Tác giả: Vitalik Buterin

Biên soạn: Peng Sun, Foresight News

Link gốc: https://vitalik.eth.limo/general/2024/05/23/l2exec.html

Hai năm rưỡi trước, tôi đã đề cập trong bài báo “Endgame” rằng các con đường phát triển khác nhau của blockchain trong tương lai trông rất giống nhau, ít nhất là về mặt kỹ thuật. Trong cả hai trường hợp, có một số lượng lớn giao dịch trên chuỗi và việc xử lý các giao dịch này đòi hỏi: (1) nhiều tính toán; (2) nhiều băng thông dữ liệu. Các nút Ethereum thông thường (chẳng hạn như nút lưu trữ reth 2 TB đang chạy trên máy tính của tôi), ngay cả với hiệu suất kỹ thuật phần mềm mạnh mẽ và cây Verkle, cũng không đủ để xác minh trực tiếp lượng dữ liệu và tính toán khổng lồ. Ngược lại, trong hai sơ đồ "L1 sharding" và Rollup-centric, ZK-SNARK được sử dụng để xác minh các phép tính và DAS được sử dụng để xác minh tính khả dụng của dữ liệu. Cho dù đó là phân mảnh L2 hay Rollup thì DAS đều giống nhau và công nghệ ZK-SNARK cũng vậy. Chúng đều là mã hợp đồng thông minh và là một chức năng của giao thức. Theo nghĩa kỹ thuật thực sự, Ethereum đang sharding và Rollup đang sharding.

Điều này tự nhiên đặt ra câu hỏi: Sự khác biệt giữa hai điều này là gì? Một trong số đó là các lỗ hổng mã gây ra những hậu quả khác nhau: trong Rollup, mã thông báo sẽ bị đánh cắp; trong shending, sự đồng thuận sẽ bị phá vỡ. Nhưng tôi hy vọng rằng khi giao thức ổn định và các kỹ thuật xác minh chính thức được cải thiện, tác động của các lỗ hổng mã sẽ ngày càng nhỏ hơn. Vậy còn sự khác biệt nào khác tồn tại giữa hai lựa chọn dài hạn tiềm năng này?

Sự đa dạng trong môi trường thực thi

Một ý tưởng mà chúng tôi đã thảo luận ngắn gọn về Ethereum vào năm 2019 là môi trường thực thi. Về cơ bản, Ethereum sẽ có các “khu vực” khác nhau có thể có các quy tắc khác nhau cho tài khoản (bao gồm các phương thức hoàn toàn khác nhau như UTXO), cách hoạt động của máy ảo và các chức năng khác. Điều này cho phép đa dạng hóa các phương thức trong các phần khác nhau của ngăn xếp, điều này sẽ khó đạt được nếu Ethereum cố gắng gộp nhiều chức năng thành một.

Cuối cùng, chúng tôi đã từ bỏ một số kế hoạch đầy tham vọng hơn và chỉ giữ lại EVM. Tuy nhiên, Ethereum L2 (bao gồm rollups, valdiums và Plasma) có thể nói là hoạt động cuối cùng như một môi trường thực thi. Hiện tại, chúng ta thường tập trung vào EVM tương đương với L2 mà bỏ qua tính đa dạng do nhiều phương pháp khác mang lại:

● Arbitrum Stylus, bổ sung oracle dựa trên WASM thứ hai ngoài EVM;

● Nhiên liệu, sử dụng kiến ​​trúc dựa trên UTXO tương tự như Bitcoin (nhưng hoàn thiện hơn);

● Aztec, giới thiệu một mô hình lập trình và ngôn ngữ mới được thiết kế xung quanh các hợp đồng thông minh bảo vệ quyền riêng tư dựa trên ZK-SNARK.

Kiến trúc dựa trên UTXO, nguồn: Tài liệu về nhiên liệu

Chúng ta có thể cố gắng xây dựng EVM thành một siêu máy ảo bao gồm tất cả các mô hình có thể có, nhưng làm như vậy sẽ làm giảm đáng kể hiệu quả của từng chức năng. Tốt hơn là nên để những nền tảng này thực hiện những công việc chuyên môn của chúng.

Đánh đổi bảo mật: Mở rộng quy mô và tốc độ giao dịch

Ethereum L1 cung cấp bảo mật rất mạnh mẽ. Nếu khối hoàn thành cuối cùng trên L1 chứa một số dữ liệu nhất định thì toàn bộ sự đồng thuận (bao gồm cả sự đồng thuận xã hội trong các trường hợp cực đoan) sẽ hoạt động chăm chỉ để đảm bảo rằng những dữ liệu này sẽ không bị sửa đổi và mọi hoạt động thực thi được kích hoạt bởi những dữ liệu này sẽ không bị hoàn nguyên. vẫn có quyền truy cập vào dữ liệu. Để đạt được sự đảm bảo an ninh này, Ethereum L1 sẵn sàng chấp nhận chi phí cao. Tại thời điểm viết bài, phí giao dịch tương đối thấp: Layer2 tính phí dưới 1 xu cho mỗi giao dịch và ngay cả trên L1, chuyển khoản ETH cơ bản cũng ít hơn 1 USD. Nếu công nghệ tiến bộ đủ nhanh và tốc độ tăng trưởng của không gian khối sẵn có theo kịp nhu cầu thì những khoản phí này có thể vẫn ở mức thấp trong tương lai, nhưng cũng có thể không. Đối với nhiều ứng dụng phi tài chính, chẳng hạn như mạng xã hội hoặc trò chơi, thậm chí 0,01 USD cho mỗi giao dịch cũng là quá cao.

Nhưng phương tiện truyền thông xã hội và chơi game không yêu cầu mô hình bảo mật giống như L1. Nếu ai đó có thể trả một triệu đô la để xóa bỏ kỷ lục thua một ván cờ của họ hoặc làm cho nó trông giống như một trong những dòng tweet của bạn đã được đăng ba ngày sau khi nó thực sự được đăng, thì không sao cả. Do đó, những ứng dụng này sẽ không phải trả chi phí bảo mật như nhau. Các giải pháp L2 đạt được điều này bằng cách hỗ trợ một loạt các phương pháp sẵn có dữ liệu từ cuộn lên, plasma cho đến xác thực.

Một thỏa hiệp khác nảy sinh xung quanh vấn đề chuyển tài sản từ L2 sang L2. Tôi dự đoán rằng trong 5 đến 10 năm tới, tất cả các Bản tổng hợp sẽ là Bản tổng hợp ZK và các hệ thống chứng minh cực kỳ hiệu quả như Binius và Circle STARK với tính năng tra cứu, kết hợp với lớp tổng hợp bằng chứng, sẽ cho phép L2 cung cấp gốc trạng thái cuối cùng trong mỗi khe đều có thể thực hiện được. Nhưng hiện tại, chúng tôi chỉ có thể kết hợp Optimistic Rollup và ZK Rollup một cách phức tạp và sử dụng các khoảng thời gian chứng minh khác nhau. Nếu chúng tôi triển khai phân đoạn thực thi vào năm 2021, mô hình bảo mật để giữ cho phân đoạn trung thực sẽ là Optimitic Rollup, không phải ZK, vì vậy L1 sẽ phải quản lý logic chống gian lận phức tạp của hệ thống trên chuỗi và thời gian rút tiền sẽ lên tới một tuần, để chuyển tài sản giữa các phân đoạn. Nhưng giống như lỗi mã, tôi nghĩ vấn đề này cuối cùng chỉ là tạm thời.

Tốc độ giao dịch là khía cạnh thứ ba và lâu dài hơn của sự cân bằng an ninh. Ethereum tạo ra các khối cứ sau 12 giây và nó không thể nhanh hơn được nữa, nếu không mức độ tập trung sẽ quá cao. Tuy nhiên, nhiều L2 đang khám phá việc nén thời gian khối xuống hàng trăm mili giây. 12 giây không phải là quá tệ: trung bình người dùng phải đợi khoảng 6-7 giây sau khi gửi giao dịch để được đưa vào một khối (và không chỉ 6 giây, vì khối tiếp theo có thể không bao gồm chúng). Điều này có thể so sánh với thời gian chờ đợi mà tôi phải chờ khi thanh toán bằng thẻ tín dụng. Tuy nhiên, nhiều ứng dụng yêu cầu tốc độ nhanh hơn và L2 có thể cung cấp điều đó.

Để làm cho nó nhanh hơn, L2 có cơ chế xác nhận trước: Người xác thực của L2 hứa hẹn kỹ thuật số sẽ bao gồm một giao dịch tại một thời điểm cụ thể và họ sẽ bị trừng phạt nếu giao dịch không được bao gồm. Cơ chế StakeSure thúc đẩy hơn nữa cơ chế này.

Xác nhận trước L2

Bây giờ chúng ta có thể thử triển khai tất cả các tính năng này trong L1. L1 có thể bao gồm hệ thống "xác nhận trước nhanh" và "xác nhận cuối cùng chậm". Nó có thể chứa các phân đoạn khác nhau với các mức độ bảo mật khác nhau. Tuy nhiên, điều này làm tăng độ phức tạp của giao thức. Ngoài ra, thực hiện tất cả công việc trong L1 có nguy cơ làm quá tải sự đồng thuận, vì nhiều phương pháp tiếp cận quy mô lớn hơn hoặc thông lượng cao hơn có rủi ro tập trung cao hơn hoặc yêu cầu các hình thức "quản trị" mạnh mẽ hơn nếu được thực hiện trong L1. các phần khác của thỏa thuận. Ethereum phần lớn có thể tránh được những rủi ro này bằng cách cung cấp sự đánh đổi với L2.

Lợi ích của Lớp 2 đối với Tổ chức và Văn hóa

Hãy tưởng tượng một quốc gia bị chia đôi, một nửa trở thành quốc gia tư bản và nửa còn lại trở thành quốc gia có chính phủ thống trị cao (không giống như những gì xảy ra trong thực tế, hãy nói trong thí nghiệm tưởng tượng này rằng đây không phải là kết quả của bất kỳ cuộc chiến đau thương nào, Nhưng một ngày nào đó ranh giới xuất hiện một cách tự nhiên và thế là xong). Về phía tư bản, tất cả các nhà hàng đều được tạo thành từ quyền sở hữu phi tập trung, chuỗi khối và quyền biểu quyết khác nhau. Ở một quốc gia do chính phủ thống trị, họ đều là các nhánh của chính phủ, giống như sở cảnh sát. Vào ngày đầu tiên, sẽ không có nhiều thay đổi. Mọi người phần lớn sẽ làm theo những thói quen hiện có, điều gì hiệu quả và điều gì không phụ thuộc vào thực tế kỹ thuật như kỹ năng lao động và cơ sở hạ tầng. Tuy nhiên, sau một năm, bạn sẽ thấy những thay đổi lớn, vì các cơ cấu khuyến khích và kiểm soát khác nhau dẫn đến những thay đổi lớn trong hành vi, ảnh hưởng đến ai đến và ở lại, cái gì được xây dựng, cái gì được duy trì và cái gì bị bỏ đi.

Lý thuyết tổ chức công nghiệp có rất nhiều điều để nói về những khác biệt này: nó không chỉ nói về sự khác biệt giữa nền kinh tế do chính phủ điều hành và nền kinh tế tư bản chủ nghĩa, mà còn về một nền kinh tế bị chi phối bởi các nhượng quyền thương mại lớn và một nền kinh tế trong đó mọi siêu thị đều được điều hành bởi một công ty lớn. doanh nhân độc lập sự khác biệt giữa. Tôi nghĩ sự khác biệt giữa hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm và hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm là tương tự nhau.

Có một vấn đề lớn với kiến ​​trúc "nhà phát triển cốt lõi quản lý mọi thứ"

Là một hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm, tôi tin rằng những ưu điểm chính của Ethereum như sau:

Vì Ethereum là hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm nên bạn có quyền tự do xây dựng một hệ sinh thái phụ một cách độc lập với các tính năng độc đáo của riêng nó đồng thời là một phần của Ethereum lớn hơn.

Nếu bạn chỉ đang xây dựng một ứng dụng khách Ethereum, thì bạn là một phần của Ethereum lớn hơn và mặc dù bạn có một số chỗ để đổi mới nhưng nó không thể tốt bằng L2. Và nếu bạn đang xây dựng một chuỗi hoàn toàn độc lập, bạn có rất nhiều chỗ cho sự sáng tạo, nhưng bạn cũng mất đi lợi ích về bảo mật chung và hiệu ứng mạng chung. L2 là một sự cân bằng tốt.

Nó không chỉ cung cấp các cơ hội kỹ thuật để thử các môi trường thực thi mới và đánh đổi bảo mật cho phép mở rộng quy mô, tính linh hoạt và tốc độ, mà còn cung cấp một cơ chế khuyến khích khuyến khích cả nhà phát triển xây dựng và duy trì cũng như hỗ trợ cộng đồng.

Việc mỗi L2 bị cô lập cũng có nghĩa là việc triển khai các phương pháp mới là không được phép: không cần phải thuyết phục tất cả các nhà phát triển cốt lõi rằng phương pháp mới của bạn là "an toàn" cho phần còn lại của chuỗi. Nếu L2 của bạn không thành công, đó là trách nhiệm của bạn. Bất kỳ ai cũng có thể nảy ra một ý tưởng kỳ lạ (ví dụ: cách tiếp cận Plasma của Intmax) và ngay cả khi các nhà phát triển cốt lõi của Ethereum không chú ý chút nào, họ vẫn có thể tiếp tục xây dựng nó và cuối cùng triển khai nó. Điều này không xảy ra với các tính năng và quá trình biên dịch trước của L1, và ngay cả trong Ethereum, sự thành công hay thất bại của quá trình phát triển L1 thường mang tính chính trị ở mức độ lớn hơn chúng ta mong muốn. Bất kể lý thuyết có thể xây dựng được điều gì, thì các động lực khác nhau được tạo ra bởi hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm và hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm cuối cùng sẽ có tác động nghiêm trọng đến những gì được xây dựng thực sự, mức độ chất lượng và trình tự xây dựng nó. .

Hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm của Ethereum phải đối mặt với những thách thức gì?

Có gì đó không ổn với kiến ​​trúc L1 + L2. Nguồn hình ảnh: Reddit

Cách tiếp cận lấy L2 làm trung tâm này phải đối mặt với một thách thức chính mà các hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm hiếm khi gặp phải: sự phối hợp. Nói cách khác, mặc dù Ethereum có nhiều L2, nhưng thách thức là làm thế nào để nó vẫn có cảm giác giống như “Ethereum” và có các hiệu ứng mạng của Ethereum, thay vì N chuỗi độc lập. Ngày nay, tình trạng này không đạt yêu cầu về nhiều mặt:

● Chuỗi chéo giữa L2 thường yêu cầu cầu nối chuỗi chéo tập trung, điều này rất phức tạp đối với người dùng thông thường. Nếu bạn có mã thông báo trên Optimism, bạn không thể dán địa chỉ Arbitrum của người khác vào ví của mình để gửi tiền.

● Đối với cả ví hợp đồng thông minh cá nhân và ví tổ chức (bao gồm DAO), việc hỗ trợ ví hợp đồng thông minh chuỗi chéo không tốt lắm. Nếu thay key trên L2 này thì cũng cần thay key trên L2 kia.

● Cơ sở hạ tầng xác minh phi tập trung thường thiếu. Ethereum cuối cùng cũng bắt đầu có được những khách hàng nhẹ nhàng, như Helios. Tuy nhiên, sẽ vô nghĩa nếu tất cả hoạt động diễn ra trong L2 và yêu cầu RPC tập trung của riêng nó. Về nguyên tắc, không khó để xây dựng một ứng dụng khách nhẹ cho L2 khi bạn có tiêu đề khối Ethereum nhưng trên thực tế, có quá ít sự chú ý đến điểm này.

Cộng đồng đang nỗ lực cải thiện ba lĩnh vực này. Đối với trao đổi mã thông báo chuỗi chéo, tiêu chuẩn ERC-7683 là một giải pháp mới. Không giống như "cầu nối chuỗi chéo tập trung" hiện có, nó không có bất kỳ nút, mã thông báo hoặc quản trị tập trung cố định nào. Đối với các tài khoản chuỗi chéo, cách tiếp cận được hầu hết các ví thực hiện là sử dụng các thông báo có thể phát lại trên chuỗi chéo để cập nhật khóa trong thời gian ngắn và tổng hợp kho khóa trong dài hạn. Các client nhẹ cho L2 đang bắt đầu xuất hiện, chẳng hạn như Beerus cho Starknet. Ngoài ra, những cải tiến gần đây về trải nghiệm người dùng thông qua ví thế hệ tiếp theo đã giải quyết được nhiều vấn đề cơ bản hơn, chẳng hạn như người dùng không cần chuyển đổi mạng theo cách thủ công để truy cập DApps.

Rabby có cái nhìn toàn diện về số dư tài sản đa chuỗi, điều mà các ví trước đây không thể làm được!

Nhưng điều quan trọng là phải nhận ra rằng các hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm gặp khó khăn trong việc cố gắng phối hợp ở một mức độ nào đó. Bởi vì không có động cơ kinh tế tự nhiên nào để một L2 duy nhất xây dựng cơ sở hạ tầng để phối hợp: các L2 quy mô nhỏ sẽ không làm như vậy, vì họ chỉ muốn nhận được một phần lợi ích nhỏ, và các L2 quy mô lớn cũng vậy, bởi vì họ có thể; được hưởng lợi từ việc tăng cường hiệu ứng mạng lưới địa phương của họ. Nếu mọi L2 chỉ nghĩ về bản thân nó và không ai nghĩ đến việc nó phù hợp như thế nào với hệ thống Ethereum rộng lớn hơn, thì chúng ta sẽ thất bại, giống như đô thị không tưởng trong những bức ảnh ở một vài đoạn văn trên.

Thật khó để nói có một giải pháp hoàn hảo cho vấn đề này. Tất cả những gì tôi có thể nói là hệ sinh thái cần nhận thức đầy đủ hơn rằng cơ sở hạ tầng xuyên L2 cũng giống như một loại cơ sở hạ tầng Ethereum giống như máy khách L1, công cụ phát triển và ngôn ngữ lập trình, do đó cần được đánh giá cao và tài trợ. Chúng ta có Hiệp hội Giao thức, có lẽ chúng ta cần Hiệp hội Cơ sở hạ tầng Cơ bản.

Tóm tắt

Trong nhiều cuộc thảo luận công khai khác nhau, “L2” và “sharding” thường được coi là hai chiến lược đối lập nhau để mở rộng blockchain. Tuy nhiên, khi nhìn vào công nghệ cơ bản, bạn sẽ thấy một câu hỏi hóc búa: các phương pháp mở rộng quy mô cơ bản thực tế hoàn toàn giống nhau. Cho dù đó là phân đoạn dữ liệu, trình xác thực gian lận hay trình xác thực ZK-SNARK hay các giải pháp giao tiếp trên “bản tổng hợp, phân đoạn”, điểm khác biệt chính là: ai chịu trách nhiệm xây dựng và cập nhật các thành phần này cũng như mức độ tự chủ của họ?

Hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm đang phân chia theo đúng nghĩa kỹ thuật, nhưng trong phân chia, bạn có thể xây dựng các phân phân của riêng mình bằng các quy tắc của riêng bạn. Điều này rất mạnh mẽ, khả năng sáng tạo không giới hạn và có thể đạt được nhiều đổi mới độc lập. Nhưng nó cũng đặt ra một số thách thức chính, đặc biệt là về mặt phối hợp. Để một hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm như Ethereum thành công, nó phải hiểu những thách thức này và giải quyết chúng trực tiếp để thu được càng nhiều lợi ích của hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm càng tốt và gần đạt được những lợi ích tốt nhất của cả hai.