Bitcoin Magazine: Rollup đối mắc phải khó khăn gì?

Nguồn: Bitcoin Magazine; Dịch: Ngũ Châu, Kinh tế màu vàng

Rollups gần đây đã trở thành trung tâm của việc mở rộng BTC, trở thành điều đầu tiên thực sự ‘cướp mất sự chú ý’ từ Lighting Network, trong việc tăng cường sự quan tâm rộng hơn. Rollups nhằm mục đích trở thành một lớp off-chain thứ hai không bị ràng buộc bởi các hạn chế hoặc ràng buộc thanh khoản của Lighting Network, điều này có nghĩa là người dùng cuối cùng cần phải có ai đó được cấp phát trước (hoặc ‘vay’) tiền để nhận được tiền, hoặc các nút trung gian cần có số dư kênh để thúc đẩy số tiền thanh toán di chuyển từ người gửi đến người nhận.

Những hệ thống này ban đầu được thực hiện trên nền tảng Ethereum và các hệ thống Turing hoàn thành khác, nhưng gần đây đã tập trung vào việc chuyển đổi chúng vào các chuỗi khối dựa trên UTXO (ví dụ như BTC). Bài viết này không có ý định thảo luận về tình trạng hiện tại của việc triển khai trên BTC, mà là để thảo luận về chức năng của Rollup được lý tưởng hóa mà mọi người đang theo đuổi trong thời gian dài, phụ thuộc vào khả năng xác minh trực tiếp các bằng chứng không kiến thức (ZKP) trên BTC, điều này hiện tại BTC không hỗ trợ.

Cấu trúc cơ bản của Roll là như sau: Một tài khoản đơn (UTXO trong BTC) lưu trữ số dư tất cả người dùng trong Rollup. UTXO này có chứa một cam kết dưới dạng Merkle root của cây Merkle, cam kết số dư hiện tại của tất cả các tài khoản có trong Rollup. Tất cả các tài khoản này đều được ủy quyền bằng cách sử dụng Khóa công khai/ Khóa riêng, do đó để chi tiêu off-chain, người dùng vẫn phải ký một số nội dung bằng Chìa khoá bảo mật. Phần này của cấu trúc cho phép người dùng rời khỏi bất kỳ lúc nào mà không cần sự cho phép, chỉ cần tạo ra một giao dịch chứng minh rằng tài khoản của họ là một phần của cây Merkle, họ có thể thoát khỏi Rollup một cách độc lập mà không cần sự cho phép của nhà điều hành.

Người vận hành Rollup phải bao gồm một ZKP trong giao dịch để cập nhật merkle root của số dư tài khoản on-chain trong quá trình hoàn tất giao dịch off-chain. Nếu không có ZKP này, giao dịch sẽ không hợp lệ và không thể được bao gồm vào khối. Bằng chứng này cho phép mọi người xác minh xem tất cả các thay đổi đối với số dư tài khoản off-chain có được phê duyệt đúng đắn từ chủ sở hữu tài khoản và người vận hành đã không cập nhật số dư một cách ác ý để đánh cắp tài sản của người dùng hoặc phân phối lại chúng một cách không trung thực cho người dùng khác.

Vấn đề là nếu chỉ có gốc cây Merkle được xuất bản trên chuỗi, người dùng có thể xem và truy cập nó, nhưng làm thế nào họ đưa nhánh của mình vào cây để có thể thoát ra mà không cần phải được phép khi họ muốn?

Rollup phù hợp

Trong Rollup thích hợp, mỗi khi xác nhận giao dịch off-chain mới và trạng thái của tài khoản Rollup thay đổi, thông tin sẽ được đưa trực tiếp vào blockchain. Không phải toàn bộ cây, điều đó quá ngớ ngẩn, mà là thông tin cần thiết để xây dựng lại cây. Trong một bản triển khai đơn giản, tóm tắt của tất cả các tài khoản hiện có trong Rollup sẽ bao gồm số dư và tài khoản chỉ được thêm vào trong giao dịch cập nhật của Rollup.

Trong các triển khai nâng cao hơn, phương sai cân bằng được sử dụng. Đây thực chất là một bản tóm tắt về tài khoản tăng hoặc giảm tiền trong quá trình cập nhật. Điều này làm cho mỗi bản Cập Nhật rollup chỉ chứa các thay đổi số dư tài khoản xảy ra. Sau đó, người dùng có thể chỉ cần quét chuỗi và “thực hiện phép tính” từ đầu Rollup để đến trạng thái hiện tại của số dư tài khoản, cho phép họ xây dựng lại cây Merkle của số dư hiện tại.

Điều này giúp tiết kiệm một lượng lớn chi phí và Khối không gian (do đó tiết kiệm tiền), trong khi vẫn cho phép người dùng đảm bảo truy cập thông tin cần thiết để rút lui một cách độc lập. Quy tắc rollup yêu cầu dữ liệu này được bao gồm trong rollup chính thức mà Khối chuỗi cung cấp cho người dùng, có nghĩa là các giao dịch không bao gồm tóm tắt tài khoản hoặc khác biệt tài khoản được coi là giao dịch không hợp lệ.

Thời hạn hiệu lực

Một phương pháp khác để xử lý vấn đề sẵn có dữ liệu người dùng là đặt dữ liệu ở một nơi khác ngoài chuỗi Khối. Điều này mang đến một vấn đề tinh tế, rollup vẫn cần đảm bảo rằng dữ liệu có sẵn ở nơi khác. Truyền thống, các chuỗi Khối khác được sử dụng cho mục đích này, được thiết kế đặc biệt làm lớp dữ liệu sẵn có cho hệ thống như rollup.

Điều này dẫn đến tình trạng bế tắc với mức độ bảo mật mạnh mẽ tương tự. Khi dữ liệu được phát hành trực tiếp lên chuỗi Bitcoin, các quy tắc Nhận thức chung có thể đảm bảo rằng nó hoàn toàn chính xác. Tuy nhiên, khi nó được phát hành ra hệ thống bên ngoài, điều tốt nhất mà nó có thể làm là xác minh chứng minh SPV, nghĩa là dữ liệu đã được phát hành ra một hệ thống khác.

Điều này đòi hỏi sự chứng thực rằng dữ liệu tồn tại trên các chứng minh on-chain khác, điều này cuối cùng là một vấn đề Máy Oracle. Chuỗi Khối của BTC không thể xác minh hoàn toàn bất kỳ điều gì ngoại trừ những gì xảy ra trên chuỗi Khốicủa chính nó, điều tốt nhất mà nó có thể làm là xác minh ZKP. Tuy nhiên, ZKP không thể xác minh xem liệu dữ liệu rollup trên chuỗi Khốisau khi tạo ra có thực sự được phổ biến công khai hay không. Nó không thể xác minh xem thông tin bên ngoài có thực sự được công khai cho tất cả mọi người hay không.

Điều này đã mở ra cánh cửa cho cuộc tấn công giữ dữ liệu, tức là tạo cam kết đối với dữ liệu được phát hành và sử dụng nó để thúc đẩy rollup, nhưng thực tế thì dữ liệu không khả dụng. Điều này dẫn đến người dùng không thể rút tiền. Giải pháp duy nhất thực sự là phụ thuộc hoàn toàn vào giá trị và cấu trúc động lực của hệ thống ngoài BTC.

Tiến hoặc rút lui

Điều này đưa ra một tình huống khó khăn cho rollup. Khi liên quan đến vấn đề sẵn có dữ liệu, tồn tại sự lựa chọn nhị phân giữa việc xuất bản dữ liệu lên chuỗi khối BTC hoặc nơi khác. Lựa chọn này ảnh hưởng rất lớn đến tính an toàn và chủ quyền cũng như khả năng mở rộng của rollup.

Một mặt, việc sử dụng chuỗi Khối Bitcoin làm lớp khả dụng dữ liệu sẽ đặt một giới hạn cứng cho khả năng mở rộng của rollup. Không gian Khối là có hạn, điều này đặt giới hạn cho số lượng rollup có thể tồn tại cùng một lúc cũng như tổng số giao dịch có thể xử lý off-chain của tất cả rollup. Mỗi lần cập nhật rollup đều yêu cầu không gian Khối tỷ lệ với số lượng tài khoản có số dư thay đổi kể từ lần cập nhật trước. Lý thuyết thông tin chỉ cho phép dữ liệu được nén đến một mức nhất định, ở điểm này, không còn tiềm năng mở rộng nữa.

Một khía cạnh khác là việc sử dụng các lớp khác nhau để đạt được tính khả dụng dữ liệu sẽ loại bỏ giới hạn cứng về lợi ích về khả năng mở rộng, nhưng nó cũng mang đến các vấn đề về an ninh và chủ quyền mới. Trong việc sử dụng Rollup để đạt được tính khả dụng dữ liệu bằng BTC, nếu dữ liệu mà người dùng cần trích xuất không được tự động xuất bản lên blockchain, trạng thái của Rollup sẽ không thể thay đổi. Việc sử dụng Validiums, sự đảm bảo này hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của hệ thống bên ngoài được sử dụng để chống lại sự gian lận và ẩn dữ liệu.

Hiện tại, bất kỳ Nhà sản xuất Khối nào trên hệ thống sẵn sàng dữ liệu bên ngoài cũng có thể chiếm đoạt tiền của người dùng BTCRollup bằng cách sản xuất Khối thay vì phát sóng thực tế của Khối đó, từ đó làm cho dữ liệu có sẵn.

Vậy nếu chúng ta thực sự thực hiện được một Rollup lý tưởng trên BTC, thực sự thực hiện được rút tiền một chiều từ người dùng thì sẽ như thế nào?