Kiến trúc Layer-2 của ZKBase

ZKBase hoạt động dựa trên kiến trúc Layer-2, sử dụng ZK-Rollups để xử lý giao dịch ngoài chuỗi. Thiết kế này giảm thiểu lượng dữ liệu xử lý trực tiếp trên mạng chính Ethereum, giảm bớt gánh nặng cho mạng. ZK-Rollups gói gọn nhiều giao dịch ngoài chuỗi thành một lô, sau khi được xác minh bằng chứng không cần biết (ZKP) thì được gửi đến chuỗi khối Layer-1. Phương pháp này thông qua việc tổng hợp giao dịch và xác nhận dưới dạng một chứng minh duy nhất đã tăng đáng kể khả năng xử lý, đồng thời giảm đáng kể chi phí giao dịch và tắc nghẽn mạng.

Cơ chế ZK-Rollup phụ thuộc vào chứng minh hiệu lực mật mã được tạo ra ngoài chuỗi. Những chứng minh này đảm bảo tính hiệu lực của giao dịch mà không cần phải công bố tất cả dữ liệu giao dịch trên chuỗi khối. Quá trình này giảm thiểu lượng dữ liệu trên chuỗi, tránh việc phình to của mạng chính Ethereum do dữ liệu dư thừa, đồng thời đảm bảo tính toàn vẹn và an ninh của giao dịch Layer-2. Kiến trúc này được thiết kế đặc biệt cho tính mở rộng, có thể xử lý hàng nghìn giao dịch mỗi giây mà không đảm bảo tính an toàn.

Kiến trúc này chủ yếu bao gồm hai thành phần cốt lõi: tầng tính toán ngoại chuỗi và hợp đồng thông minh trên chuỗi. Tầng tính toán ngoại chuỗi xử lý giao dịch theo lô và xác minh bằng ZKP; trong khi đó, hợp đồng thông minh trên chuỗi chịu trách nhiệm cập nhật trạng thái cuối cùng. Qua cách tương tác này, hệ thống có thể duy trì tính chất không cần tin tưởng và an toàn, đồng thời kế thừa những ưu điểm về phi tập trung và cơ chế đồng thuận của Ethereum.

Tương tác của bể bộ nhớ ngoại chuỗi ZKBase, quản lý trạng thái và máy ảo Ethereum (EVM)

Giải pháp Layer-2 của ZKBase bao gồm nhiều thành phần hoạt động cộng tác để đảm bảo tính hiệu quả của giao dịch và mạng lưới. Bể nhớ off-chain (off-chain memory pool) là vị trí lưu trữ các giao dịch chưa được xác nhận trước khi xử lý. Sau khi vào bể nhớ, người quản lý trạng thái (state keeper) của hệ thống chịu trách nhiệm giám sát trạng thái của tất cả tài khoản và giao dịch trong môi trường ZKBase. Người quản lý trạng thái đảm bảo chỉ thực hiện các giao dịch hợp lệ, từ đó duy trì trạng thái nhất quán trong tất cả người dùng và ứng dụng.

Cách tương tác của các thành phần ngoại tuyến của ZKBase với Máy ảo Ethereum (EVM) là thông qua máy ảo ngoại tuyến xử lý hầu hết các giao dịch, chỉ gửi bằng chứng mật mã cuối cùng và cập nhật trạng thái đến mạng chính Ethereum để xác nhận. Thiết kế này giảm tải công việc tối đa trên lớp cơ bản Ethereum, hiệu quả ngăn chặn tắc nghẽn mạng và giảm chi phí Gas của người dùng.

Thông qua kết nối WebSocket, mempool ngoài chuỗi giao tiếp với người dùng, theo dõi các giao dịch đang chờ xử lý và đảm bảo chúng có thể được xử lý hiệu quả. Khi một giao dịch được đóng gói thành một lô, hệ thống bằng chứng không có kiến thức sẽ xác minh tính hợp lệ của lô và sau đó gửi nó đến EVM để xác minh trạng thái cuối cùng. Kiến trúc này cho phép ZKBase giảm tải hầu hết các công việc tính toán trong khi vẫn duy trì các tính năng an toàn và không tin cậy của Ethereum.

Chứng minh không cần biết thông tin làm thế nào để bảo vệ an ninh hệ thống

Chứng minh không có kiến thức (Zero-Knowledge Proofs, ZKPs) cho phép một bên (người chứng minh) chứng minh một tuyên bố là đúng đối với bên kia (người xác minh) mà không cần tiết lộ thông tin cụ thể về giao dịch. Trong ZKBase, những chứng minh này đảm bảo tính hợp lệ của giao dịch mà không cần công bố tất cả chi tiết giao dịch trên chuỗi. Điều này không chỉ tăng cường quyền riêng tư mà còn giảm lượng dữ liệu được gửi đến mạng chính Ethereum.

Bằng cách tạo ra chứng minh mật mã cho các giao dịch hàng loạt, ZKBase giảm đáng kể chi phí Gas cho giao dịch trên chuỗi. Mạng Ethereum chỉ cần xác minh chứng minh tính hợp lệ mà không cần xử lý từng giao dịch một. Phương pháp này giảm tắc nghẽn trên mạng Ethereum và giữ cho người dùng có chi phí giao dịch thấp hơn.

điểm nổi bật
Kiến trúc Layer-2 của ZKBase sử dụng ZK-Rollups để đóng gói giao dịch ngoài chuỗi và gửi chứng minh đến mạng chính Ethereum.
Bể bộ nhớ ngoại chuỗi và trình quản lý trạng thái duy trì hiệu suất giao dịch trước khi xác minh.
Máy ảo ngoại tuyến xử lý lô giao dịch, trong khi Ethereum chịu trách nhiệm xác minh sự thay đổi trạng thái cuối cùng.
Chứng minh không có kiến thức để đảm bảo tính hiệu lực của giao dịch mà không cần phải tiết lộ dữ liệu trên chuỗi công khai, do đó giảm chi phí Gas.
Kiến trúc này đạt được sự cân bằng giữa tính an toàn và khả năng mở rộng bằng cách sử dụng thanh toán không cần tin tưởng của Ethereum Layer-1.