Sự Khác Biệt Giữa Optimistic Rollup Và ZK Rollup

Optimistic Rollup và ZK Rollup là hai giải pháp mở rộng Layer 2 cho Ethereum phổ biến nhất hiện nay. Tuy cùng là giải pháp Rollup nhưng cũng có nhiều sự khác biệt giữa Optimistic Rollup và ZK Rollup từ đó dẫn tới sự khác biệt về kĩ thuật, cách vận hành và trải nghiệm người dùng. Trong bài viết này, mọi người cùng mình tìm hiểu sự khác biệt giữa Optimistic Rollup và ZK Rollup này nhé.

Để hiểu hơn về bài viết này, mọi người có thể tham khảo một số tài liệu dưới đây:

Tổng Quan Về Optimistic Rollup & ZK Rollup

Sự tương đồng giữa Optimistic Rollup & ZK Rollup

Rollup là một giải pháp mở rộng đưa các giao dịch ra ngoài off-chain để thực thi rồi di chuyển về Ethereum để đồng thuận và lưu trữ từ đó giải quyết được bài toán mở rộng trên Ethereum. Rollup được hình thành từ 2 từ Roll và Up có nghĩa là:

Roll: Có nghĩa là gom các giao dịch (hàng trăm, hàng ngàn giao dịch) thành 1 Block duy nhất.
Up: Có nghĩa là đăng lên Ethereum và 1 Block đó đại diện cho 1 Transaction duy nhất.

Cấu tạo của cả hai giải pháp Optimistic Rollup và ZK Rollup đều bao gồm:

On-chain Contract: Là một hợp đồng thông minh trên Ethereum có vai trò lưu trữ các Block từ ORU hay ZKU gửi xuống, theo dõi trạng thái mạng lưới và theo dõi dòng tiền giữa Layer 2 - Ethereum.
Off-chain Virtual Machine (VM): Là một máy ảo với mục đích xây dựng để thực thi các giao dịch off-chain. VM này sẽ độc lập với EVM.

Optimistic Rollup là gì?

Optimistic Rollup là giải pháp layer 2 được xây dựng và giải quyết để giải quyết vấn đề mở rộng trên Ethereum. Các giao dịc thay vì được giải quyết trên chuỗi gốc sẽ được mang ra ngoài và xử lý off-chain từ đó gia tăng tốc độ đáng kể và giảm phí giao dịch so với trên chuỗi gốc. Khác với Side Chain, các giải pháp Optimistic Rollup có gửi bản tổng hợp các giao dịch của mình xuống chuỗi gốc nên nhận được sự bảo mật từ chuỗi gốc.

Optimistic Rollup sử dụng bằng chứng giao dịch là Praud Proof (Bằng Chứng Gian Lận). Hiểu một cách đơn giản về Praud Proof (Bằng Chứng Gian Lận).

Bạn đã có bằng lái xe và bạn đang tham gia giao thông trên đường thì bất ngờ được công an giao thông dừng lại để kiểm tra giấy tờ nhằm xác định bạn đã trên 18 tuổi và có bằng lái xe. Bạn trả lời người công an giao thông rằng: "Tôi sẽ ở đây và nếu trong vòng 7 - 10 ngày không có bất kì thông tin nào chứng minh được tôi dưới 18 tuổi và không có bằng lái xe thì tôi là người đúng nên anh phải cho tôi tiếp tục đi".

Cơ chế hoạt động của nền tảng Optimistic Rollup sẽ diễn ra theo một số bước cơ bản như sau:

Bước 1: Sequencer sẽ đưa các giao dịch từ Mempool để tạo thành 1 lô (Batch) rồi gửi xuống Ethereum. Bên cạnh đó, Proposer cũng sẽ cập nhật trạng thái mạng (State Root) lên Ethereum.
Bước 2: State Root sau khi được cập nhật lên Ethereum sẽ có 1 khoảng thời gian thử thách (Challenge Time) khoảng 7 ngày.
Bước 3: Trong khoảng thời gian này bất kì ai thấy rằng có những giao dịch độc hại trong State Root đều có thể gửi một bằng chứng gian lận (Fraud Proof) chứng minh điều đó và tại đây sẽ giải quyết tranh chấp bởi On-chain Smartcontract. Còn nếu không có bất kì bằng chứng nào được đưa ra thì State Root đó được coi là hợp lệ và được thêm vào khối trên Ethereum.
Bước 4: State Root thành công sẽ được cập nhật trên chuỗi và không thể đảo ngược.

Trong khoảng thời gian 7 ngày thì giao dịch mặc dù đã thành công trên Layer 2 nhưng hoàn toàn có thể bị đảo ngược chỉ đến khi nó chính thức được thêm vào khối trên Ethereum thì mới không thể đảo ngược. Đó cũng là lí do tại sao thời gian rút tiền từ các ORU về Ethereum lại mất tới 7 ngày.

Zero-Knowledge Rollup là gì?

Zero-Knowledge Rollup viết tắt là ZK Rollup cũng là một giải pháp Layer 2 hướng đến giải quyết các vấn đề mở rộng trên Ethereum mà vẫn nhận được sự bảo mật từ chuỗi gốc. Khác với Validium chỉ gửi một phần thông tin lên chuỗi gốc thì ZK Rollup gửi đầy đủ thông tin lên chuỗi gốc của nó.

ZK Rollup sử dụng một bằng chứng tên là Validity Proof. Hiểu một cách đơn giản về Validity Proof.

Bạn đã có bằng lái xe và bạn đang tham gia giao thông trên đường thì bất ngờ được công an giao thông dừng lại để kiểm tra giấy tờ nhằm xác định bạn đã trên 18 tuổi và có bằng lái xe. Bạn trả lời người công an giao thông rằng: "Tôi sẽ chứng minh được tôi trên 18 tuổi và có bằng lái xe nhưng không cần xuất trình các giấy tờ liên quan để đảm bảo quyền riêng tư của tôi".

Cơ chế hoạt động của nền tảng ZK Rollup sẽ diễn ra theo một số bước cơ bản như sau:

Bước 1: Sequencer sẽ đưa các giao dịch từ Mempool để tạo thành 1 Block. Bên cạnh đó, Proposer cũng sẽ cập nhật trạng thái mạng (State Root) lên Ethereum.
Bước 2: Prover sẽ tạo bằng chứng giao dịch (Validity Proof) cho State Root đó và State Root đó sẽ được cập nhật lên Ethereum.
Bước 3: Tại Ethereum, On-chain Smartcontract sẽ đóng vai trò là xác minh bằng chứng giao dịch.
Bước 4: Nếu bằng chứng giao dịch được thông qua thì State Root sẽ được chính thức cập nhật trên Ethereum và không thể đảo ngược giao dịch

Có thể thấy rằng giao dịch được gửi xuống sẽ được xác minh ngay lập tức dẫn tới không thể đảo chiều giao dịch và đó cũng giải thích lí do vì sao mà thời gian rút tiền từ những nền tảng ZKU xuống Ethereum lại không tốn quá nhiều thời gian như các nền tảng ORU.

So Sánh Sự Khác Biệt Giữa ZK Rollup Và Optimistic Rollup

Sự khác biệt giữa ORU & ZKU

Từ cơ chế hoạt động tương đối khác biệt của ZK Rollup và Optimistic Rollup chúng ta có thể thấy một số những điểm khác biệt như sau:

ZK Rollup luôn phải tạo bằng chứng giao dịch cho mỗi State Root gửi xuống Ethereum, ngược lại Optimistic không cần làm điều đó. Điều này cũng giải thích lí do vì sao mà Optimism không sử dụng Fraud Proof hay Arbitrum đã không đăng bất kì một Fraud Proof lên Ethereum từ thời điểm mainnet tới nay. Điểm này cũng tác động tới thời gian rút tiền khác biệt giữa hai nền tảng Rollup.
ZK Rollup luôn luôn đăng Validity Proof của mình kèm theo mỗi State Root dẫn tới lượng calldata từ các nền tảng ZK Rollup đăng tải xuống Ethereum ít hơn rất nhiều so với các nền tảng Optimistic Rollup. Điều này làm cho phí giao dịch của ZK Rollup rẻ hơn so với Optimistic Rollup.
Mức độ tương thích EVM của Optimistic Rollup và ZK Rollup cũng khác hơn rất nhiều khi mà Optimistic Rollup có VM thân thiện với EVM hơn so với VM của ZK Rollup. Chính vì vậy, các nền tảng ZK Rollup vẫn đang trong quá trình xây dựng zkEVM.
Công nghệ Zero-knowledge của ZK Rollup cho phép 1 bằng chứng (ZK Proof) có thể làm bằng chứng cho nhiều State Root, Optimistic Rollup không thể làm được điều này. Chính yếu tố này tạo ra sự khác biệt về tốc độ giữa hai giải pháp mở rộng. Chính công nghệ ZK cũng giúp các nền tảng ZK Rollup có thêm tùy chọn về quyền riêng tư. Nhưng chính công nghệ này cũng giúp ZK Rollup trở nên khó xây dựng hơn nếu so với Optimistic Rollup.
Rủi ro trong việc đảo ngược giao dịch của các nền tảng Optimistic Rollup cũng cao hơn rất nhiều so với ZK Rollup. Khi mà Optimistic Rollup cần tới khoảng 7 ngày để có thể chính thức "final" trên Ethereum thì các giải pháp ZK Rollup chỉ mất vài phút hoặc vài giờ.
Để giải quyết bài toán về việc phi tập trung Sequencer thì các giải pháp ZK Rollup sẽ dễ hơn tương đối nhiều so với các giải pháp Optimistic Rollup.

Ưu điểm và nhược điểm của 2 loại Rollup

Nội dung	Optimistic Rollup	ZK Rollup
Khả năng mở rộng	200 - 500 TPS	2.000 TPS
Thời gian rút tiền về L1	2 - 10 ngày	2 - 20 phút
Tương thích EVM	Có	Không. Cần thời gian cải thiện
Bằng chứng giao dịch	Fraud Proof	Validity Proof
Quyền riêng tư	Không	Có
Độ khó xây dựng	Trung Bình	Cao

Thông qua bảng ở trên mọi người có thể thấy ưu điểm và nhược điểm của Optimistic Rollup và Zk Rollup. Ưu điểm của giải pháp này sẽ là nhược điểm của giải pháp kia và ngược lại.

Lợi điểm của các dự án thuộc giải pháp Optimistic Rollup là việc triển khai sớm hơn dễ dàng cho các dự án trong việc xây dựng và phát triển nên họ sẽ có lượng người dùng trước với Zk Rollup. Đã có nhiều bản cập nhật giúp Optimistic Rollup có thể cải thiện được các nhược điểm còn tồn tại của mình

Tổng Kết

Không có giải pháp nào được coi là toàn diện. Tuy vậy tại thời điểm hiện tại chúng ta có thể đưa ra một vài kết luận và dự phóng sau:

Trong một thời gian dài nghiên cứu thì giải pháp Rollup đã vượt qua nhiều các giải pháp khác như Plasma, Side Chain, State Channel để trở thành giải pháp chính yếu và quan trọng nhất trong công cuộc mở rộng cho Ethereum.
Đối với Rollup thì các giải pháp Optimistic Rollup sẽ phù hợp cho thị trường trong giai đoạn từ ngắn đến trung hạn. Còn về dài hạn thì các giải pháp Zk Rollup được coi là hoàn hảo hơn so với những gì Optimistic Rollup đang có.
Bản thân các dự án Optimistic Rollup vẫn liên tục cập nhật, thay đổi, phát triển để cạnh tranh với các giải pháp Zk Rollup.