ZKsync được Vitalik khen ngợi đã sớm phát triển zkVM nhanh nhất

Tác giả gốc: Eric, Foresight News

 

Ngày 1 tháng 11, Vitalik đã trích dẫn bài đăng của nhà sáng lập ZKsync về bản nâng cấp ZKsync Atlas và ca ngợi ZKsync đã làm rất nhiều “công việc bị đánh giá thấp nhưng rất có giá trị đối với hệ sinh thái Ethereum”.

Thị trường đã nhanh chóng phản ứng với lời của Vitalik, giá ZK trong hai ngày cuối tuần đã tăng mạnh nhất hơn 2,5 lần, các token thuộc hệ sinh thái ZK bao gồm ALT (AltLayer), STRK (Starknet), SCR (Scroll), MINA (Mina) v.v. đều ghi nhận mức tăng trưởng đáng kể.

Sau khi tìm hiểu về bản nâng cấp ZKsync Atlas, chúng tôi nhận thấy những gì ZKsync đã làm thực sự có thể đã bị đánh giá thấp.

ZKP: Nhanh, nhỏ nhưng đắt đỏ

Ethereum Foundation từ rất sớm đã thúc đẩy ZKP (Zero-Knowledge Proof - Bằng chứng không kiến thức), về bản chất là nhằm giải quyết vấn đề tốc độ xác minh chậm và lượng dữ liệu xác minh lớn.

ZKP về bản chất là một vấn đề xác suất toán học, lấy một ví dụ không hoàn toàn chính xác để giải thích nguyên lý: Giả sử có người tuyên bố đã giải quyết được “bài toán bốn màu”, vậy làm sao để xác định người này thực sự đã giải quyết được mà không cần công bố toàn bộ phương án? Giải pháp của Zero-Knowledge Proof là chọn một số phần trong toàn bộ đồ thị, chứng minh rằng trong các phần đó không có hai vùng liền kề nào có cùng màu, và khi số lượng phần được chọn đạt đến một giá trị nhất định, có thể chứng minh xác suất người này giải quyết được bài toán bốn màu đã đạt 99,99...%. Lúc này, chúng ta có thể chứng minh “thực sự đã giải quyết được bài toán bốn màu” mà không cần biết toàn bộ chi tiết.

Đó chính là điều mọi người thường nghe: “Chứng minh đã làm được điều gì đó mà không cần biết cách làm như thế nào” của Zero-Knowledge Proof. Lý do tại sao ZKP được thúc đẩy mạnh mẽ trong hệ sinh thái Ethereum là vì tốc độ lý thuyết tối đa của ZKP nhanh hơn rất nhiều so với việc xác minh từng giao dịch, và lượng dữ liệu sinh ra từ bằng chứng cũng rất nhỏ.

Tốc độ nhanh là bởi vì ZKP không cần biết toàn bộ chi tiết, chỉ cần thực hiện các thử thách. Ví dụ xác minh một block Ethereum, hiện tại mỗi node phải xác minh từng giao dịch xem địa chỉ thực thi có đủ số dư hay không, nhưng nếu chỉ một node xác minh tất cả giao dịch bằng ZKP rồi sinh ra một “bằng chứng”, các node khác chỉ cần xác minh “bằng chứng” này là đủ. Quan trọng hơn, lượng dữ liệu của “bằng chứng” này rất nhỏ, nên tốc độ truyền tải và xác minh cực nhanh, đồng thời chi phí lưu trữ dữ liệu cũng thấp hơn.

Lý do không thể áp dụng rộng rãi công nghệ toàn ưu điểm này là vì nó quá đắt đỏ.

Dù ZKP không cần tái hiện toàn bộ quá trình, nhưng bản thân thử thách sẽ tiêu tốn rất nhiều năng lực tính toán. Nếu như chạy đua vũ trang AI mà tích trữ GPU điên cuồng, tốc độ có thể nhanh hơn, nhưng không phải ai cũng chịu nổi chi phí này. Tuy nhiên, nếu có thể thông qua đổi mới thuật toán và kỹ thuật để giảm thời gian tạo bằng chứng với cùng lượng hoặc ít tài nguyên tính toán, đạt được cân bằng giữa “giá tăng nhờ đổi mới công nghệ thúc đẩy nhiều ứng dụng hơn trên Ethereum” và “chi phí mua GPU để xây dựng node”, thì đây là điều rất đáng làm.

Vì vậy, rất nhiều dự án ZK hoặc các nhà phát triển mã nguồn mở trong hệ sinh thái Ethereum tập trung vào việc: tạo bằng chứng ZK với chi phí thấp hơn và tốc độ nhanh hơn trong điều kiện chi phí thấp. Gần đây, đội ngũ Brevis chỉ dùng một nửa chi phí của giải pháp SP1 Hypercube (64 chiếc GPU RTX 5090), đã đạt được thời gian chứng minh block Ethereum trung bình 6,9 giây (99,6% thời gian chứng minh nhỏ hơn thời gian tạo block trung bình hiện tại của Ethereum: dưới 12 giây), điều này đã khiến cộng đồng Ethereum đồng loạt khen ngợi.

Dù chi phí GPU vẫn vượt quá 100,000 USD, nhưng ít nhất tốc độ chứng minh đã giảm xuống ngang bằng mức hiện tại chưa có ZKP, nhiệm vụ tiếp theo của mọi người là giảm chi phí.

Bản nâng cấp Atlas đạt được tính cuối cùng ZK trong 1 giây

Có lẽ nhiều người không biết, zkVM mã nguồn mở ZKsync Airbender do ZKsync phát triển là zkVM có tốc độ xác minh bằng một GPU nhanh nhất. Theo dữ liệu của Ethproofs, sử dụng một chiếc 4090 ZKsync Airbender có thời gian xác minh trung bình 51 giây, chi phí chưa đến một cent, cả hai đều là thành tích tốt nhất trong các zkVM.

Theo dữ liệu do ZKsync cung cấp, không tính đến đệ quy, Airbender sử dụng một chiếc H100 và mô hình lưu trữ ZKsync OS để xác minh mainnet Ethereum có thời gian trung bình là 17 giây. Dù tính cả đệ quy, tổng thời gian trung bình cũng chỉ khoảng 35 giây, ZKsync cho rằng điều này tốt hơn nhiều so với việc cần hàng chục GPU mới xác minh được trong 12 giây. Tuy nhiên, hiện chỉ có dữ liệu trung bình 22,2 giây với hai GPU, nên thực tế tốt xấu vẫn chưa thể kết luận.

Và tất cả những điều này không chỉ là công lao riêng của Airbender, tối ưu thuật toán và kỹ thuật chỉ là một phần, sự tích hợp sâu với stack công nghệ của ZKsync mới là chìa khóa để tối đa hóa hiệu quả. Quan trọng hơn, nó chứng minh rằng việc sử dụng một GPU duy nhất để chứng minh real-time trên mainnet Ethereum là khả thi.

Cuối tháng 6, ZKsync ra mắt Airbender, và vào ngày áp chót của kỳ nghỉ Quốc khánh đã triển khai bản nâng cấp Atlas. Bản nâng cấp tích hợp Airbender này đã giúp ZKsync tăng mạnh thông lượng, tốc độ xác nhận và giảm chi phí.

Về thông lượng, ZKsync đã tối ưu hóa sorter về mặt kỹ thuật: thông qua các thành phần bất đồng bộ độc lập để giảm tối đa tiêu hao do đồng bộ; tách biệt trạng thái cần cho máy ảo, trạng thái cần cho API và trạng thái cần cho việc tạo bằng chứng zero-knowledge hoặc xác minh bằng chứng zero-knowledge trên lớp L1, từ đó giảm chi phí không cần thiết của các thành phần.

Theo thử nghiệm thực tế của ZKsync, TPS trong các trường hợp cập nhật giá tần suất cao, chuyển stablecoin trong thanh toán và chuyển ETH gốc lần lượt đạt 23k, 15k và 43k.

Một bước nhảy vọt lớn khác đến từ Airbender, giúp ZKsync đạt được xác nhận block trong 1 giây và chi phí cho mỗi lần chuyển chỉ 0,0001 USD. Khác với xác minh block mainnet, ZKsync chỉ xác minh tính hợp lệ của chuyển đổi trạng thái, do đó lượng tính toán nhỏ hơn nhiều so với xác minh block mainnet. Dù giao dịch đạt được tính cuối cùng ZK vẫn cần được xác minh trên mainnet mới có tính cuối cùng L1, nhưng có xác minh ZK đã chứng minh tính hợp lệ của giao dịch, còn tính cuối cùng L1 giống như một sự đảm bảo về quy trình.

Nói cách khác, giao dịch thực hiện trên ZKsync chỉ cần xác minh ZKP là có thể xác nhận hoàn toàn tính hợp lệ, cộng thêm chi phí giảm mạnh, ZKsync đã hiện thực hóa, theo cách nói của họ, các ứng dụng chỉ Airbender mới mang lại được:

Đầu tiên tất nhiên là các ứng dụng như sổ lệnh on-chain, hệ thống thanh toán, sàn giao dịch và nhà tạo lập thị trường tự động. Airbender giúp hệ thống xác minh và thanh toán cực nhanh, giảm rủi ro rollback trên chuỗi của các ứng dụng này.

Thứ hai là điều mà nhiều L2 hiện nay chưa làm được, hỗ trợ hệ thống công khai và hệ thống riêng tư (ví dụ Prividiums của ZKsync) có thể tương tác mà không cần bên thứ ba. Prividiums là hạ tầng do ZKsync phát triển để giúp doanh nghiệp xây dựng blockchain riêng tư. Đối với doanh nghiệp, yêu cầu với blockchain là thanh toán nhanh và bảo mật. Thanh toán nhanh thì không cần nói thêm, tính bảo mật tự nhiên của ZKP giúp blockchain riêng tư của doanh nghiệp có thể xác minh tính hợp lệ của giao dịch khi tương tác với blockchain công khai mà không tiết lộ thông tin sổ cái. Kết hợp cả hai, thậm chí đáp ứng được yêu cầu về thời gian thanh toán trong các quy định đối với giao dịch chứng khoán và ngoại hối on-chain.

Đây có lẽ cũng là lý do ZKsync trở thành mạng phát hành tài sản RWA token hóa lớn thứ hai chỉ sau Ethereum.

ZKsync cũng tự hào cho biết, tất cả những điều này chỉ có thể đạt được dưới bản nâng cấp Atlas: sorter cung cấp đóng gói giao dịch độ trễ thấp, Airbender tạo bằng chứng trong một giây, sau đó Gateway xác minh và điều phối thông điệp cross-chain.

Kết nối L1 và L2

Như bài đăng mà Vitalik đã chia sẻ lại, nhà sáng lập ZKsync Alex cho rằng sau bản nâng cấp Atlas, ZKsync đã thực sự kết nối được với mainnet Ethereum.

Hiện tại, thời gian xác nhận cuối cùng giao dịch trên ZKsync (khoảng 1 giây) ngắn hơn thời gian tạo block trung bình của mainnet Ethereum (12 giây), điều này có nghĩa là các giao dịch tổ chức và RWA trên ZKsync về bản chất giống như trên mainnet Ethereum, chỉ cần chờ xác nhận từ mainnet. Điều này có nghĩa ZKsync không cần xây dựng trung tâm thanh khoản riêng trên L2, mà có thể sử dụng trực tiếp thanh khoản của mainnet, bởi vì ZK Rollup không cần thời gian thử thách 7 ngày giữa L2 và mainnet như OP Rollup, và bản nâng cấp Atlas còn tăng tốc hơn nữa.

Điều này giúp cải thiện vấn đề phân mảnh L2 mà cộng đồng Ethereum bàn luận gần đây, L2 và L1 không còn là hai chuỗi tách biệt mà được kết nối thành một thể thống nhất nhờ xác nhận và xác minh nhanh chóng, L2 lần đầu tiên thực sự có thể gọi là “mạng mở rộng”.

Nhớ lại khi ZKsync và Scroll mới ra mắt mainnet, tốc độ xác nhận giao dịch và phí Gas không khác gì mainnet, thậm chí còn cao hơn, nguyên nhân là do lúc đó chưa có tối ưu hệ thống về thuật toán và kỹ thuật cho ZKP, khiến tốc độ xác minh chậm, chi phí cao, khi đó còn gây ra khủng hoảng niềm tin với ZK Rollup. Đến nay, Optimism và Arbitrum đều đang dần chuyển từ OP Rollup sang ZK Rollup (hoặc kết hợp cả hai), sự cải thiện về chi phí và tốc độ của các ZK Rollup như ZKsync và ZKP phi tập trung của Scroll đều đã từ “nói nhảm” thành kết quả đáng mong đợi.

Từ bị chỉ trích đến trở thành “miếng bánh ngon”, ZK đã nhìn thấy ánh sáng. Sau khi sorter và cầu nối cross-chain thực hiện đa chữ ký hoàn toàn phi tập trung, có lẽ thực sự có thể đạt được điều mà Hasseb Qureshi, quản lý đối tác của Dragonfly, đã nói: “can't be evil”.