Giới thiệu loại coin

Trong Phần I , chúng tôi đã đề cập đến khái niệm về khả năng tương tác của blockchain và tầm quan trọng của nó sẽ chỉ tăng lên khi các L1, L2 và chuỗi ứng dụng thay thế xuất hiện. Lượng vốn lớn được di chuyển trên các cây cầu khiến chúng trở thành mục tiêu hấp dẫn của tin tặc và vào năm 2022, chúng ta đã chứng kiến 2,5 tỷ USD bị mất do các lỗ hổng trong hợp đồng thông minh và đa chữ ký. Trong số tất cả các vụ khai thác xảy ra vào năm đó, 69% đáng kinh ngạc có liên quan đến các cây cầu.

Nguyên nhân của những tổn thất này là do lỗi ở bước Xác minh bắc cầu, trong đó cơ chế tin cậy được sử dụng để xác minh tính hợp lệ của giao dịch được củng cố bởi con người và nhiều chữ ký:

1. Cây cầu của Ronin được bảo đảm bằng 5 trên 9 multisig. 4 trình xác thực được vận hành bởi một bên và bị xâm phạm trong một lần, khiến trình xác thực thứ 5 trở thành một trình kích hoạt dễ dàng
2. Harmony Bridge được bảo mật bằng 2 trong số 5 multisig đã bị xâm phạm bằng các phương pháp không xác định, mặc dù nghi ngờ là kỹ thuật xã hội
3. Khóa riêng của Multichain là một 'multisig' được nắm giữ một cách hiệu quả bởi một người

Với những lỗ hổng này, bước Xác minh trong quy trình bắc cầu sẽ được thực hiện tốt hơn nhiều bằng các phương pháp giảm thiểu độ tin cậy dựa vào mã và toán học.

Đây là lúc Bằng chứng đồng thuận xuất hiện như một giải pháp tiềm năng. Cách tiếp cận này dựa vào việc xác minh sự đồng thuận blockchain của chuỗi nguồn và sử dụng bằng chứng kiến thức bằng 0 để chứng thực tính hợp lệ của giao dịch trước khi phát hành tiền đến đích.

Có rất nhiều điều cần giải thích, vì vậy trước tiên hãy xác định ý nghĩa của chúng tôi bằng cách xác minh sự đồng thuận của blockchain.

Xác minh trạng thái/'sự đồng thuận' của chuỗi khối nguồn

Về cốt lõi, blockchain là sổ cái ghi lại các giao dịch giữa các tài khoản được duy trì bởi các nút không tin cậy lẫn nhau. Vì có nhiều nút xác thực mạng blockchain nên phải đạt được thỏa thuận giữa những người xác nhận này về việc khối nào được thêm gần đây nhất, tức là họ phải đạt được 'sự đồng thuận' ở trạng thái mới nhất.

Nguồn: Chuyển thể từ Ethereum EVM minh họa

Việc xác minh sự đồng thuận của chuỗi nguồn trên chuỗi đích một cách đáng tin cậy là chìa khóa để bắc cầu vì nếu bạn có thể xác minh khối mới nhất của chuỗi nguồn theo cách giảm thiểu độ tin cậy, thì bạn sẽ xác định được 'sự thật' mới nhất và sau đó thoải mái thực hiện hành động tương ứng trên chuỗi đích.

Xác minh sự đồng thuận của chuỗi nguồn để cho phép kết nối

Để bắc cầu, giao thức cần xác định rằng giao dịch 'gửi tiền' trên chuỗi nguồn đã được thực hiện hợp lệ. Trong thực tế, điều này liên quan đến việc xác minh hai điều:

1. Bước 1. Xác minh sự đồng thuận của blockchain, tức là khối chúng tôi đang truy vấn là một phần hợp lệ trong trạng thái toàn cầu của chuỗi nguồn; Và
2. Bước 2. Kiểm tra xem giao dịch cụ thể hay không, tức là giao dịch 'gửi tiền' có được đưa vào khối hay không (điều này có thể được chứng minh bằng bằng chứng Merkle Inclusion)

Sau khi xác minh cả hai, chuỗi đích có thể giải phóng tài sản cho người dùng.

Thì đấy, tài sản đã được bắc cầu.

Về lý thuyết, điều này nghe có vẻ đơn giản, nhưng phần khó khăn nằm ở bước 1: không dễ dàng để một hợp đồng thông minh trên một chuỗi xác minh sự đồng thuận của một chuỗi khác (điển hình là Ethereum với tư cách là chuỗi nguồn).

Những thách thức hiện tại với việc xác minh sự đồng thuận để bắc cầu

Thách thức đầu tiên cần chỉ ra là các blockchain khác nhau có cơ chế đồng thuận khác nhau và việc chứng minh sự đồng thuận trên mỗi chuỗi nguồn đòi hỏi công việc kỹ thuật rất cụ thể để thiết lập. Điều này có nghĩa là bước đồng thuận xác minh sẽ cần được tùy chỉnh cho từng chuỗi nguồn. Hiện tại, hãy tập trung vào việc chứng minh sự đồng thuận của Ethereum vì nó có thị phần TVL lớn nhất và là cầu nối người dùng L1 điển hình.

Ethereum có một bộ trình xác thực lớn gồm hơn 700.000 trong số đó có hơn 21.000 trình xác thực bỏ phiếu cho một khối trong một vị trí. Để đạt được tính cuối cùng, một khối phải nhận được phiếu bầu từ ⅔ bộ xác thực, tương đương với 450.000 phiếu bầu của người xác thực. Xác minh sự đồng thuận hoàn toàn có nghĩa là kiểm tra tính hợp lệ của 450.000 chữ ký.

Một phương pháp ít phức tạp hơn để kiểm tra sự đồng thuận của Ethereum liên quan đến 'giao thức client nhẹ'. Điều này sử dụng một ủy ban đồng bộ hóa (512 trình xác nhận được chọn ngẫu nhiên cứ sau 27,3 giờ) để chứng thực rằng khối mới nhất được đề xuất là hợp lệ. Ở đây, xác minh sự đồng thuận có nghĩa là kiểm tra tính hợp lệ của 512 chữ ký tổng hợp.

Trong bối cảnh bắc cầu, một hợp đồng thông minh trên chuỗi đích có thể sử dụng giao thức máy khách nhẹ và hoạt động như một 'máy khách nhẹ' trên chuỗi để xác minh trạng thái mới nhất của chuỗi nguồn và đảm bảo 'tiền gửi' được thực hiện. Nếu hài lòng, hợp đồng thông minh sẽ giải phóng tiền trên chuỗi đích.

Xác minh sự đồng thuận chuỗi nguồn (trên Ethereum) thông qua ủy ban đồng bộ hóa

Cách tiếp cận này không thực tế lắm vì việc xác minh 512 chữ ký tổng hợp trực tiếp trong hợp đồng thông minh trên chuỗi là cực kỳ tốn kém nếu không biên dịch trước do trình xác thực Ethereum sử dụng chữ ký BLS.

Khi đó, chìa khóa để biến điều này thành hiện thực là thực hiện bước xác minh ngoài chuỗi…

…và đây chính là lúc Bằng chứng đồng thuận xuất hiện.

Giải pháp: Bằng chứng đồng thuận về chữ ký của ủy ban đồng bộ

Bằng chứng kiến thức bằng không đã nổi lên như một giải pháp khả thi để giúp các chuỗi khối thực hiện các phép tính tốn kém ngoài chuỗi và xác minh kết quả trên chuỗi. Điều này cho phép một hợp đồng thông minh bắc cầu trên chuỗi đích chuyển các tính toán tốn kém (như xác thực sự đồng thuận của chuỗi nguồn) sang một trình chứng minh không có kiến thức ngoài chuỗi:

1. Người chứng thực sẽ xác minh chữ ký và tạo ra Bằng chứng đồng thuận - tức là bằng chứng không có kiến thức ngắn gọn chứng minh rằng khối này là khối hợp lệ tiếp theo, vì nó đã nhận được ⅔ chứng thực của ủy ban đồng bộ hóa. Bằng chứng này xác minh sự đồng thuận của chuỗi khối nguồn (Bước 1. từ trên).
2. Sau khi tính hợp lệ của một khối được chứng minh, chúng tôi có thể chứng minh rằng giao dịch là một phần của khối này (Bước 2. từ trên) bằng cách sử dụng bằng chứng bao gồm Merkle. (Ngoài ra, bằng chứng không có kiến thức có thể được tạo ra ngoài chuỗi và được xác minh bằng hợp đồng thông minh trên chuỗi đích cho cùng mục đích).

Việc xác minh bằng bằng chứng zk cho phép chúng tôi tiến gần hơn đến việc bắc cầu giảm thiểu sự tin cậy

Sau hai bước này, hợp đồng thông minh đích có thể giải phóng tiền trên chuỗi đích một cách an toàn.

Sử dụng Bằng chứng đồng thuận để xác minh trạng thái chuỗi khối nguồn là một bước quan trọng hướng tới việc bắc cầu giảm thiểu độ tin cậy, nhưng việc dựa vào giao thức máy khách nhẹ và trình xác thực 512 có một số hạn chế (được nêu rõ trong bảng bên dưới).

Những hạn chế khi dựa vào ủy ban đồng bộ để xác minh sự đồng thuận

Do đó, một số nhóm đang nỗ lực chứng minh sự đồng thuận hoàn toàn của Ethereum, đây là một nhiệm vụ phức tạp và sẽ liên quan đến việc xác minh 450.000 chữ ký tại thời điểm viết bài. Làm như vậy trong một mạch không có kiến thức không phải là điều dễ dàng - nhưng các nhóm như Polyhedra Network và Succinct đã cam kết đạt được điều này.

Còn gì tuyệt vời hơn việc chứng minh 512 chữ ký? 450.000 chữ ký!

Mạng Polyhedra gần đây đã thông báo rằng họ đã quản lý để xác minh 21.000 chữ ký xác thực ký một khối tại một vị trí nhất định trong ZK và đang nỗ lực xác minh tất cả 450.000 chữ ký. Bạn có thể tìm thêm thông tin chi tiết về cách tiếp cận và hệ thống chứng minh của họ trong bài báo zkBridge của họ.

Khi chúng tôi có thể xác minh sự đồng thuận Ethereum đầy đủ ở mức không có kiến thức, việc xác minh sự đồng thuận của các chuỗi khác với bộ xác thực nhỏ hơn ở mức không có kiến thức sẽ tương đối đơn giản.

Rủi ro khi sử dụng bằng chứng kiến thức bằng không

Mặc dù công nghệ không kiến thức và Bằng chứng đồng thuận giải quyết khả năng có thể sai sót của con người, nhưng cuộc thảo luận sẽ không đầy đủ nếu không thừa nhận một số rủi ro phát sinh khi sử dụng chúng trong quá trình bắc cầu.

Công nghệ không có kiến thức đang thay đổi nhanh chóng khi các thuật toán và hệ thống mới tiếp tục xuất hiện. Một số cách triển khai này chưa được kiểm tra và có thể chứa các lỗ hổng, khiến chúng dễ bị khai thác khi có động cơ khuyến khích đáng kể. Hơn nữa, ngay cả sau khi kiểm tra, các hệ thống mật mã phức tạp như vậy có thể chứa các vectơ tấn công chưa được phát hiện sẽ được xác định và khắc phục theo thời gian để đạt đến trạng thái hoàn thiện, sẵn sàng chiến đấu.

Hơn nữa, vẫn còn phải xem khối lượng giao dịch mà chi phí tạo ra và xác minh bằng chứng không có kiến thức sẽ được khấu hao đủ để được coi là hiệu quả về mặt chi phí.

Xây dựng đội

Để kết luận, chúng tôi sẽ nêu bật một số giải pháp xây dựng của người chơi trong không gian này. Mặc dù họ có những cách tiếp cận và tiếp cận thị trường hơi khác nhau nhưng họ đang vượt qua các giới hạn của những gì kết nối dựa trên zk có thể làm và báo trước sự xuất hiện của khả năng tương tác giảm thiểu sự tin cậy.

Trong số đó chúng tôi có:

1. Mạng Polyhedra đã thiết kế và triển khai giao thức zkBridge và có thể được sử dụng để chứng thực trạng thái của chuỗi khác. zkBridge hiện hỗ trợ kết nối trên hơn 20 L1 và L2, bao gồm Ethereum, Polygon, Binance Smart Chain, Optimism, Arbitrum. Mạng Polyhedra đã tích hợp cả bằng chứng dựa trên ủy ban đồng bộ hóa và bằng chứng dựa trên sự đồng thuận hoàn toàn với LayerZero để tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối dựa trên zk.
2. Succinct Labs đang phát triển các ứng dụng khách nhẹ dựa trên zk để chứng thực trạng thái của Ethereum và tạo điều kiện kết nối giữa Gnosis Chain & Ethereum dưới dạng chuỗi nguồn và Gnosis, Arbitrum, Avax, Binance Smart Chain, Optimism và Polygon dưới dạng chuỗi đích
3. Electron Labs tập trung vào việc xây dựng các phương pháp tiếp cận cầu nối giữa Ethereum và hệ sinh thái Cosmos
4. Polymer Labs nhằm mục đích mở rộng kết nối IBC trên các chuỗi khác nhau thông qua Polymer Hub, nơi thực thi ngữ nghĩa vận chuyển IBC hoặc TAO trên các chuỗi được kết nối. Polymer Hub cũng cho phép mô hình tương tác dạng lưới có đặc tính chia tỷ lệ được cải thiện so với mô hình p2p hoặc hub và nan hoa.
5. Lagrange Labs sẽ sử dụng các ủy ban tiểu bang của riêng họ (được bảo đảm bằng việc đặt cược lại Eigenlayer) để chứng thực trạng thái của các chuỗi khối. Họ đang nhắm mục tiêu các L2 lạc quan (Arbitrum, Optimism, Base) và các L1 chính làm mục tiêu tiếp cận thị trường của họ

Các nhóm làm việc về Bằng chứng đồng thuận

Phần kết luận

Khả năng tương tác là một phần cốt lõi của cơ sở hạ tầng blockchain. Các hiệp đầu tiên của quá trình bắc cầu đã chứng kiến các cơ chế tin cậy được củng cố bởi nhiều chữ ký và bị tổn hại do sự phụ thuộc vào con người. Bây giờ chúng ta đang bắt đầu chuyển sang lĩnh vực cầu nối được bảo mật bằng mật mã và toán học trở nên khả thi bằng cách áp dụng các bằng chứng không có kiến thức trong bối cảnh bắc cầu.

Trong phần này, chúng tôi đã đề cập đến cách Bằng chứng đồng thuận giúp giải quyết vấn đề bắc cầu bằng cách kiểm tra sự đồng thuận blockchain nguồn cuối cùng mới nhất.

Tuy nhiên, công nghệ này có thể được mở rộng hơn nữa để kiểm tra sự đồng thuận trong lịch sử, cho phép các trường hợp sử dụng chuỗi chéo linh hoạt hơn ngoài việc chỉ kết nối vào thời điểm hiện tại. Và đó là những gì chúng ta sẽ khám phá trong Phần III của loạt bài về Khả năng tương tác: Bằng chứng lưu trữ và các trường hợp sử dụng mà chúng mở khóa.

Tuyên bố từ chối trách nhiệm:

1. Bài viết này được in lại từ [Superscrypt]. Mọi bản quyền thuộc về tác giả gốc [Jacob Ko]. Nếu có ý kiến phản đối việc tái bản này, vui lòng liên hệ với nhóm Gate Learn, họ sẽ xử lý kịp thời.
2. Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm pháp lý: Các quan điểm và ý kiến trình bày trong bài viết này chỉ là của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Việc dịch bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi nhóm Gate Learn. Trừ khi được đề cập, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài viết đã dịch đều bị cấm.