Đường dẫn mở rộng Lớp 2 của Ethereum

Tiêu đề gốc: "Độ sâu | Lặp lại và cạnh tranh - Con đường mở rộng lớp 2 của Ethereum"

Nguồn gốc: Viện nghiên cứu chuỗi khối Guosheng

Tóm tắt

"Có nhiều ô tô và ùn tắc giao thông, sắp mở rộng công suất" - Mở rộng Lớp 2 luôn là một trong những xu hướng phát triển rõ ràng trong ngành công nghiệp blockchain. Với hệ sinh thái tích cực của Ethereum và tắc nghẽn mạng, Layer  2 Đường đua lại trở thành tâm điểm của thị trường. Bài viết này sẽ giới thiệu một cách có hệ thống các nguyên tắc và quy trình phát triển của cơ chế mở rộng Lớp 2, đồng thời hướng tới các cơ hội đầu tư và phát triển sinh thái trong tương lai.

Bản chất của việc mở rộng Lớp 2 - đưa một số tác vụ điện toán lên chuỗi khối ngoài chuỗi và truyền kết quả tính toán trở lại chuỗi , từ đó đạt được sự cải thiện khả năng tính toán blockchain. Ngược lại, mở rộng Lớp 1 là cải thiện giao thức blockchain để đạt được sự mở rộng. Việc mở rộng lớp 2 không làm thay đổi bản thân giao thức blockchain và việc mở rộng đạt được thông qua các hợp đồng thông minh trên chuỗi và tương tác ngoài chuỗi. Mối liên kết cốt lõi nằm ở sự tương tác dữ liệu giữa Lớp 1 và Lớp 2 và cách đảm bảo an toàn cho tài sản trên Lớp 2.

"Rắc rối ngọt ngào" của Ethereum - sự bùng nổ nhu cầu khiến mạng lưới tắc nghẽn và chi phí tăng vọt Lớp 2 vừa là bài toán kỹ thuật, vừa là phương tiện cân bằng lợi ích của nhiều bên các bữa tiệc. Bất cứ khi nào hệ sinh thái Ethereum phát triển thịnh vượng, sự gia tăng số lượng người dùng mang lại nhiều yêu cầu giao dịch hơn, sự gia tăng các hợp đồng phức tạp và các lệnh gọi phức tạp làm giảm khả năng giao dịch thực tế của một khối và việc tăng giá ETH sẽ làm tăng phí xử lý bằng tiền tệ pháp định cho các giao dịch, điều này bị tắc nghẽn. Mạng sẽ tăng thêm giá Gas. Sự phát triển theo chu kỳ cơ học này sẽ gây ra bong bóng và tác động ngược lên các dự án Ethereum, điều này sẽ làm giảm tổng thể khả năng đổi mới của các ứng dụng nền tảng Ethereum. Việc mở rộng Ethereum vừa là kỳ vọng phổ biến vừa là xu hướng chung. Chỉ bằng cách giảm bớt tắc nghẽn thể chế này và phí xử lý cao thì hệ sinh thái Ethereum mới có thể đạt được sự phát triển lành mạnh.

Nhìn vào sự phát triển của công nghệ mở rộng Lớp 2, các tuyến kỹ thuật hiện tại chủ yếu bao gồm mở rộng chuỗi bên, mở rộng kênh trạng thái, Plasma và Rollup: Cốt lõi của chuỗi bên mở rộng là Sử dụng một blockchain độc lập khác để thực hiện các giao dịch hiện tại, từ đó cải thiện hiệu quả tính toán và giảm phí xử lý. Kênh nhà nước được đề xuất vào khoảng năm 2014. Cốt lõi của nó là khóa và thực hiện một loạt giao dịch ngoài chuỗi thông qua băm và chỉ tải kết quả giao dịch lên chuỗi. Nó đặc biệt phù hợp để giải quyết điểm yếu là phí xử lý quá cao đối với thanh toán số lượng nhỏ với tần suất cao. Lộ trình mở rộng của Plasma đã được đề xuất vào khoảng năm 2017. Để giải quyết mối đe dọa đối với tài sản do bảo mật chuỗi bên gây ra trong việc mở rộng chuỗi bên, nguyên tắc thiết kế của Plasma là đảm bảo rằng người dùng có thể đưa ra vấn đề ngay lập tức ngay cả khi chuỗi bên gặp sự cố với tài sản của chính mình. Khái niệm tổng hợp đã được đề xuất vào năm 2018, giúp nén và đóng gói thông tin giao dịch trên chuỗi ở mức độ cao. Ngay cả khi dữ liệu ngoài chuỗi hoàn toàn không có sẵn, tài sản vẫn có thể bị rút. Các lộ trình kỹ thuật này không khác biệt mà là sự phát triển tiến hóa tích hợp lẫn nhau, thể hiện sự phát triển tự phát của hệ sinh thái blockchain.

Lời khuyên đầu tư: Chúng tôi tin rằng việc mở rộng Lớp 2 hiện tại sắp bùng phát và giải pháp Lớp 2 nền tảng chung lần đầu tiên trực tuyến và tương thích với EVM sẽ có lợi thế lớn của người đi đầu và trải nghiệm người dùng tốt hơn sẽ là yếu tố quyết định. Việc mở rộng Lớp 2 sẽ giảm đáng kể phí xử lý và cải thiện hiệu quả giao dịch, đồng thời thị trường Defi có thể sẽ mở ra một cuộc cải tổ. Việc mở rộng lớp 2 sẽ giảm chi phí vận hành trên chuỗi, thúc đẩy đổi mới trong các dự án blockchain và có thể cho phép các ứng dụng blockchain đổi mới sâu hơn trong các lĩnh vực như trò chơi, tài chính, thế giới ảo và siêu dữ liệu.

Cảnh báo rủi ro: Việc triển khai mô hình kinh doanh blockchain chưa được như mong đợi; sự không chắc chắn của các chính sách pháp lý.

1. Lớp 2 là gì?

Mở rộng blockchain là tăng tốc độ xử lý giao dịch của blockchain để có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong cùng một thời điểm, có thể so sánh với tình trạng ùn tắc giao thông. , cầu cạn và đường hầm mới là cần thiết để mang lại hiệu quả giao thông. Mở rộng lớp 2 là tên gọi chung của các giải pháp mở rộng ngoài chuỗi, đề cập đến việc đưa một phần quy trình tính toán lên chuỗi ngoài chuỗi khối và truyền kết quả tính toán trở lại chuỗi khối, từ đó cải thiện khả năng tính toán của chuỗi khối.

Ngược lại, mở rộng Lớp 1 là cải thiện giao thức blockchain để đạt được sự mở rộng. Việc mở rộng lớp 2 không làm thay đổi bản thân giao thức blockchain mà đạt được thông qua sự tương tác giữa các hợp đồng thông minh trên chuỗi và dữ liệu ngoài chuỗi.

Tại sao Ethereum cần mở rộng?

Ethereum hiện thực hóa tính toán hoàn chỉnh Turing thông qua EVM (Máy ảo Ethereum) và các nhà phát triển có thể triển khai logic chương trình phức tạp thông qua các hợp đồng thông minh trên chuỗi. Chúng ta có thể xem Ethereum trừu tượng như một máy tính phi tập trung.

Ethereum sử dụng cơ chế phí Gas để ngăn chặn tác động của các hợp đồng độc hại (chẳng hạn như vòng lặp vô hạn), giới hạn dung lượng của một khối duy nhất và khuyến khích người tham gia tăng việc sử dụng hiệu quả mạng. Cơ chế phí gas là tính phí cho người dùng đối với các hoạt động trên chuỗi, phí được tính theo loại hoạt động và độ phức tạp theo quy định. Các khoản phí này được trả cho nhóm thợ mỏ duy trì mạng và thực hiện tính toán hợp đồng. Những người thợ mỏ khai thác khối sẽ nhận được tổng phí gas của các giao dịch trong khối. Phí gas được xác định bởi loại và mức độ phức tạp của hoạt động. Việc đọc và ghi thông tin trên chuỗi và gọi các hợp đồng bên ngoài sẽ đắt hơn so với việc thực thi mã thông thường. Từ góc độ vĩ mô, Ethereum có ý định điều chỉnh linh hoạt cung và cầu tài nguyên thông qua cơ chế Gas để ngăn chặn việc chiếm đoạt tài nguyên một cách độc hại trên chuỗi.

Giá gas của giao dịch bị ảnh hưởng bởi cấp độ của mạng Ethereum. Nói chung, các thợ mỏ sẽ điều chỉnh giao dịch theo giá gas. Thời gian chờ của lệnh được sử dụng để chọn các giao dịch được đóng gói. Hướng dẫn giao dịch có giá gas cao và thời gian chờ đợi lâu được ưu tiên đóng gói. Người dùng có thể quyết định giá gas theo điều kiện mạng. Đơn vị của giá Gas thường là Gwei, 1Gwei = 0,000 000 001ETH. Phí Gas phải trả cho một giao dịch duy nhất = Gas cần thiết để vận hành (được xác định theo quy tắc) × giá Gas hiện tại (được xác định theo điều kiện mạng).

Cơ chế phí Gas mang lại giá trị sử dụng tự nhiên cho ETH, đồng thời khuyến khích người dùng và nhà phát triển hợp lý hóa hoạt động và hợp đồng thông minh của họ, đồng thời khuyến khích các nhà khai thác thực hiện giao dịch đóng gói. Dung lượng của một khối trong Ethereum cũng bị giới hạn bởi phí Gas (Bitcoin bị giới hạn bởi kích thước khối). Phí Gas của tất cả các giao dịch có trong một khối không thể vượt quá giới hạn trên của Gas, do đó giới hạn công suất của một khối. Kích thước, người khai thác khối có thể tinh chỉnh giới hạn trên của Gas để thích ứng với điều kiện mạng.

Với sự bùng nổ của các ứng dụng sinh thái Ethereum trong sáu tháng qua, khối lượng giao dịch của mạng Ethereum đã tăng mạnh và giá ETH cũng được hưởng lợi từ sinh thái phát triển và tăng lên nhanh chóng. Nhiều robot chênh lệch giá khác nhau cho phép chênh lệch giá tự động trong các ứng dụng DeFi. Độ nhạy của tốc độ mạng của các nhà kinh doanh chênh lệch giá lớn hơn nhiều so với độ nhạy của phí mạng. Miễn là không gian chênh lệch giá lớn hơn phí, họ sẵn sàng trả phí gas cực cao để đổi lấy việc xử lý giao dịch nhanh và phí gas trung bình trên mạng cũng tăng lên. Khi người dùng bình thường tham gia vào các ứng dụng này, họ trở nên chậm chạp và mạng bị tắc nghẽn. Với phí gas cao và giá ETH cao, một cuộc gọi hợp đồng Defi thông thường thậm chí có thể lên tới hàng chục hoặc hàng trăm đô la. Khi phí giao dịch tăng lên, Ethereum sẽ phải đối mặt với tình trạng mức độ phổ biến giảm dần và khả năng đổi mới dự án giảm đi.

Chúng tôi tin rằng tình trạng tắc nghẽn mạng Ethereum hiện tại và phí xử lý cao là do khí Ethereum Vấn đề là bất cứ khi nào hệ sinh thái phát triển, sự gia tăng số lượng người dùng mang lại nhiều yêu cầu giao dịch hơn, sự gia tăng các hợp đồng phức tạp và các cuộc gọi phức tạp làm giảm khả năng giao dịch thực tế của một khối và việc tăng giá ETH làm tăng tiền tệ fiat có mệnh giá phí xử lý cho các giao dịch bị tắc nghẽn. Mạng sẽ tăng giá gas hơn nữa. Sự xuống cấp cơ học này sẽ gây ra bong bóng và ảnh hưởng tiêu cực đến các dự án Ethereum. Các dự án ban đầu và dự án không được quảng bá thị trường đầy đủ sẽ bị người dùng từ chối do phí xử lý cao Nhìn chung, nó làm giảm khả năng đổi mới của các ứng dụng nền tảng Ethereum.

Mâu thuẫn trên là một “rắc rối ngọt ngào” đối với public chain, chỉ khi hệ sinh thái chain phát triển đến một mức độ nhất định thì mới xuất hiện vấn đề về phí gas. Đó là Trò chơi ba bên giữa các thợ mỏ, chủ sở hữu mã thông báo và các bên dự án sinh thái đòi hỏi sự cân bằng giữa sự ổn định của mạng, khuyến khích hiệu quả và đổi mới ứng dụng. Việc xử lý không đúng cách sẽ gây hại cho cộng đồng, đặc biệt là sau khi ETH đã trở thành một "dự án kiểu mẫu" của chuỗi khối. Tương tự như vậy, về mặt lý thuyết, vấn đề này là không thể tránh khỏi đối với mọi mạng blockchain áp dụng cơ chế phí gas token gốc. Ethereum đang phát triển nhanh nhất và là mạng đầu tiên đối mặt với thách thức như vậy.

Trong hoàn cảnh hiện tại, việc mở rộng Ethereum vừa là phổ biến vừa là xu hướng chung. Chỉ bằng cách giảm bớt tình trạng tắc nghẽn thể chế này và phí xử lý cao, Ethereum mới có thể được hiện thực hóa .phát triển sinh thái lành mạnh.

Khung cơ bản của việc mở rộng Lớp 2

Ý tưởng cốt lõi của việc mở rộng Lớp 2 Ethereum là: Xây dựng mạng lớp thứ hai dựa trên chuỗi chính để giúp Lớp 1 chia sẻ áp lực mạng nhằm nâng cao hiệu quả tổng thể. Hiện tại, có bốn loại chính của kiến trúc công nghệ mở rộng Ethereum Lớp 2: kênh trạng thái, chuỗi bên, Plasma và Rollup.

Điểm mấu chốt của cơ chế mở rộng Lớp 2 nằm ở thiết kế hợp đồng của Lớp 1, thiết kế giao thức của Lớp 2 và thiết kế dữ liệu chuỗi chéo tương tác, đặc biệt là gửi và rút tài sản. Từ đó, chúng tôi phác thảo khuôn khổ cơ bản của cơ chế mở rộng Lớp 2, đủ để mô tả hầu hết các dự án mở rộng Lớp 2 hiện tại.

Tại sao chúng ta nên chú ý đến việc mở rộng Lớp 2?

Lộ trình mở rộng blockchain tập trung vào cách đạt được sức mạnh tính toán cao hơn trong khi vẫn đảm bảo an ninh. Việc mở rộng lớp 1 có thể thay đổi căn bản tình trạng tắc nghẽn mạng. Ví dụ: ETH2. 0 thông qua mở rộng sharding. Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của việc mở rộng Lớp 1 là chi phí đồng thuận cao, chỉ cần tăng công suất khối sẽ khiến hệ thống tập trung hơn và có nguy cơ hard fork (chẳng hạn như BCH fork từ BTC). Mở rộng Lớp 2 là một phương pháp mở rộng nhẹ hơn và nhanh hơn, nó có thể tiếp quản các ứng dụng sinh thái hiện có của chuỗi chính và chi phí tài nguyên thấp hơn nhiều so với việc mở rộng chuỗi chính. Đây cũng là sự phát triển nhanh chóng của tuyến Lớp 2 ... Một trong những lý do.

Nhìn vào sự phát triển của việc mở rộng Lớp 2, các ý tưởng về mở rộng chuỗi bên và mở rộng kênh trạng thái có trước khi mạng Ethereum xuất hiện, ngay từ khi Bitcoin Trong giai đoạn này, người ta đã đề xuất rằng cốt lõi của việc mở rộng chuỗi bên là sử dụng một chuỗi khối độc lập khác để thực hiện các giao dịch hiện tại, từ đó tăng hiệu quả tính toán và giảm phí xử lý. Kênh nhà nước được đề xuất vào khoảng năm 2014. Cốt lõi của nó là khóa và thực hiện một loạt giao dịch ngoài chuỗi thông qua băm và chỉ tải kết quả giao dịch lên chuỗi. Nó đặc biệt phù hợp để giải quyết điểm yếu là phí xử lý quá cao đối với thanh toán số lượng nhỏ với tần suất cao. Lộ trình mở rộng của Plasma đã được đề xuất vào khoảng năm 2017. Để giải quyết mối đe dọa đối với tài sản do bảo mật chuỗi bên gây ra khi mở rộng chuỗi bên, nguyên tắc thiết kế của Plasma là đảm bảo rằng người dùng có thể rút tài sản của mình ngay cả khi chuỗi con bị lỗi. Khái niệm Rollup đã được đề xuất vào năm 2018, giúp nén và đóng gói thông tin giao dịch vào chuỗi một cách hiệu quả. Ngay cả khi dữ liệu ngoài chuỗi hoàn toàn không có sẵn, tài sản vẫn có thể bị rút.

Việc mở rộng Lớp 2 cố gắng vượt qua nút thắt cổ chai điện toán hiện có của Ethereum trong khi vẫn đảm bảo tính phân cấp và bảo mật. Giải pháp mở rộng Lớp 2 "sát thủ" có khả năng thay đổi bối cảnh cạnh tranh hiện tại trong ngành và có thể tạo ra các ứng dụng mới cũng như mở rộng trí tưởng tượng của ngành. Do đó, chúng tôi khuyên bạn nên chú ý đến việc phát triển mở rộng Lớp 2. Bài viết này cũng trình bày các phương pháp triển khai của các tuyến Lớp 2 khác nhau.

2. Việc mở rộng Lớp 2 của Ethereum đạt được như thế nào? Tổng quan về lộ trình kỹ thuật

Lộ trình mở rộng chuỗi bên đã trưởng thành, hoạt động tích cực về mặt sinh thái nhưng còn gây tranh cãi

Chuỗi bên là một mạng blockchain tương thích với chuỗi chính. Nó là một khái niệm tương đối với chuỗi chính. Bản chất của lộ trình kỹ thuật mở rộng chuỗi bên Ethereum là tạo ra một mạng blockchain tương thích với Ethereum và sử dụng chuỗi chéo cơ chế chuỗi để hiện thực hóa chuỗi nô lệ từ chuỗi chính Chuyển tài sản từ chuỗi này sang chuỗi bên khác và triển khai các ứng dụng trên chuỗi bên để chia sẻ tắc nghẽn mạng chuỗi chính.

Chuỗi bên là một chuỗi khối độc lập với cơ chế đồng thuận độc lập của riêng nó. Tính bảo mật của nó không phụ thuộc vào chuỗi chính. Nó thường áp dụng DPOS, POA và các chuỗi khác phương pháp tiên tiến, cơ chế đồng thuận hiệu quả.

Trọng tâm của lộ trình công nghệ chuỗi bên nằm ở việc thiết kế cơ chế chuỗi chéo. Nguyên tắc cơ bản của cơ chế chuỗi chéo là khóa tài sản trên chuỗi chính và phát hành các tài sản liên quan trên chuỗi bên, nếu muốn quay lại chuỗi chính, bạn chỉ cần hủy tài sản trên chuỗi bên và mở khóa các tài sản liên quan trên chuỗi chính. Bởi vì bản thân blockchain không thể lấy được thông tin trên các chuỗi khác nên ai truyền và xác nhận thông tin để xác định việc khóa và phát hành tài sản trở thành một vấn đề then chốt. hoặc Cơ chế chuyển tiếp để xác minh thông qua chính blockchain. Công chứng viên có thể sử dụng một chủ thể hoặc nhiều chủ thể để xác minh, xác nhận giao dịch bằng nhiều chữ ký.

Rủi ro lớn nhất của việc mở rộng chuỗi bên nằm ở tính bảo mật của chính chuỗi bên và Bảo mật: Một khi chuỗi bên bị lỗi, tài sản được chuyển sang chuỗi bên rất có thể sẽ bị mất. Một khi công chứng viên và nút đang chạy của chuỗi bên làm điều ác, chúng có thể chuyển tài sản của người dùng từ chuỗi chính (các tuyến kỹ thuật Plasma và Rollup đều nhằm giải quyết vấn đề này và bảo vệ người dùng khỏi các mối đe dọa tập trung và lỗi hệ thống).

Mặc dù cơ chế chuỗi chéo ngày càng hoàn thiện nhưng việc mở rộng chuỗi bên ngày càng trở nên phổ biến hơn tuy nhiên, lộ trình mở rộng này đang gây nhiều tranh cãi.

Chuỗi sàn giao dịch công khai bùng nổ kể từ cuối năm 2020 có thể coi là sự mở rộng chuỗi bên của Ethereum, tiếp quản sức lan tỏa sinh thái của Ethereum . Đạt được tốc độ tăng trưởng người dùng và số lượng tài sản trên chuỗi đáng kể. Lấy Binance Smart Chain BSC làm ví dụ, nó tương thích với dữ liệu và hợp đồng thông minh của Ethereum, áp dụng các cấu trúc và giao thức dữ liệu blockchain tương tự, đồng thời áp dụng cơ chế đồng thuận DPos với TPS cao hơn. Các tài sản và ứng dụng Ethereum có thể dễ dàng được chuyển sang BSC và các nhà phát triển cũng có các công cụ phát triển hoàn thiện để phát triển ứng dụng trên BSC. Đồng thời, sàn giao dịch đã thu hút một lượng lớn người dùng đến với BSC nhờ những lợi thế về sinh thái và người dùng. Do sự tương đồng với giao thức Ethereum, một số lượng lớn các dự án BSC so sánh với Ethereum Defi đã nhanh chóng được ra mắt và một số ứng dụng sinh thái trên Ethereum cũng được chuyển sang BSC.

So với Ethereum, chuỗi công khai trên sàn giao dịch giảm đáng kể phí xử lý khi vận hành hợp đồng và phù hợp hơn với người dùng có số lượng tài sản nhỏ hoặc những người lần đầu tiếp xúc thân thiện, số lượng người dùng và giao dịch on-chain tăng nhanh cũng chứng tỏ điều này. Đối với ngành, sự gia tăng của các chuỗi sàn giao dịch công cộng đã gây ra tranh cãi lớn về ưu và nhược điểm của hệ sinh thái phi tập trung, nó không chỉ hạ thấp ngưỡng người dùng và mang lại sức sống sinh thái mà còn là mối đe dọa tập trung. Có một điểm gây tranh cãi khác trong việc mở rộng chuỗi bên, đó là chuỗi bên được sử dụng để mở rộng có còn thuộc hệ sinh thái Ethereum không? Bản thân chuỗi bên có thể được coi là giải pháp mở rộng Lớp 2 của Ethereum không? Nếu chuỗi công khai trao đổi có thể được coi là một loại mở rộng Lớp 2 của Ethereum, xét theo trạng thái phát triển hiện tại và số lượng người dùng, thì việc mở rộng chuỗi bên thực sự là con đường tích cực và trưởng thành nhất để mở rộng Lớp 2.

Kênh trạng thái tập trung vào thanh toán vi mô nhưng trải nghiệm người dùng và khả năng sử dụng kém

Trạng thái A kênh là kênh thanh toán trong đó cả hai bên khóa tài sản trên chuỗi và thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi. Khi người dùng rút tài sản khỏi chuỗi chính, họ chỉ cần gửi bằng chứng về kết quả của nhiều giao dịch ngoài chuỗi cho chuỗi chính thông minh hợp đồng để xác minh.

Kênh trạng thái làm giảm phí xử lý của nhiều giao dịch và đặc biệt phù hợp với các tình huống giao dịch số lượng nhỏ, đa tần suất. Công nghệ này đã được đề xuất ngay từ kỷ nguyên Bitcoin, vì phí xử lý cho các giao dịch trên chuỗi không liên quan gì đến số lượng giao dịch, dẫn đến tỷ lệ phí xử lý cao đối với các giao dịch nhỏ.

Lấy dự án mở rộng kênh nhà nước Raiden Network làm ví dụ, quy trình như sau:

1. Cả hai người tham gia cần khóa tài sản trong hợp đồng thông minh. Bước này đảm bảo rằng những người tham gia có thể chuyển và nhận tài sản của nhau cho đến khi những người tham gia đóng kênh thanh toán;
2. Người tham gia tự duy trì số dư tài khoản, hai bên thực hiện giao dịch bằng cách gửi bằng chứng giao dịch đã ký,
3. Giao dịch có thể tiếp tục cho đến khi một trong các bên quyết định rút tài sản và đóng kênh. Anh ta có thể đóng kênh bằng cách xuất trình bằng chứng giao dịch cho hợp đồng thông minh bất cứ lúc nào. , nếu bên kia có giao dịch với bên rút thì cũng cần xuất trình bằng chứng giao dịch vào thời điểm đó;
4. Khi cả hai bên xuất trình phần còn lại bằng chứng giao dịch, họ có thể rút tiền đặt cọc từ hợp đồng thông minh. Khi bên kia không thể xuất trình bằng chứng giao dịch kịp thời, hệ thống sẽ xác định rằng anh ta chưa nhận được bất kỳ khoản chuyển khoản nào và phân phối nó theo bằng chứng đơn phương. Cơ chế này đảm bảo rằng bất kỳ ai cũng có thể lấy lại được tiền của mình, ngay cả khi bên kia bên không hợp tác.

Chúng ta có thể thấy ưu điểm của kênh trạng thái là: việc sử dụng thanh toán ròng giữa hai bên giúp giảm chi phí của một giao dịch; chi tiết giao dịch của cả hai bên không được tải lên chuỗi để đảm bảo quyền riêng tư của giao dịch; tại đồng thời, cơ chế thoát ra bảo vệ an ninh tài chính của người tham gia ở mức độ lớn nhất.

Tuy nhiên, trải nghiệm người dùng có những thiếu sót nghiêm trọng: Thứ nhất, giao dịch chỉ có thể được thực hiện với những người dùng đã mở kênh hoặc nằm trong mạng thanh toán; thứ hai, giao dịch phải thường xuyên Chú ý xem đối tác có chọn đóng kênh hay không để hiển thị các giao dịch đã nhận để bảo vệ quyền và lợi ích của chính mình; Thứ ba, cơ chế mở rộng mạng trạng thái có khả năng mở rộng kém, gây khó khăn cho việc thực hiện các hoạt động khác ngoài các giao dịch ngoài chuỗi.

Plasma đảm bảo an toàn cho tài sản và việc không có thông tin là trở ngại lớn nhất

Plasma có thể được coi là Một công nghệ chuỗi bên đảm bảo tính bảo mật của tài sản. Nó tải các chứng chỉ trạng thái ngoài chuỗi lên chuỗi chính. Ngay cả khi có vấn đề bảo mật trong chuỗi, người dùng vẫn có thể chứng minh và yêu cầu tài sản. Kiến trúc công nghệ Plasma hiện nay có 2 cơ chế chủ đạo là Plasma MVP và PlasmaCash.

Plasma MVP sử dụng bằng chứng UTXO và Merkle để cho phép người dùng rút tài sản mà không cần nhờ đến bên thứ ba. Các giao dịch ngoài chuỗi được ghi lại trên cây Merkle dưới dạng UTXO và giá trị băm tương ứng được tải lên hợp đồng thông minh của mạng chính. Bằng cách này, người dùng chỉ cần cung cấp bằng chứng Merkle để chứng minh UTXO mà họ sở hữu và rút tiền.

Khi người dùng đề xuất một nội dung, cần phải có một khoảng thời gian đặt câu hỏi để chứng minh gian lận. Bất kỳ ai khác cũng có thể phản đối điều đó bằng cách chứng minh rằng người dùng đã sử dụng UTXO. Bởi vì mặc dù chuỗi chính có thể xác minh bằng chứng do người dùng cung cấp thông qua hợp đồng thông minh, nhưng nó không có cách nào biết được thông tin mà người dùng ẩn (ví dụ: một số UTXO đã được sử dụng).

“Vấn đề rời nhóm” của Plasma MVP: Khi hầu hết người dùng muốn rời khỏi Plasma, tất cả các chứng chỉ nhà nước phải được gửi tới Ethereum. Và chấp nhận "thử thách" trong suốt quá trình giai đoạn thử thách. Do Plasma không giới hạn số lượng người dùng nên khả năng xử lý của các khối Ethereum rất hạn chế, do đó, nếu toàn bộ trạng thái hợp lệ của Plasma được gửi lên Ethereum để xử lý sẽ chặn hoàn toàn Ethereum, khiến thời gian xử lý giao dịch bị giảm sút. rút ngắn lại, bị trì hoãn rất nhiều hoặc thậm chí còn rất xa.

Cơ chế của Plasma Cash rất giống với Plasma MVP, điểm khác biệt là tài sản được lưu trữ trên chuỗi con được ghi dưới dạng NFT, quy trình cụ thể như sau:

1. Khi người dùng khóa tài sản trong hợp đồng, anh ta sẽ nhận được mã thông báo đại diện cho tất cả tài sản được ký gửi trên Plasma. NFT;

2. Plasma Cash sử dụng một cây Merkle cụ thể. Mỗi NFT có một vị trí được chỉ định. Khi một quá trình chuyển giao xảy ra, vị trí tương ứng ghi lại thông tin chuyển giao và tải hàm băm gốc của cây Merkel lên chuỗi chính;

3. Bản ghi giao dịch trước khi chuyển giao NFT cần được cung cấp trong quá trình giao dịch

4. Khi người dùng thoát ra, cần phải gửi bằng chứng merkle của hai giao dịch đầu tiên;

5. Khi người dùng rút tài sản, sẽ có một khoảng thời gian thẩm vấn và bất kỳ ai cũng có thể đặt câu hỏi về hoạt động của người dùng thông qua hồ sơ giao dịch.

Nhìn chung, ưu điểm của tuyến công nghệ Plasma là có thể xử lý các lỗi Lớp 2. Cơ chế bảo đảm sử dụng mật mã phi tập trung này đã làm cho tuyến đường Plasma trở nên phổ biến trong cộng đồng.

Tuy nhiên, vấn đề với lộ trình kỹ thuật của Plasma nằm ở những điểm sau: Thứ nhất, cấu trúc dữ liệu của chuỗi con bị hạn chế trong khuôn khổ kỹ thuật này, điều này sẽ mở rộng Tính linh hoạt trở nên rất khó khăn, thứ hai, cơ chế Plasma gặp vấn đề là không có sẵn dữ liệu, tức là chuỗi chính không thể lấy được tất cả dữ liệu ngoài chuỗi và chỉ có thể tiến hành xác minh đơn giản thông qua hàm băm gốc, điều này cũng làm cho cơ chế thoát ra phức tạp hơn và thường mất nhiều thời gian, phải mất vài ngày để tiến hành bằng chứng gian lận, đồng thời người dùng cần lưu lại dữ liệu của mình và luôn chú ý đến những thay đổi trong chuỗi con, điều này ảnh hưởng lớn đến trải nghiệm của người dùng.

Dữ liệu giao dịch được nén và đưa vào chuỗi, một nền tảng phổ quát sắp ra mắt và lộ trình công nghệ Rollup có triển vọng đầy hứa hẹn

Cơ chế Rollup đề cập đến việc nén các giao dịch ở mức độ cao và đóng gói chúng để tải lên chuỗi chính, đồng thời xác minh tính xác thực của gói giao dịch thông qua bằng chứng không có kiến thức hoặc bằng chứng gian lận, giúp giải quyết vấn đề về việc không có sẵn dữ liệu của Plasma. Cơ chế Rollup triển khai mô hình phân lớp với dữ liệu trên chuỗi và các hoạt động ngoài chuỗi, do đó đảm bảo tính bảo mật của tài sản ở mức độ lớn nhất.

Để đạt được mức độ nén giao dịch cao, dữ liệu tài sản tài khoản được duy trì trên chuỗi con Rollup và mỗi tài khoản có số tương ứng riêng. Do đó, chỉ có thể sử dụng 4 byte để lập chỉ mục cho 223 tài khoản, đủ để xử lý hầu hết các tình huống. Tương tự, Rollup nén mọi thứ có thể nén mà không ảnh hưởng đến khả năng đọc (Hình 12) và giao dịch được nén nhỏ hơn 1/10 kích thước ban đầu. Bằng cách nén các giao dịch, cơ chế Rollup có thể sử dụng hiệu quả hơn dung lượng mạng Lớp 1 hiện có, từ đó đạt được khả năng mở rộng công suất và đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu trên chuỗi trong khi mở rộng công suất.

Vấn đề cốt lõi của cơ chế Rollup là xác minh tính xác thực của các giao dịch trong bản nén gói giao dịch. Đối với vấn đề này, các giải pháp chủ yếu được chia thành hai loại: ZK Rollup dựa trên bằng chứng không có kiến thức; Optimistic Rollup dựa trên bằng chứng gian lận. Cả hai giải pháp hiện đang phát triển nhanh chóng. Các nhóm khác nhau đã chọn các cơ chế kỹ thuật khác nhau và các dự án trên chuỗi chính Ethereum cũng đã đưa ra các lựa chọn di chuyển Lớp 2 của riêng mình.

ZK Rollup sử dụng bằng chứng không có kiến thức là gửi bằng chứng không có kiến thức tương ứng với giao dịch cùng lúc khi gửi gói giao dịch. gói giao dịch thông qua bằng chứng không có kiến thức. Quá trình tổng thể như sau:

1. Người dùng chuyển và khóa tài sản, cây trạng thái Lớp 2 thêm thông tin tài khoản và tạo ra tài sản tương ứng;

2. Trong mạng Rollup, người dùng ký và gửi giao dịch;

3. Trình sắp xếp thu thập các giao dịch , nén và đóng gói chúng thành gói giao dịch, tạo bằng chứng không có kiến thức và cập nhật cây trạng thái theo gói giao dịch;

4. Người đặt hàng phát sóng thông tin gói giao dịch và bằng chứng không có kiến thức cho chuỗi chính;

5. Hợp đồng thông minh xác minh tính xác thực của gói giao dịch thông qua bằng chứng không có kiến thức, cập nhật giá trị và thực hiện thao tác truyền tương ứng.

Ưu điểm lớn nhất của ZK Rollup là mức độ phân quyền cao và hiệu quả xác minh cao. Bằng chứng không có kiến thức được tạo ra trong khi cập nhật trạng thái của chuỗi bên. Hợp đồng thông minh do người khai thác điều hành có thể xác minh xem trạng thái mới trong gói giao dịch có được tạo ra hay không bằng cách áp đặt giao dịch trạng thái cũ thông qua bằng chứng không có kiến thức, từ đó thực hiện phân cấp của dữ liệu Lớp 2 sang Lớp 1. Xác minh dữ liệu và vì Lớp 1 có thể nhanh chóng xác định tính xác thực của dữ liệu từ Rollup nên nó có thể nhanh chóng hoàn tất việc rút tài sản.

Nhược điểm của ZK Rollup là quá trình tạo ra bằng chứng không có kiến thức rất phức tạp và khó khăn, không chỉ đòi hỏi nhiều tính toán mà còn khó phát triển các ứng dụng tùy biến, gây khó khăn cho việc đạt được khả năng tương thích phổ biến với các ứng dụng hiện có.

Lựa chọn tuyến đường kỹ thuật Optimistic Rollup (OP Rollup) tin tưởng vào tính xác thực của gói giao dịch được gửi của nhà điều hành và áp dụng các hình phạt đối với hành vi gian lận. Nhà điều hành cần cầm cố một lượng tài sản nhất định. Chỉ khi đáp ứng các điều kiện cầm cố tài sản, hợp đồng thông minh mới nhận được gói giao dịch do nó gửi. Bất kỳ ai cũng có thể cấp chứng chỉ gian lận về tính xác thực của gói giao dịch. Một khi gian lận được loại bỏ xác định sẽ bị mất toàn bộ tài sản cầm cố. Hệ thống đạt được sự cân bằng về an ninh thông qua các biện pháp khuyến khích kinh tế cho những người ra lệnh và những người nghi ngờ.

Khi người thách thức phát hiện ra lỗi trong gói giao dịch bằng cách tính toán lại giá trị trạng thái, anh ta có thể gửi bằng chứng gian lận tới hợp đồng thông minh. Bằng chứng gian lận bao gồm tất cả các thông tin cần thiết, bao gồm trạng thái tài khoản trước khi giao dịch, Merkleproof tương ứng với giao dịch, v.v. Hợp đồng thông minh có thể sử dụng bằng chứng gian lận để kiểm tra tính xác thực của các gói giao dịch bằng cách phát lại các giao dịch và phát hiện các giao dịch gian lận.

Hiệu quả xác minh ở chế độ này giảm đi, nhưng ưu điểm của nó là có thể triển khai nền tảng chung dễ dàng hơn, từ đó tương thích với hợp đồng thông minh EVM, cho phép các nhà phát triển để hoạt động Khối lượng giảm đáng kể, giúp giảm đáng kể khó khăn trong việc di chuyển dự án, mang lại lợi thế vốn có cho dự án OP Rollup để chiếm lĩnh đại dương xanh Lớp 2 và cũng có thể giải quyết các nhu cầu cấp thiết của mạng Ethereum càng nhanh càng tốt.

Nhược điểm của cơ chế OP Rollup là cơ chế chống gian lận đòi hỏi một khoảng thời gian thẩm vấn dài đối với việc gửi và chuyển giao tài sản, bởi vì một khi tài sản được lưu trữ trong hợp đồng Sau khi rời khỏi hợp đồng Rollup, không thể khôi phục giao dịch và thu hồi tài sản. So với ZK Rollup, Optimistic Rollup có hiệu quả xác minh thấp hơn và tốc độ nén giao dịch thấp hơn nên khả năng mở rộng của nó cũng kém hơn.

Lộ trình mở rộng Ethereum Lớp 2 đã được sắp xếp và cơ chế được kế thừa thay vì hoàn thành chỉ sau một đêm

Từ việc mở rộng chuỗi bên đến cơ chế tổng hợp, không khó để nhận ra rằng các lộ trình kỹ thuật này không khác biệt mà là một sự phát triển mang tính tiến hóa tích hợp với nhau. Bằng chứng gian lận trong cơ chế Tổng hợp lạc quan mới nhất có cơ chế tương tự ngay từ khi mở rộng kênh trạng thái. Việc bảo vệ an ninh tài sản của chuỗi bên bằng cách neo chuỗi chính cũng đã được chuyển từ giải pháp Plasma ban đầu sang lộ trình kỹ thuật Rollup. Cơ chế chuỗi chéo được sử dụng trong hầu hết các tuyến kỹ thuật.

3. Triển vọng tương lai của việc mở rộng Ethereum Lớp 2

Hiện tại, công nghệ mở rộng Lớp 2 của mạng Ethereum đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng, các giải pháp nở rộ, mỗi giải pháp đều có những ưu điểm riêng và cũng đã nhận được sự hỗ trợ từ các dự án, cộng đồng liên quan phù hợp với nhu cầu của mình. đặc điểm riêng. .

Trong ngắn hạn, chúng tôi tin rằng chúng ta sẽ thấy một nhóm mạng Lớp 2 có tính cạnh tranh cao và phân mảnh, và mạng chính Ethereum có thể trở thành một kênh cho các giao dịch lớn và giao dịch chênh lệch giá và các mạng Lớp 2 khác nhau sẽ mang lại việc thực hiện giao dịch hiệu quả và chi phí thấp cho người dùng. Trong ngắn hạn, các giao thức Lớp 2 khác nhau có thể không kết nối được do các vấn đề về cơ chế và kỹ thuật và sẽ hình thành một hệ sinh thái nhỏ tương đối độc lập với chi phí tương tác cao (nhiều giao dịch với mạng chính). Ở giai đoạn này, giải pháp Lớp 2 nền tảng chung tương thích EVM đầu tiên được ra mắt sẽ có lợi thế lớn là người đi đầu và trải nghiệm người dùng sẽ trở thành yếu tố quyết định. Việc mở rộng Lớp 2 sẽ giảm đáng kể phí xử lý và cải thiện hiệu quả giao dịch, đồng thời thị trường Defi có thể mở ra một cuộc cải tổ.

Trong trung hạn, các giao thức Lớp 2 sẽ cố gắng đạt được kết nối dữ liệu và các giải pháp khác nhau sẽ tự hình thành các liên minh Lớp 2 khác nhau. Chúng tôi tin rằng ZK Rollup có bảo mật và trải nghiệm người dùng tốt hơn OP Rollup và sẽ chiếm phần lớn thị phần Lớp 2 do tính ưu việt của giao thức. Về lâu dài, chúng tôi tin rằng cộng đồng Ethereum cuối cùng sẽ cạnh tranh để giành người chiến thắng cuối cùng của Lớp 2, chiếm phần lớn thị trường và đạt được sự mở rộng trong khi vẫn đảm bảo tính phân cấp và bảo mật thông tin. Giao thức Lớp 2 hợp nhất cũng sẽ giảm chi phí sử dụng mạng và có lợi cho sự phát triển sinh thái. Mở rộng lớp 2 không phải là một thỏa hiệp trung gian mà là một giải pháp lâu dài. Sau khi Ethereum 2.0 được ra mắt thành công, cơ chế mở rộng Lớp 2 vẫn có thể cùng tồn tại với việc mở rộng sharding để cải thiện thông lượng mạng.

Việc mở rộng Lớp 2 không thể tách rời khỏi sự hỗ trợ và theo dõi các dự án tương ứng của ví tiền điện tử, trình duyệt blockchain và trang web thị trường để mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người dùng . Việc mở rộng lớp 2 sẽ giảm chi phí vận hành trên chuỗi và thúc đẩy đổi mới trong các dự án blockchain, từ đó tạo ra các ứng dụng blockchain sâu hơn trong trò chơi, DeFi, thế giới ảo và các lĩnh vực khác.

Liên kết gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia