Mạng Ethereum đang gặp phải vấn đề về khả năng mở rộng. Phí giao dịch cao và tốc độ chậm làm mạng tắc nghẽn, cản trở sự phát triển của hệ sinh thái. ZK Rollup xuất hiện như một giải pháp tiềm năng cho những vấn đề này. ZK Rollup là một công nghệ đột phá hứa hẹn sẽ mở rộng khả năng của Ethereum, mang đến tốc độ giao dịch nhanh chóng, phí gas thấp và bảo mật cao. Hãy cùng khám phá tiềm năng của ZK Rollup và top 5 dự án ZK Rollup tiềm năng nhất trong năm 2024!
1. Tìm hiểu về Zero Knowledge Rollup (ZK Rollup)
1.1. Zero Knowledge Rollup (ZK Rollup) là gì?
Zk-rollup (zero-knowledge rollup) là giải pháp mở rộng lớp 2, di chuyển việc tính toán xử lý giao dịch và trạng thái mạng từ chuỗi chính (on-chain) sang các mạng lưới ngoài chuỗi (off-chain), trong khi vẫn lưu trữ dữ liệu giao dịch trên chuỗi chính của lớp 1.
Các thay đổi trạng thái được tính toán ngoài chuỗi và sau đó được chứng minh là hợp lệ trên chuỗi chính bằng cách sử dụng các bằng chứng không kiến thức (zero-knowledge proofs).
Zk-rollup làm tăng đáng kể thông lượng giao dịch và giúp giảm phí giao dịch trong khi vẫn thừa hưởng tính bảo mật của mạng lớp 1 mà chúng kết nối. Thay vì đăng từng giao dịch riêng lẻ lên chuỗi chính, zk-rollup chỉ cần gộp các nhóm giao dịch hợp lệ từ mạng lớp 2 đăng lên lớp 1. Về cơ bản, zkrollup chỉ tận dụng khả năng chống kiểm duyệt và bảo mật của lớp nền tảng để thanh toán giao dịch. Zk rollup cũng thường sử dụng các cơ chế nén dữ liệu để giảm lượng dữ liệu được đăng trên lớp 1.
1.2. Các tính năng chính của ZK-Rollup
Dưới đây là những phần cốt lõi tạo nên sự khác biệt của ZK-rollups:
- Bằng chứng hợp lệ (Validity Proofs): Đây là quá trình kiểm tra được thực hiện bởi zero-knowledge proofs, một dạng công nghệ chứng minh mật mã học có thể xác nhận nhanh chóng kết quả của một phép tính mà không tiết lộ chi tiết cụ thể của phép tính đó. Có nhiều loại bằng chứng này, bao gồm zk-SNARKs và zk-STARKs, mỗi loại có những đặc tính riêng biệt.
- Tính sẵn sàng dữ liệu trên chuỗi chính (On-Chain Data Availability): Mặc dù các giao dịch thực tế được xử lý ngoài chuỗi chính (off-chain), ZK-rollups vẫn đảm bảo lưu trữ một số phần dữ liệu quan trọng trên chuỗi chính (lớp 1) của blockchain. Việc lưu trữ này là yếu tố then chốt cho cơ chế đồng thuận và giúp ZK-rollups trở nên linh hoạt, phù hợp với nhiều mục đích sử dụng. Với thiết lập này, bất kỳ ai cũng có thể độc lập xác minh tất cả các giao dịch trong một cuộn và thậm chí tương thích với Máy ảo Ethereum (EVM), cho phép nó hỗ trợ nhiều ứng dụng khác nhau.
1.3. ZK Rollup hoạt động như thế nào?
Để mở rộng mạng lưới, Zk-rollups không cần phải đăng tất cả dữ liệu giao dịch trực tiếp lên chuỗi chính (on-chain) mà chỉ cần cung cấp các bó giao dịch được đóng gói và xác thực theo định kỳ. Các bó này được “cuộn” thành một bản tóm tắt về những thay đổi trạng thái, được lớp nền (base layer) xác minh bằng một bằng chứng hợp lệ (validity proof). Bằng chứng này sử dụng phương thức zero-knowledge proof để chứng minh tính chính xác của những thay đổi, đảm bảo chắc chắn bằng toán học rằng những thay đổi trạng thái do lớp 2 đề xuất là chính xác và là kết quả của việc thực thi bó giao dịch đã cho.
Zk-rollups thường dựa vào lớp nền để đảm bảo tính sẵn sàng của dữ liệu, khả năng thanh toán và chống kiểm duyệt. Trạng thái của rollup được duy trì bởi một hợp đồng thông minh được triển khai trên mạng lưới lớp 1. Khi người dùng gửi giao dịch trên rollup, nó thường được gửi đến một người vận hành lớp 2 để đưa vào bó giao dịch tiếp theo. Người vận hành này có thể là một thực thể được tập trung hóa, gọi là trình sắp xếp (sequencer), thực hiện các giao dịch, đóng gói chúng thành từng đợt và gửi đợt đó lên mạng lưới lớp 1. Zkrollup cũng có thể sử dụng hệ thống bằng chứng cổ phần (proof-of-stake), trong đó vai trò thực hiện và đóng gói giao dịch được luân phiên giữa một nhóm các nhà xác thực (Validato) đã stake tài sản trong hợp đồng của rollup.
1.4. ZK Rollup giải quyết vấn đề gì?
Zk-rollups là một trong những công nghệ hứa hẹn nhất để mở rộng quy mô nền kinh tế blockchain một cách đáng kể, đồng thời vẫn giữ được các thuộc tính cốt yếu của nó là khả năng chống kiểm duyệt và giảm thiểu niềm tin. Bên cạnh đó, việc mở rộng thông qua rollup còn mang lại lợi ích bổ sung cho các nhà phát triển, cho phép họ tùy chỉnh mạng lưới lớp 2 theo các yêu cầu cụ thể và tạo ra các môi trường điện toán chuyên biệt cao nhưng vẫn kế thừa tính bảo mật của lớp nền phi tập trung công khai.
Một hệ sinh thái Web3 hoàn chỉnh sẽ phải xử lý một lượng giao dịch cực kỳ lớn. Khi không gian khối (blockspace) trở nên dồi dào hơn nhờ việc áp dụng rộng rãi các rollup, nhiều hoạt động hơn sẽ được mở khóa và nhiều ngành công nghiệp hơn có thể tận dụng những lợi ích của công nghệ blockchain.
1.5. Ưu điểm và nhược điểm của Zero Knowledge Rollup (ZK Rollup)
Bằng cách chuyển việc thực thi giao dịch và trạng thái từ lớp nền hạn chế sang một môi trường điện toán có thông lượng cao hơn nhưng vẫn đảm bảo tính bảo mật của blockchain gốc, Zk-rollups có thể làm tăng đáng kể tổng khối lượng giao dịch của hệ sinh thái hợp đồng thông minh. Quá trình đồng thuận, nơi xác minh tính hợp lệ của các giao dịch do lớp thực thi thực hiện, vẫn được thực hiện bởi chuỗi khối lớp nền. Điều đáng chú ý là băng thông tính toán của chuỗi khối lớp 1 được sử dụng hiệu quả hơn vì các nút đầy đủ không cần thực thi mọi giao dịch, chúng chỉ cần xác minh các bằng chứng không kiến thức và lưu trữ một lượng nhỏ dữ liệu giao dịch.
zkRollup cũng sở hữu các cơ chế bảo mật quan trọng cho phép người dùng rút tiền của họ khỏi lớp 2 ngay cả khi mạng rollup không hoạt động bình thường. Điều này trái ngược với các sidechain hoặc blockchain độc lập, nơi sự cố mạng có thể dẫn đến mất tiền nghiêm trọng. Zk-rollups cũng giảm chi phí giao dịch để xác minh bằng chứng. Điều quan trọng là chi phí đồng thuận giảm khi lượng sử dụng tăng lên vì chúng được chia sẻ bởi nhiều người dùng hơn. Đây là một lợi ích đáng kể so với các môi trường blockchain truyền thống, khi chi phí của người dùng tăng theo mức độ sử dụng.
Tuy nhiên, rollup có thể không nhanh hoặc rẻ bằng các chuỗi độc lập vì chúng phụ thuộc vào những hạn chế của lớp nền và không gian khối đắt đỏ. Zk-rollups cũng có thể làm phân mảnh tính thanh khoản trong hệ sinh thái và gây ra những thách thức cho khả năng tương tác không cần cấp phép so với các ứng dụng tồn tại trên cùng một lớp nền. Điều quan trọng cần lưu ý là rollup là một phát minh mới hơn so với các blockchain độc lập và có thể tiềm ẩn rủi ro về khả năng nâng cấp.
1.6. So sánh Zk-Rollup và Optimistic Rollup
- Giống nhau: Cả ZK-rollups và optimistic rollups đều lưu trữ một phần dữ liệu trên chuỗi chính.
- Khác nhau: ZK-rollups sử dụng các bằng chứng hợp lệ (validity proofs), trong khi optimistic rollups dùng các bằng chứng gian lận (fraud proofs).
- Dữ liệu chỉ để xác minh: Nhờ công nghệ zk-SNARKs, ZK-rollups loại bỏ nhu cầu lưu trữ dữ liệu chỉ để xác minh trên chuỗi, không giống như optimistic rollups cần dữ liệu này để kiểm tra gian lận.
- Bảo mật: ZK-rollups lưu trữ nhiều chi tiết giao dịch hơn ngoài chuỗi, giúp chúng phù hợp hơn để bảo mật quyền riêng tư. Trong trường hợp rút tiền bảo mật, optimistic rollup yêu cầu tổng cộng 296 byte cho mỗi giao dịch, bao gồm các yếu tố khác nhau như chỉ mục gốc, vô hiệu hóa, thông tin người nhận và bằng chứng ZK-SNARK. Điều này dẫn đến hiệu quả tăng 77 lần (so với L1). Mặt khác, ZK-rollup chỉ cần 40 byte cho mỗi giao dịch vì nó không yêu cầu bằng chứng zk-SNARK trên chuỗi, dẫn đến hiệu quả tăng 570 lần (so với L1). Cả hai phương pháp đều dựa trên số lượng giao dịch tương đương (~ 380.000). Hơn nữa, chi phí gas cho mỗi giao dịch trên chuỗi thấp hơn đối với ZK-rollups.
- Chi phí gas trên mỗi lô: So với bằng chứng gian lận, việc xác minh zk-SNARK với mỗi lô tốn kém hơn. Công nghệ ZK-SNARK thường phức tạp hơn và khó tổng quát hóa hơn. Do đó, optimistic rollups rẻ hơn trên mỗi lô: 40.000 gas so với 500.000 gas.
- Thời gian rút tiền: Optimistic rollups trì hoãn việc rút tiền để có đủ thời gian (ví dụ: 7 ngày) giải quyết tranh chấp. Ngược lại, ZK-rollups cho phép rút tiền ngay lập tức.
- Ứng dụng & Sử dụng thực tế: Optimistic rollups phổ biến hơn chủ yếu vì chúng phù hợp hơn với tính toán EVM đa năng. Tổng giá trị bị khóa trong optimistic rollups là hơn 10 tỷ đô la, gấp mười lần so với TVL trong ZK-rollups.
1.7. Tại sao Zk rollup được đánh giá cao hơn các giải pháp Layer 2 khác?
Không giống như Plasma và Validium, Rollup (cả ZK và Optimistic) không hoàn toàn triển khai tính năng mở rộng lớp 2. Cụ thể, Rollup không lưu trữ hoàn toàn dữ liệu ngoài chuỗi. Thay vào đó, chúng chỉ di chuyển lưu trữ trạng thái và tính toán ra ngoài chuỗi. Do đó, giải pháp Rollup có giới hạn về khả năng mở rộng: nó bị giới hạn bởi băng thông dữ liệu của blockchain nền tảng.
Mặc dù vậy, Rollup vẫn cung cấp một bước tiến vượt bậc so với lớp cơ sở. Ví dụ, phê duyệt token ERC20 trên Ethereum tốn 45.000 gas, trong khi hầu hết các Rollup chỉ mất dưới 300 gas cho cùng thao tác. Ngoài ra, Rollup còn nén dữ liệu giao dịch. Một giao dịch ETH điển hình chiếm khoảng 110 byte, so với 12 byte trong Rollup. Trong trường hợp này, nén chữ ký mang lại khả năng giảm kích thước lớn nhất. Trên Ethereum, một chữ ký chiếm 68 byte. Ngược lại, Rollup có thể gom khoảng 100 giao dịch dưới một chữ ký duy nhất, giảm kích thước xuống 0,5 byte.
Bảo mật được tăng cường
Một tính năng quan trọng của ZK-rollup là đảm bảo an toàn cho phép người dùng luôn có thể đưa tài sản trở lại lớp 1. Điều này rất quan trọng vì các giải pháp lớp 2 khác không cung cấp sự đảm bảo đó. Ví dụ, Validium có thể mất tài sản trong trường hợp lỗi tính khả dụng dữ liệu. ZK-rollup sẽ không gặp bất kỳ vấn đề về tính khả dụng dữ liệu nào, nghĩa là kẻ tấn công không thể gây ra thiệt hại lớn. Hơn nữa, tính khả dụng dữ liệu loại bỏ nhu cầu ánh xạ tài sản cho chủ sở hữu, đây là một lợi thế lớn của Rollup so với các giải pháp L2 khác.
2. Top 5 dự án Zk Rollup tiềm năng nhất 2024
2.1. Top #1 các dự án Zk Rollup tiềm năng nhất 2024: Starknet
- Theo dõi giá STRK/USD hôm nay
- Theo dõi giá STRK/VND hôm nay
- Hướng dẫn mua Starknet (STRK)
- Nghiên cứu về Starknet (STRK)
Starknet là một giải pháp mở (permissionless), Validity-Rollup, còn được gọi là ZK-rollup dành cho Ethereum. Hoạt động trên nền tảng blockchain lớp 2 (L2), Starknet cho phép bất kỳ ứng dụng phi tập trung (dApp) nào mở rộng quy mô tính toán một cách đáng kể mà không ảnh hưởng đến khả năng tích hợp và bảo mật của Ethereum.
Starknet sử dụng hệ thống chứng minh mật mã STARK để đạt được các giao dịch an toàn, chi phí thấp và hiệu suất cao. Các hợp đồng thông minh (smart contract) và hệ điều hành Starknet được viết bằng Cairo, một ngôn ngữ lập trình chuyên biệt được xây dựng riêng.
2.2. Top #2 các dự án Zk Rollup tiềm năng nhất 2024: Polygon
- Theo dõi giá MATIC/USD hôm nay
- Theo dõi giá MATIC/VND hôm nay
- Hướng dẫn mua Polygon (MATIC)
- Nghiên cứu về Polygon (MATIC)
Các giải pháp rollup trên Polygon không khác biệt so với ZK-rollup. Về bản chất, ZK-rollup là giải pháp mở rộng hiệu quả, cho phép kết hợp nhiều giao dịch ngoài chuỗi (off-chain) thành một giao dịch duy nhất trên chuỗi chính (on-chain). Bộ giải pháp ZK-rollup của Polygon giúp loại bỏ sự cần thiết xác minh từng giao dịch riêng lẻ bởi thợ đào trên mạng chính Ethereum.
ZK-rollup Polygon MATIC đảm bảo xác minh thông qua bằng chứng hợp lệ, còn được gọi là bằng chứng kiến thức bằng không, cho mỗi nhóm giao dịch được gom lại (rollup). Tính xác của các bằng chứng hợp lệ này giúp Ethereum có thể tin cậy xác minh tính xác thực của tất cả các giao dịch trong rollup. Nhờ đó, người dùng có thể đảm bảo việc di chuyển tiền và tài sản giữa Ethereum và rollup một cách liền mạch.
2.3. Top #3 các dự án Zk Rollup tiềm năng nhất 2024: Loopring
- Theo dõi giá LRC/USD hôm nay
- Theo dõi giá LRC/VND hôm nay
- Hướng dẫn mua Loopring (LRC)
- Nghiên cứu về Loopring (LRC)
Giao thức Loopring sử dụng các bằng chứng kiến thức bằng không (ZKPs), cụ thể hơn là zk-SNARKs, để chứng minh dữ liệu nó xử lý là hợp lệ mà không cần tiết lộ bản thân thông tin.
ZKPs là các phép toán toán học phức tạp giúp gói nhiều giao dịch lại với nhau, xác minh chúng và truyền chúng đến L1 dưới dạng một giao dịch duy nhất bởi ZK rollup. Với việc phần lớn tính toán trên ZK rollup (như Loopring) được thực hiện trên L2 (off-chain). Loopring Relayer là hệ thống back-end thực hiện các xác thực mật mã của dữ liệu, tạo ZKP, cho phép chức năng giao dịch trên sàn giao dịch của Loopring và giao tiếp với Ethereum.
2.4. Top #4 các dự án Zk Rollup tiềm năng nhất 2024: Immutable X
- Theo dõi giá IMX/USD hôm nay
- Theo dõi giá IMX/VND hôm nay
- Hướng dẫn mua Immutable X (IMX)
- Nghiên cứu về Immutable (IMX)
Trái tim của Immutable X là công nghệ mở rộng quy mô ZKRollup (Zero Knowledge Rollup) – một giao thức Layer 2 dùng để xác thực các giao dịch trên chuỗi khối Ethereum. Thay vì lưu trữ toàn bộ dữ liệu giao dịch trên chuỗi khối, ZKRollup đóng gói hàng trăm giao dịch thành một zero-knowledge proof duy nhất, được gọi là zkSTARK proof.
ZkSTARK là viết tắt của Zero-Knowledge Concise and Transparent Knowledge Discussion. Đây là phương pháp xác thực cho phép chứng minh quyền sở hữu một phần dữ liệu cụ thể mà không tiết lộ bất kỳ thông tin quan trọng nào. Điều này đảm bảo các giao dịch trên Immutable X tuân thủ các tiêu chuẩn bảo mật và quyền riêng tư cao nhất.
2.5. Top #5 các dự án Zk Rollup tiềm năng nhất 2024: Manta Network
- Theo dõi giá MANTA/USD hôm nay
- Theo dõi giá MANTA/VND hôm nay
- Hướng dẫn mua Manta Network (MANTA)
- Nghiên cứu về Manta Network (MANTA)
Manta Network là một hệ sinh thái đa mô-đun được thiết kế dành cho các ứng dụng kiến thức bằng không (ZK), đặt ra tiêu chuẩn cho các giải pháp phi tập trung an toàn và sáng tạo. Mạng lưới này bao gồm hai thành phần: Manta Atlantic (Layer 1) và Manta Pacific, một Layer 2 trên Ethereum với kế hoạch chuyển đổi thành zkEVM đầu tiên được xây dựng trên Celestia sử dụng Polygon CDK.
Nhờ tận dụng sức mạnh của ZK-SNARKs, Manta Pacific mang đến tốc độ giao dịch cực nhanh và giảm đáng kể phí gas, trở thành lựa chọn lý tưởng để mở rộng quy mô cho các ứng dụng phi tập trung bảo mật. Mặt khác, Manta Atlantic là một blockchain Layer 1 được thiết kế dành cho các ứng dụng đòi hỏi tính bảo mật và khả năng tùy chỉnh tối ưu.
Lưu ý: Bài viết chỉ mang tính chất cung cấp và tổng hợp các thông tin chung, không phải lời khuyên đầu tư. Trước khi đầu tư vào bất kỳ tài sản nào, nhà đầu tư hãy tự tìm hiểu kỹ về rủi ro và tự chịu trách nhiệm với kết quả đầu tư của mình.
