Bằng chứng lạc quan Vs. Bằng chứng ZK: Ai sẽ trở thành xu hướng chủ đạo trong tương lai?

Taiko là a Bản tổng hợp lạc quan mặc định sử dụng hệ thống nhiều bằng chứng. Hệ thống này kết hợp phương pháp lạc quan với việc sử dụng bằng chứng zk.

Quy trình bắt đầu với Người đề xuất, người xây dựng các khối tổng hợp từ các giao dịch L2 và đề xuất chúng cho hợp đồng L1 Taiko trên Ethereum. Các khối đề xuất này được thêm vào hợp đồng L1 mà không có bất kỳ bằng chứng hiệu lực nào. Sau đó, Prover có cơ hội thách thức tính hợp lệ của khối được đề xuất bằng cách cung cấp trái phiếu, yêu cầu đặt cọc mã thông báo TAIKO. Nếu một khối không được thử thách trong thời gian thử thách thì khối đó được coi là hợp lệ và hoàn tất ở L1, trả lại tiền cam kết cho người chứng minh. Trong trường hợp một khối bị thách thức, cần có bằng chứng zk để xác nhận tính hợp lệ của khối. Người chứng minh chính xác, dù là Người chứng minh ban đầu hay người thách đấu, sẽ nhận được phần thưởng ngoài việc lấy lại tiền trái phiếu. Đồng thời, trái phiếu của bên sai sẽ bị mất và một phần sẽ bị đốt cháy.

Thật thú vị, Taiko ước tính rằng khoảng 1% khối yêu cầu bằng chứng zk, giúp giảm chi phí tính toán trong khi vẫn đảm bảo tính hợp lệ. Để nâng cao khả năng phục hồi của mình, Taiko hỗ trợ nhiều chương trình phụ trợ bằng chứng như PLONK, Halo2 và SGX để ngăn chặn các lỗi hoặc lỗ hổng tiềm ẩn. Cách tiếp cận này cho phép các dApp đặt ra các giả định về độ tin cậy và mức độ bảo mật của riêng họ, thể hiện sự đóng góp của Taiko đối với khả năng mở rộng và bảo mật của blockchain.

3,5Khác—Kích thướcvàRollkit

3.5.1 Kích thước

Bằng chứng gian lận là một phần không thể thiếu của hệ sinh thái Dymension và được thiết kế để đảm bảo tính toàn vẹn của quá trình chuyển đổi trạng thái blockchain. Khi trình sắp xếp RollApp (Rollup in Dymension L1) xuất bản gốc trạng thái, tất cả các nút RollApp sẽ giám sát các chuyển đổi này. Nếu phát hiện chuyển đổi trạng thái không hợp lệ, các nút này sẽ tạo ra một giao dịch chống gian lận duy nhất bằng cách thu thập danh sách tất cả các chuyển đổi trạng thái trong khối cho đến chuyển đổi trạng thái gian lận.

Tập hợp giao dịch này, bao gồm các chi tiết như chiều cao khối, chỉ số giao dịch, lượt chia sẻ blob, bằng chứng bao gồm blob và nhân chứng trạng thái, sau đó được gửi đến Dymension để xác minh . Sau khi được gửi, nút đầy đủ Dymension sẽ xác thực dữ liệu và tính toán lại các chuyển đổi trạng thái. Nếu quá trình chuyển đổi được tính toán tạo ra gốc trạng thái tạm thời (ISR) khác với trạng thái đã công bố thì bằng chứng gian lận sẽ được xác minh, dẫn đến việc khôi phục trạng thái tranh chấp và cắt giảm trình tự trách nhiệm.

Thời gian tranh chấp hiện tại trên mạng chính Dymension được đặt thành khoảng 120.000 khối. Vì hiện tại một khối được tạo ra cứ sau 6 giây nên thời gian hoàn thiện là khoảng 8 ngày.

3.5.2 Rollkit

Bằng chứng gian lận trạng thái của Rollkit giúp giảm các vấn đề về lòng tin trong mạng blockchain bằng cách xác định các giao dịch gian lận. Chúng được sử dụng trong trường hợp gốc trạng thái được tạo bởi nút đầy đủ và trình sắp xếp chuỗi không khớp. Các nút đầy đủ tạo ra bằng chứng được chia sẻ trên mạng để xác minh. Nếu sự không phù hợp được xác nhận, hành động khắc phục sẽ được yêu cầu để tăng cường bảo mật và phân quyền giám sát.

4, Phát triển trong tương lai: Các vấn đề và giải pháp

Nhiều người từng nghĩ rằng tổng hợp lạc quan kém hơn tổng hợp zk. Khi zk rollup ngày càng được đưa vào sản xuất và các lợi ích của nó như khả năng tương tác an toàn và tính hữu hạn nhanh hơn đã được biết đến rộng rãi, mọi người không chỉ tự hỏi liệu các hệ thống bằng chứng lạc quan có giảm mạnh về trạng thái hay không. Tôi không nghĩ vậy, bởi vì có rất nhiều phát triển tích cực giải quyết các vấn đề chính trong hệ thống chứng minh lạc quan.

Bây giờ, chúng ta hãy xem những vấn đề chính này là gì và giải pháp tiềm năng là gì?

· Tập trung hóa hoạt động

· Chi phí vận hành cao

4.1Đi tập trung >—Xác thực không cần cấp phép

Trong dự án Optimistic Rollup, việc tập trung hóa bộ sắp xếp là một vấn đề then chốt vì nó liên quan đến các Hệ thống được thiết kế để phân quyền có các điểm kiểm soát tập trung và lòng tin. Trong Optimistic Rollup, trình sắp xếp chuỗi chịu trách nhiệm sắp xếp các giao dịch và tổng hợp chúng ngoài chuỗi trước khi gửi chúng tới Ethereum. Vai trò trung tâm này mang lại cho trình sắp xếp chuỗi quyền lực và khả năng kiểm soát đáng kể, điều này có thể gây ra một số rủi ro tập trung.

Hầu hết các bản tổng hợp ngày nay đều sử dụng bộ sắp xếp tập trung. Trong trường hợp này, một thực thể hoặc tổ chức thường chạy trình sắp xếp thứ tự, điều này có thể dẫn đến một số vấn đề tiềm ẩn. Hầu hết các bản tổng hợp hiện tại, bao gồm OP-Mainnet và Arbitrum, không có hệ thống phi tập trung hoàn toàn. Họ phụ thuộc vào một số thực thể trung tâm để gửi các gói giao dịch và tham gia vào hệ thống thách thức gian lận. Tuy nhiên, Arbitrum có một cách tích hợp sẵn để người dùng bỏ qua trình sắp xếp thứ tự nếu nó ngoại tuyến hoặc có hành vi nguy hiểm.

Sự kiện khôi phục Blast gần đây là một ví dụ điển hình về lợi ích và hạn chế của việc tập trung hóa. Sự cố này nêu bật những rủi ro liên quan đến các giải pháp L2 tập trung mà không có chiến lược rút lui thích hợp cho người dùng. Điều này thể hiện rõ khi Blast ngừng hoạt động và các giao dịch liên quan đến vụ hack đều bị xóa. Thực thể trung tâm điều hành tổng hợp có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hệ sinh thái và trong trường hợp này đã giúp thu hồi 62,5 triệu đô la.

4.1.2 Giải pháp 1: Xác minh không cần cấp phép

Arbitrum và Optimism, những nhà xây dựng hàng đầu của khuôn khổ Tổng hợp lạc quan, hiện đang xem xét xác minh không cần cấp phép là bước tiếp theo trong việc làm cho Tổng hợp trở nên phi tập trung hơn. Tất cả đều chuẩn bị phát hành bản cập nhật trong năm nay khiến quá trình xác minh không được cấp phép.

· Arbitrum: Arbitrum đang nỗ lực cho phép xác minh không cần cấp phép thông qua giao thức xác minh mới có tên BoLD (Độ trễ thanh khoản bị ràng buộc). Giao thức cho phép bất kỳ bên trung thực nào tham gia vào quá trình xác minh bằng cách ràng buộc quỹ của họ để đưa ra các xác nhận trạng thái L2 chính xác. Điều này giúp loại bỏ sự cần thiết phải dựa vào một thực thể trung tâm để quản lý người xác nhận và cho phép giải quyết tranh chấp dựa trên tính chính xác của trạng thái thay vì danh tính của người xác thực.

· Lạc quan: Sự lạc quan nhằm mục đích cho phép xác minh không cần cấp phép bằng cách chuyển sang hệ thống xác minh lỗi phi tập trung. Ban đầu, Optimism dựa vào ví đa chữ ký do Ủy ban An ninh Lạc quan và Quỹ Lạc quan quản lý. Để phân cấp hơn nữa, Optimism đã giới thiệu Cannon, một hệ thống chống lỗi ngoài chuỗi hiện được triển khai trên OP Sepolia để thử nghiệm. Bằng cách sử dụng Cannon, Optimism đang cố gắng chuyển đổi từ một hệ thống yêu cầu sự cho phép rõ ràng sang một hệ thống mà bất kỳ người tham gia nào cũng có thể tham gia xác minh giao dịch và giải quyết xung đột. Hệ thống cho phép mọi người tham gia vào quá trình xác minh bằng cách gửi tuyên bố rút tiền được cung cấp bởi trái phiếu.

4.1.3 Giải pháp 2: Phân cấp bộ sắp xếp

Bản chất tập trung của người đặt hàng (chịu trách nhiệm xây dựng và đề xuất các khối) làm dấy lên mối lo ngại về việc tập trung hóa. Để giải quyết những thách thức này, việc tổng hợp nhằm mục đích chuyển từ mô hình đơn hàng sang thiết lập nhiều đơn hàng, phân bổ trách nhiệm xác thực khối và đề xuất giữa nhiều thực thể độc lập. Dưới đây là một số cách bạn có thể phân quyền cho bộ sắp xếp của mình.

· Bộ sắp xếp được chia sẻ: Thuê ngoài dịch vụ phân loại của bên thứ ba như Espresso và Radius.

· Công nghệ phân loại phân tán (DST): Sử dụng các nhóm máy để phân phối nhiệm vụ phân loại và cung cấp khả năng chịu lỗi cao. Điều này có thể được coi là tương tự như các giải pháp DVT được xây dựng cho trình xác thực PoS (như Obol Network).

Các bản tổng hợp khác nhau có thể có mức độ ưu tiên khác nhau dựa trên các trường hợp sử dụng cụ thể của chúng, chẳng hạn như phân cấp tối đa, tính linh hoạt hoặc phân bổ theo địa lý. Ví dụ: một bản tổng hợp cho mục đích chung như Optimism có thể có cách tiếp cận phi tập trung hơn nhưng sử dụng một bộ sắp xếp chuyên dụng (như DST), trong khi một bản tổng hợp dành riêng cho ứng dụng (như bản tổng hợp trò chơi) có thể thiên về mô hình tập trung, nhưng sử dụng một máy phân loại dùng chung Đảm bảo độ tin cậy và giảm thời gian ngừng hoạt động. Lĩnh vực này vẫn đang trong giai đoạn đầu phát triển.

4.2Chi phí thấp hơn—Tính sẵn có của dữ liệu và Hệ thống chứng minh tương tác

Bản tổng hợp tối ưu yêu cầu các giao dịch lưu trữ để xây dựng lại trạng thái của quá trình thử thách. Điều này có thể dẫn đến chi phí lưu trữ dữ liệu cao hơn, chi phí này chiếm phần lớn chi phí vận hành của quá trình tổng hợp tối ưu. Tuy nhiên, vấn đề này đang được tích cực nghiên cứu và các giải pháp bao gồm áp dụng nhiều kỹ thuật nén hơn hoặc sử dụng alt DA (tính sẵn có của dữ liệu thay thế). Ngoài ra, hệ thống chứng minh tương tác giúp giảm chi phí thử thách vì nỗ lực tính toán các thử thách giảm đáng kể.

4.2.1 Giải pháp 1: DA chi phí thấp

Tổng hợp lạc quan đang tận dụng hiệu quả các đốm màu Ethereum và các giải pháp sẵn có dữ liệu (DA) khác như Celestia để giải quyết các vấn đề chi phí cao liên quan đến việc phát hành dữ liệu gói giao dịch.

Trong trường hợp Ethereum, dữ liệu giao dịch được phát hành lên mạng chính dưới dạng calldata trước khi tổng hợp lạc quan, đây là một chi phí rất lớn. Tuy nhiên, với bản nâng cấp Dencun, giờ đây họ sử dụng định dạng lưu trữ dữ liệu mới gọi là blob, giúp giảm tổng chi phí hơn 90%.

Ngoài việc tận dụng những tiến bộ của Ethereum, tính năng tổng hợp lạc quan còn tích hợp với các giải pháp sẵn có của dữ liệu khác như Avail và Celestia. Bằng cách giảm tải dữ liệu gói giao dịch cho Celestia, việc tổng hợp lạc quan có thể giảm sự phụ thuộc vào bộ lưu trữ đắt tiền hơn của Ethereum, đồng thời giảm thêm chi phí liên quan đến việc xuất bản dữ liệu. Sự tích hợp này cho phép tổng hợp duy trì mức thông lượng và tốc độ giao dịch cao trong khi vẫn kiểm soát được chi phí.

Với việc giới thiệu ngày càng nhiều bản tổng hợp sử dụng hệ thống chứng minh lạc quan, lĩnh vực alt DA hiện ngày càng nhận được nhiều sự chú ý hơn. Cũng sẽ có sự tăng cường đáng kể trong không gian DA thay thế khi có nhiều bản tổng hợp hơn được chuẩn bị phát hành. Hiện tại, DA không tạo thành nút thắt cổ chai về chi phí vận hành cũng như nút cổ chai mở rộng.

4.2.2 Giải pháp 2: Hệ thống chứng minh tương tác

Trong tổng hợp lạc quan, nếu một giao dịch bị nghi ngờ là gian lận, những kẻ thách thức trên mạng có thể thách thức tính hợp lệ của gốc đầu ra. Trong thời gian thử thách, bằng chứng gian lận phải được cung cấp để chứng minh rằng giao dịch không chính xác. Nếu giao dịch thực sự là gian lận, bằng chứng sẽ được xác minh trên chuỗi, khiến giao dịch không hợp lệ. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng chỉ các giao dịch có tranh chấp mới yêu cầu xác minh trên chuỗi, do đó giữ cho hầu hết các giao dịch ở ngoài chuỗi.

Hệ thống bằng chứng tương tác mời người tham gia tạo và gửi bằng chứng gian lận khi họ nghi ngờ một giao dịch là gian lận. Hợp đồng thông minh quản lý quá trình tổng hợp sẽ đánh giá các bằng chứng này dựa trên gốc trạng thái do trình sắp xếp trình tự gửi. Nếu tìm thấy sai lệch, trạng thái không chính xác sẽ bị loại bỏ và hệ thống được khôi phục về trạng thái hợp lệ trước đó. Cách tiếp cận này đảm bảo xác minh hiệu quả mà không đặt gánh nặng tính toán không cần thiết lên mạng Ethereum. Hiện tại, việc tính toán này được thực hiện trên chuỗi, có thể rất tốn kém. Đối với Arbitrum, các tính toán cần thiết cho thử thách được thực hiện ngoài chuỗi và kết quả cuối cùng được công bố trên chuỗi. Nhưng chi phí có thể sẽ ở mức tối thiểu vì có rất ít thách thức trong quá trình triển khai lạc quan hiện tại.

4.3 Quyết định chậm—Thực thi nhanh hơn và bằng chứng kết hợp hệ thống

Bản tổng hợp lạc quan có hai loại quyết định cuối cùng - xác định luận mềm và xác định nhanh. Thuyết quyết định mềm đề cập đến trạng thái ban đầu khi trình sắp xếp chuỗi thực hiện chuyển đổi trạng thái trong khi phát hành các giao dịch theo đợt trên Ethereum. Tại thời điểm này, giao dịch được coi là "xác định mềm" và người dùng cũng như ứng dụng khi tổng hợp có thể tin cậy vào giao dịch này một cách an toàn. Tuy nhiên, có một khoảng thời gian thử thách (thường là khoảng 7 ngày) trong đó bất kỳ ai cũng có thể gửi "bằng chứng gian lận" để thách thức tính hợp lệ của lô giao dịch. Nếu không có bằng chứng gian lận nào được gửi trong thời gian thử thách, gói giao dịch sẽ đạt được tính hữu hạn cứng và không thể khôi phục hoặc thử thách. Thông thường, các cây cầu gốc yêu cầu tính quyết định cứng rắn để chuyển giao tài sản.

Cả xác định cứng và mềm chậm đều có thể gây ra vấn đề khi xây dựng cầu nối hoặc dapp nhiều chuỗi. Vấn đề này đang được giải quyết thông qua các hệ thống chứng minh kết hợp và thực thi nhanh hơn.

4.3.1 Giải pháp 1: Thực thi nhanh hơn

Về mặt quyết định mềm Nói một cách đơn giản , quá trình này bao gồm việc thực hiện chuyển đổi trạng thái và lưu trữ các gói giao dịch trong Ethereum. Do đặc tả EVM không hỗ trợ thực thi song song và tối ưu hóa cơ sở dữ liệu nên quá trình thực thi bị hạn chế. Tuy nhiên, các dự án như MegaETH và Heiko đang xây dựng môi trường thực thi song song bằng cách sử dụng các hệ thống chứng minh lạc quan.

Ngoài ra, rollup đang cố gắng lưu trữ các gói giao dịch nhanh hơn với thời gian chặn ngắn hơn. Đối với Arbitrum, Arbitrum đảm bảo xác nhận giao dịch nhanh chóng bằng cách tạo một khối cứ sau 250 mili giây hoặc cứ sau 100 mili giây trên chuỗi Orbit có thể định cấu hình. Ngoài ra, thiết kế của Arbitrum sử dụng mô hình “đặt hàng” độc đáo thay vì phương pháp “xây dựng khối” truyền thống, cho phép xử lý nhanh hơn bằng cách loại bỏ nhu cầu giao dịch phải chờ trong tốc độ bộ nhớ. MEV xấu cũng có thể được loại bỏ.

4.3.2 Giải pháp 2: Hệ thống chứng minh lai

Các hệ thống bằng chứng kết hợp, đặc biệt là các hệ thống sử dụng bằng chứng ZK kết hợp với các bản tổng hợp lạc quan, cải thiện đáng kể tính hữu hạn của các giao dịch blockchain bằng cách giảm thời gian cần thiết để xác minh kết luận. Các bản tổng hợp lạc quan (chẳng hạn như các bản tổng hợp được sử dụng trong Ngăn xếp OP của Optimism) về cơ bản dựa trên giả định rằng một giao dịch là hợp lệ trừ khi bị thách thức. Điều này khiến cho việc tranh chấp hoặc khiếu nại trở nên cần thiết để tranh chấp các giao dịch có khả năng không hợp lệ. Tuy nhiên, giai đoạn thử thách này dẫn đến sự chậm trễ trong quá trình hoàn tất giao dịch, vì giai đoạn thử thách phải đủ dài để đảm bảo xác minh đáng tin cậy và hỗ trợ mọi thách thức tiềm ẩn.

Zeth là một trình chứng minh khối ZK được xây dựng trên RISC Zero zkVM chứng minh rằng các khối giao dịch là chính xác bằng cách cung cấp bằng chứng mật mã mà không tiết lộ bất kỳ chi tiết nào về bản thân giao dịch, cho phép để kiểm tra tính hợp lệ ngay lập tức của giao dịch. Điều này làm giảm sự phụ thuộc vào khoảng thời gian tranh chấp kéo dài cần thiết cho các lần tổng hợp lạc quan và giảm đáng kể thời gian quyết toán.

Các công cụ như Zeth đảm bảo rằng cơ chế đặt hàng giao dịch và tính khả dụng của dữ liệu được duy trì một cách đáng tin cậy và bằng cách giảm thời gian thử thách từ vài ngày xuống còn vài giờ hoặc thậm chí vài phút, nâng cao hiệu quả của các giải pháp L2 như Lạc quan. Các dự án như ZKM cũng phát triển hệ thống chứng minh lai cho Metis.

5, Hướng tới tương lai—Bản tổng hợp lạc quanNó có bị thay thế không?

Theo ý kiến ​​của tôi, Optimistic Rollup sẽ không sớm bị thay thế. Có nhiều cải tiến đang được thực hiện và vì mục đích đơn giản, nó cũng có thể được các hệ sinh thái khác áp dụng. Trong các bài viết sau, tôi sẽ cố gắng đi sâu vào "trạng thái của hệ thống chứng minh ZK", thảo luận về những phát triển gần đây và các bản phát hành sắp tới của nó, đồng thời so sánh nó với bản tổng hợp lạc quan. Tuy nhiên, việc áp dụng các khuôn khổ như Arbitrum Orbit và OP-Stack đang tăng tốc và tôi hy vọng sẽ có cơ sở hạ tầng và công cụ tốt hơn trong mỗi hệ sinh thái với sự phối hợp tốt hơn giữa chúng.

Một trong những vấn đề tôi thấy ở trường rollup là vấn đề mở rộng. Các dự án L1 như Sei, Sui và Solana đang phát triển cơ sở hạ tầng để cho phép thực hiện giao dịch song song đáng tin cậy và tối ưu hóa cơ sở dữ liệu, nhằm mục đích làm cho blockchain dễ tiếp cận hơn với đại chúng. Bản tổng hợp hiện tại có thể không xử lý được khối lượng giao dịch nhiều như Sui và đạt được kết quả cuối cùng nhanh chóng. Tuy nhiên, với các dự án như Fuel Network, MegaETH và Heiko có thể thực hiện song song, chúng ta có thể mong đợi sẽ sớm thấy những cải thiện về hiệu suất trong không gian tổng hợp.