Rollups Ethereum và Bộ ba bất khả thi của blockchain
Ngày 25 tháng 07 năm 2023 - Chia sẻ bài viết này trên Twitter | Facebook | Telegram
Bài viết chuyên sâu về công nghệ khá hay. Hãy kiên nhẫn! 😊
Giới thiệu
Rollups đang được báo trước là ngọn hải đăng của hy vọng trong bối cảnh blockchain, đặc biệt là đối với Ethereum, hứa hẹn sẽ là giải pháp đột phá giúp giải quyết Bộ ba bất khả thi (trilemma) khét tiếng của blockchain (Tính Phi tập trung, tính Bảo mật và khả năng mở rộng Quy mô). Với tiềm năng tăng cường đáng kể khả năng mở rộng, Rollups sẵn sàng biến Ethereum thành một nền tảng hiệu quả hơn rất nhiều. Tuy nhiên, câu hỏi vẫn còn đó là: liệu Rollups có thực sự mang lại liều thuốc chữa bách bệnh cho sự cân bằng phức tạp giữa Phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng vốn là nền tảng của lĩnh vực blockchain không?
Do rủi ro cao và phức tạp, điều quan trọng là phải xem xét kỹ lưỡng Rollups và ý nghĩa của chúng. Là giải pháp mở rộng quy mô hiện tại được đề xuất cho Ethereum, Rollups đã được miêu tả là giải pháp được chờ đợi từ lâu để giải quyết Bộ ba bất khả thi. Tuy nhiên, liệu chúng ta có thể khẳng định chắc chắn rằng chúng sẽ tăng cường khả năng mở rộng của Ethereum mà không làm suy yếu tính phi tập trung và bảo mật của nó không? Hay đó lại là một thỏa hiệp khác làm phức tạp thêm tính chất của Bộ ba bất khả thi Blockchain?
Bộ ba bất khả thi blockchain là gì?
Trilemma Blockchain là một nguyên tắc cung cấp một khuôn khổ để hiểu những thách thức cố hữu mà các hệ thống phi tập trung phải đối mặt. Bắt nguồn từ lĩnh vực công nghệ blockchain, thuật ngữ này, lần đầu tiên được giới thiệu bởi Vitalik Buterin, người đồng sáng lập Ethereum, nêu rõ một khái niệm thường được chấp nhận trong lĩnh vực phát triển blockchain. Khái niệm này cho rằng một mạng phi tập trung, chẳng hạn như blockchain, chỉ có khả năng cung cấp tối ưu hai trong số ba thuộc tính cơ bản: phi tập trung, bảo mật và khả năng mở rộng.
Phi tập trung: Trái tim của Blockchain
Phi tập trung hình thành lời hứa cốt lõi của công nghệ blockchain. Bằng cách áp dụng các quy trình phi tập trung, nhu cầu về trung gian trong các ngành công nghiệp khác nhau được loại bỏ. Một số giả định lý tưởng đi kèm với các blockchain phi tập trung:
- Không có thực thể đơn lẻ nào có quyền kiểm soát mạng.
- Các giao dịch được xác minh thông qua sự đồng thuận.
- Bất kỳ ai cũng có thể tham gia xác thực, thường được gọi là khai thác hoặc đặt cược.
- Bất kỳ cá nhân nào cũng có thể tham gia duy trì sổ cái, được gọi là chạy một nút.
Tuy nhiên, điều này đi kèm với một Bộ ba bất khả thi: sự đánh đổi để đạt được sự phi tập trung thuần túy là khả năng mất tốc độ. Khi nhiều thực thể tham gia bảo mật mạng thông qua sự đồng thuận, tốc độ giao dịch có thể giảm xuống. Đây được coi là một rào cản đáng kể đối với khả năng mở rộng và do đó, việc áp dụng rộng rãi.
Bảo mật: Xương sống của niềm tin
Tính bảo mật của một hệ thống blockchain là vô cùng quan trọng. Khi các mạng blockchain được quảng cáo là xương sống tiềm năng của tài chính toàn cầu, tính bảo mật của chúng trở thành mối quan tâm hàng đầu. Không giống như câu chuyện “tốc độ và phá vỡ mọi giới hạn” phổ biến trong Web 2.0, cách tiếp cận này có thể gây ra thảm họa cho mạng blockchain, chủ yếu là do blockchain xử lý các mô hình tin cậy và dòng giá trị tài chính, trong đó mọi lựa chọn thiết kế có thể có tác động ngoài ý muốn.
Các giả định lý tưởng về một blockchain an toàn là:
- Một mạng blockchain nên chống lại các loại tấn công khác nhau.
- Một blockchain phải đạt được tính nhất quán của sổ cái.
- Các giao dịch blockchain phải chống giả mạo.
Vì tương lai của các hệ thống tài chính toàn cầu chỉ có thể được xây dựng trên các mạng có đặc tính bảo mật mạnh mẽ, lý tưởng nhất là các blockchain nên sở hữu các cơ chế phòng thủ đáng gờm để ngăn chặn các cuộc tấn công nguy hiểm.
Khả năng mở rộng: Chìa khóa để áp dụng
Khả năng mở rộng xác định một blockchain có thể hoạt động tốt như thế nào khi cơ sở người dùng của nó tăng lên. Mặc dù các blockchain cung cấp một sổ cái ngang hàng, phi tập trung, bất biến cho các giao dịch, nhưng trong một lĩnh vực nơi thẻ Visa xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây (TPS), 7 TPS do Bitcoin cung cấp và thậm chí 20 TPS do Ethereum cung cấp đơn giản là không đủ cho nhu cầu.
Về bản chất, bảo mật và khả năng mở rộng là phương tiện để đạt được các mục tiêu xung đột:
- Bảo mật nhằm mục đích duy trì sự ổn định và chức năng.
- Khả năng mở rộng cho phép các mạng blockchain tăng quy mô.
Bộ ba bất khả thi trong blockchain và Ethereum Rollups
Kể từ khi Ethereum ra đời, khả năng mở rộng đã là một mối quan tâm phổ biến. Tuy nhiên, tương lai của Ethereum dường như đang nghiêng về lộ trình tập trung vào Rollups, với Rollups là câu trả lời được chọn cho vấn đề lâu dài này.
Vì vậy, hãy tìm hiểu sâu hơn về vai trò của Rollups trong chiến lược khả năng mở rộng của Ethereum và hiện trạng của Rollups trên mạng Ethereum.
Lộ trình Rollups-Centric của Ethereum
Lộ trình tập trung vào Rollups của Ethereum xoay quanh ý tưởng tối đa hóa các giải pháp Lớp 2 như Rollups đồng thời nâng cao khả năng của lớp cơ sở Ethereum. Lộ trình hình dung rằng hầu hết các giao dịch sẽ xảy ra trên Rollups, trong khi mạng chính Ethereum sẽ đóng vai trò là lớp bảo mật.
Rollups là gì?
Rollups là các giải pháp mở rộng Lớp 2 được thiết kế để tăng hiệu suất và năng lực của các mạng blockchain phi tập trung. Bằng cách xử lý một loạt các giao dịch và hợp đồng thông minh, các framework có mục đích chung này cho phép tạo ra các ứng dụng đa dạng.
Về mặt lý thuyết, Rollups lấy được sự tin tưởng của chúng từ các giao thức Lớp 1 (L1) phi tập trung, sử dụng các cơ chế đồng thuận và bảo mật vốn có của blockchain L1 nền tảng.
Họ định kỳ cam kết dữ liệu giao dịch và kết quả tổng hợp cho chuỗi chính, với việc tính toán các giao dịch này xảy ra ngoài chuỗi. Điều này cho phép Rollups tận dụng các thuộc tính Phi tập trung và tin cậy của giao thức L1 đồng thời giảm tắc nghẽn trên chuỗi chính và giảm phí gas.
Có hai loại rollups chính: Optimistic Rollups và Zero-knowledge Rollups (ZK-Rollups).
Optimistic Rollups dựa trên bằng chứng gian lận để xác nhận tính chính xác của các tính toán ngoài chuỗi, với các giao dịch được cho là hợp lệ một cách tất yếu cho đến khi được chứng minh ngược lại. Mặt khác, ZK-Rollups sử dụng bằng chứng Zero-knowledge để đảm bảo tính hợp lệ của giao dịch bằng mật mã mà không cần bằng chứng gian lận. Điều này đảm bảo an ninh và hiệu quả cao.
Tuy nhiên, trong khi tất cả điều này nghe có vẻ hứa hẹn về mặt lý thuyết, thì tình hình hiện tại của các bản cập nhật L2 trên Ethereum lại khá đáng lo ngại.
Rủi ro cố hữu: Lỗ hổng trong công nghệ Ethereum Rollups
Mặc dù công nghệ Rollups của Ethereum là ngọn hải đăng hy vọng cho những thách thức về khả năng mở rộng của nền tảng, nhưng điều quan trọng là phải xem xét các rủi ro và thách thức vốn có đối với các triển khai hiện tại của nó, đặc biệt liên quan đến Optimistic Rollups. Rollups này đang ngày càng chiếm ưu thế trong hệ sinh thái của Ethereum. Optimistic Rollups nắm giữ gần 90% TVL của các Layer2, nhưng thiết kế và thực thi của chúng đưa ra những lo ngại cụ thể cần được xem xét kỹ lưỡng hơn.
Vì vậy, hãy xem xét các lỗi cơ bản trong việc triển khai các bản cập nhật Optimistic trên Ethereum.
A. Thiếu tích hợp cấp độ giao thức
Một giải pháp mở rộng quy mô L2 thực sự phi tập trung và an toàn nên được tích hợp vào giao thức L1 ở cấp độ giao thức. Thật không may, các bản cập nhật Ethereum bị thiếu sự tích hợp rõ ràng này. Chúng chỉ tồn tại dưới dạng hợp đồng thông minh với khóa quản trị viên trên Ethereum, khiến chúng kém an toàn hơn so với các giải pháp khác như SCORus rollup của Tezos hoặc Hydra của Cardano (kênh trạng thái đẳng cấu), được tích hợp hiện diện ở cấp giao thức Layer1.
Vấn đề này bắt nguồn nhiều hơn từ thiết kế nền tảng cơ bản của Ethereum L1. Sự lãnh đạo của Ethereum đã thất bại một cách đáng ngạc nhiên trong việc kết hợp các giải pháp mở rộng quy mô ở cấp độ giao thức.
B. Khóa Quản trị Kiểm soát hợp đồng thông minh
Như đã nêu ở trên, Optimistic Rollups tồn tại phần nào được trừu tượng hóa từ giao thức lớp cơ sở. Chúng không có hiện diện trực tiếp ở cấp độ L1, và chỉ tồn tại dưới dạng hợp đồng thông minh.
Trong kiến trúc này, các khóa quản trị nắm giữ quyền lực đáng kể. Các khóa quản trị trong Rollups Ethereum, như Arbitrum và Optimism, có quyền kiểm soát đáng kể đối với hành vi của hợp đồng thông minh, gây ra rủi ro bảo mật rất lớn.
Nguồn: https://l2beat.com/scaling/projects/arbitrum#permissions
Những người nắm giữ khóa quản trị viên có quyền nâng cấp các cầu hợp đồng thông minh ngay lập tức và không cần cảnh báo, đây là sự tập trung quyền lực và đi ngược lại các yêu cầu đặc tính phi tập trung của công nghệ blockchain.
C. Thiếu vắng Bằng Chứng Gian Lận (Fraud Proofs)
Optimistic Rollups hoạt động trên giả định "lạc quan" rằng tất cả các giao dịch được gửi đều hợp lệ. Bất cứ khi nào một lô giao dịch được cam kết thực hiện rollups, nó sẽ tạo ra một "gốc trạng thái" mới đại diện cho trạng thái hoàn chỉnh của rollups sau các giao dịch đó. Trạng thái gốc này sau đó được gửi tới chuỗi Ethereum chính để lưu trữ và tham khảo.
Tuy nhiên, do bất kỳ ai cũng có thể gửi giao dịch và gốc trạng thái, nên có nguy cơ kẻ tấn công có thể gửi gốc trạng thái không hợp lệ — một trạng thái không thể hiện chính xác kết quả của một lô giao dịch hợp pháp. Đây là lúc bằng chứng gian lận (fraud proofs) cần có để phát huy tác dụng.
Bằng chứng gian lận là một cơ chế cho phép bất kỳ ai trong mạng kiểm tra lại tính hợp lệ của trạng thái gốc. Nếu một người tham gia tin rằng một trạng thái gốc đã gửi là gian lận, họ có thể gửi bằng chứng gian lận cho mạng lưới. Sau đó, mạng sẽ kiểm tra bằng chứng này và nếu bị xác nhận có gian lận, mạng lưới sẽ từ chối trạng thái gốc không hợp lệ và phạt người gửi ban đầu.
Tuy nhiên, vấn đề với Optimism là cơ chế chứng minh gian lận quan trọng này vẫn chưa được triển khai đầy đủ. Sai sót này có nghĩa là mô hình bảo mật của Optimistic Rollups không hoàn toàn hoạt động như kỳ vọng, tạo cơ hội cho hoạt động gian lận tiềm ẩn. Nếu không triển khai bằng chứng gian lận, sẽ có rủi ro là các gốc trạng thái không hợp lệ có thể không bị thách thức, dẫn đến trạng thái rollups không chính xác và có khả năng khiến người dùng mất tiền.
D. Trình sắp xếp tập trung
Trong lĩnh vực triển khai Ethereum, trình sắp xếp thứ tự có vai trò quan trọng trong việc quản lý luồng giao dịch trong môi trường ngoài chuỗi. Nhiệm vụ chính của họ liên quan đến việc xử lý các giao dịch, xác định thứ tự của chúng và sắp xếp chúng để gửi tới mạng chính Ethereum. Tuy nhiên, việc triển khai các trình tự sắp xếp tập trung trong Rollups Ethereum có những rủi ro đáng kể có thể làm suy yếu các đặc tính phi tập trung vốn có của công nghệ blockchain.
Trình sắp xếp tập trung hoạt động theo cách tương tự như bộ xử lý thanh toán truyền thống. Nó đóng vai trò là dòng xác thực giao dịch đầu tiên, đảm bảo rằng chỉ các giao dịch hợp lệ mới được đưa vào đợt rollups. Tuy nhiên, việc giao phó vai trò quan trọng này cho một thực thể duy nhất sẽ mở ra cơ hội cho nhiều vấn đề tiềm ẩn phản đối trực tiếp các nguyên tắc Phi tập trung và bảo mật.
Đầu tiên, các trình sắp xếp tập trung đại diện cho một điểm thất bại duy nhất đối với phần còn lại của hệ thống. Nếu trình sắp xếp thứ tự ngoại tuyến (off-line) hoặc gặp sự cố, nó có thể tạm dừng xử lý các giao dịch trong rollups một cách hiệu quả cho đến khi sự cố được giải quyết. Lỗ hổng này có thể làm gián đoạn hoạt động suôn sẻ của bản cập nhật và ảnh hưởng đến những người dùng dựa vào nó để thực hiện các giao dịch của họ.
Thứ hai, một trình sắp xếp tập trung có khả năng phân biệt giữa các giao dịch. Vì nó có quyền sắp xếp các giao dịch nên nó có thể ưu tiên một số giao dịch hơn những giao dịch khác dựa trên các tiêu chí tùy ý. Quyền lực này có thể bị lạm dụng để tạo lợi thế cho một số người dùng hoặc giao dịch nhất định, tạo ra một sân chơi không công bằng, mâu thuẫn với nguyên tắc công bằng trong một hệ thống phi tập trung.
E. Vai trò kinh tế của nhà đầu tư mạo hiểm (VC)
Vốn đầu tư mạo hiểm (VC) đóng một vai trò thiết yếu trong lĩnh vực khởi nghiệp truyền thống, nhưng ảnh hưởng của nó có thể không có lợi khi nói đến các giải pháp mở rộng Lớp 2 (L2). Các giải pháp này được thiết kế để mở rộng lớp cơ sở của blockchain (L1) mà không ảnh hưởng đến tính phi tập trung của nó.
Tại sao điều này là quan trọng? Chà, mô hình kinh doanh của các Nhà đầu tư mạo hiểm tiền điện tử khác biệt đáng kể so với những mô hình hoạt động trong lĩnh vực khởi nghiệp truyền thống. Các chu kỳ thị trường trong lĩnh vực tiền điện tử vốn ngắn hơn và rủi ro hơn so với các khoản đầu tư khởi nghiệp truyền thống. Do đó, các VC có xu hướng tìm kiếm lợi nhuận cao từ các khoản đầu tư của họ trong một khoảng thời gian ngắn hơn nhiều.
Việc quá tập trung vào tăng trưởng nhanh và vì lợi nhuận này thường dẫn đến việc ra mắt quá sớm Rollups L2 chưa hoàn thiện hoặc chưa được thử nghiệm đầy đủ. Do đó, các nhóm phát triển rollups phải chịu áp lực rất lớn trong việc cung cấp các giải pháp một cách nhanh chóng, có khả năng gây rủi ro cho bảo mật của quỹ người dùng.
F. Token quản trị không cần thiết trong các giải pháp L2
Lý tưởng nhất là các giải pháp mở rộng Lớp 2 (L2) sẽ đóng vai trò là hàng hóa công cộng cho người dùng và góp phần vào sự phát triển của mạng. Chẳng hạn, không có Token được chỉ định cho Lightning Network trên Bitcoin, không có Token rollups cho SCORU trên Tezos, cũng như sẽ không có Token Hydra cho các kênh trạng thái Hydra của Cardano.
Tuy nhiên, sự tham gia của các nhà đầu tư mạo hiểm (VC) trong việc huy động vốn đã dẫn đến việc tạo ra các Token quản trị không cần thiết. Xu hướng này chủ yếu bắt nguồn từ nhu cầu tạo ra lợi nhuận và thoát khỏi thị trường từ các khoản đầu tư của họ, về cơ bản sử dụng các nhà đầu tư bán lẻ như một nguồn thanh khoản thoát.
G. Ví dụ về các quyết định quản trị nửa vời
Nguồn: https://twitter.com/0xedena/status/1642502145839890432?s=20
Arbitrum đã phát hành Token quản trị có tên ARB, dẫn đến các quyết định gây tranh cãi trong cộng đồng. Một quyết định đáng chú ý liên quan đến việc phân bổ một phần đáng kể Token để thành lập một tổ chức phi lợi nhuận, gây ra sự phẫn nộ giữa các thành viên cộng đồng, những người cảm thấy rằng việc phân bổ này không mang lại lợi ích cho cộng đồng rộng lớn hơn.
Tại sao Cardano vẫn chưa nhảy vào Rollups Bandwagon
Người ta có thể thắc mắc tại sao Cardano vẫn chưa áp dụng lộ trình tập trung vào rollups. Cardano được xây dựng với trọng tâm là bảo mật, khả năng mở rộng và quan trọng nhất là duy trì đặc tính Phi tập trung của công nghệ blockchain. Việc tuân thủ nguyên tắc Phi tập trung này thậm chí còn trở nên quan trọng hơn khi xem xét các giải pháp Lớp 2, vốn phải mở rộng các thuộc tính này để cải thiện mạng mà không ảnh hưởng đến các nguyên tắc cốt lõi của nó.
Việc Ethereum xoay trục để triển khai như một giải pháp mở rộng quy mô đã bộc lộ nhiều thách thức và sai sót khác nhau, chẳng hạn như thiếu hiện diện ở cấp giao thức Lớp 1. Kiến trúc này cho phép các khóa quản trị nắm quyền kiểm soát đáng kể đối với hành vi của hợp đồng thông minh, gây ra rủi ro bảo mật đáng kể và mâu thuẫn với bản chất phi tập trung của blockchain.
Hơn nữa, sự phát triển và triển khai nhanh chóng của Rollups này phần lớn được thúc đẩy bởi áp lực tài trợ của Vốn đầu tư mạo hiểm. Việc tập trung vào lợi nhuận nhanh chóng này đã ưu tiên tốc độ hơn là thử nghiệm kỹ lưỡng và trưởng thành của công nghệ. Do đó, việc ra mắt sớm các giải pháp chưa được phát triển đầy đủ đã tạo ra rủi ro bảo mật và ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.
Những vấn đề này, cùng với những lo ngại về trình tự sắp xếp tập trung, việc không có bằng chứng gian lận được triển khai đầy đủ và các quyết định quản trị đáng ngờ, chúng cùng tạo nên một bức tranh về một giải pháp không giải quyết được bộ ba bất khả thi của blockchain mà không ảnh hưởng đến sự Phi tập trung.
Do những thách thức này, việc Cardano theo đuổi việc cung cấp một giải pháp mạnh mẽ, có thể mở rộng và phi tập trung đã chọn không xoay quanh lộ trình tập trung vào rollups. Thay vào đó, trọng tâm vẫn là xây dựng và phát triển giao thức Lớp 1 của nó để bao gồm các tính năng và nâng cấp giúp cải thiện khả năng mở rộng và chức năng trong khi vẫn duy trì bảo mật và Phi tập trung. Như một minh chứng cho cách tiếp cận này, các kênh trạng thái Hydra được thiết kế để tích hợp liền mạch với giao thức Lớp 1 và nâng cao hơn nữa khả năng của mạng.
Nhìn chung, mặc dù Rollups đưa ra một giải pháp hấp dẫn hứa hẹn về giải giải quyết vấn đề khả năng mở rộng mà nhiều blockchain gặp phải, nhưng việc triển khai hiện tại của chúng, đặc biệt là trên Ethereum, tạo ra nhiều thách thức ngăn cản các mạng như Cardano áp dụng lộ trình tập trung vào Rollups. Điều này nhấn mạnh sự cần thiết của một cách tiếp cận đa chiều hơn để mở rộng quy mô mà không ảnh hưởng đến các nguyên tắc cơ bản của công nghệ blockchain.
Nguồn bài viết tại đây
Đọc thêm các bài viết liên quan tại thẻ Tags bên dưới