Với sự phát triển của thị trường, các giải pháp layer 2 đang trong một cuộc chiến cực kỳ quyết liệt nhằm giải quyết bài toán mở rộng cho Layer 1, đặc biệt layer 2 trong bài viết này sẽ là các giải pháp layer 2 trên hệ sinh thái Ethereum. Vậy Layer 2 sẽ ra sao khi Ethereum nâng cấp thành công lên Ethereum 2.0? Chúng ta cùng tìm hiểu nhé.
Key insights:
- Layer 2 tận dụng tài nguyên từ Ethereum và nâng tầm Ethereum thông qua các giải pháp mở rộng.
- Tương lai Ethereum 2.0 sẽ là lớp đồng thuận, còn Layer 2 sẽ là lớp thực thi.
- TVL của Optimism và Arbitrum tăng vọt trước thềm The Merge. Hai dự án thuộc nhóm Optimistic Rollup này đang chiếm ~80% TVL của Layer 2.
- zk-Rollup đã có những bước tiến lớn trong việc tích hợp EVM.
- zk-Rollup được xem là giải pháp layer 2 trung và dài hạn cho Ethereum. Vitalik Buterin cho rằng Optimistic có lợi thế đi trước nhưng zk có yếu tố công nghệ cơ bản tốt hơn nên sẽ sớm trở thành người dẫn đầu.
Tổng quan
Layer 2 là gì?
Layer 2 (hay còn gọi tắt là L2) là các giải pháp tầng 2 sẽ thừa kế tính bảo mật của Ethereum và giải quyết bài toán mở rộng cho Ethereum. Hiện tại có rất nhiều giải pháp Layer 2 giải quyết bài toán mở rộng theo nhiều cách khác nhau như: zk-Rollup, Optimistic Rollup, Validium, Sidechain, Plasma, Channel.
Tầm quan trọng của Layer 2. Ethereum 2.0 có cần Layer 2 không?
Mức độ bảo mật và phân quyền của Ethereum chỉ sau Bitcoin. Không chỉ vậy, Ethereum còn có nhiều dApp chất lượng cùng với lượng TVL lớn nhất (cụ thể là 59%). Trong khi chưa có một Eth killer thực sự nào thì Layer 2 vẫn sẽ giữ vị trí quan trọng trong việc tận dụng tài nguyên của Ethereum và nâng tầm cho Ethereum thông qua việc giải quyết bài toán mở rộng.
Ethereum 2.0 sử dụng công nghệ PoS (Proof of Stake) and Sharding giúp mạng lưới cải thiện khả năng mở rộng, vậy có cần giải pháp Layer 2 nữa không?
Điều đó thì không chắc, vì ngay cả những Sharding Ethereum cũng cần có giải pháp Layer 2 để có thể xử lý hàng trăm nghìn, thậm trí hàng triệu tx mỗi giây trong tương lai.
Hơn nữa nếu chỉ mở rộng trên Layer 1 thì các nút sẽ phải chuyên môn hóa cao để xử lý khối lượng công việc tăng lên, dẫn đến việc tập trung hóa cao hơn, do đó làm giảm tính bảo mật và giảm tính phi tập trung của mạng. Nên tương lai Ethereum 2.0 sẽ chỉ đóng vai trò là lớp đồng thuận (tập trung vào việc thiết lập phân quyền, chống lại sự kiểm duyệt và đảm bảo an ninh và độ tin cậy), còn Layer 2 sẽ đóng vai trò là lớp thực thi.
Cập nhật tình hình các giải pháp Layer 2 hiện tại
Sau sự kiện The Merge thành công trên Goerli testnet thì lượng TVL của Layer 2 đã tăng vọt. Hiện tại TVL trên Layer 2 đã đạt hơn 6 tỷ USD (không xét tới sidechain Polygon POS ~$1.72B), chủ yếu tập trung ở hai dự án Optimism và Arbitrum thuộc giải pháp Optimistic Rollup.
Như vậy Optimistic Rollup có phải là giải pháp tốt nhất cho Ethereum 2.0 không? Để trả lời câu hỏi này trước tiên chúng ta cùng nhìn lại tất cả các giải pháp Layer 2 nhé.
Nhóm zk-Rollup (zero-knowledge Rollup)
Zk-Rollup là giải pháp xử lý giao dịch ngoài chuỗi, chúng cuộn hàng nghìn giao dịch lại thành lô và tạo bằng chứng ZKP (zero-knowledge proofs). Chỉ có bằng chứng này được gửi và xác minh trên chuỗi chính. Những bằng chứng này được lưu trữ trên chuỗi chính cùng dữ liệu giao dịch. Cũng nhờ bằng chứng hợp lệ này mà thời gian rút tiền chỉ từ 1~10 phút.
zk-Rollup có cấp độ bảo mật tương đương Ethereum, hỗ trợ smart contract và có tốc độ nhanh hơn Optimism Rollup, nhưng bị hạn chế về tương thích EVM. Cùng với sự phát triển ngày càng nhanh của công nghệ thì khả năng tương thích EVM đang được cải thiện đáng kể, cụ thể là zkEVM của zkSync và Scroll đang testnet, Polygon zkEVM dự kiến testnet Q3 2022.
Theo Vitalik Buterin thì zk-Rollup được xem là giải pháp Layer 2 trung và dài hạn. Hiện tại Optimistic Rollup đang có lợi thế phát triển trước, nhưng zk có yếu tố công nghệ cơ bản tốt hơn nên sẽ sớm trở thành người dẫn đầu.
Vitalik says “Build ZK apps”! #WAGMI #ethseoul pic.twitter.com/2G4SSTTiHm
— daosasha.eth/lens 🕊️ (@daosasha) August 6, 2022
Các dự án trong nhóm giải pháp zk-Rollup
zkSync 2.0
zkSync 1.0 đã mainnet từ tháng 6/2020, còn phiên bản zkSync 2.0 hỗ trợ smart contract và tương thích EVM đang trong chiến dịch 100 ngày tới mainnet.
zkSync 2.0 là dự án zk-Rollup đi đầu trong việc phát triển zkEVM, chính nhờ zkEVM mà các dApp có thể dễ dàng tích hợp từ các blockchain tương thích EVM khác.
StarkNet
Dự án đã Alpha Mainnet từ tháng 12/2021 tới nay, StarkNet đang chuẩn bị kết thúc giai đoạn alpha mainnet để sang giai đoạn tiếp theo, rất có thể là mainnet chính thức. Các bạn có thể xem cập nhật hệ sinh thái StarkNet tại đây.
Tuy không tương thích EVM nhưng StarkNet có công cụ chuyển đổi từ Solidity sang Cairo và có đội ngũ hùng hậu support cho các dev cùng rất nhiều tool dev, nên đã có rất nhiều dự án được build trên StarkNet.
Polygon
Các dự án Polygon zkEVM, Polygon Zero, Polygon Miden đang trong giai đoạn phát triển, dự kiến sẽ testnet nửa cuối năm 2022 này. Polygon Nightfall kết hợp giữa zkRollup và Optimistic rollup đang giai đoạn beta mainnet. Còn Polygon ID đã ra mắt một phần, dự kiến Quý 3 sẽ hoàn thiện.
Scroll
Dự án mới phát hành bản Pre-Alpha testnet ngày 19/7/2022. Đội ngũ của Scroll đang làm việc chặt chẽ với nhóm Mật mã ứng dụng của Ethereum Foundation để phát triển sản phẩm zkEVM tốt nhất cho công nghệ zk-Rollup.
Aztec
Phương thức thanh thoán riêng tư zk.money đã được Aztec chạy mainnet từ tháng 3/2021. Aztec connect – cầu nối bảo mật cho các giao dịch DeFi đã hoạt động từ đầu tháng 7/2022. Aztec 2.0 đang được triển khai với nhiều cải tiến, đặc biệt là ngôn ngữ Noir cho private smart contract.
Loopring
Dự án chạy mainnet từ tháng 12/2019, chủ yếu sử dụng cho mục đích giao dịch và thanh toán. Loopring hướng tới tương thích EVM tương tự như giải pháp của Scroll, tuy nhiên dự án chưa có nhiều tiến triển.
ZKSpace
Khởi đầu với sàn DEX ZKSwap, tuy nhiên ZKSpace đang xây dựng một nền tảng layer 2 riêng cho mình.
Nhóm Optimistic Rollup
Optimistic Rollup là giải pháp xử lý giao dịch ngoài chuỗi, chúng tổng hợp (“cuộn lại”) hàng nghìn giao dịch thành nhiều đợt trước khi gửi chúng trên Mainnet. Chúng xuất bản ít thông tin về các giao dịch trên chuỗi và tự động cho rằng tất cả các giao dịch đều hợp lệ.
Optimistic Rollup tương thích EVM, tuy nhiên thông lượng thấp hơn giải pháp zk-Rollup, đặc biệt người dùng phải đợi 1 tuần để rút tài sản Layer 1, trong khi giải pháp zk-Rollup chỉ mất dưới 10 phút.
Các dự án trong nhóm giải pháp Optimistic Rollup
Optimism
Đầu tháng 8/2022 Optimism thông báo bản nâng cấp Bedrock trong quý 4/2022 sẽ giúp Optimism phù hợp với Ethereum 2.0, cải thiện đáng kể về tương thích EVM, giảm chi phí gửi dữ liệu về L1 ~20%, giảm thời gian chuyển tiền từ L1 sang L2 hơn 4 lần và có thể hỗ trợ bằng chứng zk.
TVL của Optimism tăng 300% sau những tín hiệu tích cực từ sự kiện The Merge.
Dự án chạy alpha mainnet từ tháng 1/2021, tới tháng 10/2021 thì chạy mainnet tương thích EVM. Nhờ tương thích EVM nên các dApp dễ dàng tích hợp trên Optimism, hiện hệ sinh thái khá đầy đủ các mảnh ghép với hàng trăm dApp đang được triển khai.
Arbitrum
Dự án chạy mainnet từ cuối tháng 8/2021, ngay sau đó Arbitrum đã thu hút được hơn 2 tỷ USD TVL. Ngày 12/7/2022, Arbitrum đã công bố chạy mainnet thêm chain Arbitrum Nova được xây dựng trên nền tảng của công nghệ AnyTrust, tối ưu hoá với phí giao dịch thấp và độ bảo mật vô cùng cao. Arbitrum One cũng đang nâng cấp lên phiên bản Arbitrum Nitro.
Như vậy Arbitrum đang chạy 2 chain riêng biệt cho các trường hợp sử dụng khác nhau. Arbitrum Nova sẽ là giải pháp được lựa chọn cho các ứng dụng gaming và social, trong khi Arbitrum One sẽ tiếp tục là ngôi nhà cho DeFi và nhiều dự án NFT.
Metis
Dự án đã chạy mainnet từ tháng 11/2021, Metis là dự án optimistic rollup kết hợp với mô hình Công ty tự trị phi tập trung (DAC – Decentralized Autonomous Company). Đã có thời điểm Metis đã thu hút được lượng TVL ~740 triệu USD, hiện đang duy trì ở mức ~170 triệu USD.
Từ tháng 4/2022, Metis đã sử dụng Dữ liệu khả dụng lạc quan (optimistic data availability), trong đó dữ liệu giao dịch được lưu trữ off-chain trong MEMO.
Boba network
Dự án chạy mainnet từ tháng 9/2021, Boba là dự án Optimistic Rollup được bổ sung thêm tính năng rút tiền nhanh, bằng cách sử dụng các nhóm thanh khoản và tính một khoản phí nhỏ để thuận tiện, người dùng có thể rút tiền về L1 chỉ sau vài phút. Đã có thời điểm TVL của Boba lên tới gần 1.4 tỷ USD, tuy nhiên dòng tiền đã bị rút nhanh chóng, hiện chỉ còn duy trì ở mức ~40 triệu USD.
Nhóm Validium
Validium tương tự như zk-Rollup, chỉ khác là dữ liệu khả dụng của Validium được lưu trữ ngoài chuỗi (off-chain). Khi người dùng rút tiền từ L2 về L1 thì cần có bằng chứng Merkle từ dữ liệu khả dụng ngoài chuỗi đó. Validium thường phù hợp cho những ứng dụng cụ thể vì nó bị hạn chế về smartcontract.
Các dự án trong nhóm giải pháp Validium
StarkEx
Dự án chạy mainnet từ tháng 6/2020, StarkEx đã mang lại nhiều thành công cho các dự án build trên nó như dYdX, Immutable X, rhino.fi, Sorare. Gần đây, StarkEx đã ra phiên bản v4.5 hỗ trợ Volition, tức là người dùng có thể lựa chọn giao dịch trên zk-rollup hoặc Validium.
Immutable X
Immutable là giải pháp layer 2 cho NFT được xây dựng trên công nghệ Stark và sử dụng dịch vụ của StarkEx. Gần đây Immutable X đã hợp tác với tập đoàn GameStop để phát triển một NFT Marketplace.
zkPorter
Dự án nằm trong kế hoạch phát triển của Matter Labs nhằm kết hợp với zkSync 2.0. Trong zkSync 2.0, trạng thái L2 sẽ được chia thành 2 bên: zkRollup với tính khả dụng của dữ liệu trên chuỗi và zkPorter với tính sẵn có của dữ liệu ngoài chuỗi.
Nhóm Sidechain
Sidechain là một blockchain riêng biệt chạy song song với mainnet và hoạt động độc lập. Nó có thuật toán đồng thuận riêng của mình, nên cũng có thể nói Sidechain không phải là layer 2 vì nó không dựa trên cơ sở bảo mật của lớp 1.
Khả năng tương tác với Ethereum được thực hiện bằng cách sử dụng máy ảo giống Ethereum, vì vậy các hợp đồng triển khai trên layer gốc Ethereum cũng có thể triển khai trực tiếp trên Sidechain. Tuy nhiên sidechain lại có nhược điểm khá lớn là thợ đào hoặc validator có thể giữ lại tiền của người dùng.
Dự án điển hình như Polygon POS đã có hơn 37k dApps, với TVL ~ 1.77 tỷ USD.
Nhóm Plasma
Về cơ bản Plasma được tạo thành từ smart contract và cây Merkle. Sự kết hợp này cho phép Plasma tạo ra số lượng không giới hạn chuỗi con – bản sao của blockchain Ethereum mẹ. Chuỗi plasma thứ cấp chỉ cần tương tác định kỳ với chuỗi chính cho những việc như giải quyết tranh chấp.
Plasma cũng có một số hạn chế như thời gian chờ đợi lâu cho việc rút tiền từ layer 2 về layer 1; cũng như channels, plasma không thể thực hiện các smart contracts có mục đích chung.
Dư án điển hình là OMG network.
Nhóm Channels
Giải pháp channels tập trung vào việc mở rộng quy mô thanh toán, nhưng chúng không cho phép thực thi smart contract ngoài chuỗi. Do đó, chúng không hỗ trợ DeFi, Dapp hay Games.
Giải pháp Layer 2 nào phù hợp nhất cho Ethereum 2.0
Màu cam thể hiện ưu thế và màu vàng thể hiện mặt hạn chế của các giải pháp. Chúng ta có thể thấy zk-Rollup có ưu thế vượt trội so với các giải pháp khác, đó chính là lý do Vitalik Buterin gọi zk-Rollup là giải pháp L2 trung và dài hạn.
Trung và dài hạn nghĩa là không phải năm 1 năm 2, nên trước khi zk-Rollup hoàn thiện thì giải pháp Optimistic Rollup vẫn là lựa chọn tốt nhất. Và tất nhiên các dự án Optimistic Rollup sẽ không đứng im nhìn các dự án zk-Rollup vượt qua, các dự án như Optimism và Arbitrum đã có những bước cải tiến đáng kể thông qua các bản nâng cấp, thậm chí đã để ngỏ việc hỗ trợ zk.
Giải pháp Validium cũng được kỳ vọng kết hợp với zk-Rollup để có phiên bản Volition (tức người dùng có thể lựa chọn giao dịch an toàn bằng zk-Rollup hoặc nhanh hơn, rẻ hơn với Validium). Tuy nhiên nó vẫn cần thời gian để hoàn thiện, trong ngắn hạn thì chưa thể đáp ứng được cả yêu cầu về thông lượng và phân quyền. Minh chứng là dYdX đã tìm bến đỗ mới Cosmos để xây dựng chain riêng cho mình.
Các giải pháp Plasma và channel bị hạn chế khá nhiều, đặc biệt là khả năng hỗ trợ smart contract, nên khó có thể trở thành giải pháp ưu tiên cho lớp thực thi. Tuy nhiên nó cũng hoàn toàn có thể phụ trách tốt một ứng dụng cụ thể trong môi trường modular blockchain, nơi các chain sẽ được chuyên môn hóa.
Ngoài yếu tố cơ bản thì chúng ta cùng thấy các ông lớn chủ yếu đặt cược vào giải pháp zk-Rollup và Optimistic Rollup.
Kết luận
Mỗi giải pháp Layer 2 đều góp phần giải quyết bài toán mở rộng cho Ethereum. Các giải pháp Plasma, Channel, Sidechain có lợi thế về thông lượng và phí thấp; Optimistic Rollup tương thích EVM và có lợi thế tiên phong; zk-Rollup có yếu tố cơ bản tốt, được xem là giải pháp Layer 2 trung và dài hạn; Validium được kỳ vọng sẽ kết hợp với zk-Rollup để mang lại trạng thái Volition giúp người dùng có thể chọn giao dịch on-chain với cấp độ bảo mật cao hay off-chain với chi phí thấp hơn.
Trong ngắn hạn thì Optimistic Rollup đang chiếm lợi thế lớn nhưng trong trung và dài hạn thì giải pháp zk-Rollup được kỳ vọng nhiều hơn. Vậy nên bài tiếp theo mình sẽ đi sâu vào phân tích giải pháp trung và dài hạn zk-Rollup cùng các dự án build trên nó.
