Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2

Hồng Liên

Thị trường tiền mã hóa đã trải qua nhiều chu kỳ tăng trưởng với các xu hướng dẫn dắt cụ thể. Câu hỏi đặt ra là xu hướng tiếp theo sẽ là gì?

Đi tìm xu hướng dẫn dắt thị trường crypto mùa tiếp theo - Phần 2: Layer 2

Mở đầu

Trong phần thứ 2 của chuỗi bài viết Đi tìm xu hướng dẫn dắt thị trường crypto mùa tiếp theo, chúng ta sẽ nghiên cứu về một mảnh ghép đang làm mưa làm gió trong suốt hơn một năm qua, đó chính là Layer 2.

Nếu chưa xem phần 1 thì trước tiên bạn hãy đọc lại tại đây.

Bạn sẽ thu hoạch được gì trong bài viết này:

Kiến trúc của mạng lưới Blockchain
Các giải pháp mở rộng cho mạng lưới Ethereum
Sự cần thiết và tiềm năng của layer 2
Các dự án layer 2 nổi bật

Layer 2 Wars - Cuộc chiến giữa các giải pháp mở rộng và giữa các dự án trong từng giải pháp

Về mặt lý thuyết các nhà phát triển có thể xây dựng Layer 2 trên bất cứ chuỗi nào chứ không riêng gì Ethereum, nhưng hiện tại Ethereum đang là chuỗi có mức độ hoạt động mạnh nhất và nhu cầu mở rộng cấp thiết nhất nên khi nhắc tới Layer 2 chúng ta sẽ mặc định nó là Layer 2 dành cho Ethereum.

Trong khuôn khổ bài viết này cũng vậy, chúng ta sẽ tìm hiểu về các giải pháp mở rộng cho Ethereum.

Phân lớp của các hệ thống Blockchain

Trước khi đi vào tìm hiểu về Layer 2 là gì và tại sao lại cần có Layer 2, hãy cùng nhau lướt qua các phân lớp trong hệ thống blockchain.

Kể từ sau sự ra đời của Bitcoin năm 2009 và Ethereum năm 2015 chúng ta vẫn chỉ có khái niệm về lớp blockchain hạ tầng và lớp các dApp được xây dựng trên nó. Sau này, cùng với sự bùng nổ của các mạng lưới blockchain layer 1 thì xuất hiện nhu cầu giao tiếp giữa các blockchain và nhu cầu mở rộng cho mỗi blockchain đó, khái niệm Layer 0, Layer 1 và Layer 2 mới được sử dụng rộng rãi.

Hiện nay mạng lưới blockchain, cụ thể là Ethereum đang được phân hóa thành 3 Layer chính.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Các lớp của mạng lưới mở rộng Ethereum

- Layer 0: Là mạng lưới blockchain giúp kết nối và giao tiếp giữa nhiều blockchain layer 1.

- Layer 1: Là các mạng lưới blockchain độc lập có cơ sở hạ tầng và cơ chế đồng thuận riêng vận hành theo quy tắc riêng. Ví dụ Ethereum, BNBChain, Fantom,…

- Layer 2: Là mạng lưới các blockchain được xây dựng trên nền tảng của các blockchain layer 1 và tương thích với layer 1 nhằm mở rộng hoặc phục vụ mục đích riêng. Ví dụ Optimism, Arbitrum, zkSync.

- Layer 3: Là các blockchain được xây dựng tiếp tục phía trên của các Layer 2.

Lớp dApp có thể được xây dựng trên bất cứ lớp nào để phục vụ từng nhu cầu cụ thể.

Xem thêm: Argent X

Ở đây mình cũng giới thiệu thêm kiến trúc hạ tầng của hệ thống blockchain để các bạn nắm được thông tin cho phần phân tích các giải pháp mở rộng phía sau mà không đi sâu vào để tránh phức tạp.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Kiến trúc điển hình của hệ thống Blockchain

- Infrastructure layer: Đây là lớp cơ sở hạ tầng vật lý của blockchain, chịu trách nhiệm lưu trữ và quản lý dữ liệu trong các phần cứng được phân tán nhiều nơi.

- Data layer: Lớp này xác định cách dữ liệu được tổ chức và lưu trữ trong blockchain.

- Network layer: Lớp mạng quản lý giao tiếp giữa các nodes trên mạng blockchain. Nhiệm vụ của Network layer là phát hiện node, truyền tải dữ liệu giữa các node.

- Consensus layer: Lớp chịu trách nhiệm về sắp xếp thứ tự và xác thực các giao dịch, các khối. Đảm bảo tính nhất quán và bảo mật cho mạng lưới.

- Application layer: Gồm các ứng dụng phi tập trung tương tác với mạng lưới blockchain để phục vụ các nhu cầu khác nhau. Đây là lớp tương tác trực tiếp với người dùng.

Tại sao cần có Layer 2?

Như vậy, sau khi đã nắm được Layer 1 là gì, Layer 2 là gì thì câu hỏi đặt ra là tại sao lại cần tới sự xuất hiện của Layer 2?

Để trả lời cho câu hỏi này, trước tiên hãy đến với bộ ba bất khả thi (Trilemma) của blockchain.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Bộ ba bất khả thi trong blockchain (Trilemma)

Một trong những vấn đề khó khăn nhất đối với các nhà phát triển blockchain là bộ ba bất khả thi:

Phi tập trung
Bảo mật
Mở rộng

Nếu muốn mạng lưới có một hoặc hai khả năng vượt trội thì bắt buộc phải hy sinh cái còn lại. Ví dụ, nếu muốn khả năng mở rộng vượt trội và bảo mật cao thì phải hy sinh đi sự phi tập trung như Solana.

Hoặc nếu muốn một mạng lưới phi tập trung mà vẫn bảo mật thì phải hy sinh khả năng mở rộng, đây chính là lựa chọn của Ethereum. Hướng lựa chọn này khiến cho TPS của nó chỉ rơi vào khoảng 20 giao dịch/giây. Nếu so sánh với Solana là 65.000 TPS hoặc hệ thống thanh toán quốc tế Visa là 24.000 TPS thì khoảng cách là rất xa.

Tiếp tục, điều gì đã ảnh hưởng khả năng mở rộng của mạng lưới? Mở rộng mạng lưới có nghĩa là nó có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng của gấp nhiều lần mà vẫn đảm bảo được sự phi tập trung, tốc độ và sự an toàn cho giao dịch.

Khi lượng người dùng tăng lên, đồng nghĩa với việc số lượng giao dịch tăng, lên kéo theo băng thông mạng lưới và khối lượng data cũng tăng lên theo cấp số nhân. Các giao dịch muốn thực thi cần được kiểm tra và xác nhận từ các node, nếu như con số node đối với Solana khoảng 3.000, BNB khoảng 2.200 thì với Ethereum là 830.000 node. Mặc dù không cần sự xác nhận của tất cả các node để được thông qua nhưng các bạn có thể tưởng tượng được mức độ cồng kềnh mà mạng lưới cần xử lý cho các giao dịch phát sinh.

Sự chênh lệch từ số lượng giao dịch và khả năng xử lý gây ra tắc nghẽn mạng lưới. Chi phí giao dịch tăng cao cũng là hệ quả của sự cồng kềnh này tạo nên rào cản cho vấn đề mở rộng số lượng người dùng.

Nếu muốn tiến tới mass adoption, khả năng mở rộng để đáp ứng nhu cầu sử dụng của hàng triệu, tỷ người dùng là điều không thể tránh khỏi. Vậy làm cách nào để Ethereum đáp ứng được yêu cầu mở rộng này mà vẫn giữ được tính chất phi tập trung và bảo mật vốn có. Các giải pháp mở rộng bắt đầu xuất hiện từ đây.

Phân loại các giải pháp mở rộng blockchain

Dựa theo mức độ can thiệp vào mạng lưới gốc (Ethereum) mà ta chia các giải pháp mở rộng thành 2 loại chính là giải pháp mở rộng on-chain và off-chain.

Giải pháp mở rộng On-chain

Vấn đề mở rộng mạng lưới đã được các lập trình viên Ethereum nhận biết và đưa vào lộ trình phát triển ngay từ đầu.

Trong bản cập nhật roadmap được đăng tải hồi tháng 5 năm 2022 bởi Vitalik Buterin đã xác định rõ tầm nhìn đưa Ethereum tiến tới mass adoption thông qua 5 giai đoạn cập nhật lớn:

Updated roadmap diagram! pic.twitter.com/MT9BKgYcJH
— vitalik.eth (@VitalikButerin) November 4, 2022

- The Merge: Chuyển đổi cơ chế đồng thuận từ Proof-of-work sang Proof-of-stake.

- The Surge: Triển khai kiến trúc Sharding, một giải pháp mở rộng quy mô giúp giảm chi phí giao dịch trên Ethereum. Hứa hẹn đẩy tốc độ giao dịch trên các giải pháp mở rộng lên 100.000 TPS.

- The Scourge: Các cập nhật hướng tới việc đảm bảo tính trung lập, công bằng, tin cậy của các giao dịch, đồng thời cũng giảm thiểu các rủi ro từ MEV.

- The Verge: Các cập nhật giúp việc xác thực của các Nodes trở nên nhanh chóng và đơn giản hơn thông qua bằng chứng SNARK. Vitalik đề cập như sau: “Việc xác minh các khối phải cực kỳ dễ dàng - tải xuống N byte dữ liệu, thực hiện một vài phép tính cơ bản, xác minh SNARK và … xong”.

- The Purge: Mục tiêu là làm đơn giản hoá giao thức bằng cách giới hạn dữ liệu lịch sử. Các nodes sẽ không cần lưu trữ dữ liệu lịch sử cũ hơn 1 năm, sẽ chỉ cần nếu được yêu cầu. Từ đó cho phép tăng tốc độ đồng bộ hoá và xác thực giao dịch, giảm rào cản gia nhập.

- The Splurge: Sửa chữa những thứ cần phải sửa chữa tiếp theo.

Can thiệp vào hạ tầng mạng lưới là một việc làm rất khó khăn, vấn đề không chỉ đến từ kỹ thuật mà còn là sự đồng thuận nâng cấp của toàn bộ mạng lưới. Mỗi cập nhật tác động không chỉ đến cách thức hoạt động mà còn cả lợi ích của từng nhóm thành viên trong mạng lưới. Công việc này đòi hỏi thời gian, sự nỗ lực của toàn bộ cộng đồng Ethereum.

Hai bản cập nhật tác động mạnh mẽ nhất tới khả năng mở rộng của Ethereum là The Surge và The Verge, trong khi đội ngũ phát triển đang tích cực hoạt động thì việc của chúng ta là chờ đợi và ủng hộ.

Giải pháp mở rộng Off-chain

Nếu như giải pháp mở rộng on-chain mang tới hiệu quả lâu dài và ổn định nhưng tốn nhiều thời gian thì các giải pháp mở rộng off-chain lại cho ra kết quả nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu phát triển chung từ thị trường.

Off-chain scaling đề cập tới các giải pháp mở rộng nhưng không tác động vào kiến trúc của mạng lưới gốc. Và hướng đi là xây dựng một hệ thống tương thích với mạng gốc sau đó giải quyết một phần công việc bên ngoài, cuối cùng cập nhật kết quả lại mạng gốc, những giải pháp như vậy gọi là giải pháp Layer 2. Đến hiện tại, có 5 giải pháp Layer 2 được đưa ra.

Rollup

Đây có lẽ là cái tên quen thuộc nhất mà chúng ta được được nghe suốt hơn một năm nay. Cơ chế hoạt động chung là các Rollup thực hiện nhiều giao dịch bên ngoài, sau đó tổng hợp kết quả thành từng gói và gửi về chuỗi gốc để xác thực.

Có 2 loại Rollup chính với cách thức bảo mật khác nhau:

- Optimistic Rollup: Tin tưởng rằng tất cả các giao dịch là hợp lệ cho đến khi nó được chứng minh là sai thông qua một bằng chứng gian lận (fraud proof). Nếu fraud proof được chứng minh là đúng thì giao dịch bị đảo ngược.

- Zero-Knowledge Rollup: Các giao dịch phải được chứng minh hợp lệ trước khi xác thực, công việc này được thực hiện thông qua một bằng chứng hợp lệ (validity proof). Khi validity proof được chứng minh là đúng thì giao dịch được xác nhận và không thể đảo ngược.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Mô hình hoạt động của Rollup

Bằng cơ chế hoạt động riêng của mỗi loại, các giải pháp Rollup có thể đạt tốc độ gấp hàng trăm lần so với Ethereum trong khi vẫn tận dụng được tính bảo mật từ chuỗi gốc.

Optimistic Rollup

Như đã đề cập, cơ chế hoạt động của Optimistic Rollup là tổng hợp nhiều giao dịch lại thành một lô (batch) sau đó gửi xuống layer 1 để tiếp tục xử lý.

Sở dĩ tên gọi “Optimistic - lạc quan” xuất phát từ cơ chế hoạt động của nó. Optimistic Rollup mặc định tất cả giao dịch diễn ra ở ngoài chuỗi là hợp lệ nên nó sẽ chỉ gửi các thông tin giao dịch xuống chuỗi gốc dưới dạng calldata mà không kèm bằng chứng. Đây chính là điểm khác biệt đặc thù giữa Optimistic và ZK Rollup.

Để bảo vệ mạng lưới khỏi giao dịch gian lận, Optimistic có một giai đoạn gọi là thời gian thử thách - challenge time (thường kéo dài 7 ngày). Trong thời gian này, bất cứ ai cũng có thể phản đối kết quả thông qua một bằng chứng gian lận - Fraud Proof.

- Nếu fraud proof được chứng minh là đúng, giao thức sẽ thực hiện lại giao dịch và cập nhật trạng thái mới tương ứng. Sequencer thực hiện tính toán sai sẽ bị chịu một hình phạt cho sai lầm của mình.

- Nếu kết thúc thời gian thử thách mà lô giao dịch không bị thử thách thì nó được coi là hợp lệ và trạng thái mới được chấp nhận trên chuỗi gốc.

Tóm tắt lại, quy trình xử lý giao dịch của Optimistic Rollup như sau:

Người dùng gửi các giao dịch trên Layer 2 Optimistic Rollup.
Các nhà vận hành mạng lưới thu thập và xử lý giao dịch nội bộ trên Layer 2.
Dữ liệu giao dịch được đóng gói, nén rồi gửi xuống Layer 1 chờ xác minh.
Chờ đợi thời gian thách thức:

Nếu có thách thức thì giao thức sẽ kiểm tra để xác định tính hợp lệ của lô giao dịch. Nếu chứng minh được có gian lận, giao thức sẽ thực hiện lại các giao dịch và cập nhật trạng thái mới.
Nếu kết thúc thời gian mà không có thách thức, lô giao dịch sẽ được chấp nhận trên Layer 1 và không thể bị đảo ngược.

Ưu điểm và nhược điểm của Optimistic Rollup

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Ưu điểm và nhược điểm của Optimistic Rollup

Các dự án Optimistic Rollup nổi bật

Optimism và Arbitrum là hai dự án đã tiêu tốn quá nhiều giấy mực của cộng đồng crypto. Trong khi cuộc nội chiến giữa các dự án thuộc giải pháp ZK-Rollup có vẻ êm đềm thì ở chiến tuyến Optimistic Rollup lại khốc liệt hơn bao giờ hết.

Optimism có được lợi thế cho mình nhờ vào việc ra mắt token từ sớm kèm nhiều chương trình khuyến khích để thúc đẩy hệ sinh thái. Arbitrum cũng tỏ ra không thua kém với đợt chi airdrop mạnh tay để thu hút người dùng và cũng đã đạt được những thành tựu đáng tự hào.

Định hướng dài hạn của Optimism là trở thành Superchain nơi kết nối mọi Layer 2 được xây dựng trên OP Stack. Đối với Arbitrum là tầm nhìn mạng lưới Layer 3 thông qua bộ cung cụ Arbitrum Orbit. Khác với OP Stack khi nhà phát triển có thể xây dựng tự do OP Chain (permissionless), các Layer-2 nếu muốn triển khai sẽ phải được Arbitrum DAO thông qua (các Orbit Chain có thể triển khai tuỳ ý).

- Xem thêm: Xu hướng xây dựng Bộ công cụ của các Layer-2

Bằng cơ chế mở và sự linh hoạt của mình, OP Stack đang dành được sự ủng hộ của nhiều ông lớn trong ngành như opBNB (Binance), Base (Coinbase), Magi (a16z).

Ở thời điểm hiện tại TVL của Arbitrum vẫn đang đứng đầu với 6,14 tỷ USD, tiếp theo là Optimism với 2,77 tỷ USD bỏ khá xa so với phần còn lại.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 TVL của các dự án Rollup. Nguồn: L2Beat (03/10/2023)

Trong khi 2 hổ đang đánh nhau, một tân binh mới đang lầm lũi xây dựng thế lực cho mình là Base. Chúng ta đã được nghe nhiều phân tích về Optimism, Arbitrum, vậy với Base thì sao. Base được hậu thuẫn bởi Coinbase là sàn giao dịch crypto lớn nhất tại Mỹ với hơn 150 triệu khách hàng, doanh thu 2022 đạt 3,19 tỷ USD.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Số lượng giao dịch trên Base cao hơn Arbitrum, Optimism. Nguồn: L2Beat (03/10/2023)

Hiện tại Optimism và Arbitrum đã ra mắt token, đã được hype và đang bắt đầu công cuộc tạo usecase, chống lạm phát cho token của mình thì Base vẫn giữ lại lợi thế là chưa phát hành token.

Token là một trong những vũ khí lợi hại của bất kỳ hệ sinh thái nào, nó giúp bootstrap hệ sinh thái, thu hút người dùng và dòng tiền, tạo các chương trình khuyến khích cho dự án. Lợi thế to lớn tiếp theo của Base là họ có sẵn lượng khách hàng tại web2 chỉ chờ để kéo lên web3 sử dụng.

Chúng ta đang hình dung được câu chuyện tương tự Binance và BNB Chain. Ở Base khách hàng có, uy tín có, nguồn lực lại tràn trề. Theo quan điểm cá nhân của mình Base sẽ là một Layer 2 rất tiềm năng đáng để dành sự chú ý. Rào cản duy nhất của Base là pháp lý tại Mỹ.

Zero-Knowledge Rollup

Cũng là giải pháp mở rộng thuộc nhánh Rollup, tức tổng hợp nhiều giao dịch trên Layer 2 để xử lý rồi gửi kết quả xuống Layer 1 xác thực. Sự khác biệt đến từ cơ chế hoạt động của nó.

ZK Rollup sử dụng Validity Proof tạo bởi công nghệ Zero-Knowledge để xác thực các gói giao dịch mà không cần tiết lộ nhiều thông tin, từ đó tăng cường tính bảo mật và riêng tư cho các giao dịch trên mạng lưới.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Cơ chế hoạt động của ZK-Rollups. Nguồn: CoinMarketCap

Quy trình xử lý giao dịch của ZK Rollup

Người dùng gửi các giao dịch trên mạng Layer 2 ZK-rollup.
Các nhà vận hành mạng lưới thu thập và xử lý giao dịch nội bộ trên Layer 2.
Tạo bằng chứng hợp lệ - validity proof cho lô giao dịch.
Gửi bằng chứng kèm một số ít thông tin tóm tắt xuống layer 1 để xác thực.
Verifier Contract trên Layer 1 sẽ tiến hành xác minh validity proof.

Nếu validity proof được chấp nhận, lô giao dịch được thông qua, trạng thái mới của mạng lưới ZK-rollup được cập nhật và không thể thay đổi.
Nếu validity proof không được chấp nhận, các nhà vận hành mạng lưới phải tính toán và gửi lại dữ liệu mới.

Điểm độc đáo tạo nên thương hiệu của ZK-Rollup là sử dụng bằng chứng không kiến thức - Zero-Knowledge để chứng minh tính đúng đắn của lô giao dịch trong khi không cần tiết lộ chi tiết từng giao dịch trong lô.

Để hiểu hơn về sự ma thuật này bạn có thể đọc một ví dụ về Zero-Knowledge tại đây: Zero Knowledge Proof là gì? Một ví dụ dễ hiểu về ZKP

Mình xin tóm tắt nhanh như sau:

Có hai bức tranh nàng Mona Lisa giống nhau, một bức là thật, một bức được vẽ bởi tên trộm và hắn đã đánh dấu bức giả ở một chỗ không ai biết.

Yêu cầu đặt ra cho nhà thẩm định tranh đang bị tên trộm khống chế là làm sao để nói cho hắn biết bức nào là thật nhưng không được tiết lộ đặc điểm phân biệt, vì khi tiết lộ ra tên trộm sẽ sửa lại bức giả, lần sau sẽ không thể phân biệt được nữa.

Giải pháp cho tình huống này chính là một ví dụ rõ ràng thể hiện tính ứng dụng của Zero-Knowledge. Nhà thẩm định tranh yêu cầu tên trộm đặt 2 bức cạnh nhau và sẽ chỉ ra bức nào là thật mà không nói cho tên trộm biết vì sao nó là bức tranh thật. Tiếp tục nhà thẩm định bịt mắt lại và yêu cầu tên trộm đảo vị trí 2 bức tranh ngẫu nhiên nhiều lần, sau đó nhà thẩm định lại tiếp tục chỉ ra bức tranh nào là thật. Lặp đi lặp lại công việc cho tới khi tên trộm tâm phục khẩu phục. Như vậy, nhà thẩm định đã thành công chỉ ra bức tranh thật nhưng không tiết lộ bất cứ đặc điểm nào.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Một ví dụ thú vị về sức mạnh của Zero-Knowledge

Hẳn tới đây bạn đã hiểu sức mạnh của Zero-Knowledge rồi chứ. Dĩ nhiên trong thực tiễn hoạt động xác thực các giao dịch trên blockchain không đơn giản như ví dụ, chúng phức tạp hơn nhiều lần. Ứng dụng vào rollup có bốn loại bằng chứng (ZKP) được sử dụng là:

SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge): là một loại ZKP ngắn gọn không tương tác, nghĩa là không có tương tác giữa bên chứng minh và bên xác minh (bên chứng minh và bên xác minh chỉ phải trao đổi một bằng chứng). Đối với SNARK cần phải có bộ thông tin thiết lập ban đầu cho cả hai bên.
STARK (Scalable Transparent ARguments of Knowledge): là một loại ZKP không tương tác nhưng thiết kế để có tính mở rộng. Khác với SNARK, STARK không yêu cầu phải thiết lập thông tin ban đầu, tuy nhiên kích thước tổng thể của STARK lại lớn hơn nhiều lần..
Bulletproofs (DARK - Distributed Aggregated Range Proofs): là một loại ZKP thiết kế đặc biệt để chứng minh rằng một số nằm trong một khoảng cụ thể (range proof). Chúng tập trung vào tính súc tích và khả năng chứng minh nhiều giá trị trong một giao dịch, giúp giảm độ dài và trọng lượng của các chứng chỉ. Ví dụ chứng minh số lượng tiền trong một giao dịch mà không tiết lộ số tiền cụ thể.
PLONK (Permutation, Linear, and Omitted variable over NIZK): là một loại ZKP được thiết kế để tương thích với các phép tính hoán vị (permutation), hàm tuyến tính (linear), và các biến bị bỏ qua (omitted variables). Chúng tập trung vào tích hợp các yếu tố này vào quy trình chứng minh.

So sánh các loại bằng chứng không kiến thức - ZKP. Nguồn: Vitalik Blog

Bên trên là biểu đồ so sánh các loại bằng chứng được giới thiệu bởi Vitalik Buterin, các bạn có thể tham khảo để biết thêm thông tin, mình sẽ không đi sâu vào phần này nữa để tránh rắc rối.

Dành cho những bạn thích tìm hiểu thêm: Awesome zero knowledge proofs

Ưu điểm và nhược điểm của ZK-Rollup

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Ưu điểm và nhược điểm của ZK-Rollup

Các dự án ZK-Rollup nổi bật

Validium

Validium là một giải pháp mở rộng mới thuộc nhánh Rollup và có nhiều nét tương đồng với ZK-Rollup hay còn được biết đến với cái tên “ZK Rollup but with off-chain data”, điểm khác biệt của Validium là nó chấp nhận hy sinh nhiều hơn nữa tính bảo mật để tăng khả năng mở rộng.

Cũng sử dụng validity proof (bằng chứng hợp lệ) được tạo bởi kỹ thuật Zero-Knowledge gửi về Layer 1 để xác thực các gói giao dịch, nhưng Validium không gửi kèm dữ liệu giao dịch vào calldata như ZK-Rollup mà chỉ lưu trữ off-chain.

Điều này đã làm giảm thiếu kích thước và chi phí phải xử lý ở chuỗi gốc, từ đó tăng tốc độ giao dịch. TPS của Validium có thể lên tới 9.000, cao hơn gấp 4 lần khi so sánh với ZK-Rollup.

Mặt trái của nó tương là data unavailability, lưu trữ giao dịch off-chain gây ra những rủi ro về sự khả dụng dữ liệu khi các nhà vận hành cố tình che giấu thông tin, lúc đó người dùng sẽ gặp khó khăn trong việc xác thực giao dịch hoặc tệ hơn là không rút được tiền. Sử dụng Validium yêu cầu đặt nhiều niềm tin vào những nhà vận hành mạng lưới.

Quy trình xử lý giao dịch của Validium

Quy trình xử lý giao dịch trên Validum cũng tương tự ZK-Rollup.

Người dùng gửi các giao dịch trên mạng Layer 2 ZK-rollup
Các nhà vận hành mạng lưới thu thập và xử lý giao dịch nội bộ trên Layer 2
Tạo bằng chứng hợp lệ - validity proof cho lô giao dịch.
Gửi bằng chứng xuống Layer 1 để xác thực.
Verifier Contract trên Layer 1 sẽ tiến hành xác minh validity proof.

Nếu validity proof được chấp nhận, lô giao dịch được thông qua, trạng thái mới của mạng lưới ZK-rollup được cập nhật và không thể thay đổi.
Nếu validity proof không được chấp nhận, các nhà vận hành mạng lưới phải tính toán và gửi lại dữ liệu mới.

Ưu điểm và nhược điểm của Validium

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Ưu điểm và nhược điểm của Validium

Giải pháp kết hợp Volition

Nhằm tăng cường sự linh hoạt cho người dùng, đội ngũ phát triển đã đưa giải pháp kết hợp giữa Validium và ZK-Rollup với tên Volition.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Volition cho phép người dùng chuyển đổi qua lại giữa hai giải pháp. Nguồn: Immutable X

Nó cho phép người dùng lựa chọn chuyển đổi qua lại giữa hai giải pháp. Với Volition, người dùng có thể sử dụng data availability off-chain của Validium cho các giao dịch cụ thể nhằm tối ưu tốc độ giao dịch. Khi cần thiết họ vẫn có quyền chuyển đổi sang sử dụng on-chain data như ZK-Rollup. Điều này mang lại cho người dùng tự do lựa chọn các sự đánh đổi theo đặc điểm riêng của họ.

Các dự án Validium nổi bật

StarkEx
Immutable X
zkPorter

Ở hiện tại, cả Optimistic Rollup và ZK-Rollup đều đang có chỗ đứng riêng cho mình, nhưng có vẻ cha đẻ của Ethereum là Vitalik ủng hộ ZK-Rollup một cách ra mặt hơn. Bản cập nhật The Verge trong roadmap của Ethereum cũng có đề cập đến việc sử dụng SNARKs (một loại bằng chứng Zero-Knowledge) để giúp các Node xác thực giao dịch mạng lưới gốc.

Dưới đây là bảng so sánh các đặc điểm của ba giải pháp.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 So sánh Optimistic Rollup, ZK-Rollup và Validium

Với khả năng tương thích EVM cực cao đạt tới mức tương đương, Optimistic Rollup cho phép các nhà phát triển triển khai dự án với tốc độ cực nhanh. Cần rất ít chỉnh sửa mã nguồn để dApp đang chạy ở Ethereum chạy được trên các Optimistic Rollup.

Vì lẽ này rất hệ sinh thái Optimistic đang phát triển rất nhanh và cũng là lựa chọn quen thuộc cho của nhiều tay chơi lớn trong thị trường crypto.

Quan điểm cá nhân của mình đối với các loại Rollup này là chúng sẽ tồn tại và phát triển song song chứ không cái nào tiêu diệt cái nào. Nhưng trong dài hạn, ZK-Rollup có nhiều tiềm năng để trở thành giải pháp mở rộng chính trên Ethereum. Nhánh nhỏ Validium sẽ phù hợp với các dự án yêu cần khả năng mở rộng cao mà chấp nhận đặt niềm tin bảo mật vào các Validator như game.

Plasma

Plasma lần đầu tiên được Vitalik Buterin và Joseph Poon giới thiệu vào tháng 8 năm 2017. Plasma được thiết kế để giải quyết vấn đề mở rộng của Ethereum bằng cách tạo ra hệ thống các chuỗi con được kết nối với chuỗi gốc để xử lý giao dịch.

Các chuỗi con này được quản lý bởi một smart contract trên chuỗi gốc và kết nối trạng thái với chuỗi gốc thông qua cây Merkle, chúng hoạt động như một bản sao nhỏ của mạng gốc Ethereum.

Sự liên kết của Plasma với chuỗi gốc nằm ở việc các thông tin trên chuỗi con được mã hoá theo Merkle tree và gửi xuống lưu trữ công khai ở chuỗi gốc. Điều này giúp nó kế thừa được một phần sự bảo mật từ chuỗi gốc để bảo đảm tính toàn vẹn dữ liệu và sự sẵn sàng dữ liệu để xử lý tranh chấp khi phát sinh. Cũng giống như Optimistic Rollup, Plasma sử dụng fraud proof - bằng chứng gian lận để giải quyết tranh chấp.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Cơ chế hoạt động của Plasma. Nguồn: Plasm Network

Nhưng có một lỗ hổng rất lớn của giải pháp Plasma đó là data unavailability. Hệ thống không gửi toàn bộ thông tin giao dịch xuống chuỗi gốc để lưu trữ mà chỉ gửi trạng thái được mã hoá, điều này gây khó khăn cho trong việc tạo ra fraud proof nếu các Plasma Operator (các nhà vận hành mạng lưới Plasma) không cung cấp đầy đủ thông tin. Tham gia plasma chain yêu cầu người dùng đặt nhiều niềm tin vào các operator. Có thể thấy Plasma đã chấp nhận hy sinh bảo mật để đổi lại sự mở rộng mạnh mẽ.

Ưu điểm và nhược điểm của Plasma

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Ưu điểm và nhược điểm của Plasma

Các dự án Plasma nổi bật:

OMG Network
Polygon
Gluon

Ở thời điểm hiện tại Plasma đang được xem là khá cũ kỹ và đuối hơi trong cuộc đua mở rộng trên Ethereum.

State Channel

State Channel được biết đến quen thuộc hơn trên mạng lưới Bitcoin với dự án Lightning Network mà hiện tại El Salvador đang sử dụng cho hệ thống thanh toán của họ.

Giải pháp State Channel cho phép các bên tham gia mở mở kênh và thực hiện nhiều giao dịch ngoài chuỗi, khi các giao dịch được hoàn tất và các bên tham gia đồng ý đóng kênh, kết quả cuối cùng sẽ được đẩy xuống chuỗi gốc để lưu trữ.

Có hai loại kênh chính:

- Payment Channel: Phục vụ cho mục đích thanh toán bù trừ số dư của những người tham gia kênh.

- State Channel: Phiên bản mở rộng của Payment Channel, ngoài thực hiện bù trừ số dư, State Channel còn cho phép xử lý các logic phức tạp hơn ngoài số dư như Payment Channel.

Phương pháp này có ưu điểm là tốc độ nhanh, chi phí rẻ nhưng lại bị hạn chế ở khả năng mở rộng vì sẽ gặp khó khăn khi số lượng thành viên trong kênh lớn.

Quy trình xử lý giao dịch của State Channel

- Mở kênh: Hai (hoặc nhiều bên) tham gia gửi tiền vào một smart contract để mở kênh.

- Sử dụng kênh: Các bên tham gia kênh thực hiện các giao dịch trao đổi với nhau (off-chain)

- Đóng kênh: Khi các bên đạt được sự thỏa thuận cuối cùng, họ có thể đồng thuận gửi kết quả lên chuỗi (on-chain) bằng cách ký xác nhận. Giao thức sẽ kiểm tra tính hợp lệ của trạng thái, đảm bảo rằng nó đã được ký bởi tất cả các bên. Đến cuối cùng, giao thức sẽ phân phối tài sản bị khóa ban đầu theo kết quả đã thống nhất giữa các thành viên trong kênh.

- Xử lý tranh chấp: Nếu một bên không đồng ý với trạng thái cuối cùng của kênh hoặc nếu có tranh chấp khác, họ có thể gửi một yêu cầu trên chuỗi để chấp nhận trạng thái mà họ cho là chính xác. Giao thức gốc sẽ xem xét yêu cầu này và thực hiện một quá trình giải quyết tranh chấp.

Ưu điểm và nhược điểm của State Channel

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Ưu điểm và nhược điểm của State Channel

Các dự án nổi bật:

Lightning Network
Connext

Sidechain

Xét về bản chất sidechain không được xem như một Layer-2 hay giải pháp mở rộng thực thụ. Vì nó là một blockchain riêng biệt, có cơ chế đồng thuận riêng chạy độc lập với Layer gốc. Đặc biệt nó không lưu trữ bất cứ dữ liệu hay gửi yêu cầu xác thực nào tới layer gốc, chính vì thế nó hầu như không được kế thừa một chút bảo mật nào.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Cơ chế hoạt động của sidechain. Nguồn: Ivan on Tech

Điều làm nó được coi là giải pháp mở rộng là sử được thiết kế để tương thích với layer gốc và cho phép tài sản di chuyển qua lại giữa 2 chuỗi.

Cụ thể hơn, các giải pháp mở rộng sidechain được thiết kế để các ứng dụng trên layer gốc dễ dàng chạy trên sidechain mà không cần chỉnh sửa mã nguồn quá nhiều. Ngoài ra họ cũng xây dựng các cây cầu (bridge) để giúp tài sản di chuyển qua lại giữa hai chuỗi.

Ưu điểm và nhược điểm của Sidechain

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Ưu điểm và nhược điểm của Sidechain

Bảng so sánh chung

Ở phần cuối cùng này, mình sẽ cố gắng cắt nghĩa và tóm gọn để các bạn dễ dàng phân biệt được từng giải pháp mở rộng.

- OP Rollup: Tổng hợp nhiều giao dịch gửi xuống layer 1 và chờ đợi, nếu không ai phản đối thì xác thực.

- ZK Rollup: Tổng hợp nhiều giao dịch kèm bằng chứng zk proof gửi xuống layer 1 để tiến hành xác thực ngay.

- Validium: Tương tự ZK-Rollup nhưng dữ liệu giao dịch lưu trữ off-chain

- Plasma: Tạo ra nhiều chuỗi con xử lý giao dịch, lưu proof trạng thái ở chuỗi chính.

- State Channel: Mở kênh riêng tư cho nhiều đối tượng thực hiện nhiều giao dịch ngoài chuỗi sau đó cập nhật kết quả cuối cùng xuống chuỗi gốc.

- SideChain: Chuỗi hoạt động độc lập với chuỗi gốc, sự liên quan là thiết kế tương thích và hỗ trợ bridge tài sản từ chuỗi gốc sang để sử dụng.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 So sánh chung các giải pháp mở rộng

Tiềm năng của Layer 2

Để nhận định tiềm năng của mảng Layer-2 đối với thị trường cryptocurrency trước hết hãy đánh giá lại tình hình chúng ta đang ở đâu trong lịch sử phát triển.

15 năm trước Bitcoin ra đời với sứ mệnh trở thành một tiêu chuẩn tiền tệ mới, các hoạt động diễn ra đơn giản là gửi nhận qua lại, hoạt động ổn với tốc độ 10 giao dịch/giây. 5 năm sau đó nền tảng smart contract đầu tiên là Ethereum được giới thiệu cho phép các nhà phát triển thực hiện nhiều logic phức tạp mở ra cánh cửa cho nền tài chính phi tập trung. TPS của Ethereum ở mức 20 giao dịch/giây.

Suốt chiều dài lịch sử 10 năm phát triển của DeFi số lượng người tham gia đã tăng từ 0 lên tới 425 triệu người (theo báo cáo từ Statista) nhưng tốc độ giao dịch của hệ sinh thái DeFi lớn nhất là Ethereum vẫn dừng ở con số 20 TPS.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Số lượng người sử dụng crypto tới tháng 12 năm 2022. Nguồn: Statista

GameFi season 2021 là giọt nước tràn ly chỉ ra rằng mở rộng là mạng lưới là điều tối cấp thiết nếu muốn DeFi nói riêng và thị trường crypto tiếp tục đi lên.

Dĩ nhiên điều này đã được nhận ra từ sớm bởi chính đội ngũ phát triển Ethereum và cộng đồng crypto. Nhiều blockchain với biệt danh Ethereum Killer ra đời nhưng cho tới hiện tại, chưa một giải pháp nào thành công thật sự. Nó đến từ bộ ba bất khả thi (Trilemma), việc hy sinh sự phi tập trung để đổi lấy khả năng mở rộng là vi phạm giá trị cốt lõi chính yếu của Decentralized Finance.

Và Layer-2 được xem như giải pháp tiệm cận hoàn hảo cho vấn đề này. Tận dụng sự phi tập trung, bảo mật của mạng lưới gốc Ethereum và tùy vào từng trường hợp sử dụng mà các nhà phát triển lựa chọn sử dụng giải pháp phù hợp. Thêm vào đó, các Layer-2 còn tận dụng được một lượng lớn người dùng từ chính Layer gốc Ethereum, dễ dàng lôi kéo họ sử dụng Layer-2 hơn là một blockchain mới.

Như đã đề cập từ trước, vấn đề mở rộng đã sớm được đội ngũ phát triển của Ethereum nhận ra và đưa vào lộ trình phát triển. Không những thế, trong cập nhật roadmap gần đây, đội ngũ phát triển Ethereum còn cập nhật các hỗ trợ giúp Layer-2 hoạt động tốt hơn. Vitalik Buterin - cha đẻ của Ethereum đã đề cập rằng The Surge sẽ đưa tốc độ của Layer-2 lên tới 100.000 TPS.

Luận điểm thứ ba chứng minh cho việc Layer 2 sẽ trở thành xu hướng lớn trong tương lai là sự ủng hộ của các tay chơi lớn trong thị trường cryptocurrency.

Chúng ta đã thấy sự tham gia cuộc chiến Layer-2 của Binance, Coinbase, Consensys, a16z. Không chỉ thế, nhiều dự án Layer 1 sau nhiều năm tháng loay hoay cũng quyết định chuyển mình trở thành Layer 2 như Celo, Canto.

Đi Tìm Xu Hướng Dẫn Dắt Thị Trường Crypto Mùa Tiếp Theo - Phần 2 Layer 2 Các Layer-2 đang xây dựng

Như vậy, sự phát triển của Layer-2 là thuận với sự phát triển chung của toàn ngành. Không những đáp ứng nhu cầu bức thiết mà còn nhận được sự ủng hộ từ nhiều thực thể lớn trong không gian cryptocurrency.

Layer 2 nhiều khả năng sẽ tạo ra một cột mốc lịch sử tiếp theo cho crypto trong tương lai gần tương tự như cái cách Layer 1 đã làm trong mùa tăng trưởng vừa rồi.

Về cơ hội đầu tư, mình không có lời khuyên tài chính dành cho các bạn, hãy tự nghiên cứu và đưa quyết định cho bản thân. Tuy nhiên, có thể các bạn sẽ muốn để ý tới định giá của các dự án để xác định kỳ vọng lợi nhuận. Không giống như chu kỳ trước, các dự án Layer 1 tăng trưởng mạnh đều có mức vốn hóa rất nhỏ, còn hiện tại dẫu biết có sự giãn nở toàn thị trường nhưng hầu hết các Layer 2 đều đang được định giá rất cao.

Ngoài ra, đừng quên làm retroactive ở các Layer 2 chưa ra token nhé, ví dụ như Base.

Kết luận

Có một quy luật rất hay trong cuốn sách “22 quy luật bất biến trong Marketing” của hai tác giả Al Ries và Jack Trout, đó là quy luật song đôi.

Nó được định nghĩa như thế này:

Lúc ban đầu, bất kỳ ngành hàng mới nào cũng là một chiếc thang nhiều bậc. Dần dần, chiếc thang này chỉ còn là sự cạnh tranh giữa 2 bậc trên cùng.

“Cuối cùng, mọi thị trường đều trở thành cuộc đua song mã.”

Điều này đúng ở phần lớn thị trường, ví dụ với ngành hàng nước giải khát chúng ta có song mã Coca-cola và Pepsi, ngành hàng điện thoại chúng ta có Apple và Samsung.

Còn với hiện Rollup chúng ta hiện đang thấy sự thể hiện của song mã Optimistic và ZK. Trong Optimistic chúng ta lại có song mã Optimism và Arbitrum còn với ZK là zkSync và Linea.

Cuộc chiến vẫn chưa ngã ngũ, chúng ta hãy cùng theo sát thị trường để tìm ra con ngựa dẫn đầu trong chu kỳ tăng trưởng sắp tới.