ZK-Rollups là gì? Giải pháp tin cậy cho tăng tốc giao dịch Blockchain

Công nghệ Blockchain đã và đang ngày càng trở nên quan trọng hơn. Song, một trong những vấn đề lớn nhất mà Blockchain đang phải đối mặt là khả năng mở rộng để xử lý số lượng giao dịch ngày càng tăng, cùng với đó là chi phí giao dịch rất cao và tốc độ xử lý chưa nhanh. Do đó, Layer 2 được sinh ra để giải quyết các vấn đề trên, trong đó có mô hình ZK-Rollups.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sâu hơn về ZK-Rollups, cách nó hoạt động, ưu nhược điểm và ứng dụng của nó trong thực tế là như thế nào.

1. ZK-Rollups là gì?

Trước khi tìm hiểu về ZK-Rollups, ta cần phải làm rõ hai khái niệm chính là Rollups và Zero-Knowledge Proofs.

1.1. Rollups là gì?

Rollups là phương pháp tổng hợp nhiều giao dịch lại thành một giao dịch duy nhất, và chỉ ghi lại giao dịch tổng kết đó trên trên Blockchain chính, thay vì ghi nhận từng giao dịch vào Blockchain như trước đây.

Điều này nhằm giảm bớt việc xử lý giao dịch trên Blockchain chính (Layer 1) bằng cách chuyển các công việc tính toán xuống lớp phụ (Layer 2).

1.2. Zero-Knowledge Proofs là gì?

Zero-Knowledge Proofs (ZKP) là một công cụ mã hóa cho phép chứng minh tính chính xác, tính hợp lệ của các giao dịch mà không cần tiết lộ bất kỳ thông tin chi tiết nào về chúng.

Từ đó giúp tăng cường tính bảo mật của hệ thống Blockchain bằng cách bảo vệ thông tin riêng tư của người dùng và ngăn chặn các cuộc tấn công gian lận. Đây được coi là bước quan trọng nhất của ZK-Rollups.

1.3. ZK-Rollups là gì?

ZK-Rollups (Zero-Knowledge Rollups) là giải pháp mở rộng Layer 2 giúp giải quyết vấn đề mở rộng trên Ethereum bằng cách đưa các giao dịch ra ngoài chuỗi (off-chain). ZK-Rollups kết hợp cơ chế Rollups và Zero-Knowledge Proofs. Cụ thể, trong cùng một thời điểm, những Operator sẽ tổng hợp các giao dịch thành 1 batch duy nhất rồi gửi xuống Ethereum cùng với một bằng chứng giao dịch (validity proof) để chứng minh tính đúng đắn của giao dịch.

Qua đó, ZK-Rollups giúp cải thiện hiệu suất bằng cách xử lý một lượng lớn giao dịch trên Layer 2, giảm bớt gánh nặng cho Blockchain chính (đặc biệt là Ethereum), đồng thời vẫn đảm bảo tính chính xác và bảo mật dữ liệu.

2. Cơ chế hoạt động của ZK-Rollups

ZK-Rollups hoạt động trên hai lớp của hệ thống Blockchain: Layer 1 (L1) và Layer 2 (L2).

Trong đó, L1 là Blockchain chính, nơi mà nhiều giao dịch được gộp thành một giao dịch duy nhất, hay được gọi là giao dịch gốc (root transaction). Tại đây, giao dịch gốc sẽ chỉ ghi lại các thông tin tổng kết như: tổng số lượng giao dịch, giá trị giao dịch,...

Về phía L2, đây là lớp phụ, là nơi lưu trữ thông tin chi tiết của từng giao dịch. L2 kết hợp sử dụng ZKP để chứng minh sự chính xác và tính bảo mật của dữ liệu.

3. Ưu và nhược điểm của ZK-Rollups

3.1. Ưu điểm

Quá trình xác thực nhanh chóng

Với công nghệ Zero-Knowledge Proofs, ZK-Rollups cho phép thời gian rút tiền từ Layer 2 về Layer 1 tương đối nhanh. Bên cạnh đó, quá trình xác thực giao dịch xảy ra trên chuỗi chính (mainchain), không phải sidechain, nên việc xác thực chuỗi chính xảy ra gần như ngay lập tức.

Giảm phí gas (gas fee)

ZK-Rollups cho phép tổng hợp một lượng lớn các giao dịch vào một khối Rollup và tạo ra bằng chứng ngắn gọn cho khối off-chain. Sau đó, hợp đồng thông minh trên Ethereum Layer 1 chỉ cần xác minh Proof (bằng chứng) đó mà không cần thực hiện lại các giao dịch. Điều này có thể giúp tiết kiệm nhiều gas fee vì xác minh Proof rẻ hơn nhiều so với việc thực hiện lại tính toán.

Khuyến khích phân quyền

ZK-Rollups khuyến khích phân quyền bằng cách xác nhận các khối trong một mô hình tính toán song song, từ đó giúp tăng khả năng mở rộng và cải thiện hiệu suất của hệ thống. Ngoài ra, ZK-Rollups cũng không yêu cầu xác minh danh tính người dùng (KYC - Know Your Customer), giúp tăng cường tính bảo mật, riêng tư và phân quyền.

3.2. Nhược điểm

Đòi hỏi sự trung thực cao

ZK yêu cầu tất cả người xác nhận và người chuyển tiếp cần hành động trung thực để đảm bảo cho bộ máy vận hành trơn tru. Bởi nếu có bất kỳ sự gian lận nào từ phía người xác nhận hoặc người chuyển tiếp có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của các giao dịch.

Triển khai phức tạp và tốn kém

So với giải pháp Optimistic Rollups, ZK-Rollups đòi hỏi chi phí tính toán cao hơn. Việc tạo và xác minh các Zero-Knowledge Proofs đòi hỏi nhiều tài nguyên tính toán và thời gian. Điều này có thể dẫn đến mức phí triển khai và hoạt động cao hơn.

4. Ứng dụng của ZK-Rollups

4.1. Decentralized Finance (DeFi)

ZK-Rollups đang được sử dụng rộng rãi trong giới DeFi (tài chính phi tập trung) để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng, chi phí giao dịch cao, cũng như tính bảo mật và quyền riêng tư của thông tin trên Blockchain.

Hiện nay có một vài dự án DeFi đã áp dụng ZK-Rollups như: Polygon (MATIC), zkSync, StarkNet, Mina Protocol (MINA) và Immutable X (IMX).

4.2. NFT Marketplaces

ZK-Rollups cho phép xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây. Điều này rất quan trọng đối với thị trường NFT, nơi mà số lượng giao dịch có thể tăng lên rất nhanh trong thời gian ngắn.

Do đó, ZK-Rollups đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất và trải nghiệm người dùng tốt hơn cho các thị trường NFT. Người dùng sẽ trải qua quá trình giao dịch nhanh chóng và an toàn hơn, đồng thời không phải lo lắng về các chi phí phát sinh cao.

4.3. Internet of Things (IoT)

Trong môi trường IoT, có rất nhiều dữ liệu được thu thập từ các thiết bị thông minh và cảm biến. ZK-Rollups giúp đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu trong quá trình truyền tải từ tất cả các thiết bị IoT được kết nối.

Thực tế, ZK-Rollups có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của IoT, bao gồm cơ sở hạ tầng thành phố thông minh, hệ thống y tế, và tự động hóa công nghiệp.

5. Các dự án nổi bật của ZK-Rollups

5.1. Polygon (MATIC)

Polygon (MATIC) là một dự án mang đến giải pháp mạng lưới nhiều chuỗi cho Ethereum, giúp tăng khả năng mở rộng, tăng tốc độ giao dịch, giảm chi phí mà không làm giảm an ninh.

Hệ sinh thái của Polygon bao gồm nhiều chuỗi khác nhau, cùng hỗ trợ hàng ngàn dApps, bao gồm các sàn giao dịch phi tập trung (DEXs), thị trường token không thể trao đổi (NFT), trò chơi, và các dự án Web3 khác.

Đồng tiền MATIC của Polygon không chỉ là một đơn vị thanh toán trong mạng lưới, mà còn là công cụ quan trọng để tham gia vào hệ sinh thái rộng lớn của Polygon. Có nhiều dự án sử dụng đồng tiền MATIC, tiêu biểu như: OpenSea, Cargo.Build, MurAll và Decentraland.

5.2. zkSync

Dự án zkSync được phát triển bởi Matter Labs. Dự án này sử dụng công nghệ Zero-Knowledge Proofs để đảm bảo tính riêng tư và an toàn cho người dùng, đồng thời giảm bớt gánh nặng cho mạng lưới Ethereum.

Với zkSync, người dùng có thể thực hiện giao dịch nhanh chóng và an toàn mà không cần lo lắng về phí giao dịch cao hoặc thời gian xác nhận chậm. Điều này không chỉ cải thiện trải nghiệm người dùng, mà còn mở ra cơ hội cho các ứng dụng phi tập trung (dApps) và các dự án DeFi khác để mở rộng và phát triển.

6. Kết luận

Qua bài viết trên, có thể thấy ZK-Rollups đang là một trong những giải pháp công nghệ tiên tiến nhất trong lĩnh vực Blockchain, hứa hẹn mang lại sự đột phá về hiệu suất và tính bảo mật. Với tiềm năng tương lai lớn, ZK-Rollups dự kiến sẽ tiếp tục thu hút sự quan tâm và đầu tư từ cộng đồng Blockchain toàn cầu.

Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn cái nhìn tổng quan về ZK-Rollups, cũng như khai phá tiềm năng tương lai của nó trong ngành Blockchain.

Đọc thêm: