Giải pháp Layer 2 trở nên đặc biệt quan trọng trong sự phát triển của Ethereum 2.0 vì nó sẽ trở thành lớp thực thi cho Ethereum 2.0. Hiện nay có hai giải pháp chính đang được các nhà phát triển và người dùng đánh giá cao là Optimistic Rollup và zk-Rollup.

Optimistic Rollup hiện đang phát triển nhanh hơn một bước với nhiều dự án đã mainnet, nổi bật trong số đó là Optimism và Arbitrum. Còn giải pháp zk-Rollup được đánh giá cao hơn về công nghệ & ứng dụng nên được cho là giải pháp Layer 2 trung và dài hạn, tuy nhiên giải pháp zk-Rollup phức tạp hơn nên đa số các dự án đang trong giai đoạn phát triển và thử nghiệm. Trong đó, 2 dự án zk-Rollup đang dẫn đầu hiện nay là zkSync và StarkNet. Chúng ta cùng so sánh hai dự án hàng đầu hiện nay của giải pháp zk-Rollup nhé.

1. Tổng quan về zk-Rollup

ZKP (bằng chứng zero-knowledge) là một cách để người chứng minh (Prover) thuyết phục người xác minh (Verifier) một trạng thái là đúng mà không tiết lộ thêm bất kỳ thông tin nào. Có nhiều triển khai của ZKP như STARK, SNARK, PLONK, PLONKY2, Groth16… nói chính xác hơn thì các triển khai này là Validity Proofs (bằng chứng hợp lệ).

zk-Rollup (zero-knowledge Rollup) là giải pháp mở rộng quy mô lớp 2 giúp tăng thông lượng trên Ethereum Mainnet bằng cách di chuyển tính toán và lưu trữ trạng thái ngoài chuỗi (off-chain). Chúng cuộn hàng nghìn giao dịch lại thành lô và tạo bằng chứng ZKP (zero-knowledge proofs). Chỉ có bằng chứng này được gửi và xác minh trên chuỗi chính. Những bằng chứng này được lưu trữ trên chuỗi chính cùng dữ liệu giao dịch.

Khác với giả thiết mọi giao dịch đều đúng của Optimistic Rollup, các giao dịch trên zk-Rollup được tính toán, xác minh nên các bằng chứng tạo ra được gọi là bằng chứng hợp lệ. Cũng nhờ bằng chứng hợp lệ này và dữ liệu khả dụng trên chuỗi (on-chain) mà thời gian rút tiền về L1 chỉ từ 1~10 phút.

Bên cạnh những ưu điểm đó, ZK-rollups cũng có tiềm năng cho phép các giao dịch riêng tư trong các lần lặp lại trong tương lai. Các dự án như Zcash và Aztec Network đã triển khai các tính năng bảo vệ quyền riêng tư và zkSync và StarkNet đã công khai tuyên bố ý định của mình là thực hiện các giao dịch private của họ trong tương lai.

2. Tổng quan về zkSync và StarkNet

Mọi người đã hiểu về nhóm giải pháp zk-Rollup, nơi hai dự án chúng ta sắp so sánh dưới đây đang theo đuổi, vì vậy trước khi đi vào so sánh zkSync và StarkNet, chúng ta cùng tìm hiểu thông tin chung về chúng nhé.

zkSync

zkSync 1.0 là giải pháp mở rộng zkRollup trên Ethereum không giám sát (non-custodial) với giả định không tin cậy xây dựng trên nền tảng SNARK. Nó được sử dụng riêng cho các mục đích đơn giản. Nó thiếu hỗ trợ cho zkEVM và không thể xử lý hợp đồng thông minh phức tạp hơn. zkSync 1.0 đã mainnet từ tháng 6/2020.

zkSync 2.0 là một bản zk-Rollup không tin cậy (trustless) xây dựng trên nền tảng SNARK, sử dụng ZKP để cung cấp khả năng mở rộng với chi phí giao dịch thấp trên Ethereum. Tất cả tài sản được lưu trữ trong một hợp đồng thông minh duy nhất trên chuỗi chính, trong khi tính toán và lưu trữ dữ liệu được thực hiện ngoài chuỗi. zkSync 2.0 có thêm nhiều tính năng nổi bật như:

• Bảo mật giống Mainnet mà không phụ thuộc vào bên thứ ba.
• Các hợp đồng thông minh tương thích EVM không cần phép (permissionless).
• API Web3 tiêu chuẩn.
• Duy trì các tính năng EVM chính, chẳng hạn như khả năng tổng hợp hợp đồng thông minh.
• Giới thiệu các tính năng mới, như account abstraction và meta-transactions…

zkSync 2.0 chính thức chạy baby alpha mainnet ngày 28/10/2022.

StarkNet

StarkNet là một Layer 2 zk-rollup phi tập trung không được phép (permissionless) xây dựng trên nền tảng công nghệ STARK. StarkNet là một blockchain cho mục đích chung, cho phép bất kỳ ai cũng có thể viết bất kỳ loại logic (dApp) nào cho bất kỳ mục đích nào họ muốn mà không ảnh hưởng đến khả năng tổng hợp và bảo mật của Ethereum. StarkNet chạy alpha mainnet từ tháng 12/2021, dự kiến khởi động lại mạng và chạy mainnet chính thức vào tháng 10-11/2022.

Điểm khác biệt lớn nhất giữa zkSync và StarkNet là công nghệ SNARK và STARK.

3. SNARK hay STARK ưu việt hơn?

Sự khác biệt lớn nhất giữa SNARK và STARK là cơ chế tạo bằng chứng ZKP. Trong khi STARK sử dụng các hàm băm chống va chạm, tận dụng sức mạnh tính toán. Còn zkSNARKs sử dụng các đường cong elip chống va chạm để đảm bảo tính ngẫu nhiên cần thiết cho một bằng chứng (vì vậy rất khó tìm thấy hai đầu vào riêng biệt tạo ra cùng một đầu ra)

Về mặt lý thuyết, thuật toán an toàn nhất là STARKs, Stark không dựa trên giả định mà dựa trên sức mạnh tính toán, nên Stark không cần thiết lập trusted (tin cậy) ở đầu vào và có khả năng kháng lượng tử. STARK yêu cầu cấu hình phần cứng lớn hơn, thời gian xác minh dài hơn và có kích thước bằng chứng lớn hơn SNARK, do đó phí gas cũng sẽ nhiều hơn SNARK.

STARK có khả năng mở rộng tốt hơn nhưng SNARK ra đời sớm hơn nên SNARK phổ cập hơn và có nhiều công cụ hỗ trợ hơn STARK.

4. Khả năng tương thích EVM

Cả zkSync và StarkNet đều hỗ trợ smart contract cho mục đích chung nhưng do chúng sử dụng hai phương thức xác minh khác nhau, nên khả năng tương thích EVM của chúng khác nhau. zkSync 2.0 tuyên bố tương thích 99% EVM với Solidity và Vyper thông qua việc biên dịch trước sang Yul, một ngôn ngữ trung gian, trước khi biên dịch xuống zkEVM bytecode thông qua LLVM.

Ngoài ra, zkSync hỗ trợ ngôn ngữ giống như Rust được tối ưu hóa ZKP của họ, Zinc, biên dịch trực tiếp sang bytecode bằng cách sử dụng LLVM. Tuy nhiên, Zinc hiện chưa hoàn chỉnh Turing và quá trình phát triển của nó đã tạm dừng kể từ tháng 9 năm 2021 do zkSync tập trung vào khả năng tương thích Solidity.

Mặt khác, StarkNet hiện không phát triển khả năng tương thích với EVM. Để triển khai các hợp đồng thông minh trên StarkNet, các nhà phát triển cần học Cairo, một ngôn ngữ lập trình được StarkWare xây dựng để phát huy hết sức mạnh của công nghệ STARK. Ngoài ra, các nhà phát triển hợp đồng thông minh cũng có thể chọn chuyển đổi mã Solidity của họ sang Cairo bằng cách sử dụng Warp, một trình chuyển tiếp do NetherindEth phát triển.

Mặc dù vậy, vẫn còn một số tính năng Solidity không được hỗ trợ chuyển và còn lâu mới phù hợp với khả năng tương thích EVM như của zkSync 2.0. Gần đây StarkNet cũng đưa ra định hướng phát triển layer 3 có thể tương thích tốt với EVM.

5. Lộ trình phát triển

zkSync

Dự án sẽ được phát triển với 3 giai đoạn chính:

• zkSync 1.0: thiếu hỗ trợ cho zkEVM và không thể xử lý hợp đồng thông minh phức tạp hơn. zkSync 1.0 đã mainnet từ tháng 6/2020.
• zkSync 2.0: tương thích EVM và sử dụng cho mục đích chung. Baby Alpha mainnet ngày 28/10/2022 và công bố roadmap đến năm 2023 với nhiều cột mốc như chạy public alpha mainnet và phát triển Layer 3 trên zkSync.
• zkPorter: phiên bản validium của zkSync đang được phát triển. zkSync hướng tới việc kết hợp zkPorter và
• zkSync 2.0 để tạo ra phiên bản Volition, nơi người dùng có thể chọn giao dịch off-chain với chi phí thấp hơn hoặc giao dịch on-chain với mức độ bảo mật cao hơn.

zkSync công bố sẽ có airdrop nhưng chưa có thông tin chi tiết, zkSync thể sẽ phát hành token là khi chạy alpha mainnet hoặc khi chuyển qua giai đoạn mainnet chính thức.

StarkNet

StarkNet chạy Alpha mainet từ tháng 12/2021 và có kế hoạch khởi động lại mạng lưới để chạy mainnet chính thức trong quý 4 năm 2022. StarkNet có kế hoạch phát triển đệ quy Stark trên Layer 3 giúp mạng lưới trở lên siêu mở rộng với phí giao dịch siêu rẻ.

StarkNet đã công bố tokenomic trong đó có kế hoạch airdrop cho cộng đồng và thúc đẩy phát triển hệ sinh thái

6. Tài chính

zkSync được phát triển bởi Matter Labs – công ty đã huy động được tổng cộng 458 triệu USD, trong đó 58 triệu USD từ các backers lớn như a16z, Ethereum Foundation, Consensys, USV, Bybit, Coinbase… USD và 200 triệu USD để phát triển hệ sinh thái từ BitDAO. Mới đây nhất, ngày 16/11/2022 Matter Labs thông báo huy động thành công 200 triệu USD vòng series C do Blockchain Capital và Dragonfly dẫn đầu. Ở vòng gọi vốn này Matter Labs không công bố valuation, theo vòng trước đó thì Matter Labs đang được định giá 2 tỷ USD.

StarkNet được phát triển bởi StarkWare – công ty đã nhận được tổng cộng 273 triệu USD trong đó StarkWare đã huy động được 261 triệu USD từ các backers lớn như Paradigm, Sequoia, Pantera, DCVC, Consensys, Coinbase… và 12 triệu USD từ grant của Ethereum Foundation. StarkWare hiện đang được định giá 8 tỷ USD.

7. Hệ sinh thái

Về sự đa dạng thì hệ sinh thái zkSync nhận được nhiều lợi thế khi tương thích EVM, các dự án từ Ethereum có thể dễ dàng triển khai trên zkSync 2.0. Đa phần các dự án trên zkSync 2.0 đang trong giai đoạn phát triển, một số ít như đi vào testnet như SyncSwap, Mute, Phezzan, Tevaera… Trên zkSync 1.0 đã có một số dự án hoạt động trên mainnet như Zigzag, Ramp, Banxa, Moonpay, Utorg.

StarkNet tuy không tương thích EVM nhưng đã phát triển nhiều công cụ hỗ trợ nhà phát triển và có đội ngũ support hùng hậu nên hệ sinh thái cũng phát triển rất mạnh mẽ với nhiều dự án đang testnet và nhiều dự án đã hoạt động trên mainnet như Argent, Braavos, StarkGate, Orbiter, MySwap, MintSquare, Aspect, 10kSwap…

Bạn có thể so sánh các mảnh ghép giữa hai hệ sinh thái thông qua infographic bên dưới:

• Round 1: là các dự án Stablecoin
• Round 2: là các loại ví và cầu nối cross-chain
• Round 3: là các dự án DEX và Lending/Borrowing
• Round 4: là các dự án DeFi khác
• Round 5: là các dự án NFTs/ Gamefi/ Metaverse

8. Cộng đồng

zkSync có cộng đồng người dùng đông đảo hơn với 317k follower trên twitter và 110k thành viên Discord so với StarkNet là 151k follower trên twitter và 34k thành viên trên Discord. Tuy nhiên cộng đồng Dev của StarkNet sôi nổi hơn, do StarkNet đẩy mạnh giáo dục ngôn ngữ mới – Cairo.

9. Tổng kết

zkSync và StarkNet là hai dự án hàng đầu trong nhóm giải pháp zk-Rollup. Hai dự án đều có những thế mạnh riêng, zkSync tương thích tốt với EVM và sử dụng công nghệ SNARK nhẹ hơn, thông dụng hơn. Trong khi StarkNet lựa chọn không tương thích EVM mà sử dụng ngôn ngữ riêng để có thể phát huy tối đa sức mạnh tính toán của công nghệ Stark.

Cả zkSync 2.0 và StarkNet đều sử dụng cho mục đích chung, tức là các nhà phát triển có thể triển khai mọi logic mà họ muốn. StarkNet bảo mật hơn và có khả năng mở rộng hơn zkSync nhưng StarkNet có chi phí đắt hơn và yêu cầu phần cứng lớn hơn zkSync.

Cuộc cạnh tranh giữa zkSync và StarkNet trong thời gian tới sẽ chứng minh cho hiệu quả của zk-Rollup trước các thách thức đến từ các dự án Optimistic Rollup.

StarkWare là công ty phát triển các giải pháp công nghệ mở rộng, bảo mật và quyền riêng tư cho Ethereum dựa trên công nghệ Stark. StarkWare không những sở hữu công nghệ Stark mà còn có đội ngũ ưu tú, được các backer lớn đầu tư tổng cộng 273 tỷ USD và đang được định giá 8 tỷ USD. Co-founder Eli Ben-Sasson cũng là người phát minh ra công nghệ Stark, cùng doanh nhân công nghệ Uri Kolodny đang dẫn dắt StarkWare phát triển hai sản phẩm chính là StarkEx và StarkNet.

StarkEx là sản phẩm đầu tiên và nó là một dịch vụ mở rộng quy mô được cấp phép chạy trên Ethereum. Chỉ thiết kế cho các trường hợp sử dụng mục đích đặc biệt. Ví dụ thanh toán, giao dịch, swap, phái sinh, đúc tiền NFT … đó là những chức năng rất cụ thể.

StarkNet: Nếu như StarkEx được biết đến như một dịch vụ cho các ứng dụng cụ thể ( App-Specific), cần được cấp phép (Permissioned) và là giải pháp validium/volition, thì StarkNet là một blockchain thực sự, nó được sử dụng cho mục đích chung tương tự Ethereum, không cần cấp phép (Permissionless) và là giải pháp validity Rollup/ zkRollup.

1. StarkNet là gì?

StarkNet là một Layer 2 zk-rollup phi tập trung không được phép. StarkNet là một general purpose blockchain (blockchain cho mục đích chung), nó cho phép bất kỳ ai cũng có thể viết bất kỳ loại logic nào cho bất kỳ mục đích nào họ muốn – mà không ảnh hưởng đến khả năng tổng hợp và bảo mật của Ethereum.

2. Các tính năng của StarkNet

Khả năng mở rộng và tính toàn vẹn (Scalability and Integrity)

StarkNet hỗ trợ mở rộng quy mô, đồng thời duy trì tính bảo mật của L1 Ethereum bằng cách tạo ra các bằng chứng STARK ngoài chuỗi (off-chain) và sau đó xác minh các bằng chứng đó trên chuỗi (on-chain).

Dành cho mục đích chung (General Purpose)

Trên StarkNet, các nhà phát triển có thể dễ dàng triển khai bất kỳ loại logic nào cho bất kỳ mục đích nào họ muốn bằng cách sử dụng Hợp đồng StarkNet.

Khả năng kết hợp (Composability)

StarkNet cung cấp khả năng kết hợp, tương tác giữa các hợp đồng thông minh – tạo điều kiện phát triển và đổi mới dễ dàng.

3. Sức mạnh đội ngũ

Team

Co-founder của StarkWare là Giáo sư / Tiến sĩ hàng đầu về khoa học máy tính, toán học và công nghệ zk. Ngoài ra, Starkware có hơn 70 người tài năng có kiến thức sâu sắc về công nghệ.

Co-Founder, President – Eli là người đồng phát minh ra các giao thức STARK, FRI và Zerocash và là Nhà khoa học sáng lập của Công ty Zcash.

Co-founder Uri có bằng cử nhân về Khoa học Máy tính và bằng MBA. Uri là một doanh nhân với nhiều công ty startup thành công.

Advisor

Các cố vấn cũng là những người đầu ngành trong các lĩnh vực khoa học, kinh tế và crypto như Naval; Joseph (co-founder of Ethereum & founder of ConsenSys); giáo sư toán học Avi Wigderson; Giáo sư khoa học máy tính/ Giám đốc viên Lý thuyết máy tính Shafi Goldwasser; Giáo sư khoa học máy tính Noam Nisan; Madhu Sudan – Giáo sư Khoa học Máy tính Gordon McKay tại Đại học Harvard…

4. Tiềm lực tài chính

StarkNet được phát triển bởi StarkWare – công ty đã huy động được tổng cộng $273M (trong đó $12M grant từ Ethereum Foundation và $261M huy động từ các tổ chức lớn), và StarkWare đang được định giá lên tới $8B.

• Seed Round (1/2018): Huy động được $6M từ Pantera, Naval Ravikant, Polychain, Vitalik Buterin…
• Series A (10/2018): Huy động $30M từ Paradigm, Intel Capital, Sequoia, Consensys, Coinbase Ventures, Multicoin Capital…
• Series B (3/2021): Huy động $75M từ Paradigm và các nhà đầu tư khác.
• Series C (11/2021): Huy động $50M với định giá $2B từ Sequoia Capital và các nhà đầu tư khác.
• Series D (5/2022): Huy động $100M với định giá $8B từ Greenoaks Capital, Coatue, Tiger Global và các nhà đầu tư khác.

5. Sức mạnh công nghệ của StarkNet

Công nghệ Stark

zkSTARK là viết tắt của zero-knowledge Scalable Transparent ARgument of Knowledge, trong đó:

• zk: Bằng chứng zk là cách để một người chứng minh (prover) thuyết phục người xác minh (verifier) rằng tuyên bố đó là đúng, mà không tiết lộ thêm bất kỳ thông tin nào. Nên zk thể hiện tính chất bảo vệ quyền riêng tư của người dùng
• Scalable: Nhờ đưa tính toán ngoài chuỗi (off-chain) giúp có thể tăng khả năng mở rộng.
• Transparent: Thể hiện tính ngẫu nhiên công khai, không có thiết lập trusted (quá trình tính toán sẽ loại những yếu tố độc hại, nên không cần thiết lập đầu vào trusted).
• ARK: prover tính toán & tạo ra các bằng chứng rõ ràng ngoài chuỗi (hợp lý về mặt tính toán). Việc tính toán cũng mang lại tính toàn vẹn và giúp mạng lưới bảo mật sau lượng tử.

So với SNARK thì STARK có khả năng mở rộng tốt hơn, an toàn hơn, tuy nhiên Stark có kích thước bằng chứng lớn hơn Snark dẫn tới phí Gas sẽ nhiều hơn Snark.

Cơ chế hoạt động của Stark

Thay vì các bằng chứng tính toán trên chuỗi khối Ethereum, zkSTARK cho phép các blockchain di chuyển các tính toán sang một phương thức STARK ngoài chuỗi và tạo bằng chứng cho các tính toán đó.

Bằng chứng zkSTARK được gửi và xác minh trên chuỗi chính Ethereum. Việc xác minh bằng chứng lô giao dịch trên chuỗi (on-chain) sẽ rẻ hơn rất nhiều việc vừa tính toán vừa xác minh trên chuỗi (on-chain).

Anh em có thể hình dung Ethereum vừa thực thi vừa xác minh giao dịch. Còn trên StarkNet thì chỉ tính toán, tạo lô giao dịch và tạo bằng chứng cho lô giao dịch đó. Rồi gửi và xác minh bằng chứng đó trên chuỗi chính Ethereum.

Công nghệ SHARP

SHARP giúp tạo bằng chứng Stark và gửi bằng chứng đó tới Trình xác minh trên chuỗi chính.

(1) Các giao dịch được thực thi bởi Dapps trên StarkNet.

(2) Chúng được gửi đến Sequencer để tính toán, Sequencer sẽ đồng ý về trình tự các khối (blocks) trong một giao thức POS BFT. Sau khi đồng ý, Sequencer gửi giao dịch đó tới Prover.

(3) Prover (người chứng minh) tạo lô cho các giao dịch đã được Sequencer tính toán, rồi gửi lô tới SHARP để tạo bằng chứng hợp lệ cho lô đó.

(3) Prover chứng minh và đệ trình lên L1 những giao dịch đã được Sequencer đồng ý.

(4) SHARP gửi bằng chứng STARK tới Trình xác minh trên chuỗi chính

(5) Prover sau đó gửi một giao dịch cập nhật trạng thái vào Hợp đồng trên chuỗi, giao dịch này sẽ chỉ được chấp nhận nếu người xác minh thấy bằng chứng hợp lệ.

Ngôn ngữ lập trình Cairo

Cairo là một ngôn ngữ để mở rộng các dApp bằng cách sử dụng STARK. Một ngôn ngữ lập trình hoàn chỉnh giúp tất cả các nhà phát triển blockchain có thể khai thác sức mạnh của công nghệ STARK.

Devtools

Do sự phức tạp của công nghệ zk nên việc sử dụng ngôn ngữ solidity của Ethereum sẽ không hiệu quả và không phát huy hết được sức mạnh của Stark, nhưng ngôn ngữ mới lại gây khó khăn cho các nhà phát triển. Chính vì vậy, StarkNet đã rất chú trọng trong việc phát triển các Devtools và hỗ trợ trực tiếp cho các nhà phát triển.

Trong đó phải kể đến Nethermind phát triển Warp – công cụ chuyển đổi ngôn ngữ Solidity sang ngôn ngữ Cairo; Open Zeppelin tiêu chuẩn hóa hợp đồng trên StarkNet; cùng rất nhiều thư viện và công cụ khác để hỗ trợ các nhà phát triển xây dựng dApps của mình trên StarkNet.

Khả năng mở rộng

Khả năng mở rộng của StarkNet có được nhờ sức mạnh của công nghệ Stark và rollup trong khi thừa hưởng sự bảo mật từ Ethereum. Không dừng lại ở đó, StarkNet còn có thể phát triển Layer 3, Layer 4… giúp cải thiện quyền riêng tư và trở nên siêu mở rộng và giảm chi phí gấp 1 triệu lần so với L1.

6. Hệ sinh thái StarkNet đang phát triển nhanh

Đến nay đã có hơn 175 dự án đang xây dựng trên StarkNet, trong đó có nhiều dự án đã chạy mainnet như sàn DEX mySwap; marketplace Aspect, Mint Square; ví Argent, Braavos; cầu nối StarkGate, Orbiter. Anh em có thể xem cập nhật hệ sinh thái StarkNet tại đây.

7. Tổng kết

StarkNet là dự án tiềm năng, có sức mạnh nội tại, StarkNet là dự án phát triển nhanh nhất trong nhóm giải pháp zkRollup. StarkNet cũng được cộng đồng và các nhà phát triển đánh giá rất cao. Tuy nhiên giai đoạn này, StarkNet chưa ưu tiên cải thiện hiệu suất nên mạng lưới còn khá chậm. StarkNet đang có kế hoạch khởi chạy lại mạng lưới và phát hành token. Chúng ta cùng theo dõi những bước tiến sắp tới của StarkNet nhé.