Với sự mở rộng không ngừng của ngành công nghiệp blockchain, các dự án phổ biến nhất, bao gồm Ethereum, phải đối mặt với một vấn đề nghiêm trọng – tắc nghẽn giao dịch trên blockchain. Bất kể quy mô, mạng máy tính chỉ có thể chứa được một lượng lưu lượng nhất định. Mạng càng phổ biến thì càng có nhiều khả năng bị tắc nghẽn. Sự cố này hạn chế khả năng mở rộng và ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng nói chung.

Do đó, Ethereum cần các mạng lớp 2 khác nhau để giải quyết các vấn đề về khả năng mở rộng. Trong số các mạng lớp 2 được gắn vào chuỗi lớp 1 của Ethereum là Máy ảo lạc quan. Bài viết này đi sâu vào hoạt động bên trong của OVM và làm sáng tỏ tầm quan trọng của nó đối với hoạt động trơn tru của hệ sinh thái Ethereum.

Máy ảo lạc quan là gì?

Máy ảo Optimistic (OVM), được Optimism xây dựng bằng cách sử dụng công nghệ Optimism Rollup (OR) của họ, đóng vai trò là giải pháp mở rộng quy mô Lớp 2 cho Ethereum. Nó được thiết kế để tận dụng khả năng tương thích EVM, cung cấp một khuôn khổ ổn định cho các nhà phát triển để mở rộng quy mô hợp đồng thông minh của họ một cách dễ dàng và hiệu quả.

OVM cung cấp một hệ sinh thái thống nhất cho các giao thức Lớp 2, kết hợp các giải pháp mở rộng quy mô khác dưới một chiếc ô. Thay vì cập nhật các giao dịch trực tiếp trên chuỗi khối Lớp 1, OVM sử dụng dữ liệu ngoài chuỗi để đảm bảo (hoặc đưa ra quyết định lạc quan về) các giao dịch được cập nhật trên chuỗi khối Ethereum.

OVM hoạt động như thế nào?

Mỗi quá trình tính toán được thực hiện bởi OVM được gọi là quá trình chuyển đổi. Những chuyển đổi này được đánh giá từ phía khách hàng bởi những người dùng cá nhân muốn xác nhận trạng thái mới nhất của hợp đồng thông minh hoặc xác minh bằng chứng gian lận (các cơ chế được thiết kế để phát hiện và chứng minh hành vi gian lận trong các hệ thống phi tập trung) trên chuỗi.

OVM hoạt động như một không gian làm việc dành riêng cho hợp đồng thông minh. Hợp đồng thông minh được triển khai, thực hiện và giám sát trên OVM, đảm bảo rằng mọi nhiệm vụ hợp đồng thông minh khác đều được thực hiện một cách hiệu quả. Khi một nút trong chuỗi Lớp 2 gửi một giao dịch, OVM sẽ xử lý các giao dịch này và sau đó kích hoạt các thay đổi trạng thái khác nhau trong môi trường của nó, do đó dẫn đến các kết quả đầu ra khác nhau như thanh toán.

OVM cũng triển khai hệ thống giới hạn gas để bảo vệ bản thân khỏi các giao dịch độc hại liên tục chạy và làm cạn kiệt tài nguyên mạng. Khi thực hiện giao dịch, người dùng phải đặt giới hạn gas, chỉ định số gas họ có thể chi cho một giao dịch. Các khoản phí này cũng đóng vai trò bồi thường cho các nút để cung cấp tài nguyên tính toán bổ sung để thực hiện giao dịch.

Hơn nữa, OVM chỉ có thể diễn giải và thực thi các hợp đồng thông minh được viết bằng mã byte. Mặc dù các ngôn ngữ tương thích EVM cấp cao như Solidity thân thiện với con người hơn và đơn giản hóa quá trình triển khai nhưng chúng phải được dịch và biên dịch thành mã byte trước khi có thể triển khai. Tuy nhiên, do khả năng tương thích của OVM với EVM ở cấp mã byte, các nhà phát triển có thể triển khai trực tiếp các hợp đồng thông minh EVM hiện có trong OVM.

Những quyết định lạc quan: Điều gì khiến OVM trở nên đặc biệt?

Trong khi phần trên mổ xẻ sự phức tạp của OVM, sự đổi mới thực sự của nó nằm ở quy trình “quyết định lạc quan”. Như đã nêu trước đó, một quyết định lạc quan là một khái niệm trong đó OVM sử dụng dữ liệu ngoài chuỗi để dự đoán trạng thái tương lai của lớp Ethereum 1. Cách tiếp cận này mở đường cho các giao dịch nhanh hơn và hiệu quả hơn. Quá trình ra quyết định lạc quan bao gồm ba bước chính:

1. Kiểm tra Lớp 1 và ước tính những gì có thể xảy ra trong tương lai.
2. Kiểm tra các thông báo ngoài chuỗi và xem xét tác động của chúng nếu được tích hợp vào Lớp 1.
3. Sau khi nghiên cứu những hiểu biết sâu sắc từ các bước trước, OVM đã có ý tưởng hay về trạng thái EVM trong tương lai. Tầm nhìn này sẽ hướng dẫn các quyết định tiếp theo của OVM.

Tuy nhiên, người ta có thể tự hỏi làm thế nào chính xác OVM đi đến những quyết định này mặc dù khả năng dường như vô hạn. Các khái niệm sau đây sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về phương pháp đằng sau những quyết định lạc quan:

Hình nón tương lai Ethereum

Các trạng thái Ethereum trong tương lai là vô hạn, bao gồm mọi giao dịch có thể xảy ra, mọi DAO có thể bị hack và bất kỳ sự kiện nào khác. Mặc dù xử lý các tương lai vô hạn, các quy tắc của EVM giúp lọc ra các trạng thái tương lai ít có khả năng xảy ra hơn. Chúng ta có thể ví quá trình này giống như một hình nón rộng lớn co lại từ một lỗ lớn thành một cái phễu chặt hơn mỗi khi một khối mới được khai thác và hoàn thiện.

Thông tin địa phương

Lớp 2 mở rộng giao thức đồng thuận bằng cách kết hợp thông tin cục bộ, bao gồm các tin nhắn ngoài chuỗi, cập nhật kênh đã ký hoặc bằng chứng đưa vào khối plasma. OVM sử dụng thông tin cục bộ này để đưa ra quyết định, nhưng trước tiên nó phải xác định các giả định sẽ được sử dụng để tìm ra các trạng thái Ethereum có thể có trong tương lai.

Giả định địa phương

Các chương trình OVM xác định các giả định dựa trên thông tin cục bộ được giải thích ở trên, đóng vai trò là bộ lọc để phân biệt các trạng thái thực tế trong tương lai với các trạng thái không thể xảy ra. Một ví dụ về điều này là việc sử dụng giả định “sự tồn tại của tranh chấp”, được nhiều giải pháp Lớp 2 sử dụng. Vì những người tham gia kênh mong muốn việc rút tiền có mục đích xấu sẽ bị tranh chấp nên bất kỳ trạng thái nào có hành vi rút tiền có mục đích xấu sẽ bị coi là không thể thực hiện được và bị từ chối. Khi các giả định cục bộ đã loại bỏ những tương lai không thể xảy ra này, cuối cùng chúng ta có thể đưa ra “những quyết định lạc quan” về tương lai.

Ưu và nhược điểm: OVM so với EVM và zkEVM

Bây giờ chúng ta đã hiểu cách OVM hoạt động, điều cần thiết là phải hiểu điểm mạnh và điểm yếu của nó, đặc biệt là khi so sánh với các máy ảo khác như Máy ảo Ethereum (EVM) và Máy ảo Ethereum không kiến thức (zkEVM). Việc xem xét sự khác biệt của chúng sẽ làm nổi bật giá trị độc đáo của OVM và cách chúng phối hợp chặt chẽ với nhau để tăng cường khả năng mở rộng.

OVM vs EVM

OVM ưu tiên các giao dịch nhanh hơn so với EVM. Với OVM, một nút có thể ghi trực tiếp vào chuỗi khối, loại bỏ nhu cầu về quy trình xác minh nhiều nút của EVM. Mặt khác, EVM yêu cầu sự đồng thuận từ tất cả các nút bằng cách yêu cầu mỗi nút bỏ phiếu cho mỗi giao dịch trước khi cập nhật chuỗi khối. Sự kỹ lưỡng này là hợp lý vì nó đảm bảo sự tin cậy tuyệt đối nhưng chi phí lại giảm thông lượng so với OVM.

OVM và EVM cũng khác nhau về tính hợp lệ, vì OVM không thực thi tính hợp lệ của các thay đổi trạng thái. Với OVM, người dùng có mục đích xấu có thể chuyển tài sản của người dùng khác cho chính họ trước khi gửi giao dịch đến Lớp 1. Nếu giao dịch không bị phản đối, OVM sẽ chấp nhận nó.

Mặt khác, tất cả các thay đổi trạng thái trong EVM phải tuân theo các quy tắc đồng thuận của mạng trước khi được chấp nhận. Do đó, kịch bản trên sẽ tuân theo các quy tắc khác nhau vì khóa ký của người gửi sẽ không khớp với khóa chung của họ, đây là yêu cầu bắt buộc để các giao dịch được chấp nhận.

Ngoài ra, EVM đảm bảo tính hữu hạn ngay lập tức. Tính hữu hạn ngay lập tức đề cập đến khi một thay đổi trạng thái được chấp nhận trên mạng, nó không thể bị thay đổi hoặc đảo ngược. OVM không đảm bảo tính hữu hạn ngay lập tức vì nó không thực thi tính hợp lệ của giao dịch và việc hoàn tất các giao dịch không hợp lệ hoặc độc hại sẽ làm hỏng chuỗi khối. Do đó, trạng thái OVM chỉ là cuối cùng khi chúng được chấp nhận trên chuỗi Lớp 1.

OVM và zkEVM

OVM chủ yếu tập trung vào việc thực hiện các giao dịch và hợp đồng thông minh và để EVM lớp 1 thực thi các quy tắc blockchain, đặc biệt là về các thay đổi trạng thái. OVM ưu tiên tốc độ bằng cách gửi các giao dịch đã hoàn thành mà không có bằng chứng xác thực. Điều này giúp tăng khả năng mở rộng, nhưng có nguy cơ các giao dịch không hợp lệ có thể không được chú ý và được hoàn tất ở Lớp 1, đặc biệt nếu chúng không bị cản trở.

Máy ảo Ethereum không kiến thức (zkEVM) giải quyết vấn đề này bằng cách tạo bằng chứng mật mã cho mỗi giao dịch ngoài chuỗi, tương tự như biên nhận. Điều này giúp tăng cường đảm bảo tính hợp lệ của các cập nhật trạng thái, nâng cao hơn nữa niềm tin vào hệ thống tổng thể.

Với zkEVM, quá trình chuyển đổi trạng thái được hoàn tất ngay sau khi chúng được xác minh trên chuỗi. Điều này giúp giảm sự chậm trễ trong việc hoàn thành các giao dịch Lớp 2 trên Lớp 1. Bằng chứng không có kiến thức cũng xác nhận tính hợp lệ của các cập nhật trạng thái, loại bỏ nhu cầu bằng chứng gian lận trừ khi cần thiết.

zkEVM thường khó triển khai hơn OVM vì việc phát triển các bằng chứng phức tạp như vậy cho một số bước tính toán rất tốn kém. Khả năng truy cập này giúp khởi chạy OVM dễ dàng hơn zkEVM. Tuy nhiên, cả hai dự án đều tương thích với EVM và có thể chạy hợp đồng thông minh.

Các trường hợp sử dụng của OVM

Chạy trên Lớp 2, OVM cho phép người dùng sử dụng EVM dựa trên Lớp 1 mà không cần cập nhật trực tiếp trạng thái của EVM. Hãy tưởng tượng OVM như một trợ lý cho EVM, làm việc ở hậu trường trên Lớp 2 và xử lý các giao dịch để EVM không bị quá tải.

Trong ngữ cảnh, giả sử Người dùng A sở hữu 2 WBTC và gửi 1 WBTC cho Người dùng B bằng cách sử dụng tổng số lạc quan. Sau đó, trình tổng hợp sẽ gửi chi tiết giao dịch đến hợp đồng tổng hợp Lớp 1. Nếu nó không bị thách thức, nó sẽ được tích hợp vĩnh viễn trên chuỗi khối Ethereum và trở thành chính thức.

Sự đảm bảo này được thực hiện với hai điều kiện. Đầu tiên là OVM thực hiện các giao dịch theo quy tắc của EVM, do đó các giao dịch được xử lý chính xác ngoài chuỗi được đảm bảo được chấp nhận trên Lớp 1. Yếu tố thứ hai là trình tổng hợp chia sẻ dữ liệu giao dịch một cách công khai, cho phép mọi người chỉ ra những điểm không nhất quán trong quá trình thực hiện giao dịch và nói rộng ra là giữ cho tất cả các bên trung thực.

Tuy nhiên, cho dù cả hai bên quyết định rút tài sản của mình hay thực hiện các giao dịch khác, họ vẫn được hưởng lợi từ EVM mà không phải thực hiện bất kỳ giao dịch nào trên Lớp 1.

Ngoài việc thực hiện các giao dịch nhanh hơn, OVM còn có thể được sử dụng theo nhiều cách khác nhau. OVM cũng đã cách mạng hóa trò chơi blockchain, cho phép chơi trò chơi nhanh hơn mà không bị trễ hoặc trễ, trong đó các giao dịch diễn ra ngay lập tức và thế giới trò chơi phản ứng theo thời gian thực. Việc sử dụng nó trong việc nâng cao các ứng dụng DeFi cũng không thể không được chú ý vì nó cung cấp các giao dịch hoán đổi token gần như ngay lập tức trên các sàn giao dịch phi tập trung với phí gas thấp hơn.

Phần kết luận

Với Máy ảo Optimistic, các nhà phát triển có thể triển khai hợp đồng thông minh và người dùng có thể thực hiện giao dịch mà không gặp rắc rối về phí gas cao và thời gian xử lý chậm gây khó chịu cho Ethereum. Mặc dù phải đối mặt với những thách thức liên quan đến bảo mật và rủi ro tập trung tiềm ẩn, OVM nắm giữ chìa khóa để mở ra kỷ nguyên mới của các ứng dụng dựa trên blockchain và việc áp dụng đại trà nói chung. Với sự phát triển của công nghệ blockchain, OVM là một trong những công cụ đổi mới được kỳ vọng sẽ định hình tương lai của các ứng dụng phi tập trung.