Công nghệ ZK Rollup

Như đã giải thích trong mô-đun trước, zkRollup là công nghệ đằng sau zkSync. Giải pháp khả năng mở rộng Lớp 2 này được thiết kế để tăng cường thông lượng giao dịch của Ethereum và giảm chi phí mà không ảnh hưởng đến bảo mật.

ZkRollup hoạt động bằng cách tổng hợp nhiều giao dịch ngoài chuỗi thành một lô duy nhất. Lô này sau đó được xử lý ngoài chuỗi và một bằng chứng mật mã được gọi là zkSNARK (Zero-Knowledge Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) được tạo ra để xác minh tính đúng đắn của các giao dịch. Bằng chứng này được gửi đến mạng chính Ethereum để xác minh, đảm bảo rằng các giao dịch được an toàn và hợp lệ mà không cần xử lý từng giao dịch riêng lẻ trên chuỗi.

So sánh với Optimistic Rollups

Optimistic Rollups giả định các giao dịch mặc định là hợp lệ và chỉ thực hiện tính toán để phát hiện gian lận nếu có bất kỳ bên nào tham gia nêu lên thách thức. Mặc dù chúng giảm chi phí gas, nhưng cần một giai đoạn tranh chấp, có thể làm trì hoãn quá trình hoàn tất và giải quyết.

ZKRollups cung cấp tính cuối cùng ngay lập tức và tăng cường bảo mật, vì nó loại bỏ cần thiết của một giai đoạn tranh chấp. Nói chung, chúng được coi là an toàn và hiệu quả hơn nhưng cũng phức tạp hơn trong việc triển khai về mặt kiến trúc.

Ưu điểm chính của công nghệ zkRollup là khả năng tăng hiệu suất giao dịch trong khi duy trì các tiêu chuẩn bảo mật cao cho các side chain và main chain.

Dữ liệu sẵn có trên chuỗi và biện pháp bảo mật

Sự sẵn có của dữ liệu rất quan trọng, đặc biệt là khi đến việc đảm bảo tính toàn vẹn và an ninh của các hệ thống rollup như zkSync. Trong zkSync, khái niệm về state diffs được sử dụng để tối ưu hóa việc nộp dữ liệu lên Ethereum. Thay vì đăng tải dữ liệu giao dịch chi tiết, zkSync nộp state diffs, đại diện cho các thay đổi trong trạng thái của blockchain. Phương pháp này giảm lượng dữ liệu cần phải nộp lên mainnet, từ đó giảm chi phí gas.

zkSync có một kiến trúc kỹ thuật được thiết kế để tăng cường khả năng mở rộng và bảo mật cho các giao dịch Ethereum. Kiến trúc này bao gồm nhiều thành phần hoạt động cùng nhau để đạt được khả năng xử lý cao và chi phí giao dịch thấp trong khi vẫn đảm bảo an ninh cho Ethereum mainnet.

Các phần của Kiến trúc ZKSync

Nguồn:@luozhu/BJWtCYpFi"">https://hackmd.io/@luozhu/BJWtCYpFi

Triển khai Node

Node zkSync chịu trách nhiệm nhận và xử lý giao dịch từ người dùng. Nó duy trì trạng thái off-chain và tổng hợp giao dịch vào các lô, sau đó đóng dấu và gửi trên chuỗi. Node đảm bảo dữ liệu giao dịch được xử lý và lưu trữ đúng cách, tạo điều kiện hoạt động hiệu quả của hệ thống zkRollup.

Mạch ZK

Mạch Zero-Knowledge (ZK) là các cấu trúc toán học đại diện cho logic tính toán cần thiết cho các bằng chứng có thể xác minh. Trong zkSync, những mạch này xác định các quy tắc cho việc thực thi giao dịch trong EraVM (máy ảo của zkSync). Các mạch được thiết kế để đảm bảo rằng mỗi giao dịch được xử lý ngoại chuỗi có thể được xác minh trên chuỗi, từ đó duy trì tính toàn vẹn và an ninh của hệ thống.

Prover

Người chứng minh là một thành phần quan trọng xây dựng chứng minh mật mã (zk-SNARKs) cho các giao dịch được xử lý ngoại chuỗi, để chứng minh sự chính xác của việc thực hiện giao dịch khi chúng được gửi đến Ethereum mainnet để xác minh. Vai trò của người chứng minh giúp đảm bảo rằng chỉ có các giao dịch hợp lệ được bao gồm trong zkRollup, từ đó ngăn chặn gian lận và đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu.

EraVM

zkSync sử dụng một máy ảo chuyên biệt được gọi là EraVM, hoạt động trên kiến trúc dựa trên thanh ghi thay vì kiến trúc dựa trên ngăn xếp của Máy ảo Ethereum (EVM). EraVM được tối ưu hóa để tạo ra chứng minh không có thông tin, đơn giản hóa quá trình xác minh các tính toán phức tạp trên chuỗi. Máy ảo này là trung tâm của khả năng xử lý và xác minh giao dịch một cách hiệu quả của zkSync.

Tổng hợp bằng chứng

zkSync sử dụng các kỹ thuật tổng hợp bằng chứng để nâng cao khả năng mở rộng. Tổng hợp bằng chứng đơn giản liên quan đến việc xác minh các bằng chứng độc lập chung trên Ethereum L1, giảm tần suất thanh toán để tiết kiệm phí gas. Tổng hợp bằng chứng phân lớp cho phép các chuỗi ZK hoạt động như các mạng Lớp 3 giải quyết các bằng chứng của chúng vào chuỗi ZK Lớp 2 trung gian, cho phép giao tiếp liên chuỗi và giao dịch nguyên tử nhanh hơn. Cách tiếp cận mô-đun này đảm bảo khả năng mở rộng và xác minh hiệu quả trên mạng.

Chủ quyền và mô-đun

Kiến trúc của zkSync được thiết kế để có chủ quyền và mô-đun, cho phép các nhà phát triển tùy chỉnh chuỗi ZK của họ theo nhu cầu cụ thể. Điều này bao gồm cấu hình trình tự giao dịch, chính sách tính khả dụng của dữ liệu và cơ chế đồng thuận. Thiết kế mô-đun đảm bảo rằng các nhà phát triển có toàn quyền kiểm soát chuỗi của họ, cho phép các giải pháp phù hợp cho các trường hợp sử dụng khác nhau trong khi vẫn đảm bảo khả năng tương thích trong hệ sinh thái Ethereum.

Kiến trúc toàn diện này cho phép zkSync cung cấp các giải pháp có khả năng mở rộng, hiệu quả về chi phí và an toàn cho một loạt các ứng dụng blockchain, từ thị trường DeFi và NFT đến các giải pháp doanh nghiệp và tương tác qua chuỗi khối.

Điểm nổi bật

• Giải thích chi tiết về công nghệ zkRollup và các lợi ích của nó.
• So sánh của zkRollup với các công nghệ rollup khác.
• Giải thích về sẵn có dữ liệu và biện pháp bảo mật trong zkSync.
• Mô tả về các thành phần chính của kiến trúc zkSync và cách chúng tương tác.