ZK Rollup là gì? Top 5 dự án Zero-Knowledge Rollups nổi bật

Giải pháp Layer 2 đang được nhận nhiều sự chú ý từ cộng đồng, vì vậy mà nhiều cơ chế mới dành riêng cho Layer 2 cũng được ra mắt. Một trong số giao thức nổi bật đó chính là ZK Rollup. Vậy ZK Rollup là gì? Đây là một nền tảng phát triển từ giải pháp Rollup với mục đích tăng khả năng mở rộng cho blockchain. Hãy cùng coin568net tìm hiểu sâu hơn về khái niệm, cách thức vận hành và những dự án đã ứng dụng giải pháp ZK Rollup trong thực tế nhé!

ZK Rollup là gì?

ZK Rollup được viết đầy đủ là Zero-Knowledge Rollups. Đây là một giải thức mở rộng Layer 2 blockchain khá phổ biến ở hệ thống Ethereum. Loại công nghệ Roll-up trên được thiết lập dựa vào công nghệ zero-knowledge proof (bằng chứng không kiến thức), hỗ trợ thúc đẩy tốc độ giải quyết giao dịch và hạn chế phí giao dịch, song song đó vẫn giữ được sự an toàn và nguyên vẹn thông tin ở Layer 1.

Thay vì giải quyết lần lượt từng giao dịch ở chuỗi chính, ZK Rollup tập hợp đến hàng nghìn giao dịch lại thành một nhóm. Tất cả những giao dịch trên sẽ được giải quyết off-chain, tiếp đó sẽ gửi một kết quả cuối cùng ở dạng mật mã học đến Layer 1 nhằm chứng thực tất cả giao dịch trên đều đủ tiêu chuẩn. Vì vậy mà lượng thông tin phải lưu trữ ở blockchain đã giảm đáng kể mà vẫn giữ được niềm tin và sự rõ ràng của mạng lưới blockchain.

ZK Rollup là giải pháp mở rộng thuộc Layer 2 đang nhận được nhiều sự chú ý

Các tính năng nổi bật của ZK-Rollup

ZK-Rollup được đánh giá là một trong những giải pháp mở rộng Layer 2 tiên tiến nhờ những yếu tố cốt lõi sau:

Bằng chứng hợp lệ (Validity Proofs): ZK-Rollup sử dụng công nghệ zero-knowledge proofs cho phép xác minh tính đúng đắn của một phép tính mà không cần tiết lộ nội dung chi tiết của phép tính đó. Nhờ đó, hệ thống vẫn đảm bảo tính bảo mật và hiệu quả xử lý. Có 2 dạng phổ biến là zk-SNARKs (nhỏ gọn, yêu cầu thiết lập tin cậy) và zk-STARKs (minh bạch hơn, không cần thiết lập ban đầu, nhưng kích thước lớn hơn).
Dữ liệu luôn sẵn có trên Layer 1 (On-chain Data Availability): Mặc dù các giao dịch trong ZK-Rollup được xử lý off-chain để tiết kiệm phí và tăng tốc độ, một phần dữ liệu quan trọng vẫn được ghi lại trên chuỗi chính (Layer 1). Điều này đảm bảo mọi người đều có thể xác minh trạng thái hệ thống một cách độc lập, tăng tính minh bạch và an toàn cho mạng lưới. Nhờ cấu trúc này, ZK-Rollup còn tương thích với EVM, cho phép hỗ trợ nhiều dApps mà không cần sửa đổi lớn.

Cách thức hoạt động của ZK Rollup

ZK Rollup nhận được nhiều sự chú ý nhờ sự đột phá về công nghệ cũng như cách thức hoạt động. Công nghệ chính ZK Rollup ứng dụng là Zero-Knowledge Proof, cùng tìm hiểu chi tiết ngay sau đây.

Quá trình hoạt động cơ bản

ZK Rollup vận hành dựa vào quy trình có nhiều bước nối tiếp nhau một cách nghiêm ngặt:

Tổng hợp giao dịch: Đầu tiên, mạng lưới gom nhiều giao dịch đơn lẻ của trader thành từng nhóm nhằm giải quyết bên ngoài chuỗi chính.
Sinh bằng chứng: Khi hoàn tất tổng hợp, mạng lưới sẽ thiết lập mật mã học làm bằng chứng, được gọi là ZK-proof. Proof này sẽ cho nó được phép chứng thực tất cả giao dịch trong nhóm đều đủ tiêu chuẩn và đúng đắn mà không phải cung cấp cụ thể thông tin giao dịch.
Nén dữ liệu: Để giảm thiểu chiếm không gian lưu trữ thông tin ở chain chính, dữ liệu về những giao dịch được nén thấp nhất.
Chuyển thông tin lên chuỗi chính: Chỉ có ZK-Proof và thông tin được nén chuyển đến Layer 1. Việc trên hỗ trợ giảm áp lực xử lý cho chuỗi chính.
Xác minh: Ở chuỗi gốc, smart contract sẽ xem xét tính hợp lệ của ZK-Proof được chuyển đến. Khi bằng chứng đủ tiêu chuẩn, trạng thái trên hệ thống sẽ được đồng hoá chính xác, không phải giải quyết lần lượt từng giao dịch nhỏ lẻ.

ZK Rollup xử lý giao dịch off-chain và gửi bằng chứng hợp lệ về blockchain chính

Các thành phần quan trọng trong hệ thống ZK Rollup

Hiểu được quy cách vận hành thôi là chưa đủ, trader cần phải hiểu thêm về những thành phần đã cấu thành nên ZK Rollup là gì. Những thành phần này sẽ kết hợp với nhau để mạng lưới được hoạt động một cách mượt mà.

Smart contract ở chuỗi chính: Đây là điểm kiểm soát tất cả tình huống trên hệ thống, giữ nhiệm vụ chứng thực những ZK-Proof nhận được từ Layer 2.
Sequencer: Nhân tố này chịu trách nhiệm tập hợp, sắp xếp và giải quyết những giao dịch off-chain trước lúc đưa lên những batch.
Prover: Đó chính là nhân tố chịu trách nhiệm xây dựng những bằng chứng ZK, xác minh những giao dịch trên đã triển khai theo đúng nguyên tắc.
Merkle Tree: Đây là cấu trúc thông tin theo mô hình cây Merkle được sử dụng nhằm ghi lại, đồng hoá tình trạng của tài khoản và số dư của những ví ở mạng lưới. Dựa trên đặc tính đặc biệt của Merkle Tree, mạng lưới có thể xem xét nhanh tình trạng của tài khoản mà không phải thông qua tất cả thông tin.

Cấu trúc của mô hình cây Merkle trong ZK Rollup

Ưu điểm và hạn chế ZK Rollups là gì?

Tương tự nhưng những giao thức khác, ZK-Rollup cũng có tính hai mặt. Việc hiểu rõ những điểm hai mặt của ZK-Rollup là gì sẽ giúp cho nhà đầu tư có định hướng rõ ràng hơn đối với kế hoạch giao dịch. Bên dưới đây là tổng hợp một số điểm mạnh và yếu của ZK Rollups là gì mà trader có thể tham khảo:

Ưu điểm đáng chú ý của ZK Rollup

So với những mô hình mở rộng khác của blockchain, ZK Rollup có rất nhiều ưu thế nổi trội, là lựa chọn lý tưởng đối với tình trạng nhu cầu giao dịch đang tăng mạnh:

Giải quyết giao dịch với tốc độ cao: nhờ cơ chế thu thập sau dịch thành nhóm và giải quyết off-chain, ZK Rollup có khả năng giải quyết đồng loạt ở mỗi giây lên đến hàng nghìn giao dịch. Đó là một con số rất khó để đạt được ở chuỗi gốc như Ethereum vì cần phải chứng thực lần lượt từng giao dịch nhỏ lẻ ở chuỗi chính
Phí gas rất rẻ: Hoạt động nén thông tin tối đa và chỉ lưu lại kết quả cuối cùng vào Layer 1, tiết kiệm phí gas đáng kể. Mức phí này thấp hơn so với hoạt động giao dịch trực tiếp ở chuỗi gốc lên đến hàng chục hay hàng trăm lần. Việc này tạo nên ưu thế cho trader nhỏ lẻ, nhóm người khá nhạy cảm với phí gas cao.
Tính bảo mật gần như hoàn hảo: ZK- Proof được thiết lập dựa vào bằng chứng mật mã học hiện đại, kết hợp cùng tính chất được thừa hưởng trực tiếp từ sự bảo mật ở chuỗi gốc Ethereum. Do đó, trader có thể tin tưởng về sự bảo mật cũng như tính nguyên vẹn của tài sản và thông tin giao dịch.
Rút tiền nhanh chóng: Khác với những cơ chế Optimistic phải mất thời gian vài ngày để rút tiền, còn ZK Rollup, trader được phép rút tài sản về chuỗi gốc ngay tức thì sau khi thông qua giao dịch.
Quyền riêng tư được thể hiện tốt hơn: vì không phải cung cấp thông tin toàn bộ giao dịch khi chuyển proof đến chuỗi chín, cơ chế ZK-Proof hỗ trợ giữ bí mật dữ liệu nhạy cảm, nâng cao quyền riêng tư cho trader và những tổ chức về tài chính.
Xử lý tốt tình trạng quá tải: khi chuỗi gốc Ethereum tắc nghẽn thường xuyên, ZK Rollup giữ vai trò như một con đường khai thông hỗ trợ giảm thiểu giao dịch cần xử lý trực tiếp ở chuỗi gốc, qua đó cải thiện tính năng mở rộng của toàn bộ mạng lưới.

Thách thức của ZK Rollup

Tuy có nhiều ưu thế nổi bật, ZK Rollup vẫn có những hạn chế mà dự án và nhà đầu tư nên xem xét trước khi quyết định gia nhập:

Yêu cầu kỹ thuật cao: Cơ chế ZK-Proof là cơ chế cao cấp của mật mã học tiến tiến. Hoạt động thiết lập, thực thi và giữ vững mạng lưới ZK Rollup đòi hỏi nhóm phát triển cần có cơ sở kỹ thuật vô cùng chắc chắn. Việc này chính là rào cản của những đội ngũ tham gia phát triển loại cơ chế này.
Chi phí thiết lập proof cao: Việc xây dựng ZK-proof mặc dù giảm tải ở Layer 1, nhưng lại yêu cầu khối lượng tài nguyên tính toán khổng lồ trong quy trình thiết lập bằng chứng. Việc này đã làm hoạt động hạ tầng trở nên tốn kém, những batch với quy mô lớn thì con số này càng cao.
Không hoàn toàn tương thích với Ethereum: Một vài cơ chế ZK Rollup hiện nay vẫn không thể hỗ trợ đầy đủ toàn bộ những tính năng đặc thù được cung cấp bởi EVM. Việc này làm hạn chế những loại smart contract cũng như dApp phức tạp được thực thi ở mạng lưới này.
Nguy cơ tập trung: Ở đa số mạng lưới ZK hiện tại, trình sắp xếp các giao dịch vẫn đang được quản lý bởi một bên thứ ba. Hành động này trái ngược lại đặc tính phi tập trung luôn được xem là trọng tâm của blockchain, song song đó dễ tạo nên lỗ hổng bị thao túng hoặc tấn công.
Giới hạn không gian ứng dụng ban đầu: Lúc đầu, ZK Rollup chỉ thích hợp cho những giao dịch cơ bản như gửi coin, swap đơn giản. Nhưng nhờ sự tăng trưởng công nghệ mạnh mẽ, hiện nay nó đã dần tích hợp thêm nhiều tính năng cao cấp hơn ở NFT và DeFi.

Sự khác biệt của Optimistic Rollup và ZK Rollup là gì?

Khi xem xét hai cơ chế mở rộng Layer 2 được ứng dụng nhiều, rất dễ nhận ra chúng không hề giống nhau từ cách thức hoạt động, bảo mật, chi phí cho đến tính năng tương thích. Bên dưới là các tiêu chí cốt lõi được xem ra so sánh để bản có thể hiểu rõ hơn về Optimistic Rollup và ZK Rollup là gì.

Tiêu chí	ZK Rollup	Optimistic Rollup
Cách thức vận hành	Dùng ZK-Proof dựa vào tính toán, hỗ trợ xác nhận giao dịch mà không phải cung cấp cụ thể thông tin giao dịch.	Phụ thuộc vào Fraud proof, xem xét tất cả giao dịch đều đủ tiêu chuẩn trừ khi có tố cáo thì mới xem xét lại.
Tốc độ rút tiền	Sau khi thông qua giao dịch thì tiền sẽ được rút về tức thì	Phải đợi 7 ngày thì giao dịch mới được thông qua, đây là khoảng thời gian để giải quyết những tranh chấp rồi mới rút được tiền
Phí gas	Phí gas thấp vì nén thông tin và giải quyết off-chain.	Thấp hơn Layer 1 nhưng lại cao hơn so với ZK Rollup vì cần giải quyết những khiếu nại.
Bảo mật	Độ an toàn cao nhờ vào công thức toán học, giữ vững tính nguyên vẹn của giao dịch.	Độ an toàn toàn cao nhưng có nguy cơ gian lận nếu không nhận ra kịp thời.
Tính tương thích với EVM	Còn kém, tuy vẫn đang được nâng cấp nhưng không phải toàn bộ những smart contract đều được giúp đỡ.	Hoàn toàn thích hợp với EVM, hỗ trợ thực thi những dApp dễ dàng hơn.
Yêu cầu công nghệ	Cao, đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về ZK-Proof mới có thể thực thi và vận hành.	Không phức tạp, dễ thực thi, không đòi hỏi kiến thức sâu rộng về mật mã học.

Do đó, từng loại Rollup đều sở hữu ưu thế và thách thức riêng, thích hợp cho những mục tiêu và nhu cầu đa dạng từ người dùng. Nếu vai trò của bạn là nhóm phát triển hay nhà đầu tư thì chọn ra giải pháp thích hợp sẽ dựa trên sự ưu tiên của bạn dành cho yếu tố nào, phí gas, bảo mật hay tính tương thích với mạng lưới.

Những dự án ZK Rollup đáng chú ý

Những dự án bên dưới đem đến đa dạng giải pháp liên quan đến yếu tố mở rộng của blockchain, đặc biệt là đối với Ethereum, với các ưu điểm nổi bật đối với hoạt động nâng cao tốc độ xử lý, tiết kiệm chi phí và cải thiện bảo mật.

StarkNet

StarkNet chính là một giao thức ZK-Rollups được hậu thuẫn bởi StarkWare, dùng cơ chế zk-STARKs (hay Zero-Knowledge Scalable Transparent Argument of Knowledge). Cơ chế trên không đòi hỏi niềm tin cho bên trung gian nào và có thể mở rộng linh động mà không hạn chế hiệu quả ở chuỗi khối. StarkNet đem đến giải pháp gia tăng hiệu năng cho Ethereum thông qua phương thức giải quyết giao dịch off-chain và chỉ chuyển kết quả cuối cùng đến Layer 1. Đó chính là một cơ chế phù hợp cho các dApp đòi hỏi cao về khả năng mở rộng và an toàn.

zkSync

zkSync do Matter Labs phát triển, theo đuổi mục tiêu nâng cao tốc độ xử lý giao dịch và tiết kiệm phí gas ở Ethereum. zkSync có tích hợp smart contract hỗ trợ những nhóm phát triển thực thi dApp đơn giản hơn mà không phải e ngại đối với việc bị quá tải mạng hay mất phí quá cao. Đặc biệt, đây là dự án có chỉ số TVL lớn, khẳng định sự vượt trội và hiệu quả của nền tảng. Với tính năng mở rộng nổi bật và bảo mật chặt chẽ từ công nghệ ZK-Proof, dự án trên có thể xem như là một dự án dẫn đầu đối với hoạt động xử lý vấn đề quá tải mạng ở Ethereum.

Scroll

Scroll là một sự án ZK Rollup chú trọng vào hoạt động đem lại tính tương thích tuyệt đối với Ethereum Virtual Machine (EVM), nó cho phép những ứng dụng và hợp đồng thông minh hiện nay ở Ethereum được chuyển sang dùng Scroll mà không đối mặt với những hạn chế về tính tương thích. Dự án trên có thể xử lý những vấn đề quá tải mạng ở Ethereum, hỗ trợ cải thiện hiệu suất.

Loopring

Dự án này chú trọng vào vấn đề nâng cao hiệu suất xử lý giao dịch cũng như tối ưu hóa giao thức AMM ở DeFi. Dự án trên dùng giải pháp ZK Rollup để giải quyết những giao dịch off-chain, tiết kiệm phí gas và thúc đẩy tốc độ giao dịch nhưng không gây tác động đến sự an toàn ở chuỗi chính. Loopring đặt mục tiêu xây dựng hệ thống phi tập trung tốc độ cao và phí gas rẻ, thích hợp với sàn DEX và những ứng dụng DeFi đòi hỏi tốc độ nhanh cùng tính năng mở rộng.

Polygon zkEVM

Polygon zkEVM là dự án ZK Rollup phù hợp với EVM do Polygon phát triển. Ở dự án này, những dApp được thực thi ở Ethereum được chuyển đến những nền tảng trên một cách dễ dàng mà không phải chỉnh sửa mã nguồn, dựa vào tính tương thích tuyệt đối với EVM. Việc này hỗ trợ dự án có thể khai thác được tất cả hệ sinh thái ở Ethereum, song song đó nâng cao cao tốc độ xử lý giao dịch và tiết kiệm phí gas.

Mục tiêu của dự án là gia tăng tính năng mở rộng và nâng cao trải nghiệm của người dùng. Polygon zkEVM chính là lựa chọn lý tưởng cho ai đang tìm khả năng tương thích cao cùng hiệu năng vượt bậc.

Polygon zkEVM chính là lựa chọn phù với trader cần độ tương thích với EVM

Tương lai của ZK Rollup

ZK Rollup được Vitalik Buterin xem là giải pháp mở rộng bền vững cho Ethereum. Trong thời gian tới, công nghệ này được kỳ vọng sẽ phát triển mạnh với các xu hướng sau:

Tương thích EVM tốt hơn: Việc hỗ trợ đầy đủ Ethereum Virtual Machine sẽ giúp các dApp dễ dàng chuyển sang ZK Rollup mà không cần chỉnh sửa phức tạp.
Giảm chi phí tạo bằng chứng: Các thuật toán ZKP ngày càng tối ưu, giúp giảm phí xác minh và làm cho giao dịch rẻ hơn với người dùng cuối.
Tăng cường phi tập trung: ZK Rollup đang hướng tới loại bỏ sự phụ thuộc vào sequencer tập trung, đảm bảo tính công bằng và chống kiểm soát.
Ứng dụng đa dạng: Ngoài DeFi, ZK Rollup còn được kỳ vọng mở rộng sang NFT, game blockchain và Web3 nhờ khả năng mở rộng mạnh và phí thấp.
Kết hợp với sharding: Khi Ethereum tích hợp sharding, ZK Rollup có thể phối hợp để đạt hiệu suất cao hơn, mở rộng mạng lưới gần như không giới hạn.

Kết luận

ZK Rollup là gì mà được xem là giải pháp mở rộng tiềm năng cho Ethereum? Đây là công nghệ kết hợp giữa tốc độ xử lý nhanh, chi phí thấp và bảo mật cao, giúp giải quyết vấn đề tắc nghẽn mạng lưới. Dù còn vài thách thức kỹ thuật, các nền tảng như zkSync, StarkNet hay Polygon zkEVM đang cho thấy ZK Rollup ngày càng hoàn thiện. Trong tương lai, ZK Rollup sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển dApp và mở rộng hệ sinh thái blockchain một cách bền vững và hiệu quả hơn.

Rate this post

Phùng Cảnh Lang

Tôi là Phùng Cảnh Lang, với hơn 5 năm kinh nghiệm trong thị trường Crypto, tôi hy vọng những bài viết của mình thật sự hữu ích với bạn. Là một người từng trải, tôi rất mong khi ai đó gia nhập vào thị trường Crypto hãy nên trang bị đầy đủ kiến thức, vì đây là đầu tư không phải một canh bạc may rủi.