Từ chứng minh thời gian thực đến Rollup gốc: Kết thúc mở rộng Ethereum dưới sự điều khiển của ZK

Tác giả: imToken

Chú thích của biên tập viên: Ethereum đang tiến tới một kỷ nguyên mở rộng 10.000 TPS, và công nghệ chứng minh không kiến thức (ZK) đang trở thành động lực chính. Bài viết này là phần thứ hai trong tài liệu "Lộ trình Ethereum 10.000 TPS" mà chúng tôi đã biên soạn, sẽ tập trung vào những khó khăn kỹ thuật của chứng minh thời gian thực, logic tham gia của Prover, những thách thức về an ninh trong quá trình chuyển đổi L1, cũng như cách "Rollup nguyên sinh" có thể trở thành hình thái cuối cùng của mở rộng ZK.

Nếu nói rằng ZK hóa là điểm khởi đầu cho việc tái cấu trúc công nghệ Ethereum, thì "bằng chứng thời gian thực" và "Rollup gốc" chính là những giai đoạn cốt lõi trong cuộc cách mạng mở rộng này.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tiếp tục khám phá cách triển khai chứng minh ZK thời gian thực 12 giây trên mạng chính Ethereum, ngưỡng phần cứng và cơ chế khuyến khích để trở thành Prover là như thế nào, và Rollup gốc sẽ thay đổi cấu trúc L2 của Ethereum ra sao.

01、Chứng minh thời gian thực: Mảnh ghép quan trọng trong việc mở rộng Ethereum

Trên lộ trình của Ethereum hướng tới 10.000 TPS, có một điểm đột phá công nghệ không thể thiếu: chứng minh thời gian thực (real-time proving).

Người đồng sáng lập Succinct, Uma Roy, giải thích như sau: "Chứng minh thời gian thực, có nghĩa là khả năng hoàn thành quá trình tạo chứng minh ZK cho một khối trên mạng chính Ethereum trong chưa đầy 12 giây."

Điều này có nghĩa là gì? Một khi chứng minh thời gian thực được thực hiện, Ethereum có thể tích hợp logic xác thực khối vào chính giao thức và tăng giới hạn Gas gần như "bất kỳ" mà không hy sinh tính khả thi của việc xác thực, từ đó đạt được khả năng mở rộng quy mô lớn cho L1 (chú thích của biên tập viên: Thời gian tạo mỗi khối trên mạng chính Ethereum là 12 giây, vì vậy "thời gian thực" có nghĩa là hoàn thành chứng minh trong mỗi chu kỳ khối).

Tuy nhiên, để thực hiện chứng minh thời gian thực, chỉ dựa vào công nghệ zkVM là không đủ, còn cần thay đổi lớp giao thức Ethereum.

Ladislaus từ Quỹ Ethereum đã chỉ ra rằng một cơ chế quan trọng sẽ được giới thiệu trong nâng cấp Glamsterdam vào năm tới - "phân tách xác thực khối và thực thi ngay lập tức", điều này sẽ cung cấp cho Prover (người chứng minh) nhiều thời gian hơn để tạo ra chứng minh zkEVM trong một slot đầy đủ, từ đó đạt được xử lý thời gian thực thực sự.

Về mặt kỹ thuật, Succinct đã phát hành zkVM SP1 Hypercube mới nhất của mình, có thể tạo ra chứng minh theo thời gian thực cho 93% trong 10.000 khối mạng chính dưới một cụm 200 GPU.

Roy cho biết họ tự tin sẽ nâng cao tỷ lệ thành công lên 99% trước cuối năm nay. Mặc dù một số khối khó xử lý vẫn có thể dẫn đến một số ít khối không thể tạo chứng nhận kịp thời, nhưng thiết kế giao thức đã xem xét cơ chế khôi phục lỗi, chẳng hạn như cho phép bỏ qua khối đó và tiếp tục xử lý khối tiếp theo.

Hơn nữa, Ethereum còn đang xem xét việc giảm thời gian khối từ 12 giây xuống còn 6 giây (như một đề xuất tiềm năng khác của Glamsterdam), điều này sẽ nâng cao đáng kể trải nghiệm người dùng và tốc độ xác nhận giao dịch, nhưng điều này cũng tạo thêm áp lực cho ZK Prover - độ khó của nhiệm vụ đã tăng gấp đôi với những người chứng minh.

Tuy nhiên, Roy không lo lắng, vì công nghệ ZK có thể cải thiện hiệu suất gấp 10 lần mỗi năm, ngay cả khi thời gian khối giảm một nửa, vẫn có thể ứng phó.

Vào tháng 6, Linea cũng đã thông báo rằng 100% hoạt động trên chuỗi của họ đã được bao phủ bởi ZK chứng minh, mặc dù TPS hiện tại của Linea chỉ là 2, nhưng điều này không phải là giới hạn hiệu suất, mà là do nhu cầu sử dụng.

Cần lưu ý rằng khoảng cách giữa các khối của Linea chỉ là 2 giây, chứng minh ZK được tải lên Ethereum L1 để xác thực thông qua hợp đồng thông minh, mô hình này có thể chính là phiên bản tiên phong cho việc "ZK hóa" trên mạng chính trong tương lai.

02、Mức phần cứng của người chứng minh ZK Ethereum có cao không?

Để tạo ra bằng chứng ZK theo thời gian thực, chắc chắn không thể thiếu tài nguyên tính toán mạnh mẽ.

Mục tiêu kỹ thuật ban đầu mà Quỹ Ethereum đặt ra cho Prover hiện tại là: chi phí phần cứng được kiểm soát dưới 100.000 đô la, mức tiêu thụ điện năng dưới 10 kilowatt, tương đương với mức tiêu thụ điện của một pin gia đình Tesla Powerwall.

Con số này nghe có vẻ không "nhẹ", Justin Bons (người sáng lập Cyber Capital), một nhà phê bình Ethereum, đã gọi nó là "các yêu cầu phần cứng điên rồ vượt xa các nút xác thực của Solana", nhưng thực tế đây là sự nhầm lẫn giữa hai vai trò hoàn toàn khác nhau.

Đội ngũ phối hợp của Quỹ Ethereum, Ladislaus, chỉ ra rằng: Trách nhiệm của Prover và Validator (người xác thực) là khác nhau và không thể nhầm lẫn — người xác thực chạy nút, tham gia vào sự đồng thuận; trong khi nhiệm vụ của Prover là tạo ra chứng minh ZK, một khi chứng minh ZK của một giao dịch nào đó được tạo ra đúng cách, mạng chỉ cần xác minh xem chứng minh đó có đúng hay không, mà không cần thực hiện lại giao dịch.

Chính vì vậy, Ladislaus tỏ ra lạc quan, "chỉ cần tìm được một người chứng thực trung thực đáp ứng điều kiện phần cứng, Ethereum có thể tiếp tục hoạt động an toàn, chúng tôi cố tình hạ thấp ngưỡng xuống dưới các trung tâm dữ liệu, thậm chí ngay cả khi không phải là các tổ chức lớn hoặc trung tâm dữ liệu, chỉ cần là các nhà phát triển cá nhân có khả năng kỹ thuật, họ cũng có thể vận hành Prover tại nhà."

Hiện tại, cấu hình phần cứng 100.000 đô la này chỉ là mục tiêu ban đầu, nhà nghiên cứu của Quỹ Ethereum, Sophia Gold, dự đoán rằng trước hội nghị phát triển Devconnect Argentina vào tháng 11 năm nay, các Prover chính thống sẽ có khả năng đạt tiêu chuẩn.

Co-founder của Succinct, Roy dự kiến vào đầu năm tới, nhu cầu GPU sẽ được giảm xuống còn khoảng 16 card đồ họa, tổng chi phí cũng sẽ được kiểm soát trong khoảng từ 10.000 đến 30.000 đô la.

Trong khi đó, Succinct đã xây dựng một mạng lưới phi tập trung gồm "hàng trăm Prover" trên mạng thử nghiệm, tổng cộng đã tạo ra hàng triệu chứng minh.

Logic cốt lõi của hệ thống này là bằng chứng cạnh tranh, tức là tất cả các Prover tham gia đấu thầu, mỗi vòng chọn một người thắng để thực hiện chứng minh zk, với mục tiêu là để người tham gia có thời gian ngắn hơn và chi phí thấp hơn chiến thắng, tạo thành cơ chế đấu thầu tương tự như sức mạnh tính toán.

Điều này có nghĩa là, trong tương lai của Ethereum được điều khiển bởi ZK, tinh thần của thợ mỏ sẽ hiện ra dưới một hình thức khác - chỉ là vai trò từ việc tính toán khối, chuyển thành tính toán chứng minh.

03, mạng chính chuyển sang kiến trúc ZK: một cuộc di chuyển hệ thống khó khăn.

Việc chuyển đổi mạng chính Ethereum L1 sang kiến trúc chứng minh không kiến thức (ZK) là một thách thức kỹ thuật gần tương đương sau khi chuyển từ chứng minh công việc (PoW) sang chứng minh quyền sở hữu (PoS) vào năm 2022. Toàn bộ quá trình không chỉ cần tái cấu trúc lớp giao thức mà còn phải xem xét cẩn thận các tình huống biên và rủi ro an ninh tiềm ẩn để ngăn chặn sự gián đoạn trong hoạt động của mạng.

Tại một hội nghị EthProofs vào tháng 7 năm nay, nhà nghiên cứu Justin Drake đã đề cập đến nhiều rủi ro tiềm ẩn. Ví dụ, các kẻ tấn công độc hại có thể chèn vào blockchain cái gọi là "prover killer (kẻ giết chứng thực)", dẫn đến việc cơ chế xác thực toàn mạng bị vô hiệu. Hoặc là, độ hoạt động của mạng giảm đột ngột, khiến doanh thu phí giao dịch không đủ để chi trả cho việc tạo ra chứng minh ZK, từ đó ảnh hưởng đến tính bền vững của mạng.

Ladislaus từ đội ngũ điều phối giao thức của Quỹ Ethereum cho biết, toàn bộ quá trình chuyển đổi có thể mất vài năm, đặc biệt cần chú ý đến những rủi ro về an ninh. ZK Virtual Machine (zkVM) là một công nghệ phức tạp vẫn đang ở giai đoạn đầu, rất có thể sẽ xuất hiện nhiều lỗ hổng khác nhau. Nhưng khi hệ sinh thái trưởng thành, chúng ta có thể dần dần nâng cao tính khả thi và độ bền của nó trên Ethereum L1 thông qua việc giới thiệu đa dạng hóa hệ thống chứng minh (proof diversity), hoàn thiện các cơ chế khuyến khích, và xác thực hình thức.

Trong khi đó, Ethereum cũng có kế hoạch tiến hành tái cấu trúc cơ bản lớp đồng thuận của mình, tức là xây dựng một cấu trúc mới có tên gọi "Beam Chain", với mục tiêu tối ưu hóa ZK từ giai đoạn thiết kế ban đầu. Drake thậm chí đã cho biết, trong tương lai, toàn bộ công việc xác minh dữ liệu của Ethereum sẽ có thể được thực hiện trên CPU của một chiếc laptop thông thường.

04, mạng chính "Snark hóa": Rollup bản gốc sắp ra mắt

Trong khi tích hợp zkEVM vào mạng chính của Ethereum, một ý tưởng lâu dài khác cũng bắt đầu dần hiện ra: Rollup nguyên bản (Native Rollup).

Hiện tại, các Rollup (dù là loại Optimistic hay ZK) đều sử dụng hệ thống chứng minh độc lập, tính bảo mật của chúng phụ thuộc vào cơ chế xác thực hoặc sắp xếp riêng của chúng, và giữa chúng và mạng chính Ethereum có một số giả định tin cậy nhất định.

Tầm nhìn của "Rollup gốc" hoàn toàn khác - thông qua việc tích hợp zkEVM vào mạng chính, cho phép các xác thực viên Ethereum L1 trực tiếp xác minh các chứng minh chuyển đổi trạng thái của Rollup, từ đó đạt được L2 thật sự được xác thực bởi mạng chính và đảm bảo an ninh bởi mạng chính.

Điều này cần phải thêm một đoạn mã quan trọng "execute precompile" vào trình khách Ethereum L1, cho phép các người xác nhận xác minh trực tiếp chứng minh chuyển trạng thái ZK được tạo bởi L2, như đã nói bởi điều phối viên giao thức của Quỹ Ethereum, Ladislaus, "Các người xác nhận L1 sẽ tiêu tốn các chứng minh thực thi của Rollup này và xác minh tính chính xác của nó."

Nói cách khác, nếu Rollup gốc trở thành hiện thực, thì trong tương lai, bất kể là một giao dịch xảy ra trên L1 hay một giao dịch xảy ra trên Rollup gốc, việc thanh toán cuối cùng và mức độ an toàn đều sẽ được đảm bảo bởi cùng một nhóm các thẩm định viên Ethereum, mức độ tin cậy sẽ hoàn toàn tương đương.

Điều này có nghĩa là việc gửi 10 triệu đô la vào Rollup gốc sẽ có mức độ an toàn tương đương với việc gửi trực tiếp vào mạng chính Ethereum.

Người phụ trách dự án Linea, Declan Fox, cho biết mục tiêu dài hạn của họ là trở thành một Rollup nguyên bản. Ông cho rằng đây là "phiên bản nâng cấp" của kế hoạch phân đoạn ETH 2.0 - không còn là việc chạy cứng 64 chuỗi phân đoạn giống hệt nhau, mà là xây dựng hệ thống Rollup dị thể theo cách có thể lập trình và tùy chỉnh cao, phục vụ cho các tình huống và nhu cầu người dùng khác nhau.

Khác với kiến trúc phân mảnh đồng cấu của ETH 2.0 trong quá khứ, Rollup gốc có thể là dị hình, cung cấp cho người dùng cuối trải nghiệm ứng dụng đa dạng và khác biệt hơn.

Mặc dù Rollup gốc chưa chính thức được ghi vào lộ trình Ethereum, nhưng với sự khởi động chính thức của zkEVM, kiến trúc L1 dần được tái cấu trúc, việc thiết lập giao diện và logic biên dịch trước cho nó đã rõ ràng trở thành một xu hướng công nghệ có thể dự đoán.

Ladislaus tổng kết rằng, "Trong việc Snark hóa EVM (tức là tích hợp khả năng chứng minh ZK) và thúc đẩy Rollup bản địa, Ethereum có sự hợp tác kỹ thuật cao độ, vì cả hai đều chia sẻ nền tảng công nghệ ZK". Tất nhiên, quá trình này vẫn cần thông qua quản trị cộng đồng Ethereum, hình thành EIP (Đề xuất cải tiến Ethereum), và cuối cùng được triển khai trong một lần phân tách cứng.

Nếu mọi thứ diễn ra suôn sẻ, có thể vào cuối năm sẽ nộp EIP liên quan và sẽ được triển khai trong phân nhánh sau nâng cấp Glamsterdam.

Tuy nhiên, thời gian biểu này vẫn có độ không chắc chắn cao, cần được nhìn nhận một cách cẩn thận.

ZK6.3%
ETH8.32%
Xem bản gốc
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
  • Phần thưởng
  • Bình luận
  • Đăng lại
  • Chia sẻ
Bình luận
0/400
Không có bình luận
Giao dịch tiền điện tử mọi lúc mọi nơi
qrCode
Quét để tải xuống ứng dụng Gate
Cộng đồng
Tiếng Việt
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)