Thảo luận về Bitcoin Rollup: Giải pháp mở rộng quy mô tốt nhất?

Tác giả | Callum@Web3CN.Pro

Bitcoin, là blockchain sớm nhất và phổ biến nhất, có hàng trăm nghìn giao dịch mỗi ngày. Tuy nhiên, khi bắt đầu thiết kế Bitcoin, tính bảo mật được ưu tiên trong khuôn khổ phi tập trung của nó, điều này dẫn đến việc bỏ qua vấn đề về khả năng mở rộng và khiến mọi người coi Bitcoin chỉ là một tài sản kỹ thuật số và một phương tiện lưu trữ giá trị.

Mặc dù tính bảo mật và tính phi tập trung của Bitcoin luôn là lợi thế của nó, nhưng tốc độ giao dịch và quy mô giao dịch hạn chế của nó đã ảnh hưởng đến sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin. Trong những năm gần đây, nhiều giải pháp đã xuất hiện để giải quyết vấn đề này và cho phép các nhà xây dựng khai thác toàn bộ hệ sinh thái Bitcoin. Các giải pháp mở rộng quy mô hiện là trọng tâm không chỉ của các mạng blockchain khác mà còn của Bitcoin.

Trong bài viết Khám phá cơ hội và theo dõi lớp 2 của BTC, chúng tôi đã nói về lý do tại sao Bitcoin cần mở rộng và giới thiệu các giải pháp Bitcoin lớp 2 có liên quan, chẳng hạn như: Lightning Network, side chain, v.v.

Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào một giải pháp khác để mở rộng Bitcoin: Rollup. So với Lightning Network và sidechains, Rollup có khả năng cải thiện khả năng mở rộng, quyền riêng tư và khả năng lập trình của Bitcoin mà không phải hy sinh giá trị cốt lõi và chức năng của Bitcoin như một hệ thống tiền mặt điện tử ngang hàng.

Sự cần thiết của Bitcoin Rollup

Rollup thường được liên kết với mạng Ethereum. Sau khi chuyển sang bằng chứng cổ phần vào tháng 9 năm 2022, chuỗi khối Ethereum trở nên tập trung hơn. Ngoài ra, nhiều Rollup thực sự dựa vào trình tự giao dịch tập trung trên L2. Phân cấp thực sự có thể mang lại tính bảo mật cao hơn, đặc biệt là Bitcoin, nhưng với sự phát triển của Bitcoin, mâu thuẫn giữa phân cấp và quy mô sức mạnh tính toán ngày càng trở nên rõ ràng. người dùng và số lượng tính toán khi xác minh các khối và chìa khóa để giảm bớt mâu thuẫn này là cải thiện khả năng mở rộng của chuỗi khối.

Mạng sét mà chúng ta đã nói trước đây sử dụng các công nghệ như đa chữ ký và khóa thời gian Hash để lưu trữ dữ liệu trong chuỗi và kết hợp nhiều giao dịch thành một quá trình xử lý giao dịch, có thể thực hiện thanh toán nhanh và rẻ; chuỗi bên là tạo ra một Chuỗi riêng biệt , mà không ảnh hưởng đến chuỗi chính Bitcoin, khóa Bitcoin khỏi chuỗi chính và sau đó nhận ra việc xử lý một số lượng lớn giao dịch trong chuỗi bên, điều này có thể cải thiện đáng kể tốc độ giao dịch mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật của chuỗi chính Bitcoin. Rollup là nâng cấp kiến trúc kỹ thuật hoặc hệ thống kỹ thuật của mạng Bitcoin và nó sẽ tối ưu hóa dữ liệu trên chuỗi.

Rollup hoạt động như một giải pháp mở rộng cho các mạng chuỗi khối lớp 1. Chúng di chuyển giao dịch ra khỏi chuỗi, nơi giao dịch được xử lý (thường ở lớp 2) và nhiều giao dịch được nhóm thành một đợt và gửi trở lại chuỗi lớp 1. Sau đó, hợp đồng thông minh sẽ xác minh lô giao dịch và cập nhật trạng thái của chuỗi khối.

Biểu đồ này thể hiện trực quan lớp Bitcoin Rollup. Trong ví dụ này, có hai Bản tổng hợp L2: một dành riêng cho tính khả dụng của dữ liệu và một dành riêng cho các khoản thanh toán và hợp đồng có tính bảo mật cao. Ngoài Tổng hợp tính khả dụng của dữ liệu L2, còn có ba Tổng hợp L3, mỗi Tổng hợp dành riêng cho một trường hợp sử dụng khác nhau: thanh toán p2p riêng tư, hợp đồng tài chính cũng như quyền sở hữu và chuyển giao tài sản trong trò chơi. Vì các bản tổng hợp L3 dựa vào các nút đầy đủ L2 để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu nên chúng có thể được coi là kém an toàn hơn so với các bản tổng hợp L2 dựa trên các nút đầy đủ L1 của Bitcoin để bảo mật tính khả dụng của dữ liệu.

Tổng số ngày càng trở nên phổ biến vì chúng tăng thông lượng giao dịch đồng thời giảm chi phí giao dịch. Đó là bởi vì Rollup có nghĩa là các chuỗi khối không cần xử lý hàng nghìn giao dịch riêng lẻ, về mặt kỹ thuật chúng chỉ cần xử lý một giao dịch. Điều này đặc biệt hữu ích cho dApps, vốn yêu cầu giao dịch thường xuyên và nhanh chóng để hoạt động hiệu quả. Đây là lý do tại sao Rollup được coi là một giải pháp mở rộng khả thi cho các chuỗi khối như Bitcoin.

Hiện tại, các loại Bitcoin Rollup chủ yếu bao gồm ZK Rollup và Sovereign Rollup.

Ứng dụng ZK Rollup trên Bitcoin

Tổng hợp ZK

ZK Rollup sử dụng "bằng chứng về tính hợp lệ" bằng mật mã để đảm bảo rằng các khối Rollup mới tuân theo các quy tắc của giao thức Rollup. Mỗi khi nhà sản xuất khối Tổng số tạo khối Tổng số hợp lệ, nhà sản xuất khối sẽ gửi giao dịch cập nhật trạng thái cho chuỗi mẹ. Các giao dịch cập nhật trạng thái tổng số chứa dữ liệu về từng quá trình chuyển đổi trạng thái trong khối Tổng số, áp dụng gốc trạng thái Tổng số mới sau quá trình chuyển đổi trạng thái trong khối, đồng thời chứng minh tính khả dụng và tính hợp lệ của dữ liệu bằng chứng rằng gốc trạng thái Tổng số mới là một bản cập nhật hợp lệ được xác nhận với cấp độ gốc chain Gốc trạng thái Tổng số hợp lệ cuối cùng, chỉ giao dịch cập nhật trạng thái có bằng chứng hợp lệ mới có thể chuyển thành công trạng thái Tổng số sau khi xác nhận.

ZK Rollup đóng gói dữ liệu giao dịch vào mạng chính, đồng thời gửi chứng chỉ hợp lệ để chứng minh rằng các giao dịch này là hợp lệ. Khi nhận được các giao dịch này, nó sẽ trực tiếp xác minh các chứng chỉ hợp lệ này. Nếu chứng chỉ không có vấn đề gì, nó có nghĩa là Các giao dịch này hợp lệ và người dùng không cần phải chờ đợi lâu hơn khi rút tài sản.

Trong ZK Rollup, người dùng tái tạo và xác minh tất cả các thay đổi trạng thái dựa trên dữ liệu được đóng gói, nhưng ZK Rollup xuất bản ít dữ liệu hơn và chỉ cần xuất bản dữ liệu tối thiểu cần thiết để tạo lại số dư tài khoản và trạng thái mới nhất, để ZK Rollup có thể Xử lý nhiều giao dịch hơn cùng một lúc, ít tài nguyên lưu trữ và tính toán hơn trong chuỗi chính cũng làm giảm tắc nghẽn trên chuỗi và tốc độ cũng giảm do không có dữ liệu giao dịch tồn đọng, dẫn đến chi phí giao dịch trên chuỗi nhanh hơn và rẻ hơn.

Các cải tiến tiện ích mở rộng của ZK Rollup đối với Bitcoin

ZK Rollup cải thiện thông lượng. Khi ngày càng có nhiều giao dịch trên mạng Bitcoin cần được chứng minh là hợp lệ ở mỗi lớp Tổng số, khó khăn trong việc tạo ra bằng chứng cần thiết về tính hợp lệ sẽ tăng lên. Giải pháp của ZK Rollup đối với tính toán cần thiết để tạo các bằng chứng này là song song hóa chúng bằng cách sử dụng thành phần bằng chứng đệ quy. Đệ quy về cơ bản là "chứng minh tính hợp lệ của một bằng chứng", vì vậy nhiều máy tính có thể chứng minh tính hợp lệ của các giao dịch khác nhau và sau đó những bằng chứng này cuối cùng có thể được kết hợp thành một bằng chứng duy nhất, cho phép nhiều máy tính mở rộng quy mô theo chiều ngang cùng một lúc, do đó giúp chứng minh hiệu quả giao dịch. Cả hai chứng minh SNARK và STARK đều có thể triển khai các kết hợp chứng minh đệ quy không đáng tin cậy.

Về mặt ứng dụng, bằng chứng đệ quy này sẽ cho phép mô hình tài khoản ZK Rollup nén các giao dịch cấp hai, cải thiện khả năng mở rộng bằng cách tăng số lượng giao dịch và dung lượng giao dịch bổ sung mang lại có thể được sử dụng để hỗ trợ nhiều giao dịch Lightning Network hơn, có thể được tăng lên để tự lưu trữ Số lượng người dùng tham gia và sử dụng Lightning Network theo cách cũng mở rộng Lightning Network.

Rollup có chủ quyền trên Bitcoin

Tổng hợp chủ quyền

Bản tổng hợp chủ quyền khác với thiết kế Bản tổng hợp hiện tại. Trước đây, cả Bản tổng hợp OP và Bản tổng hợp ZK đều cần sử dụng hợp đồng thông minh để xác nhận việc thực thi Bản tổng hợp, nhưng Bản tổng hợp chủ quyền không yêu cầu hợp đồng thông minh hoặc lớp thanh toán, do đó có tên "Chủ quyền" .

Quan sát OP và ZK Rollup, họ có xu hướng sử dụng L1 làm lớp sẵn có dữ liệu và lớp đồng thuận. Tuy nhiên, Sovereign Rollup chỉ sử dụng lớp 1 cho tính khả dụng của dữ liệu, đảm bảo chúng có kết nối trực tiếp hơn với lớp cơ sở. Một Bản tổng hợp có chủ quyền khác với một Bản tổng hợp thông thường ở chỗ nó có quy tắc lựa chọn rẽ nhánh cho phép nó rẽ nhánh độc lập với lớp cơ sở của nó. Thay vào đó, một Rollup bình thường sẽ ủy quyền lựa chọn fork cho lớp dàn xếp của nó, vì lớp này cần đảm bảo tính chính xác của Rollup.

Về cốt lõi, Sovereign Rollup là một chuỗi khối xuất bản các giao dịch của nó lên lớp dữ liệu sẵn có để có sự đồng thuận và tính sẵn có của dữ liệu. Lớp khả dụng của dữ liệu không đảm bảo rằng các giao dịch Tổng số chủ quyền là chính xác. Nó chỉ sắp xếp các giao dịch và kiểm tra xem chúng có khả dụng hay không. Các bản tổng hợp OP và ZK trước đây dựa vào hợp đồng thông minh Ethereum để kiểm tra xem các giao dịch của họ có chính xác hay không, thường là thông qua gian lận hoặc bằng chứng hợp lệ. Trong Sovereign Rollup, nút xác định xem giao dịch có chính xác hay không. Nút của nó sẽ tải xuống tất cả các giao dịch và kiểm tra xem chúng có hợp lệ hay không. Nếu giao dịch không hợp lệ, giao dịch sẽ bị từ chối.

Cải thiện quy mô tổng số có chủ quyền đối với Bitcoin

Sovereign Rollup hiện là giải pháp phổ biến nhất trong Bitcoin Rollup Sự khác biệt chính giữa nó và ZK Rollup là Sovereign Rollup độc lập với mạng chính. ZK Rollup sử dụng mạng chính làm lớp tính khả dụng của dữ liệu và lớp thanh toán. Dữ liệu liên quan sẽ không chỉ được lưu trữ trên mạng chính mà giao dịch cũng sẽ được xác minh bằng hợp đồng thông minh trên mạng chính, trong khi Rollup chủ quyền chỉ sử dụng một lớp của chuỗi khối làm lớp khả dụng của dữ liệu, nhưng không sử dụng lớp để thực hiện thanh toán. Do đó, đối với Bitcoin có sức mạnh tính toán hạn chế trên mạng chính, giải pháp này sẽ thân thiện hơn so với ZK Rollup.

Trong giải pháp này, bằng cách sử dụng khung mô-đun của Rollup, các nhà phát triển có thể chèn lớp thực thi tùy chỉnh và lớp tính sẵn có của dữ liệu, Sovereign Rollup quản lý việc thực thi và thanh toán của riêng mình, đồng thời chuyển sự đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu sang mạng chính lớp 1 Bitcoin. Giải pháp này không yêu cầu hợp đồng thông minh hoặc sử dụng lớp dàn xếp để xác minh Rollup.Lớp thứ hai không bị ảnh hưởng bởi cuộc tấn công vào mạng chính của lớp đầu tiên và có sự đồng thuận riêng, có khả năng mở rộng hơn.

Về mặt ứng dụng, Sovereign Rollup giống như một loại RaaS trong tương lai, sử dụng tính khả dụng của dữ liệu của Bitcoin, các nhà phát triển có thể tạo Rollup với bất kỳ môi trường thực thi nào, kế thừa tính khả dụng của dữ liệu và đảm bảo bảo mật của Bitcoin. Ví dụ: Rollkit, sản phẩm khung Rollup mô-đun của chuỗi khối mô-đun Celestia, có thể chạy EVM trên Bitcoin dưới dạng Rollkit Sovereign Rollup bằng cách tích hợp lớp khả dụng dữ liệu Rollup Bitcoin Sovereign, mở rộng ứng dụng Rollup và giúp Bitcoin mở rộng thị trường sinh thái hơn.

Tóm tắt

Trong sơ đồ ZK Rollup, tính bảo mật của nó phụ thuộc rất nhiều vào mối quan hệ của nó với chuỗi chính của nó. Các ứng dụng khác nhau trên ZK Rollup sẽ có thể kế thừa tính phi tập trung và bảo mật của mạng Bitcoin, đồng thời cải thiện khả năng mở rộng của câu hỏi về mô hình kinh tế mạng Bitcoin. Mối quan hệ này giải quyết cho Rollup hai tính năng chính mà các giao thức "ngoài chuỗi" khác thiếu: bảo mật chi tiêu kép kế thừa và bắc cầu hai chiều an toàn. Mặc dù những lợi ích mà nó có thể mang lại cho Bitcoin bao gồm tăng thông lượng giao dịch, bảo mật giao dịch tốt hơn và linh hoạt hơn, nhưng những lợi thế này không phải là không có chi phí hoặc rủi ro, vì nó cũng kéo theo các bản cập nhật phần mềm Bitcoin và thay đổi đồng thuận.

Trong sơ đồ Sovereign Rollup, nó có sự đồng thuận riêng, có thể chạy độc lập với một lớp chuỗi khối, có thể xác định quy tắc xác minh và giải quyết giao dịch của riêng mình và có quyền tự chủ cao hơn. Nhưng chính sự độc lập này cũng làm mất đi một lớp bảo mật blockchain ở một mức độ nhất định và do cơ chế đồng thuận riêng biệt, việc triển khai nâng cấp Sovereign Rollup có thể phức tạp. Quá trình phát triển hiện tại của Sovereign Rollup vẫn đang ở giai đoạn đầu. Với việc nghiên cứu và đào sâu lĩnh vực này, công nghệ trong tương lai sẽ phát triển như thế nào để xây dựng tính bảo mật của nó cũng đáng được chúng tôi quan tâm theo dõi.

Sự phát triển xung quanh Rollup chứng minh rằng Bitcoin có thể là chuỗi cơ bản cho nhiều hoạt động hơn bao giờ hết. Nói chung, cho dù đó là trên Bitcoin hay bất kỳ L1 nào khác, Rollup thay đổi cách chúng ta cảm nhận dữ liệu giao dịch trên chuỗi, xác minh bằng chứng và giao dịch trên chuỗi liên quan đến lượng lớn dữ liệu, thúc đẩy cách chúng ta lưu trữ, đọc và sử dụng trên chuỗi Những phát triển mới nhất trong cuộc thảo luận về dữ liệu, từ đó cung cấp một khía cạnh khác cho cuộc thảo luận về khả năng mở rộng của Bitcoin, đặc biệt là khi các nhà phát triển cố gắng tạo ra một nền kinh tế sinh thái hoàn chỉnh trên chuỗi khối Bitcoin. Rollup vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, tuy nhiên, tác động tiềm tàng của chúng là đầy hứa hẹn.

người giới thiệu