Execution Layer (EL) là gì? Vai trò của EL trong Modular Blockchain

Execution Layer (EL) là gì?

Trong modular blockchain, lớp thực thi hay Execution Layer (EL) chứa logic thực thi. Lớp này xử lý các giao dịch, hợp đồng thông minh, thực hiện tính toán và chuyển đổi trạng thái của mạng. Các triển khai Rollup đều bao gồm một Execution Layer (EL), một số dự án nổi bật bao gồm: Arbitrum, OP Mainnet, Starknet,...

EL hoạt động tương đối độc lập với các lớp khác, tập trung hoàn toàn vào các nhiệm vụ tính toán và thực thi. Sự tách biệt này cho phép lớp được tối ưu hóa hiệu quả hơn vì nó không bị hạn chế bởi các thành phần blockchain khác. Quyền tự chủ này thúc đẩy sự đổi mới lớn hơn ở khía cạnh thực thi.

Vai trò của lớp thực thi (Execution Layer)

Vai trò của Execution Layer (EL) tập trung vào việc xử lý giao dịch, hợp đồng thông minh và tương tác với các lớp khác trong modular blockchain stack.

• Xử lý giao dịch: EL là nơi các giao dịch được đưa vào hệ thống, xác thực, thực hiện tính toán và chuyển đổi trạng thái mới.
• Thực thi hợp đồng thông minh: EL cung cấp một môi trường an toàn và xác định để các hợp đồng thông minh hoạt động. Điều này bao gồm mọi thứ từ xử lý tương tác của người dùng đến thực thi logic phức tạp và cập nhật trạng thái của blockchain.
• Khả năng mở rộng: Quá trình tính toán và chuyển đổi trạng thái được thực hiện off-chain giúp tiết chi phí và tài nguyên tính toán.
• Tính linh hoạt và khả năng tương tác: EL có thể được hoán đổi hoặc nâng cấp mà không ảnh hưởng đến các lớp khác. Tính linh hoạt này cho phép các mạng blockchain thích ứng với các công nghệ mới hoặc tối ưu hóa hiệu suất khi nhu cầu phát triển.

Thách thức của Execution Layer (EL) trong bối cảnh phát triển mới

Modular blockchain mở ra nhiều không gian thiết kế cho lớp thực thi (EL). Tuy nhiên, việc triển khai EL vẫn có những ràng buộc nhất định bởi thiết kế cơ bản của hệ thống.

Optimistic Rollup / Optimium

Thách thức chính đối với Optimistic Rollup/Optimium chủ yếu xoay quanh việc thực thi hiệu quả và khả năng chứng minh kết quả thực thi là đáng tin cậy. Về cơ bản, điều này liên quan đến xây dựng các hệ thống bằng chứng gian lận (fraud proof system).

Hiện tại, trên thị trường, Arbitrum Stack là Rollup SDK cung cấp duy nhất cung cấp hệ thống bằng chứng gian lận có thể hoạt động trên mạng chính. OP Stack cũng là một trong những Rollup SDK phổ biến nhất nhưng hệ thống bằng chứng gian lận của họ đang phát triển. Các dự án triển khai bằng OP Stack đang hoạt động với giả định bảo mật rằng nhà điều hành Rollup (Rollup Operator) sẽ tiến hành các hoạt động của họ một cách trung thực.

Validity Rollup / Validium

Thách thức chính đối với Validity Rollup / Validium là viết các chương trình có thể chứng minh được (provable program) và khả thi về mặt kinh tế.

Thách thức đầu tiên dần được khắc phục bằng cách phát triển VM tùy chỉnh và ngôn ngữ lập trình chuyên dụng đi. Tuy nhiên, việc áp dụng ngôn ngữ lập trình và khung VM mới trong không gian crypto là điều đặc biệt khó khăn do cần có thời gian đáng kể để phát triển và xây dựng hệ sinh thái.

Hơn nữa, chi phí xác minh bằng chứng đặt ra một thách thức bổ sung. Trong khi bằng chứng SNARK có tuyến tính với độ phức tạp tính toán, và bằng chứng STARK không tuyến tính với độ phức tạp tính toán nhưng chi phí xác minh bằng chứng cơ bản tương đối cao. Mặc dù các dự án đã thực hiện những cách tiếp cận khác nhau để giải quyết vấn đề này, mỗi dự án đều có những sự đánh đổi nhất định.

Tổng quan về lớp thực thi Execution Layer (EL)

EVM và ngôn ngữ lập trình Solidity có lịch sử phát triển lâu dài, chúng đã đạt được hiệu ứng mạng tích cực và tương đối trưởng thành, công cụ toàn diện, cơ sở hạ tầng, cơ sở nhà phát triển lớn và tính thanh khoản dồi dào.

Do đó khả năng tương thích EVM là một lợi thế trong việc khởi động và phát triển hệ sinh thái. Vì thế, EVM có thể sử dụng làm tiêu chuẩn để có cái nhìn tổng quan về lớp thực thi trong bối cảnh phát triển của Modular blockchain. Điều này có thể được phân loại thành:

• EVM-compatible & EVM-equivalent.
• Non-EVM.

EVM-compatible & EVM-equivalent

Đối Optimistic Rollup/Optimium, khả năng tương thích gần EVM gần như là tiêu chuẩn mặc định. Điều này được thiết lập bởi hai dự án đi đầu trong lĩnh vực là Arbitrum và Optimism.

Đối với Validity Rollup/Validium khả tương thích EVM sẽ khó khăn đạt được hơn. Các dự án thường tiếp xúc theo 2 cách:

• Xây dựng các circuit riêng để đạt được khả năng tương thích EVM, hướng tiếp này có hiệu suất cao nhưng đòi hỏi nền tảng kỹ thuật cao. Ngoài ra, các hệ thống zkEVM tiếp xúc theo phương pháp này rất phức tạp tiềm ẩn lỗi. Các dự án zkEVM đang tiếp xúc theo hướng này bao gồm Scroll, Polygon zkEVM, zksync Era.
• Cách còn lại là xây dựng zkEVM trên một zkVM khác. Lợi thế của cách tiếp cận này là tách biệt sự phức tạp của việc viết các chương trình có thể chứng minh được và thực thi EVM, do đó thiết kế này sẽ linh hoạt hơn cách tiếp cận ở trên.

Non-EVM

Các Non-EVM phần lớn từ bỏ sự tương thích với EVM, đổi lại họ thường có những lợi thế riêng, ví dụ như hiệu suất và tiềm năng phát triển cao hơn theo thời gian. Hướng tiếp cận này thường là cách tiếp cận của các Validity Rollup/Validium.

Tổng kết

Lớp thực thi (EL) trong bối cảnh modular blockchain đang phát triển nhanh chóng, tương lai của EL sẽ không chỉ dừng lại ở EVM mà ngày càng có nhiều VM và ngôn ngữ phát triển và trưởng thành theo thời gian.