Rollups là gì? ZK Rollup và Optimistic Rollup, giải pháp nào tốt hơn?

Những thuật ngữ cần hiểu khi chơi tiền số

10 bước bảo vệ ví và giao dịch tiền số an toàn

Trong số các giải pháp Layer 2 cho vấn đề tắc nghẽn mạng lưới Ethereum, nổi bật nhất là hai cái tên ZK-Rollup và Optimistic Rollup.

Rollups là gì?

Blockchain như Ethereum có vấn đề chính là chậm và tốn kém. Người dùng thường phải chi số tiền không nhỏ phí gas cho một giao dịch trên hệ thống tài chính phi tập trung (DeFi).

Đó là lý do tại sao các hệ thống Layer 2 như rollups ra đời. Những giao dịch được tạo trên blockchain chính ra bên ngoài và xử lý chúng trên một lớp Rollups riêng, sau đó các dữ liệu và các giao dịch đã được xử lý sẽ được đóng gói lại hay “cuộn lại” thành 1 khối duy nhất để gửi lên Layer 1 để xác minh tính hợp lệ với mức giá chỉ bằng một phần nhỏ. Điều này có nghĩa là người dùng có thể hưởng lợi từ tốc độ, chi phí thấp và tính bảo mật.

Rollups là một trong một số giải pháp mở rộng, cải thiện tốc độ giao dịch và chi phí. Các biến pháp mở rộng khác bao gồm sidechains và state channels.

Phần lớn các sản phẩm mở rộng liên quan cụ thể đến Ethereum, blockchain hợp đồng thông minh lớn nhất. Các nhà phát triển cốt lõi của Ethereum đang cố gắng cải thiện tốc độ và chi phí, minh chứng rõ ràng nhất là Merge ra mắt 9/2022. Những bản nâng cấp này không giảm tầm quan trọng của các giải pháp mở rộng. Thay vào đó, các giải pháp mở rộng có khả năng bổ sung cho các bản nâng cấp Ethereum.

Rollups chứng minh tính chính xác của chúng đối với Ethereum bằng cách sử dụng các bằng chứng chuyên biệt (specialized proof) cho phép Ethereum xác minh tính chính xác ngay cả khi không thực hiện các giao dịch. Hai giải pháp quan trọng nhất của Rollups là Optimistic Rollups và ZK-Rollups.

Optimistic Rollups là gì?

Optimistic Rollup là một giải pháp mở rộng thuộc hướng tiếp cận off-chain scaling. Giống như cái tên được đặt, giải pháp Optimistic Rollups rất “lạc quan”, cơ chế của nó giả định rằng tất cả các giao dịch được gửi lên chuỗi đều là hợp lệ mặc dù chưa hề được xác minh các giao dịch đó đã được thực hiện chính xác hay chưa. Bởi vì Optimistic Rollups không thực hiện xác minh giao dịch, vì vậy cần có một cơ chế để đảm bảo tính hợp pháp của các giao dịch đó, và fraud proof (bằng chứng gian lận) là bộ phận quản lý sự xác minh này.

ZK-Rollups là gì?

Zk Rollup là một giáp mở rộng cho Ethereum layer 1 bằng cách sử dụng công nghệ zero knowledge proof (bằng chứng không kiến thức).

Giải pháp Zero-knowledge hay còn gọi là ZK-Rollups có khả năng “Rollups” hàng trăm giao dịch ra off-chain và tạo ra các bằng chứng mật mã SNARK. Đây được coi là bằng chứng hợp lệ và được lưu trên Layer 1 – Ethereum.

Zk Rollup cho phép tổng hợp một số lượng lớn các giao dịch vào một khối Rollup và tạo ra bằng chứng ngắn gọn cho khối off-chain. Sau đó, hợp đồng thông minh trên Ethereum layer 1 chỉ cần xác minh Proof (bằng chứng) đó mà không cần thực hiện lại các giao dịch.

So sánh Optimistic và ZK

Optimistic vs ZK: Chi phí

Có lẽ sự khác biệt quan trọng nhất giữa Optimistic và ZK là chi phí.

Optimistic yêu cầu các node chỉ cần thực hiện hợp đồng. Ví dụ: nếu một hợp đồng thực hiện thao tác, thì các node sẽ thực hiện thao tác đó.

Mặt khác, ZK cần tạo ra một bằng chứng mật mã phức tạp đòi hỏi hàng trăm hoặc hàng nghìn thao tác phức tạp để đưa thao tác đó vào một proof. ZK phải chịu chi phí đó cho mọi hướng dẫn trong mọi hợp đồng. Nhu cầu tạo ra một bằng chứng mật mã phức tạp đối với mọi hướng dẫn, thay vì chỉ thực hiện các hướng dẫn, là một bất lợi về chi phí đối với ZK.

Optimistic vs ZK: Tốc độ

ZK Rollup có ưu điểm là nhanh hơn đáng kể so với Optimistic Rollup. ZK Rollup nhẹ hơn đáng kể trên Layer 2 do quá trình xác thực xảy ra trên chuỗi chính chứ không phải trên sidechain. Bởi vì xác thực chuỗi chính xảy ra gần như ngay lập tức, ZK Rollup nhanh hơn và có khả năng mở rộng hơn so với trước đây.

Optimistic Rollup được bảo mật thông qua fraud proof (bằng chứng gian lận), cách tiếp cận này khiến chúng mắc phải một “challenge game”. Trong khi các ZK Rollup được bảo mật thông qua toán học (chứng minh cho người khác biết rằng bạn biết câu trả lời mà không cần nói cho người kia biết câu trả lời).

Optimistic vs ZK: Tính bảo mật

Tất cả tài sản trong Optimistic Rollups sẽ được gửi trong một hợp đồng thông minh duy nhất. Do đó, đây là điểm yếu cyar Optimistic trước hacker. Trong khi đó, mọi giao dịch trên ZK-Rollups đều được xác minh bởi hợp đồng thông minh trước khi giao dịch có hiệu lực. ZK-Rollups nghiêm cấm các nhà khai thác ăn cắp tiền hoặc phá hoại chương trình của quy trình Rollups. Các giao dịch trên ZK-Rollups không cần bất kỳ sự giám sát vì sau khi một block được xác minh, tiền của người dùng luôn được đảm bảo đến cuối cùng và có thể thu hồi được ngay cả khi các nhà khai thác từ chối hợp tác.

Optimistic vs ZK: Tính riêng tư

Optimistic Rollups có thể hỗ trợ bất kỳ giải pháp bảo mật nào có sẵn trên Layer 2 của Ethereum. Vì bản thân Optimistic Rollups là Layer 2, nên bất kỳ giải pháp bảo mật nào được triển khai trên nó thì sẽ được định dạng là Layer 3. Điều này có thể dẫn đến công dụng các dịch vụ quyền riêng tư bị chia nhỏ.

ZK-Rollups cũng có thể dễ dàng hỗ trợ các giao dịch ẩn danh ở cấp độ giao thức theo mặc định, cũng như người dùng có quyền lựa chọn giao dịch ẩn giao dịch của họ hay không.

Bảng tóm tắt so sánh giữa Optimistic vs ZK

Đặc điểm	Optimistic	ZK
Proof	Fraud proof (bằng chứng gian lận)	zero knowledge proof (bằng chứng không kiến thức)
Thời gian	Yêu cầu đợi qua khoảng thời gian 1 tuần trước khi rút tiền.	Người dùng có thể rút tiền ngay lập tức vì bằng chứng hợp lệ cung cấp bằng chứng không thể chối cãi về tính xác thực của các giao dịch ngoại tuyến.
Nén dữ liệu	Xuất bản dữ liệu giao dịch đầy đủ dưới dạng calldata lên Ethereum Mainnet, làm tăng chi phí rollup.	Không cần xuất bản dữ liệu giao dịch trên Ethereum vì ZK-SNARK và ZK-STARK đã đảm bảo tính chính xác của rollup.
Độ tương thích EVM	Sử dụng mô phỏng của Máy ảo Ethereum (EVM)	Không hỗ trợ EVM
Chi phí	Chi phí thấp	Chi phí cao
Giả định tin cậy	Không yêu cầu trusted setup	Yêu cầu trusted setup
Yêu cầu chứng thực	Cần người xác thực tình trạng rollup và xác nhận gian lận	Không yêu cầu người kiểm tra L2 chain để phát hiện gian lận
Bảo mật	Cung cấp phần thưởng token để đảm bảo tính bảo mật rollup.	Dựa vào mật mã để bảo mật.