zkWasm, mở ra cánh cửa cho các ứng dụng Web2 vào Web3 Rollup

【Lời tựa】

Toàn bộ chuỗi khối được xây dựng dựa trên mật mã, bởi vì mật mã đã tạo ra hệ sinh thái lớp đầu tiên của toàn bộ sổ cái phân tán; và nhờ mật mã, một kế hoạch mở rộng ngoài chuỗi lớp thứ hai đã xuất hiện. Vào tháng 8 năm 2022, Vitalik đã phát hành “ Bài viết “Các loại ZK-EVM khác nhau” cung cấp sự so sánh tổng thể về các giải pháp mở rộng phổ biến hiện nay, như trong hình bên dưới:

Hình 1: Tổng quan về các loại ZK-EVM khác nhau

Do đó, các giải pháp mở rộng zkVM hiện tại về cơ bản xoay quanh giải pháp zkEVM, bởi vì các giải pháp zkVM khác không tương thích với sự tiếp tục và hỗ trợ của hệ sinh thái hiện tại, nhưng chúng sẽ có vấn đề về mặt tương lai. Nâng cấp Web2 là một phần quan trọng của Web3, đặc biệt là sau khi xuất hiện các giải pháp do zkWasm đại diện tương thích với nhiều ngôn ngữ C++, Rust, Go, AssemblyScript, C# và các ngôn ngữ khác, việc nâng cấp hệ thống tài khoản của các ứng dụng Web2 đã trở nên khả thi; zkEVM được mong đợi Từ trái sang trước, zkWasm di chuyển từ phải sang phía sau để cùng nhau xây dựng một hệ sinh thái rộng lớn về nâng cấp ứng dụng Web3, thay vì tiếp tục tranh chấp về chuỗi công khai đã gây nhầm lẫn trong nhiều năm.

【TL; DR】

1. Chức năng cốt lõi cuối cùng của Ethereum là định vị sổ cái phân tán của DA + Thanh toán + Đồng thuận. Giải pháp zkWasm của eWASM phù hợp hơn để xây dựng hệ sinh thái Web3.0.

2. zkEVM kế thừa quá khứ và tối ưu hóa hệ sinh thái blockchain, còn zkWasm khởi đầu tương lai và tạo ra tương lai của Web3.0!

3. Xây dựng các bản tổng hợp với zkWasm, không chỉ với Blockchain

【zkEVM kế thừa quá khứ, zkWasm khởi đầu tương lai】

Như đã đề cập trong lời nói đầu, kỷ nguyên sinh thái thực sự kết nối Web2.0 và Web3.0 là kỷ nguyên AppRollup. So với hệ sinh thái vẫn im lặng về ý tưởng chuỗi, thời đại Rollup không cần tạo ra quá nhiều chuỗi, bởi chuỗi đóng vai trò là Sổ cái, tức là lớp tài khoản được tách khỏi một ứng dụng riêng biệt và quay trở lại lớp chung, với quyền sở hữu được trả lại cho người dùng; chain đương nhiên là một nhà cung cấp dịch vụ như vậy, đảm nhận các chức năng thiết yếu về Tính khả dụng của Dữ liệu (DA), Giải quyết và Đồng thuận.

hình 2:AppRollup linh hoạt hơn nhiều so với Appchain

[ZKP, Bằng chứng không có kiến thức]

Trong mật mã học, zero-know proof (tiếng Anh: zero-know proof) hay giao thức zero-know-know (giao thức zero-know) là phương pháp để một bên (prover) chứng minh một mệnh đề nhất định cho bên kia (người kiểm tra). Đặc điểm là trong quá trình này, “Sẽ không có thông tin nào được tiết lộ ngoài việc mệnh đề đó là đúng. Vì vậy, nó có thể được hiểu là “không rò rỉ”. Nó được đề xuất lần đầu tiên bởi Shafi Goldwasser, Silvio Micali và Charles Rackoff của MIT trong một bài báo năm 1985 có tựa đề “Sự phức tạp về kiến thức của các hệ thống chứng minh tương tác” ([GMR85]). Tác giả đề cập trong bài báo rằng người chứng minh có thể thuyết phục người xác minh về tính xác thực của dữ liệu mà không tiết lộ dữ liệu cụ thể. Bằng chứng không có kiến thức có thể mang tính tương tác, nghĩa là người chứng minh phải chứng minh tính xác thực của dữ liệu một lần cho mỗi người xác minh; nó cũng có thể không tương tác, tức là người chứng minh tạo ra một bằng chứng và bất kỳ ai sử dụng bằng chứng này đều có thể được xác minh.

hình 3:Lịch sử phát triển của Bằng chứng Zero-Knowledge

zk-SNARK (Các đối số kiến thức không tương tác ngắn gọn) có lẽ là dạng bằng chứng không có kiến thức phổ biến nhất, xuất hiện lần đầu tiên trong bài báo Bit+11 năm 2011. Đến năm 2013, bằng chứng không có kiến thức có thể được sử dụng trong các ứng dụng trong thế giới thực nhờ bài báo Pinocchio PHGR13, giúp zk-SNARKS phù hợp với tính toán chung, mặc dù chậm hơn. Thuật toán Groth16 được đề xuất vào năm 2016 đã giảm đáng kể độ phức tạp tính toán, khiến zk-SNARKS hiệu quả đến mức nó vẫn là tiêu chuẩn cho đến ngày nay.

Tuy nhiên, thiết lập đáng tin cậy là rất quan trọng đối với tính bảo mật của các giao thức không có kiến thức này. Quá trình khởi tạo phải được sử dụng để tạo các tham số mã hóa để có thể chạy giao thức không có kiến thức. Bên thứ ba thực hiện thao tác này để đảm bảo rằng các tham số mã hóa là ngẫu nhiên, không thể đoán trước và an toàn.

Tiếp theo là sự ra mắt của Bulletproofs (BBBPWM17) vào năm 2017 và zk-STARKs (BBHR18) vào năm 2018. Không giống như những người tiền nhiệm, chúng là một loại bằng chứng phạm vi không yêu cầu thiết lập niềm tin ban đầu. Bài báo PlonK năm 2019 đã triển khai thuật toán chứng minh không có kiến thức phổ quát, có nghĩa là chỉ cần bắt đầu một thiết lập đáng tin cậy, trái ngược với Groth16, thuật toán này yêu cầu một thiết lập đáng tin cậy riêng cho mỗi mạch.

Khi lĩnh vực này phát triển, bằng chứng không có kiến thức đã chuyển từ lý thuyết thuần túy sang có các ứng dụng thực tế hữu ích trong chuỗi khối, liên lạc an toàn, bỏ phiếu điện tử, kiểm soát truy cập và chơi game. Khi chúng tiếp tục được đưa vào các ứng dụng thương mại, sẽ có nhiều bước phát triển thú vị hơn để thúc đẩy công nghệ.

Do đó, zk-SNARKS, zk-STARKS, PLONK và Bulletproofs tạo thành các phương pháp triển khai chính hiện nay của bằng chứng không có kiến thức. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng về quy mô chứng minh, thời gian chứng minh và thời gian kiểm chứng. Trong giải pháp mở rộng blockchain, về cơ bản nó xoay quanh phương pháp triển khai thân thiện với ZK-SNARK.

[WASM, WebAssugging]

WebAssembly (gọi tắt là WASM) là một thành viên tương đối mới trong họ công nghệ Web (JavaScript, HTML, CSS) và trở thành tiêu chuẩn được W3C công nhận chính thức vào tháng 12 năm 2019. WebAssugging giới thiệu thời gian chạy mới trong trình duyệt hoạt động với thời gian chạy JavaScript. Để so sánh, nó nhẹ hơn, có tập lệnh nhỏ và mô hình cách ly nghiêm ngặt (WebAssembly không có I/O theo mặc định). Một trong những động lực chính để phát triển WebAssembly là cung cấp mục tiêu biên dịch cho nhiều ngôn ngữ lập trình hơn (C++, Rust, Go, v.v.), cho phép các nhà phát triển phát triển ứng dụng web mới hoặc chuyển các ứng dụng hiện có bằng bộ công cụ rộng hơn.

Hình 4: Lãnh thổ Wasm

Dù là Web2 hay Web3 thì phạm vi hỗ trợ và sử dụng của Wasm ngày càng mở rộng:

Hình 5: Các công ty và tổ chức lớn trong hệ sinh thái WebAssugging

【zkWasm = zkp + WASM 】

Là thành viên mới của zkVM, zkWasm về cơ bản giải quyết các hoạt động phức tạp thông qua bằng chứng lưu trữ ngoài chuỗi, trên chuỗi, tương thích với các ý tưởng của ngôn ngữ chính thống Web2, thực hiện nâng cấp kết nối của Web2 và Web3, thực hiện tính toán logic kinh doanh phức tạp ngoài chuỗi , đồng thời cung cấp các kết quả có giá trị và Chứng chỉ được lưu trữ trên chuỗi để truy xuất nguồn gốc, xác minh tính xác thực và thanh lý. Hệ thống tài khoản bao gồm hệ thống ví hiện có. Toàn bộ hệ sinh thái có thể được biểu diễn bằng hình sau:

Hình 6: Hệ sinh thái zkWasm

Xu hướng logic dữ liệu tổng thể có thể được biểu thị bằng hình sau:

图7：Hợp đồng trên chuỗi + Máy ảo ngoài chuỗi (VM) + Khả năng kết hợp WASM

Cốt lõi quan trọng của bản cập nhật Ethereum 2.0 ban đầu cũng bao gồm việc chuyển đổi từ EVM sang eWASM; tuy nhiên, tiến độ thực tế của 2.0 không được như mong đợi nên eWASM không được đề cập quá nhiều trong kế hoạch quy hoạch mới nhất.

Hình 8: Kế hoạch tổng thể ETH 2.0

Mặc dù eWASM không được đề cập trong quy hoạch gần đây nhưng những lợi ích mà eWASM có thể mang lại cũng đã được ghi nhận. Ngay từ đầu, EVM đã được thiết kế để nhấn mạnh tính chính xác hơn là hiệu quả. Điều này được phản ánh ở chỗ tất cả các nút trên mạng phải chạy EVM với độ chính xác hoàn toàn. Wasm, mặc dù tương tự như EVM, nhưng được phát minh cho web. Không giống như tính đúng đắn, Wasm nhấn mạnh vào tính hiệu quả và tải nhanh. Nhà phát triển Ethereum Lane Rettig cho biết EVM được tạo ra mà không cần “có nhiều suy nghĩ về thiết kế”. Ông tin rằng EVM được thiết kế từ góc độ lý thuyết hơn là góc độ thực tế, vì vậy mặc dù bên trong nó hoạt động tốt nhưng nó không thể hoạt động tốt nhất trong thế giới thực. Chức năng tuyệt vời. Nick Johnson đồng ý. Ngược lại, Wasm được viết gần với các hướng dẫn phần cứng thực tế hơn, điều này giúp nó dịch logic mã hóa thực tế hiệu quả hơn. Trên thực tế, các lệnh Wasm ánh xạ trực tiếp từng lệnh một với các lệnh được máy sử dụng, điều này sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất. Đồng thời, Ewasm có thể giảm hoặc thậm chí loại bỏ nhu cầu biên dịch trước, sẽ hỗ trợ nhiều ngôn ngữ hơn để có khả năng tương tác và sẽ được hưởng lợi từ bộ công cụ rộng hơn EVM.

Những ưu điểm chính của việc sử dụng eWASM so với EVM được cộng đồng chính thống công nhận như sau:

1. Hiệu suất : So với EVM, eWASM cung cấp hiệu suất tốt hơn vì nó sử dụng WebAssugging, được thiết kế để nhanh hơn và hiệu quả hơn mã byte EVM. WebAssugging mang lại hiệu suất gần như nguyên bản, có thể tăng đáng kể tốc độ và khả năng mở rộng của mạng Ethereum.

2. Khả năng tương tác: eWASM cung cấp khả năng tương tác tốt hơn EVM vì nó hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình, bao gồm C++, Rust và AssemblyScript. Điều này cho phép các nhà phát triển viết hợp đồng thông minh bằng ngôn ngữ ưa thích của họ, cải thiện chất lượng mã và năng suất của nhà phát triển.

3. Bảo mật: eWASM cung cấp bảo mật tốt hơn EVM vì nó bao gồm nhiều tính năng bảo mật, chẳng hạn như hộp cát bộ nhớ, có thể cách ly các hợp đồng thông minh với nhau và ngăn chúng truy cập vào bộ nhớ của nhau. Ngoài ra, eWASM cung cấp khả năng bảo vệ tốt hơn trước các lỗ hổng hợp đồng thông minh phổ biến như tấn công reentrancy và tràn số nguyên.

4. Tính linh hoạt: eWASM cung cấp tính linh hoạt tốt hơn EVM vì nó hỗ trợ liên kết động, cho phép các hợp đồng thông minh bao gồm nhiều mô-đun có thể được cập nhật độc lập. Điều này có thể dẫn đến việc tổ chức mã tốt hơn và bảo trì hợp đồng thông minh dễ dàng hơn.

5. Hỗ trợ cộng đồng: eWASM đã nhận được sự hỗ trợ mạnh mẽ từ cộng đồng Ethereum và một số khách hàng Ethereum lớn, bao gồm Geth và Parity, đã triển khai hỗ trợ eWASM. Điều này có nghĩa là các nhà phát triển có quyền truy cập vào nhiều công cụ và tài nguyên khi xây dựng hợp đồng thông minh bằng eWASM.

Tuy nhiên, mạng Ethereum cơ bản có thực sự cần thay thế EVM bằng eWasm không? Không thể đánh giá thấp các rủi ro bảo mật khác nhau trong quá trình thay thế và tác động đến hệ sinh thái hiện tại. Có lẽ đây chính là lý do khiến eWASM chưa được nhắc đến quá nhiều trong kế hoạch mới nhất.

Hình 9: Vitalik Buterin đề xuất lộ trình Ethereum mới nhất

Lộ trình chia các bản nâng cấp thành nhiều loại dựa trên tác động của chúng đối với kiến trúc Ethereum. Điêu nay bao gôm:

Hợp nhất: Liên quan đến việc nâng cấp từ Proof-of-Work lên Proof-of-Stake

Surge: Một bản nâng cấp liên quan đến việc mở rộng quy mô thông qua việc xếp chồng khối lượng và phân chia dữ liệu

Tai họa: Bản nâng cấp liên quan đến rủi ro giao thức đối với khả năng chống kiểm duyệt, phân cấp và giá trị có thể trích xuất tối đa

Verge : Nâng cấp liên quan đến việc xác minh khối dễ dàng hơn

Thanh lọc: liên quan đến việc giảm chi phí tính toán của các nút vận hành và đơn giản hóa việc nâng cấp giao thức

Splurge: Các nâng cấp khác không thuộc các danh mục trên

Mọi người đều nhận ra rằng chức năng cốt lõi cuối cùng của Ethereum là định vị sổ cái phân tán của DA + Thanh toán + Đồng thuận. Bằng cách này, nhiều yêu cầu về khả năng mở rộng không yêu cầu quá nhiều sửa đổi đối với Ethereum và mang lại những rủi ro chưa biết khác. Cá và gấu. Cách để có cả hai cùng một lúc là chia công việc thành từng lớp. Đặt eWASM trên lớp thứ hai sẽ là giải pháp hợp lý và hiệu quả hơn. Đặc biệt sau khi kết hợp với zk, giải pháp kỹ thuật của zkWasm hoàn toàn có thể kế thừa hiệu quả mà eWASM mong muốn đạt được. Đồng thời, nó có thể cung cấp dịch vụ cho cả Web2 và Web3 và kết nối với nhau. zkEVM kế thừa quá khứ và tối ưu hóa hệ sinh thái blockchain, zkWasm khởi đầu tương lai và tạo ra tương lai của Web3.0!

Hình 10:zkWasm = zkp + WASM

Tuyên bố từ chối trách nhiệm:

1. Bài viết này được in lại từ [Putin学习区块链]. Mọi bản quyền đều thuộc về tác giả gốc [Putin]. Nếu có ý kiến phản đối việc tái bản này, vui lòng liên hệ với nhóm Gate Learn , họ sẽ xử lý kịp thời.
2. Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm pháp lý: Các quan điểm và ý kiến trình bày trong bài viết này chỉ là của tác giả và không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào.
3. Việc dịch bài viết sang các ngôn ngữ khác được thực hiện bởi nhóm Gate Learn. Trừ khi được đề cập, việc sao chép, phân phối hoặc đạo văn các bài viết đã dịch đều bị cấm.