**Hi Linea Fam!!

Thời gian qua, chắc hẳn các bạn đã nghe rất nhiều về từ khóa zkEVM đúng không nào? Nhưng để hiểu và nắm rõ về công nghệ mới này thì chắc chắn nhiều người vẫn còn rất mơ hồ. Vì vậy hôm nay, Linea Việt Nam sẽ giúp các bạn đi sâu nghiên cứu như thế nào là zkEVM, hiểu được những gì mà công nghệ này mang lại cho sự phát triển của Blockchain trong hiện tại và tương lai nhé!
**
Máy ảo Ethereum Zero-Knowledge (zkEVM) được coi là thành phần chính trong kế hoạch của Ethereum nhằm đạt được khả năng mở rộng không giới hạn. Chúng đơn giản hóa đáng kể quá trình xây dựng cho các nhà phát triển và cung cấp một môi trường an toàn và chi phí thấp để đổi mới.Chúng ta sẽ bắt đầu với phần tổng quan cấp cao về zkEVM và tìm hiểu các thành phần khác nhau làm nền tảng cho công nghệ mới, thú vị này. Sau đó, chúng tôi sẽ thảo luận về lý do tại sao zkEVM lại quan trọng đối với việc mở rộng quy mô web3 và thúc đẩy việc áp dụng. Cuối cùng, chúng tôi sẽ so sánh Linea với các dự án zkEVM khác trong hệ sinh thái Ethereum.

ELI5: zkEVM là gì?

zkEVM là một máy ảo thực thi các hợp đồng thông minh và chứng minh tính đúng đắn của việc thực thi bằng cách sử dụng zero-knowledge proofs (ZKP), hay còn gọi là “bằng chứng hợp lệ”. ZkEVM tái tạo các khía cạnh trong thiết kế của Ethereum và do đó cung cấp trải nghiệm “giống như Ethereum” cho các nhà phát triển và người dùng. Khi được kết hợp với công nghệ rollup, zkEVM cung cấp khả năng mở rộng và bảo mật vô song cho các ứng dụng phi tập trung (dapp) và người dùng của chúng.

Chúng tôi sẽ không giải thích sâu về ZKP ở đây. Và mặc dù có nhiều loại bằng chứng hợp lệ khác nhau, nhưng tất cả đều có một điểm chung: bạn có thể chứng minh kiến thức về một số thông tin (ví dụ: “Tôi sở hữu 5 ETH”) mà không tiết lộ thông tin cơ bản (ví dụ: hiển thị số dư trong ví của bạn).

Ban đầu, ZKP chủ yếu được sử dụng để nâng cao tính riêng tư của các ứng dụng trên web3 - ví dụ bao gồm ZCash (thanh toán riêng), MACI (bỏ phiếu ẩn danh trên chuỗi) và Aztec (hợp đồng thông minh riêng). Nhưng các nhà nghiên cứu đã sớm tìm ra một trường hợp sử dụng hấp dẫn hơn cho các bằng chứng hợp lệ: tính toán có thể kiểm chứng.

Các kế hoạch tính toán có thể xác minh cho phép một máy tính "yếu" gửi tính toán cho một máy tính mạnh hơn - mặc dù không đáng tin cậy - và xác minh tính chính xác của kết quả. Ở đây, máy tính mạnh hơn trả lại kết quả cùng với chứng minh để xác nhận rằng tính toán đã được thực hiện chính xác. Quan trọng là việc xác minh chứng minh phải yêu cầu ít công sức hơn so với việc thực hiện tính toán từ đầu.

ZkEVM sử dụng ZKP để chứng minh các chương trình được thực thi chính xác, mang lại khả năng tính toán có thể kiểm chứng cho lĩnh vực chuỗi khối công khai. Trong bối cảnh này, tính toán có thể kiểm chứng rất hữu ích để cải thiện tính bảo mật và khả năng mở rộng của chuỗi khối.

Hãy nghĩ về zkEVM như một máy tính có thể thực hiện các thao tác tùy ý, chẳng hạn như cộng hai số nguyên (“func(a + b = c)”). Người dùng chuyển đầu vào cho chương trình (ví dụ: “a = 3” và “b = 2”) và một nút đầy đủ thực thi chương trình trong zkEVM với những đầu vào đó để tạo ra đầu ra (“c = 5”).

Trong khi đó, dấu vết thực thi của chương trình được biên dịch thành một “mạch số học” để chứng minh (nghĩa là được dịch thành một loạt các câu lệnh toán học). Điều này cho phép nút đầy đủ tạo ra ZKP để xác nhận chương trình được thực thi chính xác. Đối với ngữ cảnh, mạch kiểm chứng xác minh chi tiết về việc thực thi chương trình, chẳng hạn như:

• Ai đã gọi chức năng của chương trình?

• Người gọi có chuyển đầu vào chính xác cho chương trình không?

• Việc thực thi có sử dụng đúng chương trình không?

• Đầu ra cuối cùng có phải là kết quả của việc thực hiện đúng chương trình          với các đầu vào được cung cấp không?

Vì mạch bằng chứng xác thực tính toàn vẹn tính toán của quá trình thực thi, các đồng nghiệp khác trên mạng không cần thực hiện lại chương trình để xác thực đầu ra được đề xuất. Các nút chỉ cần kiểm tra bằng chứng không có kiến thức để xác nhận rằng trạng thái mới của zkEVM (sau khi thực hiện chương trình) là chính xác.

Trong hệ thống “không tin tưởng, hãy xác minh”, người xác minh có thể yêu cầu đầu vào công khai cho mạch chứng minh, bao gồm trạng thái ban đầu và trạng thái cuối cùng của chương trình và các đối số được truyền cho hàm (hoặc cam kết mã hóa đối với các giá trị đó). Điều này mang lại sự chắc chắn rằng phép tính được xác minh bằng bằng chứng SNARK đã được thực hiện bằng cách sử dụng các giá trị đầu vào chính xác và dẫn đến kết quả đầu ra chính xác.

Nhưng điều này chủ yếu là vì tính dự phòng: ràng buộc về logic mạch ngăn các bên chứng minh tạo ra các chứng minh sai (trừ khi mạch chứng minh bị hỏng). Thực tế, validiums là các chuỗi zkEVM đăng tải tất cả dữ liệu ngoài chuỗi khối trong khi vẫn giữ các cam kết bảo mật cao.

Lợi ích chính của hệ thống này là gì? Xác minh một chứng minh SNARK (Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge) cho việc thực thi chương trình tiêu tốn ít tài nguyên hơn đáng kể so với tính toán gốc. Các nút zkEVM không cần phải thực hiện lại mỗi giao dịch để xác nhận tính hợp lệ của nó, đáng kể cải thiện khả năng của mạng xử lý nhiều giao dịch với tốc độ nhanh hơn.

ZkEVM như một giải pháp mở rộng cho Ethereum

Chúng ta cũng có thể mở rộng tính toán có thể xác minh để mở rộng thông lượng giao dịch trên một chuỗi khối khác. Trong trường hợp này, một chuỗi khối có "hạn chế tài nguyên" có thể chuyển giao tính toán cho một mạng lưới phụ có thông lượng cao trong khi vẫn giữ khả năng xác minh giao dịch được thực hiện đúng đắn. Zero-knowledge rollups, một giải pháp mở rộng cho Ethereum (sử dụng zkEVM như môi trường chạy), dựa trên ý tưởng này.

 Zk-rollups giảm bớt gánh nặng tính toán cho Ethereum bằng cách thực thi các giao dịch trong một môi trường riêng biệt (được miêu tả là Layer 2). Định kỳ, người điều hành của rollup sẽ tổng hợp nhiều giao dịch của người dùng thành một lô và gửi đến một hợp đồng thông minh trên Ethereum. Nó cũng gửi một chứng minh tính hợp lệ xác nhận các giao dịch ngoài chuỗi được thực hiện đúng đắn và trạng thái mới là chính xác.

Nhưng tại sao chúng ta cần mở rộng Ethereum?

Như bạn đã biết, Máy ảo Ethereum (EVM) là một môi trường tính toán phân tán (hay còn gọi là "máy tính thế giới") hỗ trợ các ứng dụng phi tập trung (dapps). EVM cung cấp nhiều lợi ích - như bảo mật và phi tập trung - nhưng cũng đánh đổi tính mở rộng trong quá trình đó. Nói một cách đơn giản, EVM là một máy tính rất an toàn, nhưng nó cũng rất chậm và tốn kém để sử dụng.

Trong suốt những năm qua, các chuỗi khối "tương thích với EVM" và rollups đã xuất hiện như là những giải pháp phổ biến nhất cho vấn đề về tính mở rộng của Ethereum. Các chuỗi khối này thực thi một phiên bản phân nhánh của lớp thực thi của Ethereum (EVM), nhưng tối ưu hóa nó để thực thi nhanh hơn và giảm chi phí cho mỗi giao dịch.

Một số người sẽ luận điểm rằng những giải pháp này không mở rộng Ethereum trực tiếp, nhưng chúng cho phép nhà phát triển chạy các ứng dụng Ethereum trên một lớp ngoài chuỗi có khả năng mở rộng và cho phép người dùng sử dụng các ứng dụng này với một phần chi phí của Ethereum. Ethereum cũng được hưởng lợi (gián tiếp) khi người dùng chuyển sang các chuỗi khối khác giảm tắc nghẽn trên lớp cơ sở và giảm giá gas cho người dùng hiện tại.

Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là tất cả các giải pháp mở rộng đều như nhau. Ví dụ, một chuỗi con không được bảo mật bởi Ethereum - vì vậy tính an toàn của các tài khoản của người dùng phụ thuộc vào tính trung thực của các nhà xác minh chuỗi con. Trong trường hợp xấu nhất, một tập hợp nhà xác minh bị tham nhũng có thể dễ dàng đánh cắp tiền gửi trong một cầu nối hoặc chặn người dùng rút tiền (bằng cách kiểm duyệt các giao dịch).

Rollup giải quyết các giao dịch trên Ethereum và kế thừa tính bảo mật và phân cấp của nó; mặc dù vậy, các cấu trúc tổng số khác nhau có mức độ bảo mật khác nhau. “Optimistic rollups” giả định rằng các lô giao dịch được đăng lên Ethereum L1 là hợp lệ và dựa vào các bên được khuyến khích (“người theo dõi”) để thách thức việc thực thi không hợp lệ thông qua bằng chứng gian lận. Tuy nhiên, cách tiếp cận này có một vài vấn đề:

• Giả định về tính trung thực: Để duy trì an toàn cho các bản tổng hợp lạc quan, phải có người sẵn sàng xác thực các giao dịch tổng số và thách thức các hoạt động không hợp lệ. Các bản tổng hợp lạc quan giả định sự tồn tại của trình xác thực trung thực ("mô hình bảo mật 1 trong số N"), một giả định có thể không đúng trong một số trường hợp nhất định.

• Sự chậm trễ trong việc rút tiền: Vì người theo dõi cần thời gian để đưa ra các thách thức, nên các bản tổng hợp lạc quan sẽ gây ra sự chậm trễ trong việc rút tiền. Sự chậm trễ này (từ một đến hai tuần) có thể ảnh hưởng tiêu cực đến trải nghiệm của người dùng khi giao dịch trên L2.

• Tăng phí giao dịch: Các bản tổng hợp lạc quan không tin tưởng các trình sắp xếp thứ tự để tránh các cuộc tấn công giữ lại dữ liệu và do đó xuất bản dữ liệu giao dịch đầy đủ trên Ethereum để cho phép xác minh phi tập trung các khối tổng số. Điều này cải thiện tính bảo mật nhưng cũng làm tăng phí giao dịch do chi phí lưu trữ dữ liệu trên chuỗi được chuyển cho người dùng.

Để so sánh, các zk-rollup có mục đích chung chạy zkEVM được coi là “Chén Thánh mở rộng quy mô” vì chúng mang lại những lợi ích mà bạn mong đợi từ một giải pháp mở rộng quy mô Ethereum mà không phải hy sinh tính bảo mật hoặc đưa ra các giả định về độ tin cậy. Chúng tôi thảo luận chi tiết hơn về lợi ích của zkEVM bên dưới:

Tương thích với EVM

ZkEVM hoàn toàn tương thích với các hợp đồng thông minh được viết hoặc biên dịch để chạy trong Máy ảo Ethereum. Hơn nữa, một zkEVM Loại 2 như Linea tích hợp hoàn hảo với cơ sở hạ tầng EVM bao gồm các công cụ dành cho nhà phát triển, trình khám phá khối và ví. Hàm ý? Các nhà phát triển Web3 có thể di chuyển các ứng dụng Ethereum hiện có sang L2 mà không phải chịu chi phí chuyển đổi. Thậm chí tốt hơn, bạn có thể xây dựng các ứng dụng mới từ đầu bằng cách sử dụng ngăn xếp phát triển quen thuộc—ví dụ: zkEVM có thể thực thi các hợp đồng thông minh được viết bằng Solidity.

Bảo mật

Các đảm bảo bảo mật của zkEVM rất đơn giản: ZKP đảm bảo rằng các nhà sản xuất khối không thể thực hiện các chuyển đổi trạng thái không hợp lệ. Đó là, cung cấp các giả định mật mã về mạch chứng minh cơ bản—chẳng hạn như không thể giả mạo bằng chứng sai—được giữ nguyên. Tóm lại, một zkEVM yêu cầu bạn “tin tưởng vào toán học, không phải trình xác thực”.

Giờ đây, các bằng chứng hợp lệ đảm bảo an toàn, nhưng không đảm bảo tính khả dụng và tính khả dụng của dữ liệu—đó là lý do tại sao các chuỗi khối zkEVM phụ thuộc vào Ethereum để thực thi các thuộc tính bảo mật đó. Chúng tôi sẽ không đi vào chi tiết kỹ thuật ở đây, nhưng đủ để nói rằng sự sắp xếp này cung cấp những đảm bảo sau:

• Người dùng luôn có thể rút tiền từ zk-rollup sang L1 bằng cách gửi một giao dịch thoát tới hợp đồng L2 trên Ethereum.

• Toán tử tổng số độc hại không thể đóng băng tổng số hoặc che giấu trạng thái của chuỗi khối; mạng Ethereum sẽ chỉ hoàn thành một khối L2 nếu dữ liệu được xuất bản trên chuỗi. Điều này đảm bảo người dùng luôn có quyền truy cập vào dữ liệu trạng thái và các nút trung thực có thể tái tạo lại trạng thái cuối cùng của L2 và tạo ra các khối mới.

Khả năng mở rộng

ZkEVM được thiết kế để có khả năng mở rộng cao. Trong khi EVM yêu cầu mọi người tham gia mạng thực hiện lại các giao dịch trước khi đạt được sự đồng thuận, zkEVM sử dụng bằng chứng không tương tác. Điều này làm tăng thông lượng và giảm độ trễ, vì việc xác minh bằng chứng cho các khối L2 nhanh hơn so với việc phát lại mọi giao dịch trong một khối mới được đề xuất.

Không những vậy, ZkEVM có thể tăng thêm thông lượng thông qua việc sử dụng “bằng chứng đệ quy”. Bằng chứng này được tạo bằng cách kết hợp nhiều bằng chứng hợp lệ sao cho việc xác minh một bằng chứng duy nhất cũng xác minh tính hợp lệ của tất cả các bằng chứng cơ bản.

Khi được gửi tới hợp đồng xác minh bằng chứng trên Ethereum L1, bằng chứng đệ quy cho phép một số khối L2 được hoàn thiện đồng thời. Điều này giải phóng đáng kể trình sắp xếp thứ tự L2 để tạo các khối nhanh hơn thay vì dành thời gian gửi bằng chứng cho L1 trên cơ sở từng khối.

Cải thiện trải nghiệm người dùng

Trong thế giới tiền điện tử, một giao dịch hoặc khối được “hoàn thiện” khi nó được đa số chấp nhận trong mạng chuỗi khối và không thể đảo ngược (không phải là không tiêu tốn tài nguyên đáng kể). Finality là một kinh nghiệm tốt để so sánh các giải pháp tổng số vì nó xác định thời gian người dùng phải đợi để rút tiền đã gửi trong một tổng số.

Bạn sẽ thường nghe điều gì đó về việc các zkEVM có “độ hoàn thiện nhanh”. Điều này đơn giản có nghĩa là Ethereum hoàn tất các giao dịch được thực hiện trên một bản tổng hợp zkEVM—bao gồm cả các hoạt động rút tiền—trong thời gian ngắn hơn so với các bản tổng hợp lạc quan thông thường. Điều này có ý nghĩa quan trọng như tính thanh khoản tốt hơn cho các nhà đầu tư trong ngành tài chính phi tập trung (DeFi).

Giá rẻ

Một bản tổng hợp zkEVM có thể chọn chỉ xuất bản các cam kết ở trạng thái cuối cùng trên Ethereum L1, giảm chi phí lưu trữ trên chuỗi. Vì các bằng chứng hợp lệ đảm bảo tính chính xác của trạng thái mới của zkEVM, trình sắp xếp chuỗi không phải xuất bản tất cả dữ liệu (bao gồm cả đầu vào giao dịch không nén) cần thiết để thực hiện lại các thay đổi chuyển đổi trạng thái. Để so sánh, các bản tổng hợp lạc quan phải xuất bản dữ liệu giao dịch thô trên L1 để những người theo dõi trung thực có thể tính toán độc lập trạng thái mới của L2 và có khả năng thách thức các chuyển đổi không hợp lệ.

Bạn có thể làm gì với zkEVM?

• DeFi: Với độ trễ thấp khi rút tiền từ đợt tổng hợp zkEVM, các nhà giao dịch và nhà đầu tư sẽ tận hưởng hiệu quả sử dụng vốn tốt hơn và khả năng tiếp cận thanh khoản nhiều hơn. Và không cần phải trả tiền cho các nhà cung cấp thanh khoản để thoát nhanh hơn, tiết kiệm chi phí từ việc sử dụng DeFi trên zkEVM chắc chắn sẽ tăng theo cấp số nhân.

• NFT: Với phí gas cực thấp và TPS cao (giao dịch mỗi giây), chuỗi zkEVM là lựa chọn hoàn hảo để khai thác và giao dịch NFT trên quy mô lớn. Ngoài ra, bạn sẽ có trải nghiệm người dùng tốt hơn khi chuyển NFT sang Ethereum L1 vì việc rút tiền được hoàn tất ngay lập tức (sau khi hợp đồng xác minh trên chuỗi chấp nhận bằng chứng đã gửi).

• Gaming: ZkEVM lý tưởng cho các ứng dụng chơi game trên chuỗi xử lý khối lượng giao dịch lớn. Bên cạnh các lợi ích về khả năng mở rộng được mô tả trước đó, các game thủ trên chuỗi trả chi phí cho mỗi giao dịch thấp hơn—do khả năng nén dữ liệu của zkEVM.

• Ứng dụng doanh nghiệp: Doanh nghiệp có thể tận dụng sự hỗ trợ của zkEVM cho tính toán đa năng để phát triển các ứng dụng có thể mở rộng cho người dùng. Chúng ta cũng nên lưu ý rằng các bản tổng hợp zkEVM được định vị tốt để khởi động các chuỗi khối “Layer 3” có độ bảo mật cao.

• Với cơ sở hạ tầng L3, các tổ chức có thể xây dựng các chuỗi khối dành riêng cho ứng dụng có thể được tùy chỉnh để cung cấp các tính năng độc đáo. Một ví dụ điển hình là một hợp lệ đăng các bằng chứng hợp lệ lên chuỗi khối zkEVM (cuối cùng được xác minh trên Ethereum L1), nhưng lưu trữ dữ liệu ngoài chuỗi để bảo vệ quyền riêng tư của người dùng.

• Thanh toán: Một zkEVM được tối ưu hóa theo quy mô (đọc: máy tính phi tập trung này cực kỳ nhanh và cực kỳ rẻ để sử dụng) và do đó phù hợp để thực hiện thanh toán ngang hàng và tiến hành thanh toán cho các tổ chức. Bạn cũng có sự đảm bảo chắc chắn về tính hữu hạn đối với các giao dịch, được thực thi trực tiếp bởi mạng phi tập trung cao của Ethereum (hơn 500.000 trình xác thực và đang tiếp tục tăng).

Linea: Một zkEVM cho tất cả các mùa

Linea là một zk-rollup tương đương với EVM, với zkEVM Loại 2 làm công cụ thực thi của nó. Được phát triển bởi các nhóm có kinh nghiệm sâu sắc trong công nghệ chứng minh và khả năng mở rộng, Linea nhằm mục đích mang lại trải nghiệm Ethereum cho các nhà phát triển và người dùng với một phần chi phí.

Là một zkEVM Loại 2, Linea ưu tiên khả năng tương thích với tất cả các ứng dụng và cơ sở hạ tầng Ethereum hơn mọi thứ khác. Việc phân tích các thiết kế zkEVM khác nhau nằm ngoài phạm vi (Loại zkEVM của Vitalk xử lý chủ đề chi tiết hơn); tuy nhiên, bạn có thể mong đợi những lợi ích sau khi sử dụng Linea zkEVM:

Tích hợp liền mạch với ví EVM (MetaMask), công cụ dành cho nhà phát triển (Truffle, Remix, Brownie, Foundry, Hardhat, v.v.) và cơ sở hạ tầng quan trọng như nhà cung cấp nút (Infura) và ứng dụng khách thực thi (Besu)

Một trải nghiệm gần giống với trải nghiệm sử dụng Ethereum—Ví dụ: Linea sử dụng ETH để thanh toán gas

Tất cả các ưu điểm của giải pháp mở rộng quy mô Ethereum (phí thấp, xác nhận gần như ngay lập tức, TPS cao) và không có nhược điểm nào vốn có trong các dự án cạnh tranh (độ trễ cuối cùng, chi phí cao và bảo mật kém)

Cơ sở hạ tầng tương đương với EVM để bạn mở khóa các trường hợp sử dụng mới và xây dựng các ứng dụng mới trong khi hưởng lợi từ trải nghiệm bảo mật, phân cấp và nhà phát triển của Ethereum.

Tổng kết:

zkEVM là một công nghệ mới trong việc tích hợp zero-knowledge proofs vào hệ thống blockchain. Nó có tiềm năng giúp tăng tốc độ và giảm chi phí giao dịch trên Ethereum, đồng thời tăng tính riêng tư và bảo mật cho người dùng. Hy vọng rằng với việc ứng dụng công nghệ này, Linea sẽ có những bước phát triển ngày càng mạnh mẽ trong tương lai!!

Các kênh thông tin và nhóm của Linea Việt Nam

• Twitter:

  https://twitter.com/Linea_VietNam

• Telegram channel:

  https://t.me/Linea_VietnamChannel

• Telegram group:

  https://t.me/Linea_VietnamGroup

• Mirror:

  https://mirror.xyz/0x0AFf4249942bC8da4E588c7b951e6CAe61a810F7