Lý do layer 2 chưa hoàn hảo

Ngày 23/2, sàn giao dịch hàng đầu thế giới Coinbase ra mắt layer 2 Base, đánh dấu giai đoạn mới của cuộc đua layer 2. Trong khi mạnh mẽ mở rộng thị phần, giải pháp layer 2 vẫn còn một số điểm hạn chế.

uyntran.web3

Published Mar 05 2023

Updated Mar 05 2023

8 min read

Ethereum từ lâu đã có thế mạnh về tính linh hoạt và bảo mật cao. Tuy nhiên, Ethereum cũng nổi tiếng có khả năng mở rộng quy mô hạn chế, tốc độ giao dịch chậm và phí gas đắt đỏ. Các layer 2 đã ra đời để giải quyết những thách thức đó.

Vitalik Buterin, nhà sáng lập Ethereum từng tuyên bố tương lai của Ethereum sẽ phụ thuộc vào các layer 2 ngay cả khi blockchain đã chuyển sang cơ chế Proof-of-Stake.

Ý tưởng là layer 2 sẽ đem giao dịch ra ngoài chuỗi chính để xử lý. Tiếp đến, hệ thống tổng hợp dữ liệu cần thiết và gửi về Ethereum, từ đó tăng số giao dịch được thực hiện trong khi giảm thiểu chi phí. Hai layer 2 Arbitrum và Optimism tuyên bố có mức phí thấp hơn khoảng 95% so với Ethereum. Theo L2 Fees, phí chuyển ETH trên Ethereum vào khoảng 0.82 USD. Mức phí trên Arbitrum và Optimism lần lượt là 0.07 USD và 0.15 USD.

coin98 — So sánh phí giao dịch trên Ethereum và các layer 2. Nguồn: L2 Fees.

Do được xây dựng trên Ethereum, layer 2 cũng thừa hưởng khả năng bảo mật của Ethereum, vốn đứng thứ hai chỉ sau Bitcoin. Không giống như sidechain, giải pháp rollup của layer 2 có hệ thống đặc biệt bảo đảm giao dịch không bị giả mạo hoặc thay đổi trước khi chuyển về mạng chính.

Tốc độ giao dịch nhanh, chi phí thấp, bảo mật lại cao, tại sao layer 2 vẫn chưa thực sự hoàn hảo? Để tìm câu trả lời, ta có thể xem xét Optimisim và Arbitrum, hai layer 2 lớn nhất thị trường và đều thuộc loại optimistic rollup.

Thiếu phi tập trung

Có được tất cả đặc tính trên là mục tiêu các layer 2 muốn đạt được. Trên thực tế, những blockchain này khó sánh ngang với độ bảo mật của Ethereum khi vẫn còn phụ thuộc vào một nhóm người xác minh nhỏ trên rollup. Trong khi đó, dữ liệu BeaconScan cho thấy Ethereum có tới hơn 500,000 validator đang hoạt động.

Cốt lõi của blockchain là dựa vào công nghệ để xử lý giao dịch, không cần bất kỳ bên thứ 3 nào can thiệp. Tuy nhiên, điều đó không dễ đạt được.

Optimistic hoạt động dựa vào bằng chứng gian lận (fraud proof). Mọi giao dịch trên Optimism hoặc Arbitrum ban đầu được mặc định là hợp lệ. Nếu ai đó nhận thấy giao dịch có vẻ đáng ngờ, họ có thể gửi bằng chứng chứng minh giao dịch không hợp lệ trong vòng 7 ngày. Nếu không có bằng chứng hoặc bằng chứng không được chấp nhận, hệ thống sẽ thông qua giao dịch.

Theo lý thuyết, bất kỳ ai cũng có thể gửi bằng chứng để huỷ bỏ giao dịch không hợp lệ. Tuy nhiên, chưa có hệ thống nào thực sự đạt được mức độ phi tập trung như vậy. Trên Arbitrum, chỉ có một nhóm người được dự án lựa chọn mới có thể gửi bằng chứng gian lận.

Harry Kalodner, đồng sáng lập Arbitrum Offchain Labs cho hay dự án sẽ cho phép người dùng bất kỳ tham gia quá trình xác mình giao dịch trong vài tháng tới. Hiện tại, người dùng vẫn phải nhờ cậy Arbitrum và nhóm người xác minh của dự án.

Mặt khác, theo thông tin trên trang web, Optimism vẫn đang phát triển hệ thống bằng chứng gian lận. Cho đến khi triển khai fraud proof tương tự Arbitrum, block proposer chịu trách nhiệm cung cấp thông tin giao dịch và cập nhật dữ liệu.

Vì chưa có hệ thống chống gian lận hoàn chỉnh, Arbitrum và Optimism không thể thừa hưởng 100% tính bảo mật của Ethereum. Hai blockchain chỉ dựa vào một số node để tổng hợp giao dịch và chuyển về mạng chính Ethereum. Trong quá trình đó, họ có khả năng sắp lại giao dịch, ưu tiên các giao dịch có phí gas cao hơn. Nếu tình trạng này xảy ra, phí giao dịch trong mạng lưới và độ trượt giá sẽ tăng cao.

Hack và sập mạng

Công nghệ layer 2 vẫn còn tương đối mới và tồn đọng nhiều hạn chế. Ngày 14/9/2021, Arbitrum từng bị mất mạng trong 45 phút do lỗi phát sinh khi phải xử lý khối lượng giao dịch lớn. Optimism cũng từng bị gián đoạn hoạt động khoảng 1h vào ngày 19/11/2021. Dù không gây thiệt hại đến tài sản, điều này ảnh hưởng đáng kể đến trải nghiệm người dùng.

Sự cố không tác động nghiêm trọng đến khối lượng và thanh khoản trên hai mạng lưới. Tuy nhiên, đó là lời nhắc nhở layer 2 vẫn chưa hoàn thiện và cần phải được cải tiến nhằm tránh rủi ro đáng tiếc.

Bên cạnh đó, số lượng layer 2 tăng cao kéo theo nhu cầu sử dụng cầu nối cross-chain. Tuy nhiên, các dự án cross-chain lại là con mồi béo bở đối với tội phạm mạng. Theo Chainalysis, thiệt hại từ các vụ hack DeFi trong năm 2022 lên đến 3.1 tỷ USD, tăng 73.3% so với năm trước. Và 64% trong số đó đến từ cầu nối cross-chain.

Không chỉ cầu nối cross-chain, bản thân Optimism cũng từng bị hack 20 triệu OP do sự cố hợp đồng thông minh. Sau khi gửi hai giao dịch thử nghiệm, Optimism đã gửi toàn bộ 20 triệu OP cho nhà tạo lập thị trường Wintermute.

Tuy nhiên, Wintermute phát hiện ra họ không thể truy cập khoản vay do hợp đồng thông minh dự án dự định nhận OP vẫn còn trên layer 1 (Ethereum) và chưa được triển khai trên Optimism. Trong khi chờ triển khai hợp đồng lên layer 2, hacker đã tấn công hợp đồng layer 2 và lấy cắp 20 triệu OP.

Zk rollup có phải là giải pháp?

Zk có trình tự xử lý giao dịch trái ngược với optimistic. Optimistic rollup giả định tất cả giao dịch đều chính xác, sau đó người xác minh có 7 ngày để gửi bằng chứng gian lận (nếu có). Zk buộc người xác minh gửi bằng chứng ngay từ đầu rồi mới thông qua giao dịch. Do đó, về cơ bản zk an toàn hơn và những người tham gia xác minh giao dịch khó gian lận hơn.

Bằng cách giảm tải dữ liệu giao dịch, zk rollup cung cấp giao dịch nhanh và rẻ hơn. Tuy nhiên, zk rollup sử dụng máy ảo riêng thay vì Ethereum Virtual Machine (EVM) như optimistic. Điều này đòi hỏi zk có độ phức tạp cao và tài nguyên tính toán lớn để tạo ra bằng chứng zk. Chính vì thiếu EVM, zk có thể gây tốn kém và khó chạy các ứng dụng phi tập trung.

Để khắc phục điểm này, các nhà phát triển đã đưa ra sáng kiến zkEVM, giúp cơ chế zk rollup tương thích EVM. Một số dự án zkEVM nổi bật là Polygon, zkSync, ConsenSys và Scroll. Ngoài ra, ngày 3/3, Metis công bố giải pháp mới mang tên Hybrid Rollups. Như Interlock đưa tin, Metis cho biết Hybrid chắt lọc ưu điểm từ hai giải pháp rollup, chẳng hạn như khả năng tương thích EVM của optimistic và tốc độ giao dịch của zk.

Cả zkEVM và Hybrid đều hứa hẹn lấp đầy một số thiếu sót của các layer 2 hiện tại. Dù vậy, vấn đề bảo mật và phi tập trung của mạng lưới vẫn còn phụ thuộc vào độ lớn mạnh của mạng lưới và cần rất nhiều thời gian để cải thiện. Bên cạnh đó, chúng ta cũng cần chờ các dự án chính thức chạy public mainnet để biết được các giải pháp mới có hiệu quả hay không.