Foresight Ventures: Cập nhật Cancun đã đến, những L2 nào đã thích ứng?

Tác giả: Maggie@Foresight Ventures

TL;DR：

• Cập nhật Cancun sẽ được phát hành vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, EIP4844 sắp ra mắt. Danksharding là cốt lõi của lộ trình Ethereum, bản nâng cấp này là bước đầu tiên để thực hiện Danksharding.
• Sau khi Ethereum L2 tương thích với EIP4844, phí giao dịch sẽ giảm mạnh, TPS của L2 sẽ tăng gấp bội. Người dùng sẽ cảm thấy tốc độ giao dịch nhanh hơn, chi phí thấp hơn, trải nghiệm mượt mà hơn và phản hồi nhạy hơn. Sẽ có những ứng dụng Dapp phức tạp và lớn hơn trên các L2 này.
• Việc tích hợp Optimistic rollups với EIP4844 đơn giản hơn, trong khi ZK rollups phức tạp hơn. Ethereum không hỗ trợ hợp đồng biên dịch trước cho đường cong elliptic BLS12-381, dẫn đến một số khó khăn trong việc xác minh ZKP, cản trở tiến độ tích hợp ZK rollups với EIP4844.
• Vấn đề về đường cong elliptic có thể được giải quyết bằng hai cách, 1. Chờ Ethereum biên dịch trước cho đường cong elliptic BLS12-381; 2. Sử dụng một phương pháp chứng minh khác để đạt được mục đích tương tự, sử dụng BN254 được Ethereum hỗ trợ biên dịch trước.
• Hiện tại, Arbitrum, Optimistic, Starknet, zkSync, Scroll, Polygon zkEVM và L2 Morph mới đều đang tích hợp EIP4844. Trong số đó, Arbitrum, Optimistic và Starknet cho biết sẽ thực hiện tích hợp EIP4844 sau khi nâng cấp Cancun. Morph đã tiên phong phát hành giải pháp tích hợp zkSNARK zkEVM sáng tạo, đây sẽ là zkSNARK zkEVM đầu tiên tích hợp EIP4844.

I. Bối cảnh

Năm 2020, Ethereum phát hành "Lộ trình Ethereum tập trung vào Rollup", cùng với bức tranh cuối cùng về Ethereum được Vitalik mô tả trong "Endgame" vào năm sau, đã xác định hướng đi lớn của Ethereum: tối ưu hóa xây dựng lớp cơ sở của Ethereum để phục vụ cho Rollup.

Ethereum đã thiết kế công nghệ phân đoạn Danksharding để nâng cao khả năng sử dụng của Ethereum như một lớp khả dụng dữ liệu. Nó sẽ giảm đáng kể phí giao dịch L2, tăng TPS của Rollup, thực hiện mở rộng lớn cho Ethereum.

Cho đến năm nay, nâng cấp Cancun-Dencun của Ethereum cuối cùng sẽ được phát hành vào ngày 13 tháng 3 năm 2024, EIP4844 sắp ra mắt, bản hard fork này có thể nói là bước đầu tiên để Ethereum thực hiện Danksharding, là cốt lõi trong lộ trình của Ethereum. Về việc DA layer là gì, nguyên lý kỹ thuật của Danksharding, nội dung của EIP4844, xin tham khảo bài viết kỹ thuật mà tôi đã viết năm ngoái: DA (khả dụng dữ liệu) Mùa hè sẽ đến? https://foresightnews.pro/article/detail/33575

II. Nâng cấp Cancun có lợi cho L2 như thế nào?

EIP4844 giới thiệu một loại giao dịch mới, được gọi là giao dịch mang blob. Mỗi giao dịch mang blob có thể "mang" một danh sách Blob. Blob là một gói dữ liệu, khoảng 125 KB. Thời gian lưu trữ của Blob rất ngắn, chỉ 4096 epoch, hơi hơn 18 ngày.

1. Phí giao dịch L2 giảm mạnh. Do Blob không cần lưu trữ vĩnh viễn, Blob lớn hơn và rẻ hơn so với không gian khối. Blob có thể lưu trữ gấp 10 lần dữ liệu so với Calldata với cùng mức tiêu thụ gas. Rollup tương thích với EIP4844 có thể lưu trữ dữ liệu giao dịch trong Blob, giảm phí giao dịch xuống một bậc.
2. TPS của L2 tăng gấp bội. Hiện tại, mỗi khối mục tiêu là 3 Blob, tối đa cho phép 6 Blob. Khối chỉ có 90KB, trong khi mỗi Blob khoảng 125KB. Việc giới thiệu Blob tương đương với việc mở rộng không gian khối thêm vài lần để lưu trữ dữ liệu Rollup, do đó TPS của Rollup cũng có thể tăng gấp bội. Hơn nữa, Toni và Vitalic đã viết trong "On Increasing the Block Gas Limit" rằng, sẽ thông qua việc tăng giới hạn Gas khối và giá của các byte Calldata không bằng 0, để đạt được kích thước khối nhỏ hơn, ít biến hơn, từ đó trong tương lai có thể tăng thêm nhiều Blob. Nhiều Blob hơn sẽ có không gian lưu trữ lớn hơn.

Đối với người dùng cuối, sau khi Ethereum L2 tương thích với EIP4844, tốc độ giao dịch nhanh hơn, chi phí thấp hơn, trải nghiệm mượt mà hơn và phản hồi nhạy hơn. Sẽ có những ứng dụng Dapp phức tạp và lớn hơn trên các L2 này.

III. L2 làm thế nào để tích hợp EIP4844?

L2 làm thế nào để tích hợp EIP4844? Chúng ta cần phân tích Optimistic Rollup và ZK Rollup để thảo luận riêng.

Optimistic Rollups tích hợp EIP4844

Optimistic rollup đảm bảo tính chính xác của việc thực hiện rollup thông qua chứng minh gian lận. Tức là, các nút đầu tiên chọn tin rằng sự chuyển đổi trạng thái là chính xác, trừ khi có ai đó trong khoảng thời gian quy định khởi xướng chứng minh gian lận, chứng minh rằng sự chuyển đổi trạng thái trước đó là không hợp pháp, thì sự chuyển đổi trạng thái đó sẽ bị hủy bỏ.

Tích hợp Optimistic Rollup với EIP4844 tương đối đơn giản hơn so với ZK rollup. Chỉ cần gửi tất cả giao dịch L2 qua giao dịch mang Blob đến L1 là có thể hoàn thành tích hợp. Ngoài ra, cần điều chỉnh chứng minh gian lận để phù hợp với EIP4844, phần này có thể thực hiện từ từ. Dù sao, nhiều optimistic rollup đến nay vẫn chưa ra mắt chứng minh gian lận. Những cái đã ra mắt chứng minh gian lận, phát hiện trong hơn hai năm không có một chứng minh gian lận nào được gửi.

1. Giao dịch L2 gửi: Khi Rollup gửi, sử dụng giao dịch mang Blob, lưu trữ dữ liệu Rollup trong Blob. Payload của giao dịch mang Blob là rlp([tx_payload_body, blobs, commitments, proofs]), trong đó

• txpayloadbody - là TransactionPayloadBody của giao dịch blob tiêu chuẩn EIP-2718.
• blobs - danh sách Blob. Một giao dịch tối đa có thể chứa hai blob.
• commitments - danh sách cam kết KZG của Blob.
• proofs - danh sách chứng minh của Blob và cam kết KZG tương ứng. Chứng minh này sẽ được các nút ETH xác minh.

1. Điều chỉnh chứng minh gian lận:

• Đầu tiên, người chứng minh và người thách thức cần tìm điểm tranh chấp thông qua nhiều vòng tương tác.
• Sau đó, gửi điểm tranh chấp lên L1 để làm phán quyết. Tích hợp EIP4844 có thể còn cần chứng minh rằng dữ liệu của điểm tranh chấp được lưu trữ trong một Blob nào đó.
• Do dữ liệu Blob sẽ bị xóa sau khoảng 18 ngày, nên thời gian thách thức phải trong khoảng thời gian trước khi bị xóa, điều này hiện tại các optimistic rollups đều đáp ứng. Thời gian thách thức thường không quá 7 ngày.

ZK Rollups tích hợp EIP4844

ZK rollup chứng minh rằng sự chuyển đổi trạng thái L2 là chính xác thông qua ZKP. Tích hợp ZK rollup với EIP4844 phức tạp hơn so với optimistic rollup.

1. Giao dịch L2 gửi: Bước này tương tự như Optimistic Rollup.

2. Gửi chứng minh ZK: So với ZK Rollup trước khi tích hợp, ngoài việc thực hiện chứng minh ZKP cho sự chuyển đổi trạng thái, còn cần chứng minh thêm một quá trình. Tức là chứng minh rằng cam kết blob và lô giao dịch là tương ứng, từ đó đảm bảo rằng đầu vào của chứng minh chuyển đổi trạng thái là chính xác.**

   Ví dụ: Mạch ZK cho sự chuyển đổi trạng thái có thể tạo ra chứng minh cho quá trình tính toán a + a = b. Khi (a=1,b=2) và (a=2,b=4) thì chứng minh ZKP tạo ra đều hợp lệ. Do đó, tôi còn cần cung cấp một chứng minh, chứng minh rằng đầu vào tôi đã cung cấp là (a=1,b=2) chứ không phải (a=2,b=4).

   Điều này trước khi tích hợp EIP4844 không cần thực hiện, vì dữ liệu được lưu trữ trực tiếp trong Calldata có thể đọc trực tiếp, đảm bảo rằng đầu vào không bị thay đổi. Sau khi sử dụng EIP4844, dữ liệu Blob không thể đọc trực tiếp, chỉ có thể chứng minh điều này thông qua một mạch mới.

   Việc sử dụng ZK rollup STARK (như Starknet) dễ dàng hơn để thực hiện cơ chế chứng minh này. Trong khi đó, đối với ZK rollup sử dụng SNARK thì có thách thức, lý do là: Cam kết blob của EIP4844 sử dụng đường cong elliptic BLS12-381, trong khi hợp đồng biên dịch trước của ETH chỉ hỗ trợ BN254, do sự khác biệt về đường cong, dẫn đến khó khăn trong việc xác minh cam kết blob hoàn thành chứng minh trong hợp đồng thông minh.

3. Sử dụng zkEVM/zkVM của SNARK cần giải quyết vấn đề không thể tạo ra chứng minh ZK do sự không tương thích của đường cong được đề cập ở điểm 2.

• Chờ Ethereum hỗ trợ hợp đồng biên dịch trước cho BLS12-381. Điều này sẽ mất thời gian dài.
• Áp dụng một phương pháp chứng minh khác để chứng minh. Cần thiết kế mạch mới, phải sử dụng đường cong elliptic BN254 được hợp đồng biên dịch trước hỗ trợ. Hiện tại, chúng tôi thấy Morph đã áp dụng phương pháp này. Điều này cũng khiến Morph trở thành zkEVM đầu tiên hoàn thành tích hợp EIP4844.

Giải pháp tích hợp EIP-4844 zkEVM của Morph xin tham khảo tại: https://medium.com/@morphlayer2/morphs-solution-to-eip-4844-zkevm-integration-7f469910478f

IV. Có những L2 nào đã tích hợp EIP4844?

Tích hợp Optimistic rollup với EIP4844 tương đối dễ dàng.

• Arbitrum sẽ khởi động nâng cấp Arb OS20 vào ngày 14 tháng 3 để thực hiện các thay đổi EIP của nâng cấp Cancun (liên kết bài viết). Arbitrum thuộc Rollup giai đoạn 1, việc gửi giao dịch và chứng minh gian lận đều cần tích hợp EIP4844, độ an toàn tương đối tốt.
• Optimism sẽ khởi động nâng cấp Ecotone vào ngày 14 tháng 3 để hoàn thành tích hợp (liên kết bài viết). Optimistic rollup thuộc Rollup giai đoạn 0, hiện tại chưa có chứng minh gian lận, dễ tích hợp hơn nhưng độ an toàn không cao. Sau khi hoàn thành tích hợp, tất cả các mạng siêu chuỗi trong hệ sinh thái Op cũng sẽ hưởng lợi từ EIP-4844.

Trong ZK rollup, độ khó tích hợp giữa rollup sử dụng STRAK và SNARK là khác nhau.

• Tích hợp rollup sử dụng STARK với EIP4844 dễ hơn, Starknet là một trong những đại diện.
• Starknet đã công bố bài viết cho biết sẽ thực hiện tích hợp EIP4844 sau nâng cấp Cancun(liên kết bài viết).
• zkSync đã hoàn thành việc chuyển đổi từ SNARK sang STARK thông qua nâng cấp Boojum. Đây cũng là chuẩn bị cho nâng cấp EIP4844. Boojun là một hệ thống chứng minh dựa trên STARK. (liên kết bài viết)
• Tích hợp rollup sử dụng SNARK tương đối phức tạp.

Polygon zkEVM dự kiến sẽ ra mắt nâng cấp Feijoa vào tháng 5 để tích hợp EIP-4844. (liên kết bài viết) Scroll thì đã công bố một bài viết giới thiệu về ý tưởng tích hợp EIP4844 vào năm ngoái (liên kết bài viết). Điều ấn tượng nhất là Morph, một Optimistic ZK Rollup, đã tiên phong phát hành giải pháp tích hợp zkSNARK zkEVM cho EIP4844, có thể nói là rollup zkSNARK zkEVM đầu tiên hoàn thành tích hợp EIP4844 (liên kết bài viết). Optimistic ZK Rollup kết hợp lợi thế của hai loại Rollup. Nó lạc quan tin rằng kết quả thực thi mà Sequencer gửi là chính xác, cho phép những người nghi ngờ kết quả khởi xướng thách thức. Chỉ khi có thách thức, người chứng minh mới tạo ra ZKP để chứng minh tính chính xác của kết quả thực thi. Nó có hiệu suất của Optimistic rollup và độ tin cậy của chứng minh ZK rollup.