"ZK cuối cùng" của Ethereum: một cuộc cách mạng cấp kiến trúc tái định hình Layer 1
Đối với những người theo dõi sự phát triển công nghệ Ethereum một cách chặt chẽ, bài viết "Giao hàng L1 zkEVM #1: Chứng thực thời gian thực" được phát hành gần đây bởi các kỹ sư Ethereum có ý nghĩa quan trọng. Mặc dù điều này chỉ đại diện cho ý tưởng kỹ thuật của nhóm phát triển cốt lõi Ethereum và chưa chính thức bước vào quy trình EIP, còn một chặng đường dài để trở thành một giải pháp nâng cấp mạng chính, nhưng tín hiệu mà nó phát ra không thể bị coi nhẹ.
Bài viết này rõ ràng trình bày kế hoạch phát triển cốt lõi cho tương lai của Ethereum: tích hợp toàn diện và sâu sắc công nghệ chứng minh không biết vào tất cả các cấp của giao thức Layer 1, từ lớp đồng thuận đến lớp thực thi để đạt được sự bao phủ toàn diện. Theo lộ trình công nghệ này, bước quan trọng đầu tiên là nâng cấp và cải tạo EVM của các nút thành zkEVM. Như vậy, khi thực hiện giao dịch và chạy hợp đồng thông minh, các nút có thể đồng bộ tạo ra các chứng minh không biết tương ứng, cung cấp căn cứ cho các nút xác minh tính chính xác của lần thực thi này.
Đây không phải là một lần lặp công nghệ thông thường, mà là một cuộc cách mạng kiến trúc tương đương với "The Merge". Nó nhằm giải quyết một cách căn bản những thách thức đa dạng mà Ethereum đang phải đối mặt về mở rộng quy mô, an ninh và mô hình kinh tế. Vậy tại sao Ethereum lại chọn "đặt cược toàn bộ" vào ZK vào thời điểm này? Đằng sau sự chuyển hướng chiến lược này ẩn chứa những logic sâu sắc nào? Nó sẽ tái định hình L1 mà chúng ta đã quen thuộc và toàn bộ hệ sinh thái L2 như thế nào?
Bài viết này sẽ dựa trên những nghiên cứu hiện có, kể cho bạn những câu chuyện vĩ đại về "ZK cuối cùng" của Ethereum, và phân tích những động lực, hành động và tác động sâu xa đằng sau nó.
Một, từ "thực thi lại" đến "xác minh bằng chứng" chuyển đổi mô hình
Ý tưởng ZK hóa của Ethereum, cốt lõi nằm ở việc tái cấu trúc một cách mẫu mực cơ chế xác thực đồng thuận. Bản đồ lộ trình L1 zkEVM được công bố gần đây đã đưa ra một lộ trình kỹ thuật rõ ràng cho sự chuyển đổi này.
Mô hình hiện tại: Thực thi lại (Re-execution)
Hiện tại, khi một khối mới được đề xuất, tất cả các nút xác thực trong mạng phải độc lập và hoàn toàn thực hiện lại từng giao dịch trong khối đó để tính toán và xác minh xem trạng thái cuối cùng có tương thích với tuyên bố của người đề xuất hay không. Quá trình này tiêu tốn nhiều tài nguyên và là nút thắt cổ chai chính hạn chế dung lượng thông lượng của Ethereum L1.
Mô hình tương lai: Xác minh chứng minh (Proof Verification)
Dưới kiến trúc L1 zkEVM mới, những người xây dựng khối sẽ sản xuất một chứng minh tính hợp lệ ZK đơn giản trong khi tạo ra khối. Các xác thực viên khác nhận được khối và chứng minh sẽ không cần phải thực hiện lại giao dịch, chỉ cần xác minh chứng minh mật mã này. Do "xác minh ZK Proof" có chi phí tính toán thấp hơn nhiều lần so với "thực hiện lại giao dịch", điều quan trọng hơn là thời gian cần thiết để xác minh một chứng minh gần như không liên quan đến số lượng giao dịch mà chứng minh đó bao gồm, điều này cho phép Ethereum có thể tăng đáng kể giới hạn Gas của khối để chứa nhiều giao dịch hơn mà không làm tăng đáng kể ngưỡng phần cứng của các xác thực viên. Có người đã đề cập rằng giới hạn Gas của L1 có khả năng tăng gấp 10 lần nhờ điều này, thậm chí trong tương lai xa có thể đạt 100 lần, từ đó mở rộng L1 trong khi vẫn giữ được tính phi tập trung.
Tóm lại, L1 Ethereum trong tương lai về mặt kiến trúc rất giống với một ZK-Rollup bản địa khổng lồ, do đó L1 Ethereum hy vọng sẽ trở thành "ứng dụng ZK lớn nhất thế giới".
Tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt
Nhóm Ethereum đã đặt ra các tiêu chuẩn kỹ thuật vô cùng khắt khe cho việc triển khai L1 zkEVM, vừa giảm độ trễ, tăng thông lượng, đồng thời cũng phải đảm bảo cam kết về an toàn và phi tập trung.
Chứng minh độ trễ (99% phân vị ): trong vòng 10 giây
Bảo mật mật mã: 128 bit ( khởi động ban đầu tối thiểu 100 bit )
Kích thước chứng minh: nhỏ hơn 300 KiB
Chi phí phần cứng của người chứng minh: không quá 100,000 đô la
Công suất tiêu thụ của người chứng minh: dưới 10 kW
Mô hình an toàn nhiều chứng minh
Để phòng ngừa các lỗ hổng không xác định có thể tồn tại trong một triển khai zkEVM đơn lẻ, lộ trình này đã giới thiệu cơ chế an ninh "Multi-Proof" (Nhiều Bằng Chứng). Nó yêu cầu tính hợp lệ của cùng một khối phải được xác thực bởi nhiều bằng chứng được tạo ra từ các nhóm khác nhau. Khách hàng của người xác thực sẽ tải xuống và xác minh các bằng chứng có nguồn gốc khác nhau này. Chỉ khi tất cả các bằng chứng độc lập đều được xác thực thông qua, thì khối đó mới được chấp nhận bởi lớp đồng thuận. Điều này về bản chất là sự mở rộng và nâng cao của ý tưởng "đa dạng khách hàng" trên Ethereum ở tầng bằng chứng, bằng cách bắt buộc đưa vào sự dư thừa và đa dạng thông qua giao thức, cung cấp cho L1 sự bảo vệ sâu, tăng cường tính mạnh mẽ của giao thức.
Hai, tại sao Ethereum phải "toàn diện ZK hóa"?
Ethereum hoàn toàn chấp nhận công nghệ chứng minh không kiến thức, là một sự chuyển đổi chiến lược quan trọng được xây dựng dựa trên sự suy nghĩ sâu sắc về mô hình kinh tế, môi trường cạnh tranh và nhu cầu thị trường trong tương lai.
Đầu tiên, đây là một sửa đổi quan trọng đối với mô hình kinh tế "tập trung vào L2". Sau khi EIP-4844 giới thiệu cơ chế blob, mặc dù đã thành công trong việc giảm chi phí giao dịch của Layer 2, nhưng cũng đã mang lại tác dụng phụ không mong muốn - làm suy yếu nghiêm trọng khả năng thu hút giá trị của Layer 1. Sự sụt giảm mạnh mẽ trong doanh thu phí giao dịch L1 và lượng ETH bị tiêu hủy đã trực tiếp tác động đến kỳ vọng giảm phát của ETH, dẫn đến hiệu suất giá đồng tiền kém và sự bất mãn trong cộng đồng gia tăng. Bằng cách nâng cấp EVM lên zkEVM, các nút xác minh có thể chuyển từ chế độ "thực hiện lại" tốn thời gian sang chế độ "xác minh" hiệu quả, điều này sẽ giảm đáng kể độ trễ L1 và nâng cao thông lượng. Như vậy, Ethereum có thể thu hút lại những giao dịch có giá trị cao với yêu cầu rất cao về bảo mật và tính cuối cùng ngay lập tức, tăng doanh thu phí L1, tái kích hoạt cơ chế tiêu hủy của EIP-1559, và đạt được sự cân bằng lại trong mối quan hệ kinh tế giữa L1 và L2.
Thứ hai, đây là chiến lược không đối xứng để đối phó với sự cạnh tranh của các chuỗi công cộng hiệu suất cao. Đối mặt với hiệu suất mạnh mẽ về TPS của các L1 thế hệ mới như Solana, Sui, Ethereum đã chọn một con đường cạnh tranh độc đáo. Nó không sao chép đối thủ bằng cách hy sinh mức độ phi tập trung (như tăng đáng kể ngưỡng phần cứng của các nhà xác nhận, giảm số lượng nút xác nhận) để theo đuổi sự nâng cao hiệu suất, mà thay vào đó, nó sử dụng công nghệ ZK để thực hiện bước nhảy vọt về hiệu suất bằng cách chuyển đổi công việc xác nhận từ "phát lại đắt đỏ" sang "xác minh rẻ" trên cơ sở giữ lại lợi thế cốt lõi của mạng lưới các nhà xác nhận lên đến hàng triệu. Chiến lược này nhằm củng cố lợi thế của Ethereum về độ phi tập trung và tính bảo mật, đồng thời nâng cao hiệu suất, nỗ lực đạt được sự kết hợp giữa tính bảo mật và hiệu suất cao.
Cuối cùng, đây là sự chuẩn bị tiên phong để đón nhận làn sóng RWA và tài chính tổ chức. Việc token hóa RWA được coi là cơ hội thị trường trị giá hàng tỷ đô la tiếp theo của blockchain. Với sự tham gia của các ông lớn tài chính như BlackRock và Franklin Templeton, đã đặt ra những yêu cầu khắt khe chưa từng có đối với các blockchain cơ sở về hiệu suất, an ninh, quyền riêng tư và tuân thủ. Mặc dù Solana, Sui và các L1 khác có hiệu suất xuất sắc, nhưng số lượng nút xác thực tương đối ít và mức độ tập trung cao, cộng với lịch sử sập hệ thống của chúng, khiến việc đáp ứng nhu cầu an toàn và ổn định cho các hoạt động tài chính có giá trị cao trở nên khó khăn. Trong khi đó, các OP Rollup khác nhau trong hệ sinh thái Ethereum (như Base, MegaETH) mặc dù có hiệu suất tốt và nhờ vào việc ghi lại trạng thái trên L1 mà có độ an toàn tốt, nhưng thời gian thử thách kéo dài 7 ngày của chúng lại tạo ra rủi ro không thể chấp nhận cho việc thanh toán tài chính có giá trị cao. Ngược lại, tính cuối cùng mức độ mật mã mà công nghệ ZK cung cấp, cùng với khả năng chứng minh tuân thủ mà không tiết lộ dữ liệu nhạy cảm (như chứng minh một địa chỉ đã vượt qua KYC), hoàn toàn phù hợp với nhu cầu cốt lõi của tài chính tổ chức. Nếu việc nâng cấp zkEVM có thể tăng cường thông lượng như mong muốn, thì hệ sinh thái Ethereum tích hợp ZK nguyên bản (L1+ZK Rollup) sẽ đạt được "hiệu suất, an toàn, ổn định" và trở thành nền tảng thanh toán toàn cầu lý tưởng cho làn sóng RWA.
Ba, Hành động cuối cùng của ZK
Sự kết thúc ZK của Ethereum đã sớm lộ diện, ngoài một blog gần đây được đăng bởi một kỹ sư:
Ngay từ tháng 4 năm 2023, đã có người đề xuất một ý tưởng rất tiên phong: thay thế kiến trúc tập lệnh RISC-V thân thiện hơn với ZK cho EVM hiện tại. Những người ủng hộ cho rằng, so với hiệu suất kém của EVM trong việc tạo ra mạch ZK, kiến trúc đơn giản hơn của RISC-V có thể mang lại sự cải thiện đáng kể về hiệu suất chứng minh. Mặc dù đề xuất này gây tranh cãi vì nó có thể làm xáo trộn hệ sinh thái hiện tại, nhưng nó đã thiết lập một "ngôi sao Bắc Đẩu" rõ ràng cho quá trình ZK hóa của Ethereum — xác định tiêu chuẩn lý tưởng cho zkEVM và chỉ ra hướng đi cho việc tối ưu hóa.
Tại hội thảo Berlin vào tháng 6 năm 2023, các nhà nghiên cứu của Quỹ Ethereum đã tuyên bố rõ ràng rằng Ethereum sẽ "đặt cược hoàn toàn vào ZK" trong việc mở rộng L1. Tuyên bố này xác nhận quyết tâm kiên định của đội ngũ phát triển cốt lõi.
Cuối cùng của ZK trên Ethereum không phải là "nói suông". Mặc dù hiện tại Optimistic Rollup vẫn dẫn đầu ZK Rollup ở nhiều chỉ số quan trọng, nhưng các khó khăn cản trở việc ứng dụng thực tế của công nghệ ZK đang được từng bước khắc phục. Ba lý do cơ bản gây ra sự tụt hậu nghiêm trọng của ZK Rollup trong lịch sử:
Đầu tiên là độ phức tạp kỹ thuật và nút thắt hiệu suất: Việc tạo chứng minh ZK cho EVM tổng quát trước đây được coi là cực kỳ khó khăn, chậm chạp và tốn kém, thậm chí không khả thi về mặt tính toán.
Thứ hai là sự chênh lệch trong trải nghiệm của các nhà phát triển: ORU đã đạt được tính tương thích EVM cao ngay từ đầu, trong khi các ZKR sớm (như phiên bản đầu tiên của StarkNet) không tương thích với EVM, yêu cầu các nhà phát triển phải học một ngôn ngữ lập trình hoàn toàn mới, tạo ra rào cản gia nhập rất cao.
Cuối cùng là sự phân mảnh tính thanh khoản và hiệu ứng mạng: ORU nhờ lợi thế tiên phong đã tập trung được một lượng lớn người dùng và thanh khoản, tạo ra hiệu ứng mạng mạnh mẽ.
Tuy nhiên, những rào cản lịch sử này đang được vượt qua từng cái một.
Về tốc độ chứng minh, nhờ vào những tiến bộ trong các thuật toán chứng minh thế hệ mới như PLONK, STARKs, cũng như sự phát triển của các công nghệ tăng tốc phần cứng như GPU, FPGA và ASIC, thời gian tạo chứng minh ZK đã được rút ngắn đáng kể. Chẳng hạn, zkVM SP1 của một công ty nào đó đã có thể chứng minh 93% các khối mạng chính Ethereum trong trung bình 10,3 giây, rất gần với mục tiêu 10 giây do Quỹ Ethereum đặt ra.
Về mặt khả năng tương thích, zkEVM đã trải qua quá trình tiến hóa dần từ khả năng tương thích loại 4 đến loại 1. Ngày nay, các dự án như Scroll, Taiko, Polygon zkEVM đã có thể đạt được khả năng tương thích EVM gần như hoàn hảo (đạt tiêu chuẩn loại 2 hoặc thậm chí loại 1), từ đó cơ bản loại bỏ khoảng cách về trải nghiệm của nhà phát triển so với ORU. Hơn nữa, mô hình an ninh Multi-Proof của L1 ZK hóa phụ thuộc vào nhiều hệ thống chứng minh độc lập, sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực zkEVM hiện tại đã tạo nền tảng cho việc thực hiện mô hình an ninh này.
Tóm lại, những rào cản cốt lõi khiến công nghệ ZK bị chậm lại trong lịch sử - hiệu suất và khả năng tương thích - đang được vượt qua một cách nhanh chóng. Công nghệ đã sẵn sàng cho việc ứng dụng quy mô lớn trong thực tế, chỉ là trước đây hình ảnh cố định về công nghệ ZK "chậm, đắt, và khó" khiến mọi người tạm thời không muốn chấp nhận. Và tầm nhìn của đội ngũ cốt lõi Ethereum "biến Ethereum thành ứng dụng ZK lớn nhất thế giới" chính là sự chứng thực cho công nghệ ZK hiện đại, thổi bùng hồi chuông cho việc đầu tư quy mô lớn vào thực tế của công nghệ ZK.
Bốn, chuyển đổi sinh thái ROLLUP
NATIVE ROLLUP thiết lập đường cao tốc cho ZK ROLLUP
Việc ZK hóa toàn diện L1 của Ethereum sẽ thay đổi cơ bản bối cảnh cạnh tranh của Layer 2, trong đó sự thay đổi cách mạng nhất là sự ra đời của "Rollup gốc" (Native Rollup). Hiện tại, ZK-Rollup cần phải triển khai các hợp đồng thông minh xác thực phức tạp chứa hàng ngàn dòng mã trên L1 để xác thực các chứng cứ ZK được gửi từ L2, điều này không chỉ làm tăng độ khó trong phát triển mà còn mang lại rủi ro an ninh do trình độ phát triển của các nhà phát triển không đồng đều. Khi zkEVM được triển khai trên L1, sẽ giới thiệu chức năng biên dịch EXECUTE, cho phép ZK Rollup trực tiếp gọi logic xác thực tích hợp trong giao thức L1 từ các hợp đồng thông minh trên L1 mà không cần phải tự viết hợp đồng.
Thay đổi này mang lại ba lợi thế cho ZK-Rollup:
Đầu tiên là sự nâng cao cơ bản về tính an toàn, các dự án Rollup có thể hoàn toàn ủy thác những thách thức lớn trong việc xây dựng và duy trì các trình xác thực EVM cho L1, đơn giản hóa những vấn đề kỹ thuật phức tạp thành một lệnh gọi mã.
Thứ hai là đạt được tính tương đương EVM thực sự và khả năng tương thích ngược, Rollup gốc đồng bộ với L1 nâng cấp, không cần quy trình quản trị độc lập;
Cuối cùng là sự cải thiện đáng kể về hiệu quả chi phí, việc sử dụng chức năng biên dịch nội bộ được nhúng trong giao thức L1 đã tránh được chi phí giải thích của máy ảo, hiệu suất xác thực cao hơn nhiều lần so với việc thực hiện hợp đồng thông minh, từ đó có khả năng giảm đáng kể chi phí vận hành của ZK Rollup.
Chức năng Native Rollup này tương đương với việc Ethereum L1 cung cấp miễn phí một tiêu chuẩn hóa, cao độ cho tất cả các ZK-Rollup.
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.
10 thích
Phần thưởng
10
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
RugPullAlarm
· 08-01 22:42
Nhận stETH rồi muốn thoát khỏi phí phát triển lớn? zk chiêu này khá tinh vi.
Xem bản gốcTrả lời0
gas_fee_therapist
· 07-31 05:33
zk mới là thuốc giải duy nhất của Ethereum
Xem bản gốcTrả lời0
BearMarketGardener
· 07-29 23:50
Chạy quá nhanh rồi phải không? Không bắt kịp nhịp độ được.
Xem bản gốcTrả lời0
ChainWatcher
· 07-29 23:47
Làm gì cũng không được, Giao dịch tiền điện tử đứng đầu.
Ethereum hoàn toàn ZK hóa: Cách mạng kiến trúc cấp Layer 1
"ZK cuối cùng" của Ethereum: một cuộc cách mạng cấp kiến trúc tái định hình Layer 1
Đối với những người theo dõi sự phát triển công nghệ Ethereum một cách chặt chẽ, bài viết "Giao hàng L1 zkEVM #1: Chứng thực thời gian thực" được phát hành gần đây bởi các kỹ sư Ethereum có ý nghĩa quan trọng. Mặc dù điều này chỉ đại diện cho ý tưởng kỹ thuật của nhóm phát triển cốt lõi Ethereum và chưa chính thức bước vào quy trình EIP, còn một chặng đường dài để trở thành một giải pháp nâng cấp mạng chính, nhưng tín hiệu mà nó phát ra không thể bị coi nhẹ.
Bài viết này rõ ràng trình bày kế hoạch phát triển cốt lõi cho tương lai của Ethereum: tích hợp toàn diện và sâu sắc công nghệ chứng minh không biết vào tất cả các cấp của giao thức Layer 1, từ lớp đồng thuận đến lớp thực thi để đạt được sự bao phủ toàn diện. Theo lộ trình công nghệ này, bước quan trọng đầu tiên là nâng cấp và cải tạo EVM của các nút thành zkEVM. Như vậy, khi thực hiện giao dịch và chạy hợp đồng thông minh, các nút có thể đồng bộ tạo ra các chứng minh không biết tương ứng, cung cấp căn cứ cho các nút xác minh tính chính xác của lần thực thi này.
Đây không phải là một lần lặp công nghệ thông thường, mà là một cuộc cách mạng kiến trúc tương đương với "The Merge". Nó nhằm giải quyết một cách căn bản những thách thức đa dạng mà Ethereum đang phải đối mặt về mở rộng quy mô, an ninh và mô hình kinh tế. Vậy tại sao Ethereum lại chọn "đặt cược toàn bộ" vào ZK vào thời điểm này? Đằng sau sự chuyển hướng chiến lược này ẩn chứa những logic sâu sắc nào? Nó sẽ tái định hình L1 mà chúng ta đã quen thuộc và toàn bộ hệ sinh thái L2 như thế nào?
Bài viết này sẽ dựa trên những nghiên cứu hiện có, kể cho bạn những câu chuyện vĩ đại về "ZK cuối cùng" của Ethereum, và phân tích những động lực, hành động và tác động sâu xa đằng sau nó.
Một, từ "thực thi lại" đến "xác minh bằng chứng" chuyển đổi mô hình
Ý tưởng ZK hóa của Ethereum, cốt lõi nằm ở việc tái cấu trúc một cách mẫu mực cơ chế xác thực đồng thuận. Bản đồ lộ trình L1 zkEVM được công bố gần đây đã đưa ra một lộ trình kỹ thuật rõ ràng cho sự chuyển đổi này.
Mô hình hiện tại: Thực thi lại (Re-execution) Hiện tại, khi một khối mới được đề xuất, tất cả các nút xác thực trong mạng phải độc lập và hoàn toàn thực hiện lại từng giao dịch trong khối đó để tính toán và xác minh xem trạng thái cuối cùng có tương thích với tuyên bố của người đề xuất hay không. Quá trình này tiêu tốn nhiều tài nguyên và là nút thắt cổ chai chính hạn chế dung lượng thông lượng của Ethereum L1.
Mô hình tương lai: Xác minh chứng minh (Proof Verification) Dưới kiến trúc L1 zkEVM mới, những người xây dựng khối sẽ sản xuất một chứng minh tính hợp lệ ZK đơn giản trong khi tạo ra khối. Các xác thực viên khác nhận được khối và chứng minh sẽ không cần phải thực hiện lại giao dịch, chỉ cần xác minh chứng minh mật mã này. Do "xác minh ZK Proof" có chi phí tính toán thấp hơn nhiều lần so với "thực hiện lại giao dịch", điều quan trọng hơn là thời gian cần thiết để xác minh một chứng minh gần như không liên quan đến số lượng giao dịch mà chứng minh đó bao gồm, điều này cho phép Ethereum có thể tăng đáng kể giới hạn Gas của khối để chứa nhiều giao dịch hơn mà không làm tăng đáng kể ngưỡng phần cứng của các xác thực viên. Có người đã đề cập rằng giới hạn Gas của L1 có khả năng tăng gấp 10 lần nhờ điều này, thậm chí trong tương lai xa có thể đạt 100 lần, từ đó mở rộng L1 trong khi vẫn giữ được tính phi tập trung.
Tóm lại, L1 Ethereum trong tương lai về mặt kiến trúc rất giống với một ZK-Rollup bản địa khổng lồ, do đó L1 Ethereum hy vọng sẽ trở thành "ứng dụng ZK lớn nhất thế giới".
Tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt
Nhóm Ethereum đã đặt ra các tiêu chuẩn kỹ thuật vô cùng khắt khe cho việc triển khai L1 zkEVM, vừa giảm độ trễ, tăng thông lượng, đồng thời cũng phải đảm bảo cam kết về an toàn và phi tập trung.
Chứng minh độ trễ (99% phân vị ): trong vòng 10 giây Bảo mật mật mã: 128 bit ( khởi động ban đầu tối thiểu 100 bit ) Kích thước chứng minh: nhỏ hơn 300 KiB Chi phí phần cứng của người chứng minh: không quá 100,000 đô la Công suất tiêu thụ của người chứng minh: dưới 10 kW
Mô hình an toàn nhiều chứng minh
Để phòng ngừa các lỗ hổng không xác định có thể tồn tại trong một triển khai zkEVM đơn lẻ, lộ trình này đã giới thiệu cơ chế an ninh "Multi-Proof" (Nhiều Bằng Chứng). Nó yêu cầu tính hợp lệ của cùng một khối phải được xác thực bởi nhiều bằng chứng được tạo ra từ các nhóm khác nhau. Khách hàng của người xác thực sẽ tải xuống và xác minh các bằng chứng có nguồn gốc khác nhau này. Chỉ khi tất cả các bằng chứng độc lập đều được xác thực thông qua, thì khối đó mới được chấp nhận bởi lớp đồng thuận. Điều này về bản chất là sự mở rộng và nâng cao của ý tưởng "đa dạng khách hàng" trên Ethereum ở tầng bằng chứng, bằng cách bắt buộc đưa vào sự dư thừa và đa dạng thông qua giao thức, cung cấp cho L1 sự bảo vệ sâu, tăng cường tính mạnh mẽ của giao thức.
Hai, tại sao Ethereum phải "toàn diện ZK hóa"?
Ethereum hoàn toàn chấp nhận công nghệ chứng minh không kiến thức, là một sự chuyển đổi chiến lược quan trọng được xây dựng dựa trên sự suy nghĩ sâu sắc về mô hình kinh tế, môi trường cạnh tranh và nhu cầu thị trường trong tương lai.
Đầu tiên, đây là một sửa đổi quan trọng đối với mô hình kinh tế "tập trung vào L2". Sau khi EIP-4844 giới thiệu cơ chế blob, mặc dù đã thành công trong việc giảm chi phí giao dịch của Layer 2, nhưng cũng đã mang lại tác dụng phụ không mong muốn - làm suy yếu nghiêm trọng khả năng thu hút giá trị của Layer 1. Sự sụt giảm mạnh mẽ trong doanh thu phí giao dịch L1 và lượng ETH bị tiêu hủy đã trực tiếp tác động đến kỳ vọng giảm phát của ETH, dẫn đến hiệu suất giá đồng tiền kém và sự bất mãn trong cộng đồng gia tăng. Bằng cách nâng cấp EVM lên zkEVM, các nút xác minh có thể chuyển từ chế độ "thực hiện lại" tốn thời gian sang chế độ "xác minh" hiệu quả, điều này sẽ giảm đáng kể độ trễ L1 và nâng cao thông lượng. Như vậy, Ethereum có thể thu hút lại những giao dịch có giá trị cao với yêu cầu rất cao về bảo mật và tính cuối cùng ngay lập tức, tăng doanh thu phí L1, tái kích hoạt cơ chế tiêu hủy của EIP-1559, và đạt được sự cân bằng lại trong mối quan hệ kinh tế giữa L1 và L2.
Thứ hai, đây là chiến lược không đối xứng để đối phó với sự cạnh tranh của các chuỗi công cộng hiệu suất cao. Đối mặt với hiệu suất mạnh mẽ về TPS của các L1 thế hệ mới như Solana, Sui, Ethereum đã chọn một con đường cạnh tranh độc đáo. Nó không sao chép đối thủ bằng cách hy sinh mức độ phi tập trung (như tăng đáng kể ngưỡng phần cứng của các nhà xác nhận, giảm số lượng nút xác nhận) để theo đuổi sự nâng cao hiệu suất, mà thay vào đó, nó sử dụng công nghệ ZK để thực hiện bước nhảy vọt về hiệu suất bằng cách chuyển đổi công việc xác nhận từ "phát lại đắt đỏ" sang "xác minh rẻ" trên cơ sở giữ lại lợi thế cốt lõi của mạng lưới các nhà xác nhận lên đến hàng triệu. Chiến lược này nhằm củng cố lợi thế của Ethereum về độ phi tập trung và tính bảo mật, đồng thời nâng cao hiệu suất, nỗ lực đạt được sự kết hợp giữa tính bảo mật và hiệu suất cao.
Cuối cùng, đây là sự chuẩn bị tiên phong để đón nhận làn sóng RWA và tài chính tổ chức. Việc token hóa RWA được coi là cơ hội thị trường trị giá hàng tỷ đô la tiếp theo của blockchain. Với sự tham gia của các ông lớn tài chính như BlackRock và Franklin Templeton, đã đặt ra những yêu cầu khắt khe chưa từng có đối với các blockchain cơ sở về hiệu suất, an ninh, quyền riêng tư và tuân thủ. Mặc dù Solana, Sui và các L1 khác có hiệu suất xuất sắc, nhưng số lượng nút xác thực tương đối ít và mức độ tập trung cao, cộng với lịch sử sập hệ thống của chúng, khiến việc đáp ứng nhu cầu an toàn và ổn định cho các hoạt động tài chính có giá trị cao trở nên khó khăn. Trong khi đó, các OP Rollup khác nhau trong hệ sinh thái Ethereum (như Base, MegaETH) mặc dù có hiệu suất tốt và nhờ vào việc ghi lại trạng thái trên L1 mà có độ an toàn tốt, nhưng thời gian thử thách kéo dài 7 ngày của chúng lại tạo ra rủi ro không thể chấp nhận cho việc thanh toán tài chính có giá trị cao. Ngược lại, tính cuối cùng mức độ mật mã mà công nghệ ZK cung cấp, cùng với khả năng chứng minh tuân thủ mà không tiết lộ dữ liệu nhạy cảm (như chứng minh một địa chỉ đã vượt qua KYC), hoàn toàn phù hợp với nhu cầu cốt lõi của tài chính tổ chức. Nếu việc nâng cấp zkEVM có thể tăng cường thông lượng như mong muốn, thì hệ sinh thái Ethereum tích hợp ZK nguyên bản (L1+ZK Rollup) sẽ đạt được "hiệu suất, an toàn, ổn định" và trở thành nền tảng thanh toán toàn cầu lý tưởng cho làn sóng RWA.
Ba, Hành động cuối cùng của ZK
Sự kết thúc ZK của Ethereum đã sớm lộ diện, ngoài một blog gần đây được đăng bởi một kỹ sư:
Ngay từ tháng 4 năm 2023, đã có người đề xuất một ý tưởng rất tiên phong: thay thế kiến trúc tập lệnh RISC-V thân thiện hơn với ZK cho EVM hiện tại. Những người ủng hộ cho rằng, so với hiệu suất kém của EVM trong việc tạo ra mạch ZK, kiến trúc đơn giản hơn của RISC-V có thể mang lại sự cải thiện đáng kể về hiệu suất chứng minh. Mặc dù đề xuất này gây tranh cãi vì nó có thể làm xáo trộn hệ sinh thái hiện tại, nhưng nó đã thiết lập một "ngôi sao Bắc Đẩu" rõ ràng cho quá trình ZK hóa của Ethereum — xác định tiêu chuẩn lý tưởng cho zkEVM và chỉ ra hướng đi cho việc tối ưu hóa.
Tại hội thảo Berlin vào tháng 6 năm 2023, các nhà nghiên cứu của Quỹ Ethereum đã tuyên bố rõ ràng rằng Ethereum sẽ "đặt cược hoàn toàn vào ZK" trong việc mở rộng L1. Tuyên bố này xác nhận quyết tâm kiên định của đội ngũ phát triển cốt lõi.
Cuối cùng của ZK trên Ethereum không phải là "nói suông". Mặc dù hiện tại Optimistic Rollup vẫn dẫn đầu ZK Rollup ở nhiều chỉ số quan trọng, nhưng các khó khăn cản trở việc ứng dụng thực tế của công nghệ ZK đang được từng bước khắc phục. Ba lý do cơ bản gây ra sự tụt hậu nghiêm trọng của ZK Rollup trong lịch sử:
Đầu tiên là độ phức tạp kỹ thuật và nút thắt hiệu suất: Việc tạo chứng minh ZK cho EVM tổng quát trước đây được coi là cực kỳ khó khăn, chậm chạp và tốn kém, thậm chí không khả thi về mặt tính toán.
Thứ hai là sự chênh lệch trong trải nghiệm của các nhà phát triển: ORU đã đạt được tính tương thích EVM cao ngay từ đầu, trong khi các ZKR sớm (như phiên bản đầu tiên của StarkNet) không tương thích với EVM, yêu cầu các nhà phát triển phải học một ngôn ngữ lập trình hoàn toàn mới, tạo ra rào cản gia nhập rất cao.
Cuối cùng là sự phân mảnh tính thanh khoản và hiệu ứng mạng: ORU nhờ lợi thế tiên phong đã tập trung được một lượng lớn người dùng và thanh khoản, tạo ra hiệu ứng mạng mạnh mẽ.
Tuy nhiên, những rào cản lịch sử này đang được vượt qua từng cái một.
Về tốc độ chứng minh, nhờ vào những tiến bộ trong các thuật toán chứng minh thế hệ mới như PLONK, STARKs, cũng như sự phát triển của các công nghệ tăng tốc phần cứng như GPU, FPGA và ASIC, thời gian tạo chứng minh ZK đã được rút ngắn đáng kể. Chẳng hạn, zkVM SP1 của một công ty nào đó đã có thể chứng minh 93% các khối mạng chính Ethereum trong trung bình 10,3 giây, rất gần với mục tiêu 10 giây do Quỹ Ethereum đặt ra.
Về mặt khả năng tương thích, zkEVM đã trải qua quá trình tiến hóa dần từ khả năng tương thích loại 4 đến loại 1. Ngày nay, các dự án như Scroll, Taiko, Polygon zkEVM đã có thể đạt được khả năng tương thích EVM gần như hoàn hảo (đạt tiêu chuẩn loại 2 hoặc thậm chí loại 1), từ đó cơ bản loại bỏ khoảng cách về trải nghiệm của nhà phát triển so với ORU. Hơn nữa, mô hình an ninh Multi-Proof của L1 ZK hóa phụ thuộc vào nhiều hệ thống chứng minh độc lập, sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực zkEVM hiện tại đã tạo nền tảng cho việc thực hiện mô hình an ninh này.
Tóm lại, những rào cản cốt lõi khiến công nghệ ZK bị chậm lại trong lịch sử - hiệu suất và khả năng tương thích - đang được vượt qua một cách nhanh chóng. Công nghệ đã sẵn sàng cho việc ứng dụng quy mô lớn trong thực tế, chỉ là trước đây hình ảnh cố định về công nghệ ZK "chậm, đắt, và khó" khiến mọi người tạm thời không muốn chấp nhận. Và tầm nhìn của đội ngũ cốt lõi Ethereum "biến Ethereum thành ứng dụng ZK lớn nhất thế giới" chính là sự chứng thực cho công nghệ ZK hiện đại, thổi bùng hồi chuông cho việc đầu tư quy mô lớn vào thực tế của công nghệ ZK.
Bốn, chuyển đổi sinh thái ROLLUP
NATIVE ROLLUP thiết lập đường cao tốc cho ZK ROLLUP
Việc ZK hóa toàn diện L1 của Ethereum sẽ thay đổi cơ bản bối cảnh cạnh tranh của Layer 2, trong đó sự thay đổi cách mạng nhất là sự ra đời của "Rollup gốc" (Native Rollup). Hiện tại, ZK-Rollup cần phải triển khai các hợp đồng thông minh xác thực phức tạp chứa hàng ngàn dòng mã trên L1 để xác thực các chứng cứ ZK được gửi từ L2, điều này không chỉ làm tăng độ khó trong phát triển mà còn mang lại rủi ro an ninh do trình độ phát triển của các nhà phát triển không đồng đều. Khi zkEVM được triển khai trên L1, sẽ giới thiệu chức năng biên dịch EXECUTE, cho phép ZK Rollup trực tiếp gọi logic xác thực tích hợp trong giao thức L1 từ các hợp đồng thông minh trên L1 mà không cần phải tự viết hợp đồng.
Thay đổi này mang lại ba lợi thế cho ZK-Rollup:
Đầu tiên là sự nâng cao cơ bản về tính an toàn, các dự án Rollup có thể hoàn toàn ủy thác những thách thức lớn trong việc xây dựng và duy trì các trình xác thực EVM cho L1, đơn giản hóa những vấn đề kỹ thuật phức tạp thành một lệnh gọi mã.
Thứ hai là đạt được tính tương đương EVM thực sự và khả năng tương thích ngược, Rollup gốc đồng bộ với L1 nâng cấp, không cần quy trình quản trị độc lập;
Cuối cùng là sự cải thiện đáng kể về hiệu quả chi phí, việc sử dụng chức năng biên dịch nội bộ được nhúng trong giao thức L1 đã tránh được chi phí giải thích của máy ảo, hiệu suất xác thực cao hơn nhiều lần so với việc thực hiện hợp đồng thông minh, từ đó có khả năng giảm đáng kể chi phí vận hành của ZK Rollup.
Chức năng Native Rollup này tương đương với việc Ethereum L1 cung cấp miễn phí một tiêu chuẩn hóa, cao độ cho tất cả các ZK-Rollup.