Nền

Vào ngày 10 tháng 4, A16z Crypto đã phát hành giải pháp không bằng chứng Jolt để tăng tốc và đơn giản hóa các hoạt động mở rộng blockchain. Jolt tích hợp SNARK (Chứng minh tóm tắt không tương tác), cho phép các nhà phát triển nhanh chóng tạo ra các giải pháp SNARK dựa trên L2. Nhóm cũng tuyên bố rằng Jolt nhanh gấp đôi so với các zkVM hiện tại. Công nghệ ZK đã trở thành một trong những chủ đề chính trong ngành công nghiệp tiền điện tử, với ZK-Rollup được Vitalik ca ngợi là một giải pháp dài hạn cho khả năng mở rộng của Ethereum. Việc A16z phát hành Jolt từ tháng 8 năm ngoái đến việc phát hành chính thức trong năm nay cho thấy rằng ZK-Rollup vẫn là một hướng dẫn dài hạn đòi hỏi nỗ lực khó khăn. ZK-Rollup đã thu hút nhiều người chơi, tạo ra các hạng mục kỹ thuật tinh vi hơn để phân biệt giữa các dự án. Sự tương thích của nó với EVM là tiêu chuẩn phân loại đại diện nhất.

EVM, do lý do lịch sử, có nhiều thiết kế không thân thiện với ZK. Tuy nhiên, nhiều dự án hiện có được xây dựng trên EVM trong những giai đoạn đầu và ZK-Rollup vẫn được xem là một giải pháp tăng khả năng mở rộng trong tương lai. Do đó, đa số lớn các dự án ZK-Rollup tự nhiên đối mặt với sự cân nhắc giữa việc tương thích hơn với EVM hoặc tương thích hơn với ZK.

ZKM được ủy quyền bởi Metis DAO tiếp cận một cách cơ bản hơn và đề xuất một giải pháp zkMIPS toàn cầu. zkMIPS đạt được việc chuyển đổi từ quá trình thực thi chương trình thành ZKP bằng cách sử dụng bộ chỉ thị MIPS cấp thấp hơn. Ngoài khả năng tương thích với EVM, nó cũng có thể tương thích với các VM khác, như MoveVM và RustVM, cho phép ZK-Rollup mở cánh cửa của mình cho một loạt các nhà phát triển đa dạng hơn.

Bài viết này sẽ cung cấp độc giả hiểu rõ về những nỗ lực và tiến triển của Metis trong ZK và Sequencer phi tập trung.

ZKM và Hybrid Rollups: Một Sự Kết Hợp của OP và ZK

Hiệu suất đáng kinh ngạc của Metis trên thị trường không thể tách rời khỏi cơ chế Hybrid Rollups đổi mới của nó, kết hợp bằng chứng gian lận và bằng chứng hợp lệ để thể hiện những điểm mạnh của cả hai.

Công nghệ zkMIPS của ZKM cung cấp hỗ trợ tương thích vững chắc cho Hybrid Rollups của Metis, giúp Metis đạt được sự tích hợp hữu cơ của ZK và EVM.

2.1 Cơ chế và Ưu điểm của Hybrid Rollups

Trong Hybrid Rollups, vai trò chính bao gồm:

• Sequencer: Đảm nhận việc nhận và xử lý giao dịch người dùng, xác định thứ tự tối ưu của các giao dịch, và đóng gói chúng để phát hành cho lớp công nhận và lớp khả năng truy cập dữ liệu.
• Các đề xuất viên: Đánh giá các giao dịch và gốc trạng thái được gửi bởi Sequencer và ghi lại chúng trên Chuỗi Cam kết Trạng thái (SCC).
• Xác minh viên: Xác minh các gốc trạng thái trên chuỗi Rollup để đảm bảo tính chính xác của giao dịch và ngăn chặn hành vi gian lận.

Trong các giải pháp L2 tiêu chuẩn, Sequencer thu thập và xử lý các giao dịch, sau đó xuất bản dữ liệu giao dịch lên mạng chính Ethereum (L1). Quá trình này yêu cầu xác nhận và xác nhận dữ liệu cuối cùng bởi L1 để đảm bảo tính bảo mật và nhất quán.

Nguồn:https://mirror.xyz/msfew.eth/WQJaOcFkpTOZLns8MBQaCS4OepRoaZ7uoctnLAnalVw

Hybrid Rollups áp dụng một phương pháp kết hợp khi xử lý và tối ưu hóa giao dịch L2. Các bước cụ thể như sau:

1. Bắt đầu và xử lý giao dịch:

• Người dùng khởi tạo giao dịch tại L2.
• Bộ xử lý chuỗi nhận và xử lý các giao dịch này và xác định thứ tự của chúng trong Chuỗi Giao dịch Canon (CTC).

1. Trạng thái nộp và xác minh:

• Người đề xuất đánh giá giao dịch và gửi gốc trạng thái đến SCC.
• Các máy xác minh kiểm tra gốc trạng thái trong SCC để đảm bảo nó chính xác.

1. Tạo và xác minh chứng minh không biết:

• Prover đọc dữ liệu từ L1 và tạo ra chứng minh ZK. Điều này là một tính năng quan trọng của Hybrid Rollups, cho phép hệ thống xác minh tính hợp lệ của giao dịch mà không tiết lộ nội dung giao dịch cụ thể.
• Khi bằng chứng ZK được tạo ra, Bên Xác minh sẽ bắt đầu quá trình chứng minh gian lận và có thể trừng phạt Bộ xếp nếu không được nộp đúng hạn.

1. Xác nhận cuối cùng về dữ liệu và trạng thái:

• Sau khi chứng minh ZK được xác minh, giao dịch được hoàn tất thông qua hợp đồng thông minh.
• L1 và L2 được kết nối thông qua hợp đồng thông minh để đảm bảo việc chuyển khoản và trạng thái an toàn.

Thiết kế của Hybrid Rollups cung cấp một số lợi ích đáng kể:

• Hiệu suất và hiệu quả về chi phí: Bằng cách sử dụng chứng minh ZK, Hybrid Rollups có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong khi tiêu thụ ít gas hơn.
• Bảo mật nâng cao: Kết hợp chứng minh gian lận truyền thống và chứng minh ZK, có thể đảm bảo an toàn và độ chính xác của giao dịch ngay cả khi gặp phải hành vi độc hại tiềm ẩn.
• Khả năng mở rộng: Sử dụng bằng chứng đệ quy, Hybrid Rollups có thể xử lý các giao dịch quy mô lớn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất, hỗ trợ một loạt ứng dụng blockchain rộng lớn hơn.
• Tương thích và linh hoạt: Hỗ trợ nhiều hợp đồng thông minh và ngôn ngữ lập trình, cho phép các nhà phát triển dễ dàng di dời các ứng dụng hiện có sang Hybrid Rollups.

2.2 Cách zkMIPS Đạt Được Sự Tương Thích Tốt Với ZK

Ý tưởng cốt lõi của ZK là chuyển quá trình thực thi chương trình thành một bằng chứng toán học có thể được xác minh dễ dàng để mọi người có thể dễ dàng xác minh tính chính xác của quá trình thực thi chương trình mà không cần lặp lại chương trình. Khó khăn đặt ra ở việc biến đổi logic chương trình tùy ý thành bằng chứng toán học tương đối ổn định.

Các nhà phát triển thường sử dụng ngôn ngữ cấp cao để phát triển chương trình, và các ngôn ngữ cấp cao khác sử dụng logic khác nhau để “nói chuyện” với phần cứng.

Do đó, các con đường triển khai của các dự án ZK hiện có thường không tương thích với nhau. Scroll viết mạch trực tiếp cho mỗi opcode của EVM, đạt được sự tương đương cấp opcode, điều này phản ánh chính xác EVM, nhưng đồng thời mang lại một lượng kỹ thuật lớn.

Polygon zkEVM tạo ra một máy ảo tùy chỉnh với hiệu suất tối ưu, chuyển đổi bytecode EVM trực tiếp thành bytecode VM và đạt được sự tương đương cấp độ opcode một cách hiệu quả hơn. Tuy nhiên, việc giới thiệu một lượng lớn mã tùy chỉnh có thể dẫn đến sai lệch so với EVM trong dài hạn;

zkSync đã tạo ra máy ảo của mình (SyncVM) và xác định biểu diễn trung gian đại số của mình (AIR) dựa trên thanh ghi, sau đó xây dựng một trình biên dịch chuyên dụng để biên dịch Yul (một ngôn ngữ trung gian có thể được biên dịch thành từ khác nhau của các phiên bản EVM). Mã phần (được xem xét là một phiên bản Solidity cấp thấp) được biên dịch thành LLVM-IR, sau đó được biên dịch thành các chỉ thị cho một máy ảo tùy chỉnh, do đó đạt được tính tương thích cấp độ Solidity, nhưng nó không thể trực tiếp sử dụng các công cụ Ethereum hiện có. Các chuyển đổi cũng có thể yêu cầu thủ tục kiểm định lại.

StarkNet từ bỏ tính tương thích EVM và trực tiếp sử dụng ngôn ngữ cấp thấp của mình (Cairo) để chạy một máy ảo hợp đồng thông minh tùy chỉnh (Cairo VM) để đạt hiệu suất ZK tối ưu.

So với các giải pháp của các dự án trên, ZKM đã chọn một con đường bao quát hơn: zkMIPS.

MIPS, vi stands for “Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages”, is a simply designed microprocessor instruction set that started in 1985.

Nguyên tắc cơ bản của MIPS là giảm các chỉ thị phức tạp của bộ xử lý vi mạch về dạng cơ bản nhất của chúng, từ đó tăng tốc độ xử lý và giảm độ phức tạp khi thực thi các chương trình.

Trong hệ thống zkMIPS, tập lệnh này được sử dụng để thực hiện việc chuyển đổi chương trình thành ZK proofs.

Quá trình triện khai của zkMIPS như sau:

• Chương trình chuyển đổi sang MIPS: Đầu tiên, hợp đồng thông minh hoặc chương trình được viết bằng ngôn ngữ lập trình cấp cao như Solidity hoặc Rust được biên dịch thành tập lệnh MIPS. Bước này là về việc chuyển đổi trừu tượng cấp cao thành các hoạt động cụ thể có thể thực hiện ở mức cứng của phần cứng.
• Tạo chứng minh ZK: Các hướng dẫn MIPS này sau đó được sử dụng để tạo ra các chứng minh không biết về điều tương ứng. Do tính đơn giản của MIPS, bước này hiệu quả tính toán hơn và có thể tạo ra các chứng minh nhanh hơn mà không phải hy sinh tính bảo mật.

Ưu điểm của zkMIPS

• Tương thích: zkMIPS hỗ trợ cả Solidity tương thích với EVM và các ngôn ngữ lập trình phổ biến khác như Rust và Move. Điều này cho phép zkMIPS phục vụ hệ sinh thái phát triển blockchain rộng lớn hơn, mang đến nhiều khả năng ứng dụng hơn.
• Hiệu quả chi phí: Do vì hiệu quả của bộ chỉ thị MIPS, zkMIPS có thể giảm đáng kể chi phí tính toán khi tạo ra chứng minh không thông báo, tăng cường tính bền vững tổng thể của hệ thống.
• Chứng minh đệ quy: zkMIPS hỗ trợ chứng minh đệ quy, tổng hợp nhiều chứng minh thành một đơn vị dễ quản lý hơn. Điều này rất quan trọng trong việc cải thiện khả năng mở rộng hệ thống.

Các lợi ích của MIPS đã được tích hợp vào các dự án như Optimism. Cơ chế Cannon của Optimism chuyển đổi các chương trình đã thực thi thành MIPS, giúp việc tìm lỗi và thực thi lại dễ dàng và hiệu quả hơn khi quá trình thực thi bị thách thức.

Metis cũng đã đi theo xu hướng này và tích hợp Cannon vào hệ sinh thái của mình. Điều này tiếp tục chứng minh tính thực tiễn và hiệu quả của công nghệ zkMIPS.

Decentralized Sequencer: Phân quyền và Bền vững

Ngoài việc sử dụng Hybrid Rollups để kết hợp những ưu điãm của OP và ZK, Metis cũng tích cực thúc đầu triệt lý phân tích cục kì hành vi của các chuột tự động và đặt mới mỗi trường phân tích cục kì hành vi cho Rollups.

Trong mô hình Rollup truyền thống, mặc dù một Sequencer đơn lẻ có thể xử lý giao dịch và dữ liệu một cách hiệu quả, nhưng cũng tập trung một lượng lớn quyền lực, điều này có thể dẫn đến nhiều rủi ro khác nhau:

• Rủi ro vận hành: Nếu bộ xử lý chuỗi gặp sự cố hoặc bị tấn công, việc xử lý giao dịch của toàn bộ hệ thống sẽ bị chặn.
• Rủi ro kiểm duyệt: Các trình kệch xử có thể xử lý hoặc từ chối giao dịch một cách chọn lọc, điều này có thể hạn chế quyền truy cập của người dùng vào các giao thức hoặc dịch vụ tài chính phi tập trung (DeFi) cụ thể.
• Rủi ro thao tác: Trong việc xếp hạng giao dịch, người xếp hạng có thể ưu tiên các giao dịch của mình và thu được lợi ích không đúng đắn bằng cách tăng phí giao dịch, tức là giá trị tối đa có thể khai thác (MEV).

Để giải quyết các vấn đề trên, Metis đã thiết kế một hồ bơi Sequencer phi tập trung. Nó bao gồm nhiều nút Sequencer cùng nhau tổng hợp, xếp hàng và thực thi giao dịch. Thiết kế này đảm bảo sự công bằng và minh bạch của hệ thống:

• Cơ chế đồng thuận: Hơn hai phần ba các nút Sequencer phải đồng ý về trạng thái của mỗi khối mới trước khi một lô giao dịch có thể được gửi đến Ethereum mainnet (L1).
• Chữ ký tính toán đa bên (MPC): Trước khi lô giao dịch được gửi đến L1, tính xác thực của lô được xác minh thông qua chữ ký MPC để đảm bảo độ chính xác của dữ liệu.

Ưu điểm của Bộ sắp xếp phi tập trung:

• Bảo mật được cải thiện: Thông qua quyết định chung của nhiều nút, nguy cơ thất bại tại một điểm duy nhất được giảm và tính mạnh mẽ cũng như bảo mật của mạng được nâng cao.
• Giảm khả năng bị kiểm duyệt và thao túng: Sự tồn tại của nhiều Sequencers làm cho việc một nút đơn lẻ thao túng hoặc kiểm duyệt giao dịch trở nên khó khăn, bảo vệ quyền tự do giao dịch của người dùng.
• Ổn định và dự phòng: Hệ thống hỗ trợ việc quay mượt của Sequencers, giảm thiểu tác động của sự cố hoặc gián đoạn và cải thiện sự ổn định của toàn bộ mạng lưới.

Trong mô hình Sequencer phi tập trung của Metis, mỗi nút được tạo thành từ một số thành phần chính:

• L2 Geth (bao gồm OP-Node): Trách nhiệm cho việc sắp xếp các giao dịch và lắp ráp các khối.
• Bộ chuyển đổi: phục vụ như một bộ trung gian cho việc tương tác với các bộ phận bên ngoài khác (chủ yếu là các nút PoS).
• Người gửi hàng loạt (Người đề xuất): Chịu trách nhiệm xây dựng các lô giao dịch và gửi chúng đến L1 sau khi nhận được sự chấp thuận từ nhiều Sequencers.
• Nút PoS: Tương tác giữa lớp Ethereum, sự đồng thuận và lớp Metis để đảm bảo tài sản được khóa an toàn và những người xác nhận được thưởng.
• Lớp đồng thuận: Chứa một nhóm các nút Tendermint PoS chạy song song với mạng chính Ethereum để đảm bảo hiệu quả hoạt động mà không làm trở ngại quá trình của mạng chính.

Nguồn:https://ethresear.ch/t/pos-sequencer-pool-decentralizing-an-optimistic-rollup/16760

Thiết kế này cho phép pool Sequencer phi tập trung của Metis không chỉ cải thiện sự công bằng và minh bạch trong xử lý giao dịch mà còn tăng cường an ninh và ổn định của mạng thông qua quyền lực phi tập trung. Tất cả đều là yếu tố quan trọng trong việc xây dựng một hệ sinh thái blockchain đáng tin cậy và bền vững.

Tóm tắt & Triển vọng

Ưu thế về công nghệ và khái niệm của Metis tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển trong tương lai. Hybrid Rollups dựa trên zkMIPS của nó được kỳ vọng sẽ giải quyết vấn đề tương thích cho ZK-Rollup và mang đến một hệ sinh thái phát triển viên đa dạng hơn.

Sự tiến bộ của Bộ phận Sequencer phi tập trung thể hiện tầm nhìn của nhóm về việc theo đuổi sự phi tập trung. Khi hệ sinh thái Metis tiếp tục trưởng thành, chúng tôi có lý do để tin rằng Metis sẽ trở thành một ứng cử viên bất ngờ tiếp tục chạy trong cuộc đua L2 trong tương lai, tạo ra một luồng giá trị ổn định cho người dùng và nhà phát triển.

Tuyên bố:

1. Bài viết này ban đầu có tựa đề là “Khám phá Ưu điểm Công nghệ của Metis” được tái bản từ [ Cộng đồng Biteye]. Tất cả bản quyền thuộc về tác giả gốc [Wilson Lee, người đóng góp chính của Biteye]. Nếu bạn có bất kỳ ý kiến phản đối nào về việc sao chép, vui lòng liên hệ Gate Learnđội, đội sẽ xử lý nó càng sớm càng tốt.

2. Bản quyền: Các quan điểm và ý kiến được thể hiện trong bài viết này chỉ đại diện cho quan điểm cá nhân của tác giả và không hình thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.

3. Các bản dịch của bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi đội ngũ Gate Learn. Trừ khi được nêu, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài báo dịch là không được phép.