợp đồng L1 RollUp. Hoạt động này đảm bảo rằng trạng thái mới nhất của L1 và L2 được đồng bộ hóa. Tuy nhiên, tại thời điểm này, L1 không tự động tin cậy thông tin này. L2 sử dụng hai phương pháp OP và ZK để thuyết phục L1 về độ chính xác của nó - những chi tiết này sẽ được thảo luận sau. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ thứ hai, chúng ta cùng cổ vũ nhé!

3) Nhiệm vụ 3: Rút tiền từ Lớp 2

Khi bạn đã hoàn thành hoạt động của mình trên L2 và quyết định rút ETH của mình trở lại L1 , việc này Quá trình này được gọi là "rút tiền". Mặc dù nó có thể tương tự như các hoạt động xuyên chuỗi trong các tình huống khác, nhưng điểm khác biệt chính là việc rút tiền bắt nguồn từ L2, khiến cho việc đảm bảo an ninh của nó khác với các hoạt động xuyên chuỗi khác. Về phía L1, các hoạt động rút tiền phải được xử lý một cách thận trọng. Vì nó bắt nguồn từ thế giới bên ngoài bên ngoài L1 nên việc bắt đầu hoạt động này sẽ kích hoạt giao dịch L1 (ví dụ: chuyển mã thông báo). Nếu giao dịch này được thực hiện không chính xác, nó có thể dẫn đến thay đổi trạng thái L1.

Quy trình rút tiền bao gồm các bước sau:

1) Bắt đầu giao dịch rút tiền trên L2, tương tự như các tình huống xuyên chuỗi khác.

2) Đợi giao dịch được chuyển sang L1, bao gồm tính khả dụng của dữ liệu (DA) và trạng thái. Xác minh tính chính xác của trạng thái bằng phương pháp OP hoặc ZK.

3) Thực hiện các giao dịch rút tiền trên L1, tương tự như các tình huống xuyên chuỗi khác.

4. Bản tổng hợp OP và ZK

Chúng ta hãy xem xét sâu hơn về OP và ZK để hiểu cách L2 đảm bảo tính chính xác của trạng thái được gửi tới L1, đây là cơ sở của Bản tổng hợp bảo vệ.

OP là viết tắt của sự lạc quan. L1 lạc quan giả định rằng nút trình sắp xếp L2 là có thật nhưng không tin tưởng nó một cách mù quáng. Nó bắt đầu một khoảng thời gian thử thách, thường kéo dài bảy ngày. Trong cửa sổ kiểm tra, bất kỳ nút L2 nào cũng có thể kiểm tra tính chính xác của gốc đã nói. Các giao dịch của thử thách sau đó được phát lại trên L1 để xác định tính chính xác giữa nút trình tự sắp xếp và nút thử thách. Một thử thách thành công dẫn đến nút trình tự sắp xếp bị trừng phạt và người thách thức nhận được tiền đặt cọc trên L1. Trạng thái được điều chỉnh theo các giá trị chính xác, nhưng xin lưu ý rằng chỉ có gốc trạng thái được sửa đổi chứ không phải danh sách giao dịch.

Trong một thiết lập điển hình, các nhà khai thác L2 DApp quản lý các nút L2 của riêng họ, mở ra cơ hội cho những đối thủ tiềm năng. Từ góc độ thách thức, nếu nút trình tự sắp xếp cung cấp thông tin không chính xác, thì một thử thách thành công có thể mang lại phần thưởng đáng kể từ số tiền mà nút trình tự sắp xếp trên L1 đặt cược. Vì vậy, điều quan trọng là phải thách thức các trạng thái không chính xác khi chúng xảy ra. Ngược lạitừ góc độ của nút trình sắp xếp thứ tự, nếu nó thực hiện sai gốc trạng thái thì không thể tránh khỏi một thách thức, dẫn đến bị phạt, mất tiền đặt cược trên L1 và gốc trạng thái không chính xác sẽ bị hoàn nguyên. Điều này tránh việc phạm phải các gốc trạng thái không chính xác và đảm bảo vận hành an toàn các giải pháp lạc quan.

Tuy nhiên, giải pháp của OP có một nhược điểm: thời hạn thử thách 7 ngày. Điều này có nghĩa là nếu bạn dự định rút Token về L1 qua cầu OP chính thức, bạn phải đợi 7 ngày sau khi bắt đầu hoạt động rút trên L2. Tuy nhiên, đối với người dùng rút mã thông báo có thể thay thế (chẳng hạn như ERC20Token), việc sử dụng DApp của bên thứ ba có thể tăng tốc quá trình với chi phí tối thiểu.

Mặt khác, ZK hay còn gọi là không có kiến ​​thức, dựa vào một thuật toán mã hóa được gọi là bằng chứng không có kiến ​​thức. Nút trình tự sắp xếp chạy zk-EVM trên L2 và tạo bằng chứng ZK để xác minh quá trình chuyển trạng thái L2 từ trạng thái trước sang trạng thái sau sau khi áp dụng một tập hợp giao dịch. Bằng chứng này có thể được xác minh trong hợp đồng L1, đảm bảo rằng L1 có thể tin tưởng vào tính chính xác của quá trình chuyển đổi trạng thái. Việc tạo bằng chứng ZK có thể khó khăn và mất vài giờ. Tuy nhiên, quá trình xác minh rất đơn giản và chỉ bao gồm các giao dịch đơn giản trên EVM. So với OP, độ trễ tìm nạp bằng ZK thường được tính bằng giờ, mang lại tùy chọn hiệu quả hơn. Ngoài ra, với các máy tính mạnh hơn, độ trễ có thể giảm hơn nữa.

Nhìn kỹ vào OP và ZK, rõ ràng là cả hai đều có thể mở rộng L1 chỉ bằng cách tin tưởng vào các giao dịch trên L1 và loại bỏ nhu cầu tin tưởng bất cứ điều gì trong L2. Khi xem xét hệ thống RollUp bao gồm L1 và L2, tính bảo mật và phân cấp được liên kết chặt chẽ với L1, trong khi khả năng mở rộng mở rộng đến tiềm năng kết hợp của L1 và L2. Việc đưa nhiều L2 vào cùng một L1 giúp mở rộng đáng kể khả năng mở rộng.

ZK-Rollups đóng gói các giao dịch thành các đợt, Chainlink

5. Tiên phong áp dụng đại trà: Rollups về vai trò của DePIN trong tiện ích

Thường sử dụng Rollup cho phép TPS của Ethereum đạt tới hàng nghìn. Tuy nhiên, điểm nghẽn hiện tại là tính sẵn có của dữ liệu (DA). Mặc dù các giao dịch L2 được nén một cách hiệu quả trước khi chuyển sang L1, nhưng chi phí gas sẽ tăng khi số lượng giao dịch tăng. Một giải pháp thay thế là gửi giao dịch đến dịch vụ lưu trữ phi tập trung của bên thứ ba, nhờ đó đạt được mức tiết kiệm gas đáng kể trong các khối L1. Điều này, kết hợp với các giải pháp khác, có khả năng cung cấp khả năng mở rộng gần như không giới hạn. Tuy nhiên, điều này đi kèm với một số đánh đổi, vì phải xem xét tác động của dịch vụ lưu trữ phi tập trung của bên thứ ba đối với bảo mật hệ thống. Tóm lại, blockchain có thể đạt được khả năng mở rộng rất lớn trong khi vẫn đảm bảo an toàn và phi tập trung. Ba vấn đề của blockchain đã được giải quyết. Bước đột phá này mở ra tiềm năng áp dụng đại trà. Do đó, Rollup trở thành một cột mốc quan trọng trong việc áp dụng DePIN rộng rãi trên thực tế.

DePIN, mạng cơ sở hạ tầng vật lý phi tập trung, sử dụng phần thưởng blockchain để thúc đẩy sự phát triển của mạng cơ sở hạ tầng vật lý. Lấy Arkreen làm ví dụ; nó sử dụng phần thưởng blockchain để khuyến khích các cá nhân góp phần xây dựng mạng lưới năng lượng sạch. Trong trường hợp này, thợ mỏ xây dựng hệ thống năng lượng mặt trời, thu thập dữ liệu sản xuất điện và gửi dữ liệu đó đến mạng Arkgreen. Mạng Arkgreen sẽ xác định và lọc ra dữ liệu trung thực và có giá trị, đồng thời cung cấp phần thưởng mã thông báo cho người khai thác dựa trên dữ liệu. Mạng lưới Arkgreen hoạt động theo mô hình phi tập trung và hiện có hơn 12.000 thợ mỏ và dự kiến ​​sẽ tăng lên hàng triệu người trong tương lai gần. Do đó, nó đòi hỏi một cơ sở hạ tầng blockchain có khả năng mở rộng cao để đáp ứng nhóm thợ mỏ lớn này. Trước đây, việc đạt được mức độ mở rộng này là thách thức cả về mặt kỹ thuật và kinh tế. Tuy nhiên, với sự hỗ trợ về khả năng mở rộng được giới thiệu bởi các chuỗi khối mô-đun như Rollups, điều này trở nên khả thi.

Người ta hình dung rằng dự án DePIN được xây dựng trên một chuỗi khối mô-đun như Rollup có thể đạt được khả năng mở rộng cao với chi phí tối thiểu trong khi vẫn được hưởng lợi từ tính bảo mật và bảo mật của chuỗi khối cơ bản như Ethereum. Token do dự án DePIN phát hành được gọi là RWA (Tài sản thế giới thực) và giá trị của nó được lấy từ tài sản thực. Những tài sản có tính thanh khoản trên chuỗi này sẽ tạo ra vốn cho các thợ mỏ, khuyến khích họ đóng góp vào sự phát triển của mạng DePIN, từ đó tạo ra một bánh xe giá trị. Nhiều dự án DePIN có thể hợp tác trong thế giới thực và hình thành hệ sinh thái DePIN trên chuỗi, làm tăng thêm giá trị của DePIN. Sự hợp tác trong thế giới thực của nhiều dự án DePIN xây dựng hệ sinh thái DePIN trên chuỗi, từ đó nâng cao giá trị tổng thể. Cách tiếp cận hợp tác này cho phép blockchain phục vụ nền kinh tế thế giới thực và thúc đẩy sự tăng trưởng mới trong lĩnh vực blockchain.

6. Tóm tắt

Blockchain mô-đun (chẳng hạn như Rollup) giải quyết hiệu quả ba vấn đề của blockchain, mang lại khả năng mở rộng được cải thiện và mở đường cho việc áp dụng rộng rãi. Trong bối cảnh của dự án DePIN, nhu cầu về các dịch vụ blockchain hiệu suất cao và tiết kiệm chi phí sẽ tìm ra giải pháp phù hợp trong các chuỗi khối mô-đun. Được hỗ trợ bởi một blockchain mô-đun, dự án DePIN dự kiến ​​sẽ đạt được giá trị to lớn.