Giới thiệu loại coin

ZkEVM là một loại tổng hợp không có kiến thức (zk) duy nhất – hoạt động trên mạng Ethereum. Họ xử lý các giao dịch và cho phép các tương tác hiệu quả trên mạng. Các tổng số này cung cấp cho người dùng một số lợi ích bao gồm giao dịch chi phí thấp. Vì vậy, trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá sự đổi mới của zkEVM; làm thế nào nó hoạt động; các loại zkEVM khác nhau; một nghiên cứu về hệ sinh thái và xem xét kỹ hơn các vấn đề mà nó giải quyết.

Giới thiệu: Sự cần thiết của zkEVM

Những người chỉ trích Ethereum đã phàn nàn về tốc độ chậm của nó, tốc độ này đã tăng lên trong những năm qua. Chỉ 10-15 giao dịch có thể được xử lý mỗi giây bởi giao thức cốt lõi, trong thời gian người dùng hoạt động mạnh đã dẫn đến tắc nghẽn mạng và phí giao dịch cao.

Cộng đồng Ethereum đang phát triển tích cực và trong những tháng qua, một số chiến lược mở rộng quy mô đã trở nên phổ biến. Nhiều giải pháp đã được các nhà phát triển khám phá, bao gồm cả sidechains, chuyển các giao dịch sang lớp thứ hai (L2), nơi chúng được xử lý nhanh chóng trước khi được chuyển trở lại chuỗi chính.

Trước đây, điều này có hiệu quả đối với các ứng dụng riêng lẻ, nhưng có một vấn đề là nhiều chuỗi bên trong số này sử dụng các bản tổng hợp được gọi là “lạc quan”.

Mặc dù có nhiều phương pháp, không loại trừ chuỗi bên từ các nhà phát triển, các giải pháp Lớp 2 (L2) từ lâu đã đi đầu trong cuộc trò chuyện mở rộng quy mô. Giải pháp Lớp 2 có tính chất gần như hoàn hảo này đã dần dần được nhìn thấy “sống” trên thị trường với những cải tiến liên tục. Hiện tại, các bản tổng hợp không có kiến thức dường như đang được chú ý.

Máy ảo Ethereum không kiến thức, còn được gọi là zkEVM, là một trong những công nghệ hứa hẹn nhất trong hệ sinh thái Ethereum. Dự án này nhằm mục đích nâng cao chức năng của Máy ảo Ethereum đồng thời tạo ra một bước tiến công nghệ quan trọng sẽ bảo vệ quyền riêng tư của chúng ta khi chúng ta tương tác với các hợp đồng thông minh sử dụng EVM mới này.

Ít nhất là vào năm 2014, zkEVM ban đầu đã được khám phá một cách nhiệt tình và hiện tại công nghệ này gần như đã có thể sử dụng được. Chúng đang được xây dựng bởi các công ty phát triển Ethereum lớn như Polygon và Scroll, và những công ty khác đang gấp rút làm theo.

Xin lưu ý: Sidechains (ví dụ: Polygon, PoS) là các chuỗi thứ cấp hoạt động song song với chuỗi gốc với cơ chế đồng thuận của chúng; chúng được kết nối với chuỗi gốc bằng cầu nối hai chiều.

ZK là gì?

ZK là từ viết tắt của zero-knowledge, mà chúng ta có thể gọi là một từ mật mã để chỉ một bên có thể chứng minh với bên kia rằng điều gì đó là đúng mà không làm rò rỉ bất kỳ thông tin nào khác. Về bản chất, nó cho phép trao đổi dữ liệu riêng tư trong khi vẫn giữ bí mật.

Bằng chứng không có kiến thức cấp cho người dùng khả năng tiết lộ kiến thức của mình về một bí mật mà không thực sự tiết lộ bí mật đó. Điều này về cơ bản là để xác định và cho thấy bạn đang nói sự thật. Người chứng minh và người xác minh đóng hai vai trò chính trong bằng chứng không kiến thức. Người chứng minh phải chứng minh kiến thức về bí mật và người xác minh xác nhận rằng người chứng minh đang nói sự thật.

zkEVM là gì?

Là một phần của các bản tổng hợp không kiến thức (ZK), Máy ảo Ethereum Zero Knowledge (zkEVM) tạo ra các bằng chứng không kiến thức để xác nhận tính chính xác của các chương trình cũng như độ tin cậy của đầu vào và đầu ra được sử dụng trong hoạt động. Chúng là các giải pháp mở rộng quy mô L2 cho Ethereum giúp tăng thông lượng thông qua tính toán ngoài chuỗi và lưu trữ trạng thái. ZkEVM được tạo ra dựa trên công nghệ không kiến thức, cho phép chúng thực hiện các hợp đồng thông minh.

ZK-rollup đang bắt đầu kích hoạt Ethereum DApps với việc giới thiệu các máy ảo không có kiến thức tương thích với EVM.

Điều này sẽ cho phép các nhà phát triển viết hoặc di chuyển hợp đồng thông minh trong khi vẫn duy trì tính phân cấp và bảo mật của Lớp Một (L1) mà không phải thay đổi mã hoặc từ bỏ các công cụ EVM (và hợp đồng thông minh) của họ.

Sau khi tìm hiểu zkEVM là gì, hãy tìm hiểu sâu hơn và phân tích sự phức tạp đằng sau zkEVM, bắt đầu bằng việc hiểu EVM.

Máy ảo Ethereum (EVM)

Ethereum là một công nghệ được biết đến với việc cho phép thực thi máy tính ảo mở và phân tán. Không thể cập nhật hợp đồng thông minh Ethereum đã triển khai và sẵn sàng cho sự kiểm tra thù địch.

Hợp đồng thông minh được sử dụng trong phần lớn các ứng dụng (đấu giá, thị trường dự đoán, quản lý danh tính/danh tiếng, v.v.) để xử lý tiền hoặc xác thực các thực thể bên ngoài. Mã phải đáng tin cậy trong cài đặt này.

EVM hoạt động như thế nào?

Máy ảo Ethereum hoạt động như một máy trạng thái thay đổi trạng thái của nó để đáp ứng với các đầu vào. Mỗi khi một hợp đồng thông minh được thực thi, trạng thái của EVM sẽ thay đổi hoặc có một “sự chuyển đổi trạng thái”. Ngoài các hợp đồng thông minh, là tất cả các chương trình Solidity mà chúng ta có thể thấy trên chuỗi khối, chúng ta có các kho lưu trữ phần mềm cho các dự án DApps mà chúng ta quen thuộc.

Ở đây, chúng ta hãy xem những gì xảy ra trong quá trình giao dịch trong hợp đồng thông minh:

1. Các nút ngang hàng trên tải EVM và thực thi mã byte hợp đồng, được tạo từ mã nguồn.

2. Mã lệnh EVM tương tác với các thành phần trạng thái khác nhau của EVM thông qua mã byte (bộ nhớ, lưu trữ và ngăn xếp).

3. Trước khi trả lại giá trị mới, opcodes EVM tính toán giá trị được lấy từ bộ lưu trữ trạng thái.

Lưu ý: EVM Opcode là tên viết tắt của Ethereum Virtual Machine Operation code, là một phần của hướng dẫn ngôn ngữ máy đưa ra các lệnh về thao tác sẽ được thực hiện.

Hệ sinh thái zkEVM

Mặc dù các thông báo của zkEVM có thể đã gây xôn xao cho các nhà phát triển và các bên liên quan, những người quan tâm đến quyền riêng tư và khả năng mở rộng, nhưng hầu hết các dự án này còn lâu mới hoàn thành.

Đáng chú ý, các dự án này phải đối mặt với một số thách thức khác ngoài việc đi vào hoạt động. Khi các zkEVM tận dụng các thay đổi trong Ethereum, chúng sẽ mở rộng phạm vi phủ sóng của mình và các cải tiến dần dần sẽ diễn ra sau khi hầu hết các dự án này được khởi chạy.

Chắc chắn sẽ có những dự án khác thuộc loại này trong thời gian ngắn, nhưng đây là những dự án lớn nhất và phát triển nhất. Cuối cùng, sự phát triển của chuỗi khối dường như là không thể ngăn cản, như các dự án như zkEVM đã chứng minh.

Tầm quan trọng của zkEVM

Việc tạo ra một zkEVM hoạt động đầy đủ sẽ thúc đẩy việc tạo ra các dự án ZK-rollup tương thích với EVM. Điều này mang lại những lợi ích sau:

1. Khả năng mở rộng an toàn: ZK-rollup cung cấp sự đảm bảo an ninh mạnh mẽ hơn so với các nỗ lực mở rộng quy mô khác; họ sử dụng bằng chứng hợp lệ để xác nhận tính chính xác của điện toán ngoài chuỗi.

2. Chi phí thấp hơn: Bằng cách xuất bản dữ liệu giao dịch lên Ethereum dưới dạng CALL DATA, các bản tổng hợp sẽ nhận được sự bảo vệ từ Mainnet. Lượng dữ liệu mà các bản tổng hợp lạc quan và bản tổng hợp ZK phải phát tới Ethereum sẽ khác nhau. Tiếp tục giảm nhu cầu về DỮ LIỆU GỌI, zkEVM thậm chí có thể bỏ qua các đầu vào giao dịch và chỉ xuất bản các thay đổi trạng thái cuối cùng.

3. Một zkEVM không có vấn đề gì mà những người khác gặp phải, dẫn đến hiệu quả sử dụng vốn và tài chính nhanh hơn. Những người dùng thành thạo yêu cầu chuyển đổi tài sản suôn sẻ, chẳng hạn như nhà giao dịch NFT, nhà đầu tư DeFi hoặc nhà giao dịch chênh lệch giá, sẽ được hưởng lợi từ thời hạn cuối cùng nhanh hơn (đặc biệt là giữa L1 và L2).

4. Hiệu ứng mạng: Việc sử dụng các hiệu ứng mạng của Ethereum là lý do chính để tạo các zkEVM tương thích với EVM. Ethereum, nền tảng hợp đồng thông minh lớn nhất, cung cấp một hệ sinh thái khá lớn và điều này tốt cho cả nhà phát triển và dự án tiền điện tử. Chúng ta cũng nên lưu ý rằng nếu một zkEVM mới được xây dựng không tương thích với cơ sở hạ tầng của Ethereum, thì không thể sử dụng các hiệu ứng mạng của nó.

Tương thích zkEVM và EVM

Những gì chúng ta có thể quan sát thấy trong EVM và các sản phẩm phái sinh của nó, bao gồm cả zkEVM, là quy trình đã nói ở trên. EVM và zkEVM khác biệt đáng kể nhất ở chỗ cái sau tạo ra một môi trường thực thi an toàn được bảo vệ khỏi các tác nhân bên ngoài, ngay cả khi chúng ở trên cùng một mạng.

Môi trường thời gian chạy được sử dụng để thực thi các hợp đồng thông minh được cài đặt trên mạng Ethereum được gọi là EVM (Máy ảo Ethereum). Trên chuỗi khối Ethereum, các ứng dụng phi tập trung (DApps) được vận hành bằng EVM, hoạt động như một loại “máy tính thế giới”.

Nhưng với zkEVM, điều này thay đổi đáng kể. Trong môi trường ZKP, dữ liệu đầu vào có thể nhìn thấy, nhưng chúng là một chuỗi dữ liệu được tạo bởi mật mã ZKP chứ không phải dữ liệu thực tế. Do đó, dữ liệu đầu vào về cơ bản bao gồm một chuỗi số liệu thống kê mà zkEVM có thể sử dụng để xác nhận rằng những gì chúng tôi khẳng định là chính xác mà không bao giờ tiết lộ thông tin thực tế dẫn đến những dữ liệu đó.

ZkEVM có thể thực thi các hợp đồng thông minh Ethereum mà không cần thực hiện các sửa đổi đáng kể đối với logic cơ bản, làm cho chúng tương thích với EVM.

zkEVM hoạt động như thế nào?

Hoạt động tổng thể của các bản tổng hợp không có kiến thức được theo sau bởi zkEVM. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải nhận ra rằng một số lý thuyết xoay quanh thiết kế tối ưu của zkEVM và cách thức hoạt động của nó. Hình thức tinh khiết nhất của zkEVM sẽ tương đương với Ethereum và sẽ không cho phép bất kỳ sửa đổi nào, ngay cả khi chúng giúp đơn giản hóa việc sản xuất bằng chứng.

zkEVM là một máy ảo trải qua các thay đổi trạng thái do các hành động của chương trình, tương tự như EVM. Tuy nhiên, zkEVM tiến thêm một bước bằng cách cung cấp bằng chứng để hỗ trợ tính chính xác của từng thành phần tính toán.

Chúng ta phải chấp nhận sự đa dạng của zkEVM để hiểu cách chúng hoạt động, bằng chứng là các sáng kiến tích cực. Mặc dù tất cả chúng đều có mục tiêu giống nhau, nhưng phương pháp của chúng lại khác nhau.

Vấn đề gì nó giải quyết?

Vì các EVM tiêu chuẩn chỉ có thể hiểu các bản tổng hợp một cách riêng biệt nên không có ngôn ngữ lập trình chung và các bản tổng hợp ZK phải được tạo từ đầu.

Dự án xây dựng trên zkEVM

Các dự án zkEVM khác nhau, chẳng hạn như Scroll, Polygon, Nethermind, The Privacy và Scaling Explorations, sử dụng nhiều chiến lược khác nhau để kết hợp thực thi EVM với tính toán bằng chứng không có kiến thức. Mọi cách tiếp cận đều có sự đánh đổi đặc biệt của nó. Mọi dự án liên tục hoạt động để phát triển giải pháp có thể mở rộng Lớp 2 đáng tin cậy, an toàn, bảo mật, giá cả phải chăng và dễ sử dụng.

Tất cả các dự án này đều có chung một mục tiêu cơ bản: sử dụng công nghệ ZK-SNARK để tạo bằng chứng mật mã về việc thực hiện các giao dịch tương tự như giao dịch của Ethereum, để làm cho chuỗi Ethereum dễ xác minh hơn nhiều hoặc tạo các bản tổng hợp ZK (gần như ) tương đương với những gì Ethereum cung cấp nhưng có khả năng mở rộng hơn nhiều. Tuy nhiên, những sáng kiến này hơi khác nhau về sự thỏa hiệp giữa tính hiệu quả và tính thực tế mà chúng đang thực hiện.

Phát triển gần đây

Trái ngược với zkSync, hầu hết các EVM không kiến thức vẫn đang được phát triển và triển vọng về các zkEVM đầy đủ chức năng đang tốt hơn bao giờ hết khi công nghệ không kiến thức phát triển.

Trong khi đó, máy ảo không kiến thức của StarkNet cho phép các nhà phát triển tận dụng các ứng dụng không kiến thức. Đối với StarkNet, nó không tương thích với EVM, nhưng nó có thể biên dịch mã nguồn solidity thành mã byte ở định dạng thân thiện với ZK. Ngoài ra, hợp đồng có thể được viết bằng Cairo (ngôn ngữ của StarkNet).

Phần kết luận

zkEVM có thể cung cấp trải nghiệm tương tự cho cả nhà phát triển và người dùng. Một số cấp độ hoạt động có thể được sử dụng để cải thiện khả năng mở rộng, trong đó zkEVM có thể được coi là giải pháp khắc phục những vấn đề này trong không gian tiền điện tử. Cùng với nhau, người dùng và nhà phát triển có thể mong đợi mức độ cải tiến và tiến bộ cao hơn nhờ bước đột phá trong các bản tổng hợp không có kiến thức nhằm giảm các vấn đề về khả năng mở rộng, bao gồm cả bảo mật, đồng thời hỗ trợ triển khai hợp đồng và khả năng tương thích của ứng dụng.

Giống như sự đổi mới đối tác của nó, zkSync, zkEVM vẫn đang trong giai đoạn phát triển và đang trong quá trình hoàn thiện, điều này khiến cho việc quyết định tương lai hoàn toàn dành cho Ethereum là gì vẫn chưa rõ ràng.