Đối tác của Pantera: So sánh ưu điểm và nhược điểm của Arbitrum và những người chơi hạt giống khác trên đường mở rộng Lớp 2

Tiêu đề gốc: " Đối tác Pantera: So sánh ưu nhược điểm của Arbitrum và những người chơi hạt giống khác trên đường mở rộng L2 》

Tác giả gốc: Paul Veradittakit, đối tác của Pantera Capital, một tổ chức đầu tư blockchain

Bản tổng hợp ban đầu: Perry Wang

Đầu năm 2019, Pantera dẫn đầu khoản đầu tư vào Offchain Labs  Với vòng cấp vốn ban đầu, Offchain Labs đã xây dựng giao thức Arbitrum, một giải pháp mở rộng quy mô Ethereum DApp sử dụng công nghệ Optimistic Rollups. Có vẻ như (chủ sở hữu NBA Dallas Mavericks) Mark Cuban đã bổ sung thêm một số khoản đầu tư gần đây.

Thứ Sáu tuần trước, mạng chính Arbitrum, chỉ dành cho các nhà phát triển, đã được ra mắt, bao gồm cả sự hỗ trợ từ cộng đồng Uniswap cộng đồng. Triển khai Uniswap v3" . Bạn có thể đọc thêm về cách Arbitrum hoạt động và cách so sánh nó với các giải pháp Lớp 2 khác trên Ethereum trong phần văn bản bên dưới.     

Vì triết lý thiết kế của Ethereum đặt tính bảo mật và sự tin cậy lên trên hiệu quả, nên sự phổ biến rộng rãi và thông lượng giao dịch tăng mạnh của Ethereum đã dẫn đến hiệu quả mạng cực kỳ thấp. Do đó, người dùng tiền điện tử trên Ethereum DApps phải chịu trải nghiệm người dùng kém, thường phải trả phí giao dịch cực kỳ cao và xử lý thời gian giao dịch cực kỳ chậm. Do đó, nhu cầu ngày càng tăng về các giải pháp Lớp 2 được xây dựng trên Ethereum nhằm tìm cách đóng gói dữ liệu giao dịch một cách hiệu quả và xuất bản nó lên mạng Ethereum một cách thường xuyên, giải quyết nhiều điểm kém hiệu quả của mạng ban đầu của Ethereum.

Offchain Labs gần đây đã công bố triển khai Arbitrum One, phiên bản beta mạng chính của công nghệ mở rộng lớp 2 Arbitrum, sử dụng cơ chế Optimistic Rollups.  

Arbitrum được xây dựng xung quanh chuỗi Rollup thực hiện tất cả các giao dịch được gửi tới mạng Arbitrum và ghi lại dữ liệu của chúng trong hợp đồng thông minh hộp thư đến trên Ethereum.  

Để phản ánh các giao dịch này trên Ethereum, người xác thực có thể tổng hợp dữ liệu từ nhiều giao dịch trong hộp thư đến của họ thành một bản tóm tắt ngắn gọn, được gọi là xác nhận và xuất bản nó lên mạng chính Ethereum. Những xác nhận này được coi là hợp lệ một cách lạc quan trừ khi bị người xác nhận khác thách thức trong một khoảng thời gian chờ đợi đã định; những xác nhận hoặc thách thức không chính xác sẽ bị trừng phạt bằng cách tịch thu tiền.  

Cơ chế này giúp giảm số lượng giao dịch riêng lẻ phải được mạng Ethereum xác minh đầy đủ một cách hiệu quả, cho phép Arbitrum cung cấp tốc độ giao dịch được cải thiện đáng kể và giảm chi phí giao dịch.  

Arbitrum cũng được thiết kế rất thân thiện với nhà phát triển, có khả năng tương thích hoàn toàn với Máy ảo Ethereum (EVM) và hỗ trợ riêng cho các công cụ của bên thứ ba như Etherscan, Hardhat và Truffle. Những ưu điểm này, cùng với những cải tiến lớn về khả năng mở rộng của Arbitrum, khiến giao thức này trở thành một ứng cử viên phổ biến cho các nhà phát triển xây dựng DApp thông lượng cao.  

Hai công nghệ cạnh tranh hỗ trợ giao thức Layer2 là sidechains và ZK Rollups.  

Sidechain (được sử dụng bởi Polygon) về cơ bản là một blockchain hoàn toàn độc lập, định kỳ "đồng bộ hóa trạng thái" với Ethereum bằng cách xuất bản các tiêu đề khối lên Ethereum. Vì các sidechain này chỉ nhận được một phần khối lượng giao dịch của Ethereum nên chúng có thể tăng đáng kể hiệu quả chi phí và tốc độ. Tuy nhiên, vì sidechains chạy hoàn toàn độc lập với blockchain cơ bản nên chúng dễ bị tấn công bởi nhiều cuộc tấn công khác nhau, điều này ảnh hưởng đến quyết tâm xây dựng trên sidechains của các nhà phát triển.  

ZK Rollups (được StarkWare sử dụng) tương tự như công nghệ Optimistic Rollup: chúng thực hiện các giao dịch ngoài chuỗi (trên chuỗi Rollup), ghi lại tất cả dữ liệu giao dịch và xuất bản định kỳ các xác nhận tổng hợp nhiều giao dịch vào mạng chính Ethereum. Tuy nhiên, không giống như Tổng hợp lạc quan, các xác nhận không phải lúc nào cũng được coi là hợp lệ một cách lạc quan. Người xác nhận cũng phải xuất bản bằng chứng xác thực kèm theo, được gọi là ZK-STARK. Thật không may, công nghệ ZK-STARK vẫn còn non nớt, chưa khái quát hóa tốt và nhìn chung xây dựng tính toán rất chậm. Sự đảm bảo bảo mật tuyệt vời của công nghệ khiến nó trở thành một ứng cử viên dài hạn như một giải pháp mở rộng quy mô Ethereum, nhưng ở trạng thái hiện tại, chúng vẫn khó sử dụng và khó làm việc.  

Optimistic Rollups nằm giữa sidechains và ZK Rollups, duy trì nhiều đảm bảo bảo mật giống như ZK-STARK bằng cách phát triển cơ sở hạ tầng tốt, có thể sử dụng được.  

Trong vòng một tuần kể từ khi ra mắt bản beta mainnet dành cho nhà phát triển Arbitrum, hơn 250 dự án đã đăng nhập, thể hiện rõ ràng nhu cầu điên cuồng đối với cơ sở hạ tầng mở rộng của Ethereum. Trong giai đoạn thử nghiệm này, nhóm Arbitrum sẽ duy trì khả năng tạm dừng hoặc nâng cấp mạng nếu cần thiết để loại bỏ mọi lỗi hoặc hoạt động kém hiệu quả vào phút cuối. Sau khi tất cả các dự án có thể xây dựng và thử nghiệm ứng dụng của họ trên Arbitrum, giao thức sẽ có kế hoạch mở nó cho người dùng cuối và bắt đầu quá trình chuyển đổi sang phân quyền hoàn toàn.  

Cuối cùng, khi tiền điện tử và DeFi tiếp tục đạt được mức tăng trưởng bùng nổ, Arbitrum mang đến một trong những ứng cử viên mở rộng hứa hẹn nhất cho các nhà phát triển đang muốn xây dựng các DApp mạnh mẽ, thân thiện với người dùng và hiệu quả trên Ethereum.  

Trọng tài là gì?       

Trong tuần qua, Offchain Labs đã triển khai giải pháp mở rộng quy mô Ethereum, giao thức Arbitrum, cho mạng chính Ethereum. Là một giao thức Layer2, Arbitrum sử dụng công nghệ Optimistic Rollups để đóng gói dữ liệu thực thi hợp đồng thông minh vào Ethereum một cách hiệu quả và gọn nhẹ, từ đó tăng đáng kể tốc độ giao dịch và giảm chi phí giao dịch.  

L2 là gì?  

Ethereum chắc chắn là một trong những chuỗi khối DApp phổ biến nhất hiện nay. Các giao thức DeFi khác nhau trên Ethereum đã khóa gần 65 tỷ đô la Mỹ tài sản. DApp có hơn 100.000 người dùng hoạt động hàng ngày. Mạng Ethereum tập trung vào việc tối ưu hóa khả năng xác minh và bảo mật. Đối mặt với số lượng giao dịch lớn mà nó nhận được (gần 1,5 triệu giao dịch mỗi ngày), khả năng xử lý của nó bị kéo dài, dẫn đến tốc độ giao dịch cực kỳ chậm và phí gas cao đến mức nực cười. Dưới đây là một số thông tin cơ bản: Người dùng Ethereum hiện mong đợi rằng các giao dịch của họ sẽ mất khoảng 4 phút để hoàn tất thanh toán và chi phí gas trung bình là 1 USD. Đối với các giao dịch lớn hơn, chẳng hạn như giao dịch Uniswap, phí gas có thể gần hơn với mức 8-9 USD.

  Mức phí Ethereum Gas ở Gwei trong năm qua, nguồn: YCharts

Để xử lý tốt hơn thông lượng cao của các giao thức Dapps và DeFi, một số dự án đã đưa ra các giải pháp Layer2, được xây dựng dựa trên Ethereum, được gọi là Layer1 của chuỗi khối. Các giao thức lớp 2 đã tìm ra cách ở mức độ cao để đóng gói dữ liệu giao dịch một cách hiệu quả và xuất bản nó lên mạng Ethereum một cách thường xuyên. Khi khối lượng giao dịch cao, việc xác minh từng giao dịch trực tiếp trên Ethereum có thể dẫn đến mức phí cao ngất trời và hiệu quả như ốc sên; Layer2 có thể đạt được những cải tiến hiệu suất thậm chí còn lớn hơn Ethereum gốc vì chúng giảm số lượng giao dịch trên mỗi giao dịch một cách hiệu quả. giao dịch trên mạng blockchain.  

Arbitrum cải thiện hiệu quả của Ethereum như thế nào?   

Chìa khóa cho giải pháp của Arbitrum Layer2 là Optimistic Rollup. Trong một bản tổng hợp, trình xác thực giao dịch sẽ đóng gói nhiều giao dịch lại với nhau bằng cách thực hiện các giao dịch đó ngoài chuỗi, sau đó xuất bản một tài khoản ngắn gọn về dữ liệu giao dịch và trạng thái cuối cùng của hợp đồng thông minh (được gọi là "xác nhận") lên chuỗi khối Lớp 1.

Arbitrum đặc biệt sử dụng Tổng hợp lạc quan, trong đó các xác nhận được đăng lên Ethereum được "giả định" một cách lạc quan là đúng và chính xác trừ khi bị những người xác nhận khác phản đối. Người xác thực chỉ cần xuất bản các xác nhận mà không kèm theo bằng chứng xác thực lên mạng Ethereum. Để khuyến khích việc xác minh trung thực, người xác thực cũng phải gửi tiền vào Ethereum trong một khoảng thời gian cụ thể. Trong thời gian này, nếu một người xác nhận khác tranh chấp xác nhận của người xác nhận ban đầu, họ có thể chính thức "thách thức" xác nhận đó trên Ethereum và gửi tiền ký gửi của riêng họ. Nếu xác nhận của người xác thực ban đầu không chính xác, người xác nhận ban đầu sẽ mất khoản tiền đặt cọc. Nếu người thách đấu sai, người thách đấu sẽ mất tiền đặt cọc. Nếu một xác nhận vượt qua khoảng thời gian đã chỉ định mà không có bất kỳ thử thách thành công nào, thì nó được "chấp nhận" là đúng và sẽ được hợp nhất với trạng thái cuối cùng của chuỗi khối Ethereum.

  Xác minh khẳng định và thách thức trên Arbitrum, nguồn: Sách trắng Arbitrum

Bằng cách tổng hợp nhiều giao dịch thành một tương tác duy nhất với Ethereum (đưa ra một xác nhận duy nhất), Arbitrum giảm đáng kể tổng số giao dịch riêng lẻ mà Ethereum phải xử lý. Tất cả các giao dịch này vẫn được “xuất bản” lên Ethereum về mặt kỹ thuật (thông qua các xác nhận), nhưng mạng không còn cần phải xác minh độc lập từng giao dịch (và thực hiện đầy đủ từng bước của từng giao dịch trên mỗi nút). Ngoài ra, do các xác nhận được thiết kế nhỏ gọn nên chúng thường chiếm ít không gian hơn trên chuỗi khối Ethereum, giúp chúng được đưa vào các khối Ethereum nhanh hơn. Kết hợp lại với nhau, những cải tiến hiệu quả này dẫn đến những cải thiện đáng kể về tốc độ và chi phí giao dịch, giúp DApp dễ dàng xử lý số lượng lớn người dùng và giao dịch hơn.  

Từ góc độ kiến trúc, các giao dịch trên Arbitrum được gửi đến chuỗi Arbitrum Rollup, có thể được coi là một sidechain xử lý việc thực hiện giao dịch ngoài chuỗi Ethereum. Dữ liệu từ các giao dịch này được ghi lại và sau đó được xuất bản lên hợp đồng thông minh hộp thư đến mở trên Ethereum. Người xác nhận (có thể là bất kỳ ai, vì Arbitrum hoàn toàn không được phép) sau đó tổng hợp dữ liệu giao dịch từ hộp thư đến thành các xác nhận, sau đó được xuất bản vào Ethereum. Người dùng bên ngoài có thể khôi phục trạng thái hiện tại của chuỗi Tổng hợp Arbitrum bằng cách thực hiện một giao dịch được đăng lên hộp thư đến của họ.  

Arbitrum cũng được tối ưu hóa cao để dễ dàng phát triển, bao gồm khả năng tương thích hoàn toàn EVM, tích hợp với Etherscan và hỗ trợ riêng cho các công cụ phổ biến như Hardhat và Truffle. Những tính năng này, cùng với những cải tiến lớn về khả năng mở rộng của Arbitrum, khiến giao thức này trở thành một ứng cử viên phổ biến cho các nhà phát triển xây dựng DApp thông lượng cao.  

Ưu điểm và nhược điểm của Arbitrum so với các giao thức khác trên đường đua Lớp 2 là gì?      

Với sự phổ biến rộng rãi của Ethereum, một số dự án đã đưa ra các giải pháp Layer2 để tăng cường mở rộng quy mô của giới tính blockchain. Ngoài công nghệ Optimistic Rollup, hai công nghệ phổ biến khác dành cho giải pháp Lớp 2 là zk-Rollups và sidechains.

Sidechain được Polygon (trước đây gọi là Matic Network) sử dụng về cơ bản là một blockchain hoàn toàn riêng biệt được sử dụng để thực hiện các giao dịch, đôi khi tách biệt khỏi tương tác Blockchain Lớp 1. Do sidechain chỉ xử lý một phần nhỏ trong tổng khối lượng giao dịch của mạng Lớp 1 nên khả năng sidechain bị "chặn" do thông lượng cao sẽ giảm đáng kể và do đó có thể mang lại phí giao dịch thấp hơn và tốc độ giao dịch nhanh hơn. Để đảm bảo rằng chuỗi bên và chuỗi khối Layer1 nhất quán, chuỗi bên sẽ thường xuyên xuất bản các tiêu đề khối của chúng lên chuỗi Layer1 để đảm bảo rằng “trạng thái” của hai chuỗi vẫn nhất quán. Sidechain tăng hiệu quả bằng cách thực hiện các giao dịch bên ngoài Ethereum, giảm tải tính toán tổng thể của Ethereum. Một hậu quả đáng tiếc của điều này là các sidechain thường không thể cung cấp các đảm bảo bảo mật giống như các chuỗi khối Lớp 1, vì về cơ bản nó yêu cầu chuỗi Lớp 1 không tự xác thực mọi giao dịch/khối. Sau đó, các cuộc tấn công chuyển đổi trạng thái không hợp lệ có thể xảy ra, trong đó phần lớn các trình xác thực sidechain thông đồng để tạo ra một khối một cách giả tạo, đánh cắp tiền từ những người tham gia giao dịch và xuất bản tiêu đề khối đi kèm lên Ethereum để hoàn thành hành vi trộm cắp. Optimistic Rollups ngăn chặn các cuộc tấn công như vậy bằng cách ghi lại tất cả dữ liệu giao dịch vào hộp thư đến của Ethereum. Bất kỳ ai cũng có thể thực hiện các giao dịch trong hộp thư đến để xác nhận trạng thái của chuỗi Tổng hợp, xác minh hoặc phản đối các xác nhận của người xác thực. Sự khác biệt chính giữa sidechain và Optimistic Rollups là sidechain xuất bản ảnh chụp nhanh lịch sử của blockchain lên Ethereum, trong khi Optimistic Rollups xuất bản toàn bộ lịch sử blockchain lên Ethereum.  

Công nghệ ZK-Rollups được StarkEx sử dụng có kiến trúc tương tự như Optimistic Rollups. Cả hai đều thực hiện các giao dịch trong một chuỗi Rollup riêng biệt và sau đó đăng nhập tất cả dữ liệu vào Ethereum theo định kỳ bằng cách sử dụng các xác nhận để xác minh các giao dịch Rollup. Sự khác biệt chính giữa hai loại này là trong zk-Rollups, người xác thực phải công bố bằng chứng về tính hợp lệ đối với Ethereum cùng với các xác nhận của họ; không giống như Optimistic Rollups, giao thức zk-Rollups không cho rằng những xác nhận này là hợp lệ một cách lạc quan. Tiền tố ZK xuất phát từ thực tế là bằng chứng đi kèm là ZK-STARK, hoặc bằng chứng ngắn gọn, minh bạch hoàn toàn. Các chi tiết kỹ thuật cụ thể của ZK-STARK nằm ngoài phạm vi của bài viết này, nhưng nói một cách đơn giản, ZK-STARK là một mật mã nguyên thủy cho phép người dùng chứng minh rằng họ "biết" một số sự kiện nhất định mà không cần phải đưa thông tin về sự kiện đó vào bằng chứng. chính nó. Bất kỳ thông tin tiết lộ. Lợi ích chính của ZK-STARK về mặt mở rộng là chúng rất nhỏ gọn, cải thiện đáng kể hiệu quả của các trình xác thực trong việc xuất bản các xác nhận và bằng chứng liên quan đến Ethereum. Những bằng chứng này cũng đảm bảo rằng trạng thái của chuỗi Rollup luôn được đồng bộ hóa với Ethereum; vì tất cả các xác nhận phải có giá trị được chứng minh, không giống như Optimistic Rollups, không có "giai đoạn thử thách" trong đó các xác nhận không hợp lệ có thể được lưu trữ trong Ethereum. .  

Mặc dù có cấu trúc nhỏ gọn và đảm bảo an ninh mạnh mẽ, các kỹ thuật và sự trừu tượng hóa được sử dụng để xây dựng và tính toán ZK-STARK một cách hiệu quả vẫn còn khá hoàn hảo. , làm cho công nghệ này khó sử dụng và thường có tính đặc thù cao đối với từng trường hợp sử dụng. Hầu hết các triển khai ZK Rollups hiện có chỉ có thể xử lý các loại giao dịch cụ thể, chẳng hạn như chuyển mã thông báo hoặc hoán đổi nguyên tử. Ngoài ra, chúng có thể được xây dựng rất chậm; lấy một khối có khoảng 1.000 giao dịch làm ví dụ, có thể mất gần 20 phút để xây dựng kiến trúc xác minh trên phần cứng không chuyên dụng. Khi phần cứng chuyên dụng hơn (chẳng hạn như trình xác thực GPU) và các bản tóm tắt mật mã dành riêng cho ZK-STARKS bắt đầu xuất hiện, ZK Rollups có thể chứng tỏ là một trong những cơ chế mở rộng quy mô Lớp 2 thành công nhất. Cho đến lúc đó, công nghệ này vẫn còn rất phức tạp về mặt cải tiến hiệu quả và khả năng sử dụng, khiến Optimistic Rollups trở thành giải pháp hứa hẹn hơn trong ngắn hạn.

Điều gì tiếp theo cho Arbitrum?  

Mạng chính Arbitrum ra mắt vào tuần trước đã được đặt tên đặc biệt là “Arbitrum One” để xác định rõ ràng đây là blockchain hàng đầu được hỗ trợ bởi công nghệ Arbitrum. Khi hệ sinh thái Arbitrum tiếp tục phát triển và cải thiện, các chuỗi Rollup khác (cũng sử dụng công nghệ Arbitrum, nhưng có thể được sửa đổi) cũng có thể xuất hiện, được thiết kế riêng cho nhiều trường hợp sử dụng khác nhau.  

Arbitrum One hiện đang trong quá trình thử nghiệm mạng chính và nhóm Arbitrum sẽ có khả năng tạm dừng và nâng cấp chuỗi khối nếu cần. Trong thời gian này, các nhà phát triển có thể cảm nhận được tính bảo mật và hiệu quả của Arbitrum, đồng thời sàng lọc mọi lỗ hổng hoặc lỗi vào phút cuối trước khi chuỗi khối chấp nhận thông lượng cao ngất ngưởng. Arbitrum One hiện mở cửa cho tất cả các nhà phát triển yêu cầu quyền truy cập (đã có hơn 250 dự án) và sẽ mở cửa cho người dùng cuối khi tất cả các dự án có thể xây dựng và thử nghiệm Dapp của họ trên Arbitrum. Nhóm đặt mục tiêu chuyển sang phân cấp hoàn toàn vào cuối mùa hè này.  

Một số suy nghĩ 

Sự quan tâm gia tăng gần đây đối với không gian tiền điện tử là con dao hai lưỡi - nó mang đến người dùng mới và nguồn thanh khoản mới, cùng với đó là vấn đề là Ethereum bị tắc nghẽn mạng nghiêm trọng, thời gian giao dịch dài và phí gas khổng lồ. Khi Ethereum tiếp tục phát triển phổ biến ở hiện tại và trong tương lai, điều quan trọng hơn bao giờ hết là xây dựng một cơ sở hạ tầng bền vững để cung cấp năng lượng cho DApps một cách hiệu quả và an toàn với thông lượng cao hơn.

Arbitrum cung cấp mẫu thực tế mạnh mẽ để sử dụng Optimistic Rollups làm cơ chế mở rộng Lớp 2, giúp cải thiện đáng kể hiệu quả về chi phí và thời gian của các giao dịch Ethereum trong khi vẫn giữ lại một số Đảm bảo an ninh quan trọng. Số lượng lớn các dự án (250 và đang tăng lên) đã được xây dựng trên Mainnet của Nhà phát triển Arbitrum là minh chứng cho sự cần thiết của cơ sở hạ tầng có thể mở rộng này cũng như sự thất vọng của những người tham gia hiện tại trên đường đua Lớp 2. Khi hệ sinh thái Ethereum tiếp tục phát triển, các giải pháp Arbitrum Layer2 cho phép tạo ra một thế hệ DApps hiệu quả, có khả năng mở rộng cao, mang lại trải nghiệm được cải thiện đáng kể (rẻ hơn, nhanh hơn) cho người dùng tiền điện tử trên toàn thế giới.       

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