การเปิดตัว Ethereum ในปี 2015 ถือเป็นก้าวสําคัญในวิวัฒนาการของเทคโนโลยีบล็อกเชน โดยนําเสนอแพลตฟอร์มสําหรับนวัตกรรมและโซลูชันแบบกระจายอํานาจ อย่างไรก็ตามเมื่อความนิยมของ Ethereum พุ่งสูงขึ้นความสามารถในการปรับขนาดและค่าธรรมเนียมก๊าซที่สูงก็กลายเป็นความท้าทายที่น่าเกรงขาม แม้จะมีอุปสรรคเหล่านี้ Ethereum ยังคงแน่วแน่ในการแสวงหาความสามารถในการปรับขนาดได้อย่างมากโดยไม่กระทบต่อการกระจายอํานาจหรือความปลอดภัย
ในการศึกษาวิธีการขยายของ Ethereum และความสมดุลที่ซับซ้อนระหว่างความสามารถในการขยาย, ความปลอดภัย, และการกระจายอำนาจ, จำเป็นต้องเข้าใจ Blockchain Trilemma—แนวคิดพื้นฐานในเทคโนโลยีบล็อกเชน บทความนี้สำรวจภูมิทัศน์ที่หลากหลายของวิธีการขยาย, รวมถึงวิธีการ On-chain และ Off-chain โดยเน้นที่วิธีการ Roll-up โดยเปรียบเทียบ Optimistic และ Zero-Knowledge Roll-ups, บทความนี้มุ่งเน้นให้เข้าใจถึงการแลกเปลี่ยนที่ซับซ้อนและประโยชน์ของแต่ละวิธี, เปิดเผยถึงผลกระทบของมันสำหรับอนาคตของ Ethereum และระบบนิติบล็อกเชนทั้งหลาย
คุณลักษณะสามประการหลักของบล็อกเชนคือความสามารถในการขยายขนาด ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจ
นั้นหมายถึงการรักษาระบบเครือข่ายไว้จากการโจมตี และการให้ความมั่นคงปลอดภัยและป้องกันการปลอมแปลงของธุรกรรมทั้งหมด
นี่หมายถึงการกระจายอำนาจของเครือข่ายเพื่อให้ไม่มีองค์กรเดียวครอบครองอำนาจมากเกินไป มันเกี่ยวกับการให้เครือข่ายทำงานโดยหลายๆ โหนด ไม่ใช่แค่หน่วยงานกลางเดียว
นี่คือความสามารถของเครือข่ายในการจัดการจำนวนธุรกรรมมากๆ อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเมื่อมีการเติบโต
แหล่งที่มา: Ethereum
การที่บล็อกเชนไม่สามารถบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ได้พร้อมกันเรียกว่า "Blockchain Trilemma" การเสริมสร้างสิ่งหนึ่งบ่อยครั้งหมายถึงการเสียสละผู้อื่นและ trilemma นี้เชื่อว่าจะ จํากัด การยอมรับเทคโนโลยีและศักยภาพอย่างรุนแรง ตามภาพประกอบระดับการกระจายอํานาจที่มากขึ้น (คนที่รับผิดชอบมากขึ้น) อาจส่งผลให้เครือข่ายที่ปรับขนาดได้น้อยลงด้วยธุรกรรมที่ช้าลงเนื่องจากโหนดจํานวนมากต้องเห็นด้วยกับการทําธุรกรรม อย่างไรก็ตามเมื่อความสามารถในการปรับขนาดเพิ่มขึ้น (ธุรกรรมเกิดขึ้นเร็วขึ้น) อาจจําเป็นต้องลด "การกระจายอํานาจ" (มีโหนดน้อยลงในการควบคุม) ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อความปลอดภัย กฎระเบียบที่เข้มงวดและโหนดที่น้อยลงอาจทําให้ธุรกรรมช้าลงและรวมศูนย์มากขึ้นซึ่งอาจ จํากัด ความสามารถในการปรับขนาดและการกระจายอํานาจของเครือข่ายหากความปลอดภัยได้รับความสําคัญเป็นอันดับแรก
กระบวนการขยายขอบเขตบนเชือกซึ่งเกิดการปรับเปลี่ยนกับโปรโตคอลเมนเน็ตชั้น 1 ของ Ethereum ซึ่งเดิมที่ตั้งใจที่จะขยายขนาดผ่านการแบ่งของบล็อกเชนเป็นพื้นที่ที่เชื่อถือได้ขนาดเล็กขึ้น โดยการใช้การแนบข้อมูลที่ถูกกว่าไปยังบล็อก Ethereum ทำให้เกิดการเกิด rollups ชั้นที่ 2 เป็นเทคนิคการขยายขอบเขตหลัก
โซลูชันการขยายมาตรฐานนอกเชือกซึ่งในทางตรงกันข้าม ไม่ขึ้นอยู่กับชั้นที่ 1 ของ Ethereum และไม่ต้องการการเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลใดๆ พวกเขาได้รับความสามารถในการขยายขึ้นโดยการประมวลผลธุรกรรมนอกจาก Ethereum mainnet และพวกเขาได้รับความปลอดภัยโดยตรงจากความเห็นชอบของ Ethereum หรือผ่านเชื่อมโยงของลูกโซ่ โซลูชันชั้นที่ 2 เหล่านี้
แหล่งที่มา: DappRadar
Roll-ups ซึ่งได้รับการรับประกันโดย Ethereum เพิ่มขีดความสามารถในการขยายของ Ethereum โดยการประมวลผลและการตรวจสอบธุรกรรมนอกเชือกแล้วส่งสรุปย่อยของธุรกรรมไปยัง mainnet ผลลัพธ์คือ Ethereum L1 mainnet จัดการกับข้อมูลและการคำนวณน้อยลงซึ่งทำให้เร็วขึ้นและลดต้นทุนการทำธุรกรรม
การออกและเข้าเป็นกระบวนการในการย้ายเงินระหว่าง Ethereum และ layer 2 (L2) ซึ่งเป็นวิธีการในการขยายของ
Zero-knowledge (ZK) และ Optimistic Roll-ups เป็นสองประเภทของ Ethereum’s Scaling Solutions
Zero-knowledge Roll-ups หรือที่รู้จักกันดีว่า ZK roll-ups สมมติว่าทุกธุรกรรมเป็นเท็จจนกว่าจะพิสูจน์ได้ว่าถูกต้องผ่านศิษย์ศาสตร์ที่เรียกว่า Zero-knowledge proofs (ZKPs) ที่เป็นความต่างที่ชัดเจนจากคู่แข่งที่เต็มไปด้วยความสดใส ที่นี่ผู้ตรวจพิสูจน์ว่าธุรกรรมนั้นถูกต้องโดยไม่เปิดเผยรายละเอียดของธุรกรรมใด ๆ นี้ทำโดยการโพสต์พิสูจน์ความถูกต้องไปยัง Ethereum โดยการกำจัดความจำเป็นของข้อมูลธุรกรรมในเครือข่าย ตัวอย่างของ Zero-Knowledge roll-ups รวมถึง Starknet, zkSync, และ Loopring
Source: เนอร์วอส
นี่คือวิธีที่อนุญาตให้ 'prover' สามารถแสดงความจริงของคำพูดต่อ 'verifier' โดยไม่เปิดเผยข้อมูลใด ๆ นอกเหนือจากความจริงของคำพูด มันรักษาความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยในการตรวจสอบข้อเรียกร้องโดยไม่เปิดเผยข้อมูลในพื้นฐาน
โปรโตคอลช่วยให้สามารถยืนยันความสมบูรณ์ของคำบอกเล่าได้โดยไม่ต้องรู้อะไรเพิ่มเติมเกี่ยวกับมัน มันกระชับและไม่ต้องปฏิสัมพันธ์ ซึ่งหมายความว่าพิสูจน์เล็กและการยืนยันเร็ว ต้องการเพียงการติดต่อเพียงครั้งเดียวเท่านั้น
คล้ายกับ ZK-SNARKs แต่ออกแบบให้สามารถมีขนาดใหญ่และโปร่งใส ทำให้เร็วขึ้นสำหรับชุดข้อมูลขนาดใหญ่และปลอดจากความจำเป็นต้องมีการตั้งค่าที่เชื่อถือได้ แม้ว่าพวกเขาจะสร้างพิสูรขนาดใหญ่
การส่งธุรกรรมของผู้ใช้: ผู้ใช้เริ่มต้นการทำธุรกรรมโดยการลงนามด้วยกุญแจส่วนตัวของพวกเขา ธุรกรรมเหล่านี้ถูกส่งไปยังผู้ดำเนินการ ZK-rollup
การประมวลผลของผู้ประกอบการ: ผู้ประกอบการ ทั้งซีเควนเซอร์และผู้ตรวจสอบ จะได้รับธุรกรรมของผู้ใช้ ซีเควนเซอร์จะดำเนินการธุรกรรมนอกเชือก รวมถึงการรวมกลุ่มกันเป็นชุด และเสนอชุดเหล่านี้ไปยังบล็อกเชนของ Ethereum อย่างสม่ำเสมอ ผู้ตรวจสอบจะดำเนินการธุรกรรมในระบบพิสดานและเสนอชุดใหม่ๆ ขึ้นอยู่กับขนาดของการเสี่ยง
การบีบอัดและส่ง: ก่อนที่จะส่งไปยัง Ethereum ผู้ดำเนินการจะบีบอัดข้อมูลธุรกรรมเพื่อลดข้อมูลการโทรขนาด ข้อมูลที่บีบอัดนี้จากนั้นจะถูกรวมอยู่ในธุรกรรม Ethereum และถูกส่งไปยังสัญญาอัจฉริยะ ZK-rollup
การสำรองบนเชื่อมโยง: สัญญาอัจฉริยะของ Ethereum ได้รับข้อมูลชุดและตรวจสอบความสมบูรณ์ของมัน มันจะอัปเดตต้นไม้สถานะของ rollup ด้วยธุรกรรมใหม่ ๆ และเก็บราก Merkle ของสถานะที่อัปเดตนี้
การสร้างพิสูจน์ที่ไม่รู้เพียงอย่างเดียว: ผู้ดำเนินการ ZK-roll-up สร้างพิสูจน์ที่ไม่รู้เพียงเพื่อทุกชุด พิสูจน์เหล่านี้ให้การรับรองทางคริปโตว่าการเปลี่ยนสถานะถูกต้องโดยไม่เปิดเผยข้อมูลที่ละเอียดอ่อน
การส่งข้อความพิสูจน์: ผู้ดำเนินการส่งพิสูจน์ที่ไม่เป็นที่รู้ให้กับสัญญาผู้ตรวจสอบของ Ethereum สัญญานี้ตรวจสอบพิสูจน์และรับรองว่าการเปลี่ยนสถานะที่เสนอเป็นสถานะที่ถูกต้อง
การอัปเดตรากของสถานะ: เมื่อยืนยันสำเร็จภาพรวมที่ไม่เปิดเผยของ Ethereum การอัปเดตสมาร์ทคอนแทรคท์บนรากสถานะของ rollup ด้วยราก Merkle ใหม่ที่คำนวณจากชุดธุรกรรมล่าสุด
ปฏิสัมพันธ์ของผู้ใช้: ผู้ใช้สามารถทำการติดต่อกับ ZK-rollup โดยการฝากสินทรัพย์ลงบน Ethereum, เริ่มต้นธุรกรรม และถอนเงิน การฝากเงินทำโดยการส่งสินทรัพย์ไปยังสัญญา rollup, ในขณะที่การถอนเงินเกี่ยวข้องกับการส่งคำขอพร้อมกับข้อความที่จำเป็นไปยังสัญญา
การตรวจสอบและดำเนินการ: สัญญา roll-up ทำการตรวจสอบคำขอถอนเงินเพื่อให้แน่ใจว่าถูกต้องและมีหลักฐานที่จำเป็นเพียงพอ หลังจากการตรวจสอบแล้ว สัญญาจะดำเนินการทำการถอนเงินโดยโอนสินทรัพย์ไปยังที่อยู่ที่ระบุของผู้ใช้บน Ethereum mainnet
Zero-Knowledge (ZK) roll-ups เป็นวิธีการที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกรณีที่ต้องการความสมดุลระหว่างความเป็นส่วนตัว ประสิทธิภาพ และความปลอดภัย นี่คือบางกรณีการใช้งานของ zero knowledge roll-ups
ZK-roll-ups สามารถยืนยันตัวตนของบุคคลโดยไม่เปิดเผยข้อมูลส่วนตัวที่เป็นเครื่องหมาย คุณลักษณะที่รักษาความเป็นส่วนตัวนี้มีความคุ้มค่าสำหรับการรับรองความปลอดภัยและการจัดการผู้ใช้
โหนดบล็อกเชนสามารถตรวจสอบธุรกรรมโดยไม่ต้องเข้าถึงข้อมูลธุรกรรมโดยตรง ZK-rollups ทำให้การโอนเงินได้รับความลับและมีประสิทธิภาพ พร้อมรักษาความปลอดภัย
ระบบลงคะแนนต้องรักษาความไม่ระบุตัวตนและความเชื่อถือได้ในการเลือกตั้งพร้อมอนุญาตให้ประชาชนตรวจสอบผลลัพธ์
Optimistic roll-ups ขยายขอบเขตของ Ethereum โดยย้ายธุรกรรมออกจากเชนและเพียงโพสต์ข้อมูลบนเชนเท่านั้น พวกเขาสมมติและเชื่อว่าธุรกรรมนอกเชนเป็นสมบูรณ์โดยไม่ตรวจสอบมัน อย่างไรก็ตาม optimistic roll-ups ใช้ fraud proofs เพื่อตรวจจับข้อผิดพลาดหรือการฉ้อโกงในธุรกรรมนอกเชน 2 แบรนด์ยอดนิยมที่สุดของ Optimistic rollups คือ Arbitrum และ Optimism.
ช่วงเวลาท้าทายคือเวลาที่มาหลังจากแบทช์การซึ่งถูกส่งไปยังเครือข่ายอีเธอเรียม ผู้ใดก็สามารถท้าทายความถูกต้องของธุรกรรม roll-up ในช่วงเวลานี้ หลังจากช่วงท้าทาย แบทช์การซึ่งถูกส่งไปยังเครือข่ายอีเธอเรียมถือว่าถูกต้องถ้าไม่มีการท้าทาย ในทวิตราคม โปรโตคอลจะทำการรันธุรกรรมใหม่และเอาเป็นโทษผู้สั่งตามที่ถามถูกหากการพิสูจน์โกหกประสบความสำเร็จ
ที่มา:Nervos.org
การส่งธุรกรรมที่เริ่มต้นโดยผู้ใช้: บนเครือข่ายโอพติมิสติกโรลอัพ ผู้ใช้เริ่มทำธุรกรรม ซีเควนเซอร์หรือตัวดำเนินการ จะได้รับธุรกรรมนี้
การรวมรวมธุรกรรมและส่งข้อมูลโซ่: ผู้ดำเนินการรวบรวมธุรกรรมทั้งหมดเหล่านี้เข้าไปในบล็อกและลดขนาดของข้อมูลโดยการบีบอัด สร้างชุดของธุรกรรมที่พร้อมสำหรับการประมวลผล ตามมานั้นผู้ดำเนินการจะส่งชุดของธุรกรรมไปยังเครือข่าย Ethereum ข้อมูลธุรกรรมถูกจัดแพ็คในขั้นตอนนี้และโพสต์บน Ethereum เป็นข้อมูลการเรียก
ความพร้อมในการใช้ข้อมูลบน Ethereum: Ethereum บันทึกข้อมูลธุรกรรมที่โพสต์/ส่งออกภายในข้อมูลการเรียกบนบล็อกเชนของตน นี้จะช่วยให้ข้อมูลธุรกรรมพร้อมใช้งานสำหรับการอ้างอิงในอนาคต
การเปลี่ยนสถานะและความในใจ: ผู้ตรวจสอบบนเครือข่ายโรลอัพแบบเตรียมใจที่เชื่อมต่อกัน เรียกอีกชื่อว่าซีเควนเซอร์ในบางกรณี ดำเนินการธุรกรรมโดยใช้สถานะปัจจุบันของโซลอัพเชนที่เก็บไว้นอกเชน พวกเขายืนยันความถูกต้องของธุรกรรมและอัพเดตสถานะโซลอัพตามนั้น หลังจากการประมวลผลธุรกรรม ผู้ประกอบการจะยืนยันสถานะใหม่ของโซลอัพเชนโดยการสร้างรากสถานะใหม่ รากนี้ถูกแฮชและเก็บไว้ในเชนเป็นการอ้างอิงถึงสถานะล่าสุดของโซลอัพ
การตรวจจับและพิสูจน์การทุจริยาคม: ผู้ตรวจสอบจะเฝ้าดูความแตกต่างระหว่างสถานะที่ดำเนินการของตนเองกับสถานะที่เสนอของผู้ประกอบการโดยการตรวจสอบโซ่ roll-up ผู้ตรวจสอบอาจเริ่มต้นทดสอบเพื่อทักท้วงความถูกต้องของบล็อก roll-up หากพบความไมตรงกัน ในกรณีของทดสอบผู้ตรวจสอบสามารถให้พิสูจน์การทุจริยาคมถึง Ethereum ซึ่งเป็นการแสดงความไมสอดคล้องในบล็อก roll-up พิสูจน์เหล่านี้เป็นหลักฐานของกิจกรรมทุจริยาคมและเปิดการลงโทษสำหรับผู้ประกอบการที่ไม่ซื่อสัตย์
การตัดสินและการแก้ไขข้อโต้แย้ง: Ethereum เป็นผู้ตัดสินในกระบวนการการแก้ไขข้อโต้แย้ง มันจะประเมินหลักฐานการโกงที่ถูกให้โดยผู้ท้าทายและบังคับโทษต่อผู้ดำเนินการหากพฤติกรรมที่โกงได้รับการยืนยัน
ความสมบูรณ์และการตัดสิน: เมื่อบล็อก roll-up ได้รับการยอมรับบน Ethereum มันจะมีความสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าธุรกรรมภายในจะถือว่าชำรุดและไม่สามารถย้อนกลับได้อีกต่อไป การตัดสินนี้จะช่วยให้ผู้ใช้มั่นใจในความสมบูรณ์ของธุรกรรมของพวกเขาบนเครือข่าย roll-up แบบ optimistic
Optimistic roll-ups ที่ต้องการการเข้าถึงที่มีประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันที่ใช้อีเธอร์เรียม พร้อมรักษาความเชื่อมั่นและความปลอดภัย ทำให้เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับกรณีการใช้งานต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งรวมถึง
โอพติมิสติกโรล-อัพสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำธุรกรรมอย่างมีนัยสำคัญสำหรับแพลตฟอร์ม DeFi โดยทำให้การโต้ตอบที่เร็วและถูกกว่ากับโปรโตคอลเช่นการให้ยืมเงิน การซื้อขาย และการเกษียณผลผลิต
ในแอปพลิเคชันเกม ที่มีความสำคัญของปฏิสัมพันธ์แบบเรียลไทม์และการยืนยันการกระทำในเกมอย่างรวดเร็ว โดยภาคเสมือนให้ทางเลือกในการประมวลผลธุรกรรมนอกเชน โดยรักษาความปลอดภัยผ่านการโพสต์ข้อมูลบนเชน
โรลอัพเพิร์ชินิสติกสามารถให้บริการกระบวนการโซ่อุปทานโดยการจัดการธุรกรรมขนาดใหญ่นอกเชือกเพื่อลดปัญหาการแออัดบนเครือข่ายหลักของ Ethereum ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการติดตามสินค้า การยืนยันความถูกต้อง และการจัดการสินค้าคงคลัง
การตรวจสอบเอกลักษณ์และการจัดการโปรไฟล์ผู้ใช้สามารถได้ประโยชน์จาก optimistic roll-ups โดยการโอนภาระการคำนวณและการจัดเก็บสถานะ พรอโตคอลเหล่านี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของธุรกรรมที่เกี่ยวกับเอกลักษณ์
การเปรียบเทียบระหว่าง Optimistic และ Zero-Knowledge Roll-ups ย้ำถึงวิธีการที่ละเอียดอ่อนในการขยายขอบเขตและความปลอดภัยภายในนิเวศ Ethereum ในขณะที่ Optimistic Roll-ups ให้ความสำคัญกับความเร็วในการทำธุรกรรมและความเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐาน Ethereum ที่มีอยู่ ส่วน Zero-Knowledge Roll-ups โดดเด่นในการรักษาความเป็นส่วนตัวและความสมบูรณ์ทางคริปโตกราฟิก ทั้งสองวิธีการนี้แสดงความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีบล็อกเชน ซึ่งให้ประโยชน์ที่ไม่เหมือนใครและต้องพอใจกับกรณีการใช้งานที่หลากหลาย
เมื่อเอเทอเรียมยังคงเจริญเติบโต การนำเข้าและปรับปรุงโซลูชัน roll-up เหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญในการรูปร่างอนาคตของการเงินที่ไม่มีการแลกเปลี่ยน เหรียญที่ไม่สามารถแลกเปลี่ยน และแอปพลิเคชันบล็อกเชนอื่น ๆ การยอมรับความหลากหลายของโซลูชันในการขยายขอบเขตนี้ย้ำให้เห็นถึงการทุ่มเทความตั้งใจของเอเทอเรียมในนวัตกรรมและความทนทานในการเอาชนะความท้าทายทางประสิทธิภาพในขณะที่ยึดมั่นกับหลักการหลักของความปลอดภัยและการกระจายกำลัง
การเปิดตัว Ethereum ในปี 2015 ถือเป็นก้าวสําคัญในวิวัฒนาการของเทคโนโลยีบล็อกเชน โดยนําเสนอแพลตฟอร์มสําหรับนวัตกรรมและโซลูชันแบบกระจายอํานาจ อย่างไรก็ตามเมื่อความนิยมของ Ethereum พุ่งสูงขึ้นความสามารถในการปรับขนาดและค่าธรรมเนียมก๊าซที่สูงก็กลายเป็นความท้าทายที่น่าเกรงขาม แม้จะมีอุปสรรคเหล่านี้ Ethereum ยังคงแน่วแน่ในการแสวงหาความสามารถในการปรับขนาดได้อย่างมากโดยไม่กระทบต่อการกระจายอํานาจหรือความปลอดภัย
ในการศึกษาวิธีการขยายของ Ethereum และความสมดุลที่ซับซ้อนระหว่างความสามารถในการขยาย, ความปลอดภัย, และการกระจายอำนาจ, จำเป็นต้องเข้าใจ Blockchain Trilemma—แนวคิดพื้นฐานในเทคโนโลยีบล็อกเชน บทความนี้สำรวจภูมิทัศน์ที่หลากหลายของวิธีการขยาย, รวมถึงวิธีการ On-chain และ Off-chain โดยเน้นที่วิธีการ Roll-up โดยเปรียบเทียบ Optimistic และ Zero-Knowledge Roll-ups, บทความนี้มุ่งเน้นให้เข้าใจถึงการแลกเปลี่ยนที่ซับซ้อนและประโยชน์ของแต่ละวิธี, เปิดเผยถึงผลกระทบของมันสำหรับอนาคตของ Ethereum และระบบนิติบล็อกเชนทั้งหลาย
คุณลักษณะสามประการหลักของบล็อกเชนคือความสามารถในการขยายขนาด ความปลอดภัย และการกระจายอำนาจ
นั้นหมายถึงการรักษาระบบเครือข่ายไว้จากการโจมตี และการให้ความมั่นคงปลอดภัยและป้องกันการปลอมแปลงของธุรกรรมทั้งหมด
นี่หมายถึงการกระจายอำนาจของเครือข่ายเพื่อให้ไม่มีองค์กรเดียวครอบครองอำนาจมากเกินไป มันเกี่ยวกับการให้เครือข่ายทำงานโดยหลายๆ โหนด ไม่ใช่แค่หน่วยงานกลางเดียว
นี่คือความสามารถของเครือข่ายในการจัดการจำนวนธุรกรรมมากๆ อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเมื่อมีการเติบโต
แหล่งที่มา: Ethereum
การที่บล็อกเชนไม่สามารถบรรลุเป้าหมายเหล่านี้ได้พร้อมกันเรียกว่า "Blockchain Trilemma" การเสริมสร้างสิ่งหนึ่งบ่อยครั้งหมายถึงการเสียสละผู้อื่นและ trilemma นี้เชื่อว่าจะ จํากัด การยอมรับเทคโนโลยีและศักยภาพอย่างรุนแรง ตามภาพประกอบระดับการกระจายอํานาจที่มากขึ้น (คนที่รับผิดชอบมากขึ้น) อาจส่งผลให้เครือข่ายที่ปรับขนาดได้น้อยลงด้วยธุรกรรมที่ช้าลงเนื่องจากโหนดจํานวนมากต้องเห็นด้วยกับการทําธุรกรรม อย่างไรก็ตามเมื่อความสามารถในการปรับขนาดเพิ่มขึ้น (ธุรกรรมเกิดขึ้นเร็วขึ้น) อาจจําเป็นต้องลด "การกระจายอํานาจ" (มีโหนดน้อยลงในการควบคุม) ซึ่งอาจมีผลกระทบต่อความปลอดภัย กฎระเบียบที่เข้มงวดและโหนดที่น้อยลงอาจทําให้ธุรกรรมช้าลงและรวมศูนย์มากขึ้นซึ่งอาจ จํากัด ความสามารถในการปรับขนาดและการกระจายอํานาจของเครือข่ายหากความปลอดภัยได้รับความสําคัญเป็นอันดับแรก
กระบวนการขยายขอบเขตบนเชือกซึ่งเกิดการปรับเปลี่ยนกับโปรโตคอลเมนเน็ตชั้น 1 ของ Ethereum ซึ่งเดิมที่ตั้งใจที่จะขยายขนาดผ่านการแบ่งของบล็อกเชนเป็นพื้นที่ที่เชื่อถือได้ขนาดเล็กขึ้น โดยการใช้การแนบข้อมูลที่ถูกกว่าไปยังบล็อก Ethereum ทำให้เกิดการเกิด rollups ชั้นที่ 2 เป็นเทคนิคการขยายขอบเขตหลัก
โซลูชันการขยายมาตรฐานนอกเชือกซึ่งในทางตรงกันข้าม ไม่ขึ้นอยู่กับชั้นที่ 1 ของ Ethereum และไม่ต้องการการเปลี่ยนแปลงโปรโตคอลใดๆ พวกเขาได้รับความสามารถในการขยายขึ้นโดยการประมวลผลธุรกรรมนอกจาก Ethereum mainnet และพวกเขาได้รับความปลอดภัยโดยตรงจากความเห็นชอบของ Ethereum หรือผ่านเชื่อมโยงของลูกโซ่ โซลูชันชั้นที่ 2 เหล่านี้
แหล่งที่มา: DappRadar
Roll-ups ซึ่งได้รับการรับประกันโดย Ethereum เพิ่มขีดความสามารถในการขยายของ Ethereum โดยการประมวลผลและการตรวจสอบธุรกรรมนอกเชือกแล้วส่งสรุปย่อยของธุรกรรมไปยัง mainnet ผลลัพธ์คือ Ethereum L1 mainnet จัดการกับข้อมูลและการคำนวณน้อยลงซึ่งทำให้เร็วขึ้นและลดต้นทุนการทำธุรกรรม
การออกและเข้าเป็นกระบวนการในการย้ายเงินระหว่าง Ethereum และ layer 2 (L2) ซึ่งเป็นวิธีการในการขยายของ
Zero-knowledge (ZK) และ Optimistic Roll-ups เป็นสองประเภทของ Ethereum’s Scaling Solutions
Zero-knowledge Roll-ups หรือที่รู้จักกันดีว่า ZK roll-ups สมมติว่าทุกธุรกรรมเป็นเท็จจนกว่าจะพิสูจน์ได้ว่าถูกต้องผ่านศิษย์ศาสตร์ที่เรียกว่า Zero-knowledge proofs (ZKPs) ที่เป็นความต่างที่ชัดเจนจากคู่แข่งที่เต็มไปด้วยความสดใส ที่นี่ผู้ตรวจพิสูจน์ว่าธุรกรรมนั้นถูกต้องโดยไม่เปิดเผยรายละเอียดของธุรกรรมใด ๆ นี้ทำโดยการโพสต์พิสูจน์ความถูกต้องไปยัง Ethereum โดยการกำจัดความจำเป็นของข้อมูลธุรกรรมในเครือข่าย ตัวอย่างของ Zero-Knowledge roll-ups รวมถึง Starknet, zkSync, และ Loopring
Source: เนอร์วอส
นี่คือวิธีที่อนุญาตให้ 'prover' สามารถแสดงความจริงของคำพูดต่อ 'verifier' โดยไม่เปิดเผยข้อมูลใด ๆ นอกเหนือจากความจริงของคำพูด มันรักษาความเป็นส่วนตัวและความปลอดภัยในการตรวจสอบข้อเรียกร้องโดยไม่เปิดเผยข้อมูลในพื้นฐาน
โปรโตคอลช่วยให้สามารถยืนยันความสมบูรณ์ของคำบอกเล่าได้โดยไม่ต้องรู้อะไรเพิ่มเติมเกี่ยวกับมัน มันกระชับและไม่ต้องปฏิสัมพันธ์ ซึ่งหมายความว่าพิสูจน์เล็กและการยืนยันเร็ว ต้องการเพียงการติดต่อเพียงครั้งเดียวเท่านั้น
คล้ายกับ ZK-SNARKs แต่ออกแบบให้สามารถมีขนาดใหญ่และโปร่งใส ทำให้เร็วขึ้นสำหรับชุดข้อมูลขนาดใหญ่และปลอดจากความจำเป็นต้องมีการตั้งค่าที่เชื่อถือได้ แม้ว่าพวกเขาจะสร้างพิสูรขนาดใหญ่
การส่งธุรกรรมของผู้ใช้: ผู้ใช้เริ่มต้นการทำธุรกรรมโดยการลงนามด้วยกุญแจส่วนตัวของพวกเขา ธุรกรรมเหล่านี้ถูกส่งไปยังผู้ดำเนินการ ZK-rollup
การประมวลผลของผู้ประกอบการ: ผู้ประกอบการ ทั้งซีเควนเซอร์และผู้ตรวจสอบ จะได้รับธุรกรรมของผู้ใช้ ซีเควนเซอร์จะดำเนินการธุรกรรมนอกเชือก รวมถึงการรวมกลุ่มกันเป็นชุด และเสนอชุดเหล่านี้ไปยังบล็อกเชนของ Ethereum อย่างสม่ำเสมอ ผู้ตรวจสอบจะดำเนินการธุรกรรมในระบบพิสดานและเสนอชุดใหม่ๆ ขึ้นอยู่กับขนาดของการเสี่ยง
การบีบอัดและส่ง: ก่อนที่จะส่งไปยัง Ethereum ผู้ดำเนินการจะบีบอัดข้อมูลธุรกรรมเพื่อลดข้อมูลการโทรขนาด ข้อมูลที่บีบอัดนี้จากนั้นจะถูกรวมอยู่ในธุรกรรม Ethereum และถูกส่งไปยังสัญญาอัจฉริยะ ZK-rollup
การสำรองบนเชื่อมโยง: สัญญาอัจฉริยะของ Ethereum ได้รับข้อมูลชุดและตรวจสอบความสมบูรณ์ของมัน มันจะอัปเดตต้นไม้สถานะของ rollup ด้วยธุรกรรมใหม่ ๆ และเก็บราก Merkle ของสถานะที่อัปเดตนี้
การสร้างพิสูจน์ที่ไม่รู้เพียงอย่างเดียว: ผู้ดำเนินการ ZK-roll-up สร้างพิสูจน์ที่ไม่รู้เพียงเพื่อทุกชุด พิสูจน์เหล่านี้ให้การรับรองทางคริปโตว่าการเปลี่ยนสถานะถูกต้องโดยไม่เปิดเผยข้อมูลที่ละเอียดอ่อน
การส่งข้อความพิสูจน์: ผู้ดำเนินการส่งพิสูจน์ที่ไม่เป็นที่รู้ให้กับสัญญาผู้ตรวจสอบของ Ethereum สัญญานี้ตรวจสอบพิสูจน์และรับรองว่าการเปลี่ยนสถานะที่เสนอเป็นสถานะที่ถูกต้อง
การอัปเดตรากของสถานะ: เมื่อยืนยันสำเร็จภาพรวมที่ไม่เปิดเผยของ Ethereum การอัปเดตสมาร์ทคอนแทรคท์บนรากสถานะของ rollup ด้วยราก Merkle ใหม่ที่คำนวณจากชุดธุรกรรมล่าสุด
ปฏิสัมพันธ์ของผู้ใช้: ผู้ใช้สามารถทำการติดต่อกับ ZK-rollup โดยการฝากสินทรัพย์ลงบน Ethereum, เริ่มต้นธุรกรรม และถอนเงิน การฝากเงินทำโดยการส่งสินทรัพย์ไปยังสัญญา rollup, ในขณะที่การถอนเงินเกี่ยวข้องกับการส่งคำขอพร้อมกับข้อความที่จำเป็นไปยังสัญญา
การตรวจสอบและดำเนินการ: สัญญา roll-up ทำการตรวจสอบคำขอถอนเงินเพื่อให้แน่ใจว่าถูกต้องและมีหลักฐานที่จำเป็นเพียงพอ หลังจากการตรวจสอบแล้ว สัญญาจะดำเนินการทำการถอนเงินโดยโอนสินทรัพย์ไปยังที่อยู่ที่ระบุของผู้ใช้บน Ethereum mainnet
Zero-Knowledge (ZK) roll-ups เป็นวิธีการที่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานต่าง ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับกรณีที่ต้องการความสมดุลระหว่างความเป็นส่วนตัว ประสิทธิภาพ และความปลอดภัย นี่คือบางกรณีการใช้งานของ zero knowledge roll-ups
ZK-roll-ups สามารถยืนยันตัวตนของบุคคลโดยไม่เปิดเผยข้อมูลส่วนตัวที่เป็นเครื่องหมาย คุณลักษณะที่รักษาความเป็นส่วนตัวนี้มีความคุ้มค่าสำหรับการรับรองความปลอดภัยและการจัดการผู้ใช้
โหนดบล็อกเชนสามารถตรวจสอบธุรกรรมโดยไม่ต้องเข้าถึงข้อมูลธุรกรรมโดยตรง ZK-rollups ทำให้การโอนเงินได้รับความลับและมีประสิทธิภาพ พร้อมรักษาความปลอดภัย
ระบบลงคะแนนต้องรักษาความไม่ระบุตัวตนและความเชื่อถือได้ในการเลือกตั้งพร้อมอนุญาตให้ประชาชนตรวจสอบผลลัพธ์
Optimistic roll-ups ขยายขอบเขตของ Ethereum โดยย้ายธุรกรรมออกจากเชนและเพียงโพสต์ข้อมูลบนเชนเท่านั้น พวกเขาสมมติและเชื่อว่าธุรกรรมนอกเชนเป็นสมบูรณ์โดยไม่ตรวจสอบมัน อย่างไรก็ตาม optimistic roll-ups ใช้ fraud proofs เพื่อตรวจจับข้อผิดพลาดหรือการฉ้อโกงในธุรกรรมนอกเชน 2 แบรนด์ยอดนิยมที่สุดของ Optimistic rollups คือ Arbitrum และ Optimism.
ช่วงเวลาท้าทายคือเวลาที่มาหลังจากแบทช์การซึ่งถูกส่งไปยังเครือข่ายอีเธอเรียม ผู้ใดก็สามารถท้าทายความถูกต้องของธุรกรรม roll-up ในช่วงเวลานี้ หลังจากช่วงท้าทาย แบทช์การซึ่งถูกส่งไปยังเครือข่ายอีเธอเรียมถือว่าถูกต้องถ้าไม่มีการท้าทาย ในทวิตราคม โปรโตคอลจะทำการรันธุรกรรมใหม่และเอาเป็นโทษผู้สั่งตามที่ถามถูกหากการพิสูจน์โกหกประสบความสำเร็จ
ที่มา:Nervos.org
การส่งธุรกรรมที่เริ่มต้นโดยผู้ใช้: บนเครือข่ายโอพติมิสติกโรลอัพ ผู้ใช้เริ่มทำธุรกรรม ซีเควนเซอร์หรือตัวดำเนินการ จะได้รับธุรกรรมนี้
การรวมรวมธุรกรรมและส่งข้อมูลโซ่: ผู้ดำเนินการรวบรวมธุรกรรมทั้งหมดเหล่านี้เข้าไปในบล็อกและลดขนาดของข้อมูลโดยการบีบอัด สร้างชุดของธุรกรรมที่พร้อมสำหรับการประมวลผล ตามมานั้นผู้ดำเนินการจะส่งชุดของธุรกรรมไปยังเครือข่าย Ethereum ข้อมูลธุรกรรมถูกจัดแพ็คในขั้นตอนนี้และโพสต์บน Ethereum เป็นข้อมูลการเรียก
ความพร้อมในการใช้ข้อมูลบน Ethereum: Ethereum บันทึกข้อมูลธุรกรรมที่โพสต์/ส่งออกภายในข้อมูลการเรียกบนบล็อกเชนของตน นี้จะช่วยให้ข้อมูลธุรกรรมพร้อมใช้งานสำหรับการอ้างอิงในอนาคต
การเปลี่ยนสถานะและความในใจ: ผู้ตรวจสอบบนเครือข่ายโรลอัพแบบเตรียมใจที่เชื่อมต่อกัน เรียกอีกชื่อว่าซีเควนเซอร์ในบางกรณี ดำเนินการธุรกรรมโดยใช้สถานะปัจจุบันของโซลอัพเชนที่เก็บไว้นอกเชน พวกเขายืนยันความถูกต้องของธุรกรรมและอัพเดตสถานะโซลอัพตามนั้น หลังจากการประมวลผลธุรกรรม ผู้ประกอบการจะยืนยันสถานะใหม่ของโซลอัพเชนโดยการสร้างรากสถานะใหม่ รากนี้ถูกแฮชและเก็บไว้ในเชนเป็นการอ้างอิงถึงสถานะล่าสุดของโซลอัพ
การตรวจจับและพิสูจน์การทุจริยาคม: ผู้ตรวจสอบจะเฝ้าดูความแตกต่างระหว่างสถานะที่ดำเนินการของตนเองกับสถานะที่เสนอของผู้ประกอบการโดยการตรวจสอบโซ่ roll-up ผู้ตรวจสอบอาจเริ่มต้นทดสอบเพื่อทักท้วงความถูกต้องของบล็อก roll-up หากพบความไมตรงกัน ในกรณีของทดสอบผู้ตรวจสอบสามารถให้พิสูจน์การทุจริยาคมถึง Ethereum ซึ่งเป็นการแสดงความไมสอดคล้องในบล็อก roll-up พิสูจน์เหล่านี้เป็นหลักฐานของกิจกรรมทุจริยาคมและเปิดการลงโทษสำหรับผู้ประกอบการที่ไม่ซื่อสัตย์
การตัดสินและการแก้ไขข้อโต้แย้ง: Ethereum เป็นผู้ตัดสินในกระบวนการการแก้ไขข้อโต้แย้ง มันจะประเมินหลักฐานการโกงที่ถูกให้โดยผู้ท้าทายและบังคับโทษต่อผู้ดำเนินการหากพฤติกรรมที่โกงได้รับการยืนยัน
ความสมบูรณ์และการตัดสิน: เมื่อบล็อก roll-up ได้รับการยอมรับบน Ethereum มันจะมีความสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าธุรกรรมภายในจะถือว่าชำรุดและไม่สามารถย้อนกลับได้อีกต่อไป การตัดสินนี้จะช่วยให้ผู้ใช้มั่นใจในความสมบูรณ์ของธุรกรรมของพวกเขาบนเครือข่าย roll-up แบบ optimistic
Optimistic roll-ups ที่ต้องการการเข้าถึงที่มีประสิทธิภาพในแอปพลิเคชันที่ใช้อีเธอร์เรียม พร้อมรักษาความเชื่อมั่นและความปลอดภัย ทำให้เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับกรณีการใช้งานต่าง ๆ ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ซึ่งรวมถึง
โอพติมิสติกโรล-อัพสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการทำธุรกรรมอย่างมีนัยสำคัญสำหรับแพลตฟอร์ม DeFi โดยทำให้การโต้ตอบที่เร็วและถูกกว่ากับโปรโตคอลเช่นการให้ยืมเงิน การซื้อขาย และการเกษียณผลผลิต
ในแอปพลิเคชันเกม ที่มีความสำคัญของปฏิสัมพันธ์แบบเรียลไทม์และการยืนยันการกระทำในเกมอย่างรวดเร็ว โดยภาคเสมือนให้ทางเลือกในการประมวลผลธุรกรรมนอกเชน โดยรักษาความปลอดภัยผ่านการโพสต์ข้อมูลบนเชน
โรลอัพเพิร์ชินิสติกสามารถให้บริการกระบวนการโซ่อุปทานโดยการจัดการธุรกรรมขนาดใหญ่นอกเชือกเพื่อลดปัญหาการแออัดบนเครือข่ายหลักของ Ethereum ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการติดตามสินค้า การยืนยันความถูกต้อง และการจัดการสินค้าคงคลัง
การตรวจสอบเอกลักษณ์และการจัดการโปรไฟล์ผู้ใช้สามารถได้ประโยชน์จาก optimistic roll-ups โดยการโอนภาระการคำนวณและการจัดเก็บสถานะ พรอโตคอลเหล่านี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของธุรกรรมที่เกี่ยวกับเอกลักษณ์
การเปรียบเทียบระหว่าง Optimistic และ Zero-Knowledge Roll-ups ย้ำถึงวิธีการที่ละเอียดอ่อนในการขยายขอบเขตและความปลอดภัยภายในนิเวศ Ethereum ในขณะที่ Optimistic Roll-ups ให้ความสำคัญกับความเร็วในการทำธุรกรรมและความเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐาน Ethereum ที่มีอยู่ ส่วน Zero-Knowledge Roll-ups โดดเด่นในการรักษาความเป็นส่วนตัวและความสมบูรณ์ทางคริปโตกราฟิก ทั้งสองวิธีการนี้แสดงความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีบล็อกเชน ซึ่งให้ประโยชน์ที่ไม่เหมือนใครและต้องพอใจกับกรณีการใช้งานที่หลากหลาย
เมื่อเอเทอเรียมยังคงเจริญเติบโต การนำเข้าและปรับปรุงโซลูชัน roll-up เหล่านี้จะมีบทบาทสำคัญในการรูปร่างอนาคตของการเงินที่ไม่มีการแลกเปลี่ยน เหรียญที่ไม่สามารถแลกเปลี่ยน และแอปพลิเคชันบล็อกเชนอื่น ๆ การยอมรับความหลากหลายของโซลูชันในการขยายขอบเขตนี้ย้ำให้เห็นถึงการทุ่มเทความตั้งใจของเอเทอเรียมในนวัตกรรมและความทนทานในการเอาชนะความท้าทายทางประสิทธิภาพในขณะที่ยึดมั่นกับหลักการหลักของความปลอดภัยและการกระจายกำลัง