Optimistic Rollups là gì? Giải pháp tăng cường hiệu suất cho Blockchain

Giống như nhiều mạng Blockchain Layer 1 khác, Ethereum từ lâu đã phải đối mặt với những thách thức về khả năng mở rộng. Khi có lưu lượng truy cập cao, các mạng này trở nên tắc nghẽn, dẫn đến thời gian giao dịch kéo dài và phí giao dịch tăng cao. Để giải quyết vấn đề này, các nhà phát triển tập trung thiết kế các giải pháp mở rộng quy mô Blockchain. Trong số đó, Rollups nổi lên và trở thành một trong những cải tiến hứa hẹn nhất, với hai mô hình chính là ZK-Rollups và Optimistic Rollups.

Ở bài viết trước, mình đã chia sẻ về giải pháp ZK-Rollups, và trong bài viết này mình sẽ chia sẻ thêm về một giải pháp mở rộng Layer 2 khác đó là Optimistic Rollups.

1. Optimistic Rollups là gì?

Optimistic Rollups là một giải pháp mở rộng Layer 2 cho Ethereum, nhằm mục đích tăng khả năng mở rộng (scalability) của mạng lưới bằng cách giảm bớt gánh nặng xử lý giao dịch và lưu trữ trên Blockchain chính (Layer 1) chuyển xuống lớp phụ (Layer 2). Theo Ethereum, Optimistic Rollups có thể cải thiện khả năng mở rộng từ 10 đến 100 lần.

Sở dĩ, giống như tên gọi của mình, Optimistic Rollups rất “lạc quan” (optimistic) vì chúng hoạt động dựa trên giả định rằng tất cả các giao dịch trên Layer 2 đều hợp lệ theo mặc định, dù có xác định được tính chính xác thực sự hay chưa.

Nếu nghi ngờ về tính hợp lệ của giao dịch, người xác thực (validator) cần đưa ra bằng chứng gian lận (fraud proof), sau đó gửi đến mạng chính để xác minh. Nếu nhận thấy phát hiện có tính gian lận, giao dịch sẽ bị hoàn nguyên.

2. Các thành phần chính của Optimistic Rollups

Hợp đồng Rollup (Rollup Contract)

Hợp đồng thông minh này đóng vai trò là cầu nối giữa mạng chính Ethereum và chuỗi Layer 2, nơi diễn ra quá trình tính toán. Chúng tạo điều kiện cho việc lưu trữ, gửi tiền, rút tiền của người dùng, xác minh giao dịch và giải quyết tranh chấp.

Người điều hành (Sequencers/Operators)

Họ thu thập, sắp xếp và tổng hợp các giao dịch ngoài chuỗi (off-chain), nhóm chúng thành một khối Rollup duy nhất trước khi gửi đến mạng chính Ethereum, từ đây tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền thông tin giao dịch giữa Layer 2 và Layer 1.

Người xác minh (Validators)

Họ chịu trách nhiệm theo dõi chuỗi Layer 2 và gửi bằng chứng gian lận nếu phát hiện ra bất kỳ một giao dịch không hợp lệ nào.

Bằng chứng gian lận (Fraud Proofs)

Bằng chứng gian lận rất quan trọng trong việc duy trì tính bảo mật của Optimistic Rollups. Chúng cung cấp cơ chế tranh chấp các chuyển đổi trạng thái không hợp lệ và thách thức các giao dịch gian lận. Nếu người xác thực phát hiện sự khác biệt, họ có thể gửi bằng chứng gian lận để bắt đầu quá trình giải quyết tranh chấp. Quan trọng là vậy nhưng không phải tất cả các Optimistic Rollups nào cũng có hệ thống chống gian lận đang hoạt động.

*Các thành phần chính của Optimistic Rollups*

3. Cơ chế hoạt động của Optimistic Rollups

1. Người dùng gửi tiền vào Rollup Contract, tại đây tiền được khóa và gửi đi một thông báo. Sequencer nhận thông báo gửi tiền và ghi tài khoản người dùng với số tiền tương ứng trên chuỗi Layer 2.

2. Người dùng có thể giao dịch với những người dùng khác trên chuỗi Layer 2. Sau đó, các giao dịch được ký và gửi đến Sequencer để họ kiểm tra và thêm chúng vào hàng đợi.

3. Định kỳ, Sequencer nhóm hàng nghìn giao dịch đang đợi thành một khối giao dịch duy nhất và nộp nó vào mạng chính Ethereum.

4. Sau khi Sequencer công bố toàn bộ dữ liệu, Validator sẽ truy cập vào và xác minh thông tin. Nếu phát hiện ra sai sót hoặc nghi ngờ gian lận, Validator có thể chứng minh bằng cách nộp bằng chứng gian lận vào hợp đồng thông minh. Khi đó, khối không hợp lệ sẽ bị hoàn nguyên và Sequencer bị trừ tiền ký quỹ, đồng thời hệ thống thưởng cho người tố giác.

5. Ngoài ra, khi người dùng muốn rút tiền từ Layer 2 về Ethereum, họ sẽ khởi tạo một yêu cầu rút tiền trên chuỗi Layer 2. Yêu cầu này được xử lý bởi Sequencers, mở khóa tiền trên hợp đồng thông minh và chuyển nó đến địa chỉ của người dùng. Trong quá trình đợi tiền về (thường là một tuần), bất kỳ ai cũng có thể nộp bằng chứng gian lận nếu nó không hợp lệ.

*Optimistic Rollups hoạt động như thế nào?*

4. Ưu và nhược điểm của Optimistic Rollups

4.1. Ưu điểm

Tăng khả năng mở rộng: Với cơ chế hoạt động “lạc quan” của mình, Optimistic Rollup giúp tăng cường khả năng xử lý giao dịch trên Ethereum lên đến hàng nghìn giao dịch mỗi giây, cụ thể là từ 200 đến 2000 giao dịch mỗi giây.

Giảm phí giao dịch: Do việc xử lý giao dịch được chuyển sang Layer 2, phí giao dịch trên Ethereum có thể giảm đáng kể.

Tương thích với EVM (Ethereum Virtual Machine): EVM, máy ảo Ethereum, là nơi thực hiện các hợp đồng thông minh (smart contract). Tính tương thích này giúp giảm bớt độ phức tạp và thời gian cần thiết để các dự án có thể chuyển đổi từ Ethereum Layer 1 sang Optimistic Rollups mà không cần thay đổi code.

4.2. Nhược điểm

Trạng thái không hợp lệ: Optimistic Rollup cho phép tồn tại trạng thái chuỗi khối không hợp lệ. Do đó, trạng thái không hợp lệ có thể tồn tại cho đến khi nộp bằng chứng gian lận.

Tính riêng tư: Optimistic Rollup phải tiết lộ thông tin các giao dịch và chữ ký trên off-chain và main-chain nên có mức độ riêng tư thấp cho người dùng.

Thời gian rút tiền kéo dài: Khi Validators đưa ra bằng chứng gian lận, giải pháp trên mạng chính sẽ không xảy ra ngay lập tức. Điều này dẫn đến sự chậm trễ khi rút tài sản khỏi chuỗi, với thời gian chờ đợi kéo dài từ vài ngày đến thậm chí vài tuần.

5. Các dự án nổi bật của Optimistic Rollups

5.1. Optimism

Ra mắt từ nửa cuối năm 2021, Optimism, một blockchain Layer 2 trên Ethereum, đang giúp mở rộng hệ sinh thái Ethereum bằng cách sử dụng giải pháp Optimistic Rollups.

Optimism tận dụng sự bảo mật và phân quyền của mạng Ethereum chính để cung cấp một môi trường an toàn cho người dùng khi tương tác với các dự án Layer 2. Điều này giúp người dùng trải nghiệm lợi ích của khả năng mở rộng mà không phải lo lắng về rủi ro tài sản.

Optimism hỗ trợ tất cả các DApp của Ethereum và tương thích với EVM, cho phép triển khai smart contract một cách dễ dàng. Điều này mở ra cánh cửa cho các nhà phát triển để tạo ra các ứng dụng sáng tạo và hiệu quả hơn.

Theo DefiLlama, Total Value Locked (TVL) của Optimism hiện tại hơn 991 triệu USD, chứng minh được sự chấp nhận rộng rãi từ cộng đồng. Các protocol hàng đầu như Uniswap và Synthetix đã tích hợp với Optimism, làm tăng giá trị và tiềm năng của dự án.

5.2. Arbitrum

Arbitrum, một Layer 2 trên Ethereum, sử dụng công nghệ Optimistic Rollups để cải thiện tốc độ và khả năng mở rộng của các smart contract. Điểm nổi bật của Arbitrum là người dùng có thể tương tác như thể họ đang sử dụng Ethereum Layer 1, nhưng với chi phí thấp hơn đáng kể.

Arbitrum tương thích hoàn toàn với Ethereum Virtual Machine (EVM), cho phép các nhà phát triển sử dụng ngôn ngữ lập trình Solidity mà không cần thay đổi mã nguồn. Điều này đảm bảo an toàn và bảo mật cho người dùng khi tương tác với các dự án Layer 2. Với Arbitrum, người dùng có thể thực hiện giao dịch nhanh chóng với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ so với Ethereum Mainnet, giúp giảm bớt gánh nặng phí gas và tăng cường trải nghiệm người dùng.

Theo DefiLlama, Total Value Locked (TVL) của Arbitrum hiện có 3284 tỷ USD, phản ánh sự tin tưởng và chấp nhận rộng rãi của cộng đồng trong việc mở rộng hệ sinh thái Ethereum.

6. Kết luận

Qua bài viết trên, có thể thấy Optimistic Rollups là giải pháp mở rộng Layer 2 đầy hứa hẹn, được kỳ vọng sẽ có những đóng góp đáng kể vào sự tăng trưởng và phát triển của mạng Blockchain cũng như các hệ thống tiền điện tử tiên tiến.

Hy vọng bài viết trên đã giúp bạn hiểu rõ hơn về Optimistic Rollup. Hãy tiếp tục theo dõi website của chúng tôi để cập nhật thêm nhiều thông tin hữu ích khác nhé.

Đọc thêm: