Phân tích sâu về các giải pháp mở rộng L2 của Ethereum: So sánh OP-Rollups và ZK-Rollups

Ethereum là một trong những nền tảng hoạt động tích cực nhất trong lĩnh vực Blockchain hiện nay, mang trên mình nhiều ứng dụng phi tập trung, bao gồm Tài chính phi tập trung và NFT, hệ sinh thái rất phát triển. Tuy nhiên, đi kèm với đó là một số thách thức vốn có, như tình trạng tắc nghẽn mạng dẫn đến rửa tiền tăng lên, thời gian giao dịch kéo dài và tỷ lệ giao dịch thất bại tăng, những vấn đề này ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự tham gia của người dùng.

Để giải quyết những vấn đề này và duy trì tính phân tán của chuỗi chính, cộng đồng đã áp dụng giải pháp mở rộng L2. Ý tưởng cốt lõi của L2 là chuyển các phép tính và giao dịch từ mạng chính (L1) sang mạng lớp hai để thực hiện, chỉ gửi kết quả cuối cùng đến mạng chính. Phương pháp này không chỉ cải thiện hiệu quả giao dịch, giảm chi phí mà còn kế thừa tính bảo mật của mạng chính.

Hiện tại, các giải pháp L2 nổi bật bao gồm Rollups và sidechain. Rollups có thể được phân chia thành Optimistic Rollups (OP-Rollups) và Zero-Knowledge Rollups (ZK-Rollups).

OP-Rollups thực hiện tất cả các tính toán giao dịch và cập nhật trạng thái trên mạng L2, sau đó gửi dữ liệu giao dịch gốc đã nén theo lô đến mạng chính. Phương pháp này mặc định cho rằng giao dịch là hợp lệ, trừ khi có ai đó đặt ra nghi vấn. Điều này làm tăng tốc độ và hiệu quả xác nhận giao dịch một cách đáng kể.

Nếu phát hiện giao dịch vấn đề trong vòng bảy ngày, những người xác thực có thể gửi bằng chứng gian lận. Khi xác nhận có vấn đề, lô giao dịch liên quan và các lô giao dịch tiếp theo sẽ bị quay ngược lại, các nút gian lận sẽ bị trừng phạt. Cơ chế "bằng chứng gian lận" này đã tạo ra hiệu ứng răn đe hiệu quả, thực tế rất ít nút sẽ cố gắng gian lận.

So với việc nút làm ác, sự biến động của mạng và lỗi phần mềm lại là những vấn đề phổ biến hơn. Nhược điểm chính của OP-Rollups là thời gian thách thức kéo dài lên đến bảy ngày có thể ảnh hưởng đến việc luân chuyển vốn, cũng như rủi ro tập trung tiềm ẩn.

ZK-Rollups thì sử dụng một phương pháp khác. Khi gửi dữ liệu đến mạng chính, ngoài dữ liệu đã được nén, còn cần phải đính kèm một chứng minh tính hợp lệ. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong môi trường blockchain, vì nó giới hạn sự phức tạp trong phạm vi hợp đồng thông minh.

Độ phức tạp của ZK-Rollups nằm ở việc cần phải biên dịch dữ liệu và logic thực thi giao dịch thành sơ đồ mạch logic phức tạp, sau đó thông qua tính toán mật mã để tạo ra kết quả có thể xác minh nhanh chóng. Quá trình này thường cần các trình biên dịch và trình xác minh chuyên dụng.

Về chi phí của mạng L2, OP-Rollups chủ yếu bao gồm phí giao dịch để gửi dữ liệu nén đến L1 và chi phí vận hành của các nút L2. Gần đây, kế hoạch EIP-4844 của Ethereum đã giảm đáng kể chi phí tương tác giữa L2 và mạng chính. Hơn nữa, việc duy trì các nút cần phải khóa một lượng lớn vốn, có thể gây ra tổn thất gián tiếp.

Chi phí chính của ZK-Rollups đến từ tài nguyên tính toán, việc tạo ra chứng minh không kiến thức cần một lượng lớn tài nguyên tính toán và phần cứng chuyên dụng. Đồng thời, nó cũng cần phải chịu trách nhiệm về việc gửi dữ liệu lên chuỗi với các giao dịch phí. Nhu cầu về phần cứng chuyên nghiệp có thể dẫn đến việc mạng lưới trở nên tập trung hơn.

Tổng thể mà nói, OP-Rollups và ZK-Rollups đều là giải pháp quan trọng trong hệ sinh thái Ethereum để đối phó với những thách thức về khả năng mở rộng. Với việc Ethereum liên tục nâng cấp, như việc thực hiện EIP-4844, chi phí phát hành dữ liệu L2 đã giảm đáng kể, điều này sẽ giải phóng thêm tiềm năng của cả hai giải pháp này.