Tác giả: Kyle Liu, Giám đốc đầu tư tại Bing Ventures

Tóm tắt bài phát biểu:

Theo đà của Lớp 2, các câu chuyện về chuỗi công khai mô-đun đang trở nên phổ biến, trong đó dự án lớp thực thi chuỗi công khai mô-đun xứng đáng được chú ý nhất. Số báo cáo nghiên cứu ngành của Bing Ventures này sẽ giới thiệu ngắn gọn chuỗi công khai mô-đun là gì và mô hình cơ bản của trường lớp thực thi chuỗi công khai mô-đun hiện tại.

Với sự phát triển của Lớp 2 và Rollups, hệ sinh thái Ethereum đã chuyển sang kiến ​​trúc mô-đun. Một trong những trở ngại lớn nhất đối với việc áp dụng công nghệ blockchain trên quy mô lớn là khả năng mở rộng. Các giải pháp mở rộng quy mô lớp 1 tập trung vào sản xuất khối thay vì xác minh khối. Cơ sở hạ tầng chuỗi khối mô-đun được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng Web3 với khả năng mở rộng, bảo mật và phân cấp, đồng thời tập trung vào tính dễ tích hợp, phân phối nhanh và trải nghiệm người dùng.

Các chuỗi công khai mô-đun đang dần trở thành chủ đề được thảo luận nhiều nhất và cái gọi là mô-đun hóa là chia lớp đồng thuận, lớp sẵn có dữ liệu (DA), lớp giải quyết, lớp thực thi giao dịch, v.v. của blockchain thành các chuỗi khác nhau thay vì một Chuỗi xử lý tất cả các mô-đun. Lớp thực thi có thể tồn tại dưới dạng blockchain của riêng nó hoặc nó có thể tận dụng blockchain cơ bản để đảm bảo tính hợp lệ và tính sẵn có của dữ liệu.

Nói chung, ba lớp trên đã tồn tại nhưng chúng được kết hợp trong mạng Ethereum mà không có ranh giới và phân công lao động rõ ràng. Mục đích của chuỗi công khai mô-đun là tách rời các lớp này. Đầu tiên, trong môi trường kỹ thuật của ứng dụng Lớp 2, các chức năng như bảo mật quyền riêng tư, xác minh nút, xác nhận giao dịch, lưu trữ dữ liệu và chống gian lận được xử lý riêng biệt, từ đó hiện thực hóa việc mở rộng của chuỗi.

Sự trỗi dậy của cách kể chuyện theo mô-đun

“Tam giác bất khả thi” của công nghệ blockchain luôn là vấn đề khiến các nhà phát triển và người dùng đau đầu. Các giải pháp như Layer2 được thiết kế để giải quyết vấn đề cốt lõi này. Cụ thể, cách tiếp cận của Layer2 là chuyển việc tính toán và xử lý dữ liệu sang mạng lớp thứ hai của Ethereum, trong khi mạng lớp thứ nhất chịu trách nhiệm chính về bảo mật, tức là sự đồng thuận. Điều đáng chú ý là chuỗi công khai mô-đun chủ yếu là một giải pháp được đề xuất để nâng cấp Ethereum và logic tường thuật của nó xoay quanh Ethereum. Tuy nhiên, hiện có các dự án khác trong chuỗi đề cập đến vấn đề này để cải thiện hiệu suất.

Chuỗi công khai mô-đun nhằm mục đích chia hệ thống thành nhiều thành phần mô-đun để nó có các đặc điểm của chuỗi khối và thậm chí có thể có các chức năng phụ như DEX, tiền tệ ổn định, NFT và các công cụ phái sinh. Các nhà phát triển có thể trích xuất các mô-đun mới này và kết hợp chúng theo bất kỳ thứ tự nào để đạt được các chức năng nâng cao hơn. Phải đến nửa cuối năm ngoái, chuỗi công khai mô-đun mới được nhắc đến một lần nữa, bởi vì giải pháp Lớp 2 của Ethereum bắt đầu phát triển vào thời điểm đó và Lớp 2 là nền tảng và điều kiện tiên quyết quan trọng để hiện thực hóa mô-đun hóa chuỗi công khai.

Bối cảnh cạnh tranh của lớp thực thi mô-đun

Hệ sinh thái Ethereum đạt được sự tách biệt lớp thực thi khỏi chuỗi khối cơ bản thông qua các công nghệ như Lớp 2 và Rollup, từ đó cải thiện khả năng mở rộng, bảo mật và khả năng tương tác. Hiện tại, có một số dự án trong lớp thực thi chuỗi công khai mô-đun tập trung vào việc cung cấp lớp sẵn có của dữ liệu, chẳng hạn như Celestia, LazyLedger và DataShards; một số dự án tập trung vào việc cung cấp lớp thực thi, chẳng hạn như Optimism, Arbitrum và zkSync3; và một số tập trung vào cung cấp các dự án tổng hợp giao thức và cầu nối chuỗi chéo như Polygon, Connext và Hop Protocol.

Tất cả họ đều đang tích cực phát triển và triển khai các giải pháp của riêng mình cũng như hợp tác với nhiều ứng dụng phi tập trung khác nhau để cải thiện trải nghiệm người dùng và hiệu quả mạng. Có một mức độ cạnh tranh và hợp tác nhất định giữa các dự án lớp thực thi chuỗi công cộng mô-đun vì chúng đều phải đối mặt với những thách thức và cơ hội chung. Các khía cạnh đánh giá của chúng tôi phải luôn tập trung vào tính bảo mật, khả năng mở rộng, khả năng tương tác và hiệu quả chi phí. Tác giả tổng hợp các loại dự án tiêu biểu sau:

Chuỗi công cộng tăng tốc

Kiến trúc chuỗi khối mô-đun có thể phân tách các chức năng của chuỗi khối thành các lớp khác nhau, chẳng hạn như lớp thực thi, lớp bảo mật và lớp sẵn có của dữ liệu, có thể cải thiện hiệu quả, tính linh hoạt và khả năng tương tác của chuỗi khối. Các sản phẩm giao dịch song song có thể sử dụng xử lý song song để thực hiện giao dịch và đảm bảo tính hợp lệ của giao dịch gửi tiền thông qua các cơ chế xác minh khác nhau, điều này có thể cải thiện khả năng xử lý, thông lượng và tốc độ xác nhận của blockchain. Chúng có thể hỗ trợ nhiều token và hợp đồng thông minh hơn, đồng thời cho phép người dùng chuyển tài sản giữa các chuỗi khối khác nhau, điều này có thể mở rộng các kịch bản ứng dụng chuỗi khối như DeFi, NFT và Web3.

Arbitrum là một giải pháp lớp thực thi cổ điển dựa trên công nghệ Optimistic Rollup, có thể triển khai các hợp đồng thông minh hiệu quả, chi phí thấp và có khả năng tương thích cao trên Ethereum. Arbitrum có thể sử dụng công nghệ Dữ liệu tùy ý để cải thiện thông lượng giao dịch và tốc độ xác nhận. Đồng thời, StarkNet, với tư cách là một nền tảng lớp thực thi dựa trên công nghệ ZK-Rollup, có thể triển khai các ứng dụng phi tập trung có khả năng mở rộng, bảo mật và bảo vệ quyền riêng tư trên Ethereum. StarkNet có thể sử dụng công nghệ Zero-Knowledge Proof để đảm bảo tính hợp lệ của các giao dịch và tính sẵn có của dữ liệu. Hai tuyến này hiện đang chiếm vị trí chủ đạo trong các tuyến kỹ thuật cấp điều hành.

Tuy nhiên, xử lý song song yêu cầu danh sách truy cập trạng thái nghiêm ngặt để đảm bảo các giao dịch không can thiệp lẫn nhau. Đồng thời, các chuỗi khối mô-đun cần phải dựa vào các lớp khác để cung cấp tính bảo mật, sự đồng thuận và tính khả dụng của dữ liệu, điều này có thể làm tăng độ phức tạp và chi phí. Ngoài ra, việc xử lý song song có thể làm chậm tốc độ xác nhận giao dịch, vì nó cần đợi tất cả các nhánh song song hoàn thành trước khi toàn bộ khối có thể được xác nhận. Đối mặt với những vấn đề này, Fuel, với tư cách là giao thức lớp thực thi dựa trên mô hình UTXO, có thể chạy trên các chuỗi khối khác nhau.

Fuel có thể thực hiện các giao dịch bằng cách xử lý song song và cho phép người dùng chuyển tài sản giữa các chuỗi khối khác nhau thông qua công nghệ Optimistic Yanking. Fuel sử dụng một máy ảo có tên FuelVM, máy này có thể nhanh chóng xác minh các giao dịch và khối, đồng thời hỗ trợ nhiều token và hợp đồng thông minh. Fuel sử dụng công nghệ có tên Optimistic Yanking, cho phép người dùng chuyển tài sản giữa các chuỗi khối khác nhau mà không cần chờ xác nhận lâu hoặc phải trả phí cao.

Nhiên liệu: Giao dịch song song ở lớp thực thi

Fuel là Bản tổng hợp lạc quan đầu tiên được triển khai trên mạng chính Ethereum và phiên bản V1 đã được ra mắt trên Ethereum vào cuối năm 2020. Nó cung cấp khả năng mở rộng bằng cách sử dụng mô hình thực thi khác với EVM, một hệ thống thực thi tối thiểu có khả năng song song hóa cao dựa trên UTXO, hỗ trợ ETH và tất cả các mã thông báo ERC-20. Tuy nhiên, do Fuel V1 có quá ít người dùng và không hỗ trợ hợp đồng thông minh nên nó không được người dùng ưa chuộng kể từ khi ra mắt. Vì vậy, ngay sau khi ra mắt Fuel V1, nhóm phát triển của Fuel, Fuel Labs, đã chuyển toàn bộ trọng tâm phát triển sang phiên bản V2 và định vị nó là lớp thực thi mô-đun, một hệ thống máy tính có thể kiểm chứng được thiết kế cho ngăn xếp chuỗi khối mô-đun.

Tính năng lớn nhất của Fuel là nó áp dụng kiến ​​trúc VM mới - FuelVM, có chuỗi công cụ và ngôn ngữ riêng. FuelVM lấy các tính năng từ WASM, EVM và SeaLevel của Solana và tiềm năng hấp dẫn nhất của nó là nó thực thi trên mô hình dữ liệu dựa trên UTXO. So với Optimistic Rollups ngày nay, điểm khác biệt lớn nhất giữa Fuel là nó sử dụng mô hình dữ liệu dựa trên UTXO và phiên bản đầu tiên của nó sử dụng thanh toán P2P làm kịch bản ứng dụng. Fuel V2 dự kiến ​​​​sẽ triển khai các hợp đồng thông minh giống như Ethereum. VM được thiết kế cho các đợt thanh toán dành riêng cho ứng dụng. Đây là một VM tùy chỉnh cung cấp cho nó nhiều tiện ích lý luận hơn, nhưng nó ít rõ ràng hơn đối với các đợt tổng hợp chung như Ethereum. .

Nhóm công nghệ của FuelV2 có ba trụ cột cốt lõi, đó là:

Nhiên liệuVM

FuelVM nhằm mục đích giảm thiểu việc xử lý lãng phí các kiến ​​trúc máy ảo blockchain truyền thống đồng thời tăng không gian thiết kế tiềm năng cho các nhà phát triển. Fuel áp dụng mô hình dữ liệu UTXO, tương tự như Bitcoin và toàn bộ trạng thái được thể hiện dưới dạng bộ UTXO. Sự khác biệt là một số UTXO trong Fuel V2 là UTXO mã thông báo, trong khi một số khác là UTXO hợp đồng. Không giống như UTXO token, UTXO hợp đồng có mã, bộ lưu trữ và ID hợp đồng duy nhất bên cạnh các điều kiện về số dư và chi tiêu.

Một đặc điểm khác biệt của UTXO là chúng có tính nguyên tử, tức là các giao dịch hoàn toàn sử dụng chúng và tạo ra các UTXO mới. Đối với hợp đồng UTXO, Fuel xác định một số quy tắc hiệu lực mới. Các quy tắc quan trọng bao gồm: hợp đồng UTXO bị khóa sau các điều kiện chi tiêu đặc biệt mà bất kỳ ai cũng có thể sử dụng; khi một giao dịch sử dụng hợp đồng UTXO, nó sẽ tạo ra một hợp đồng UTXO mới với cùng điều kiện chi tiêu và ID hợp đồng, nhưng có thể có dung lượng lưu trữ và số dư mới; hợp đồng Các UTXO được sử dụng trong cùng một giao dịch có thể tương tác với nhau.

Ưu điểm của Fuel là mô hình UTXO cho phép blockchain Fuel thực hiện các giao dịch nhanh chóng và hiệu quả hơn. Nhược điểm của nó là việc triển khai mô hình UTXO đòi hỏi một mức độ khó kỹ thuật nhất định và yêu cầu nhiều mã hơn việc triển khai mô hình tài khoản. Ngoài ra, do mô hình UTXO không phù hợp với hợp đồng thông minh nên cần phải tuân theo các quy tắc hiệu lực mới khi sử dụng UTXO hợp đồng, đòi hỏi kiến ​​thức và kinh nghiệm kỹ thuật nhất định. Tuy nhiên, Fuel vẫn đang phát triển và cải tiến, đồng thời dự kiến ​​sẽ triển khai thêm nhiều chức năng và kịch bản ứng dụng hơn trong tương lai.

Thực hiện giao dịch song song

Fuel sử dụng danh sách truy cập trạng thái nghiêm ngặt dưới dạng mô hình UTXO nên có khả năng thực hiện các giao dịch song song và có lợi thế về tính toán, truy cập trạng thái và thông lượng giao dịch). Fuel là một blockchain dựa trên mô hình UTXO, ưu điểm lớn nhất của nó là có thể thực hiện các giao dịch song song, điều mà nhiều blockchain khác không có. Cốt lõi của công nghệ này là xác định phần trạng thái mà giao dịch sẽ sửa đổi thông qua danh sách truy cập, từ đó đạt được sự thực thi song song.

Điều này có nghĩa là nếu các UTXO được giao dịch sử dụng không trùng nhau thì chúng có thể được thực thi riêng biệt, tận dụng tối đa hiệu suất của CPU đa lõi. Công nghệ này không chỉ hoạt động đối với các giao dịch nội khối mà còn có thể được thực thi trên các khối, giúp việc đồng bộ hóa các nút nhập lại nhanh hơn. Ngược lại, chuỗi khối dựa trên tài khoản cũng có thể đạt được khả năng thực thi song song nhưng cần cân nhắc nhiều hơn, chẳng hạn như các quy định nghiêm ngặt về danh sách truy cập. Đồng thời, hiệu suất lõi đơn không còn đáp ứng được nhu cầu và việc sử dụng CPU đa lõi tiếp tục trở nên phổ biến hơn, xử lý đa lõi cũng có tác dụng nhân rộng trong việc nâng cao hiệu quả thực thi. Vì vậy, công nghệ thực thi song song của Fuel sẽ ngày càng trở nên quan trọng trong tương lai.

Kinh nghiệm của nhà phát triển

Fuel sử dụng ngôn ngữ dành riêng cho miền Sway và chuỗi công cụ hỗ trợ Forc để mang đến trải nghiệm mạnh mẽ và mượt mà hơn cho nhà phát triển. Môi trường phát triển vẫn giữ được những lợi thế của các ngôn ngữ hợp đồng thông minh như Solidity, đồng thời áp dụng mô hình được giới thiệu trong hệ sinh thái công cụ Rust và bao gồm cú pháp để tận dụng máy ảo blockchain. Để giải quyết vấn đề tăng trưởng trạng thái, FuelVM áp dụng hai loại quy trình - tập lệnh và vị từ để tăng cường hợp đồng thông minh hoàn chỉnh Turing.

Không giống như EVM, người dùng FuelVM không gọi trực tiếp các hợp đồng mà chạy các tập lệnh để gọi nhiều hợp đồng. Cái hay của script là chúng có thể cắt bớt được.Khi script được thực thi, nó sẽ được cắt bớt hoàn toàn mà không có bất kỳ tác động nào đến trạng thái. Vị từ tương tự như tập lệnh, nhưng không đọc vùng lưu trữ hợp đồng trong quá trình thực thi và hoàn toàn không có trạng thái. Mục đích chính của tập lệnh và biến vị ngữ là biến FuelVM thành một thực thi bán không trạng thái. Trong FuelVM, các ứng dụng có thể ưu tiên trạng thái hoặc thực thi dựa trên khả năng và giá tài nguyên của ứng dụng. Ngoài ra, Fuel cũng hỗ trợ nhiều ứng dụng phức tạp, chẳng hạn như hỗ trợ nhiều tài sản cục bộ, ủy quyền và chuyển khoản trong một giao dịch, máy trộn tiền xu và ứng dụng bảo mật, v.v., với tính linh hoạt cao.

Đường dẫn chung đến các lớp thực thi mô-đun

Giá trị chính của Rollups ngày nay là mở rộng Ethereum và nếu có thể, mở rộng chức năng của nó. Các bản tổng hợp mở rộng Ethereum theo hai cách: 1. Chuyển trạng thái (và thực thi) ngoài chuỗi, tức là chuyển nó từ L1 sang L2, 2. Tính toán song song, tức là nhiều Bản tổng hợp có thể chạy trên Ethereum cùng một lúc. Rollups làm giảm bớt vấn đề tăng trưởng trạng thái Ethereum bằng cách chuyển một phần trạng thái ra khỏi chuỗi, nhưng điều này không loại bỏ một cách kỳ diệu nhu cầu duy trì trạng thái. Mặc dù các nút Ethereum không cần phải duy trì nó nhưng các nút Rollup thì cần.

Hiện tại, không có nhiều sự tập trung vào việc tối ưu hóa trạng thái trong không gian Tổng hợp. Thay vào đó, phần lớn trọng tâm là giảm dữ liệu L1 vì dữ liệu hiện tại là hạng mục chi phí đắt nhất của Rollup. Khoảng 2/3 chi phí của Arbitrum ở dạng dữ liệu cuộc gọi L1. EVM Rollup tối ưu hóa dữ liệu được xuất bản lên L1, cố gắng nén dữ liệu nhiều nhất có thể để cung cấp mức phí rẻ hơn cho người dùng.

Hiện tại, không có nhiều sự tập trung vào việc tối ưu hóa trạng thái trong không gian Tổng hợp. Thay vào đó, phần lớn trọng tâm là giảm dữ liệu L1 vì dữ liệu hiện tại là hạng mục chi phí đắt nhất của Rollup. Khoảng 2/3 chi phí của Arbitrum ở dạng dữ liệu cuộc gọi L1. EVM Rollup tối ưu hóa dữ liệu được xuất bản lên L1, cố gắng nén dữ liệu nhiều nhất có thể để cung cấp mức phí rẻ hơn cho người dùng.

Nhưng điều chúng tôi không tính đến là chi phí sẽ thay đổi đáng kể trong kỷ nguyên mô-đun. Khi lớp cơ sở bắt đầu phân phát dữ liệu với số lượng lớn (nhờ công nghệ lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu), Rollups sẽ sớm được hưởng các đơn đặt hàng dữ liệu có giá thành rẻ hơn. Đồng thời, với việc ít chú ý hơn đến tăng trưởng nhà nước, quy mô nhà nước sẽ nhanh chóng trở thành nút thắt lớn trong một thế giới mô-đun. Trong bất kỳ blockchain nào, dù là Rollup hay L1, các hoạt động thêm trạng thái sẽ phải chịu chi phí vĩnh viễn cho mạng. Các hoạt động này không chỉ tiêu tốn tài nguyên của nút hiện tại mà còn tiêu tốn tài nguyên của tất cả các nút trong tương lai.

Hiện tại, Fuel đã xây dựng thành công một số trường hợp sử dụng trình diễn, chẳng hạn như bỏ phiếu AMM, đa chữ ký, oracle và DAO. Trong tương lai, nhóm Fuel cũng có kế hoạch xây dựng các trường hợp sử dụng trình diễn cho các sản phẩm khác, chẳng hạn như cho vay, thị trường NFT, v.v. Mặc dù phương thức thực thi dựa trên UTXO có thể hơi phản trực quan, nhưng tôi tin rằng khả năng độc đáo của Fuel sẽ tạo ra các ứng dụng mới và đẩy lùi các giới hạn về khả năng hiện tại của không gian DeFi. Nhìn chung, tôi rất vui mừng về tiềm năng mà Fuel mang lại cho nhóm mô-đun. Lớp sẵn có của dữ liệu có thể mở rộng quy mô dữ liệu, nhưng để có trải nghiệm người dùng phi tập trung hoàn toàn, chúng tôi cũng cần mở rộng quy mô thực thi. Nhiên liệu đã sẵn sàng để lấp đầy khoảng trống đó.

Theo thang đánh giá của chúng tôi, tính bảo mật của Fuel được cung cấp bởi mainnet Ethereum, điều đó có nghĩa là Fuel không cần cơ chế xác thực hoặc cơ chế đồng thuận riêng và không có nguy cơ bị tấn công hoặc phân nhánh. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là Fuel cần phải dựa vào tính bảo mật và ổn định của Ethereum, nếu Ethereum bị lỗi hoặc được nâng cấp có thể ảnh hưởng đến hoạt động của Fuel. Khả năng mở rộng của Fuel được kích hoạt nhờ định dạng giao dịch hiệu quả và thời gian xác nhận có độ trễ thấp, cho phép Fuel xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây và hoàn tất xác nhận giao dịch trong vài giây. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là Fuel cần phải cạnh tranh với các chuỗi rollup khác để giành tài nguyên và người dùng. Nếu các chuỗi rollup khác cung cấp thông lượng cao hơn hoặc độ trễ thấp hơn, điều đó có thể ảnh hưởng đến sự hấp dẫn của Fuel.

Khả năng tương tác của Fuel đạt được nhờ chức năng chuyển chuỗi chéo và chức năng hỗ trợ nhiều mã thông báo, giúp Fuel tương thích và tương tác với các mạng Lớp 1 và Lớp 2 như Ethereum, Arbitrum, Optimism, Polygon, v.v. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là Fuel cần phải cạnh tranh với các giải pháp cross-chain khác về hiệu quả và bảo mật, nếu các giải pháp cross-chain khác cung cấp dịch vụ chuyển tiền nhanh hơn, rẻ hơn hoặc an toàn hơn thì cũng sẽ ảnh hưởng đến khả năng cạnh tranh của Fuel.

Trong tương lai, Fuel có thể hỗ trợ nhiều loại giao dịch và tính toán khác nhau, bao gồm chuyển khoản, thanh toán, hợp đồng thông minh, oracles, v.v. Điều này cho phép Fuel thích ứng với các trường hợp và nhu cầu sử dụng khác nhau, đồng thời cung cấp dịch vụ hiệu quả và linh hoạt. Đồng thời, nó tăng tốc độ tích hợp và khả năng tương tác với các mạng blockchain mô-đun khác nhau, bao gồm Ethereum 2.0, Celestia, v.v. Điều này sẽ cho phép Fuel tận dụng tính sẵn có của dữ liệu và bảo mật đồng thuận của các mạng này, đồng thời cung cấp khả năng tương tác và chuyển giao chuỗi chéo. Fuel có thể cải thiện hơn nữa hiệu suất và hiệu suất thực thi bằng cách tăng cường đổi mới và tối ưu hóa các giải pháp công nghệ, bao gồm Merkle Patricia Trie, Zero-Knowledge Proofs, v.v. Những sáng kiến ​​này dự kiến ​​sẽ mở rộng tính linh hoạt của nó như một lớp thực thi mô-đun trong tương lai.