Universal Verification Layer (UVL): Mảnh ghép mới trong Modular Blockchain

Universal Verification Layer (UVL) là gì?

Universal Verification Layer (UVL) là một khái niệm trừu tượng miêu tả một lớp xác minh mục đích chung cho phép xác minh các bằng chứng hiệu quả về mặt chi phí.

UVL tách và mở rộng nhiệm vụ xác minh bằng chứng trong các hệ thống Validity Rollup/Validium thành một vai trò riêng biệt trong bối cảnh rộng lớn hơn, ZK App nói chung và Validity Rollup/Validium nói riêng. Ý tưởng chủ đạo của UVL bao gồm:

• Xác minh được chia sẻ (Shared Verification): Thay vì mỗi dự án xây dựng và duy trì một cơ sở hạ tầng để xác minh các bằng chứng, UVL sẽ xử lý nhiệm vụ này cho tất cả các dự án trong network.
• Hiệu quả về chi phí (Cost Effective): Xác minh on-chain tốn nhiều chi phí, bằng cách sử dụng các kỹ thuật khác nhau, UVL kết hợp nhiều bằng chứng thành một bằng chứng duy nhất và xác minh chúng để tiết kiệm chi phí.
• Khả năng tương tác nâng cao (Enhanced Interoperability): UVL có thể tạo điều kiện thuận lợi cho các lớp thực thi khác nhau tương tác liền mạch, ví dụ: thiết kế Shared Bridge ở Validity Rollup/Validium.

Cấu trúc Universal Verification Layer (UVL)

Universal Verification Layer (UVL) là một cách tiếp thị cho khái niệm trừu tượng và kỹ thuật hơn gọi là tổng hợp bằng chứng (Proof Aggregation).

Trong thực tế, các UVL sẽ được triển khai dưới dạng một Proof Aggregation Protocol, cốt lõi là một hệ thống bằng chứng (proving system) được tối ưu hóa cho quá trình xác minh bằng chứng.

Hệ thống bằng chứng tùy chỉnh cho phép kết hợp nhiều bằng chứng lại với nhau thành một chứng minh duy nhất và xác minh hiệu quả on-chain. Trong đó, các kỹ thuật ZK được sử dụng bao gồm:

• Proof Aggregation: Kỹ thuật này liên quan đến việc kết hợp nhiều phần bằng chứng thành một phần duy nhất. Mỗi bằng chứng đầu vào được xác minh như một phần của bằng chứng tổng hợp, nghĩa là một bằng chứng đầu ra duy nhất thể hiện tính hợp lệ của tất cả các đầu vào. Xác minh một bằng chứng sẽ xác minh tất cả chúng, tiết kiệm chi phí và thời gian xác minh on-chain.
• Proof Recursion: Khái niệm này liên quan đến việc xác minh một bằng chứng trong một bằng chứng khác. Mặc dù đệ quy có thể trùng lặp với tổng hợp bằng chứng, nhưng nó thường bao gồm nhiều bước chứng minh nối tiếp nhau, trong khi quá trình tổng hợp có thể chỉ bao gồm một bước đệ quy duy nhất.
• Proof Composition: Điều này liên quan đến việc trộn và kết hợp các loại bằng chứng khác nhau thông qua các kỹ thuật tổng hợp và đệ quy. Ví dụ: gói bằng chứng STARK vào SNARK có thể giảm chi phí xác minh, Polygon zkEVM sử dụng kỹ thuật này.

Hệ sinh thái Universal Verification Layer (UVL)

Hệ sinh thái UVL tương đối đa dạng với nhiều triển khai khác nhau bao gồm những dự án mới và những dự án đã tồn tại trước đó.

Nebra xây dựng một hệ thống bằng chứng dựa trên Plonk gọi là UniPlonk. Hệ thống bằng chứng mới của Nebra cho phép các kết hợp bằng chứng từ nhiều zkapp để xác minh rẻ hơn.

Tuy nhiên, Nebra còn một chặng đường dài để đạt được tầm nhìn lớp xác minh mục đích chung. Hiện tại, Nebra v1 chỉ hỗ trợ Groth16, trong các phiên bản sau, Nebra sẽ dần hỗ trợ nhiều hệ thống bằng chứng hơn.

Ngoài ra, Nebra cũng đang sử dụng một Centralized Prover do nhóm vận hành, trong tương lai, Nebra sẽ tích hợp theo chiều dọc khi khởi động một Proving Network dựa trên UniPlonk và phân cấp dần giao thức, bổ sung số node theo thời gian.

Aligned Layer là một lớp xác minh mục đích chung được xây dựng trên EigenLayer bằng cách sử dụng tính năng Restaking và các kỹ thuật ZK để kết hợp bằng chứng. Dự án hoạt động như sau:

• Aligned Layer sẽ nhận bằng chứng từ các hệ thống bằng chứng khác nhau, xác minh chúng, gửi kết quả lên Ethereum và đăng dữ liệu vào lớp DA (Data Availability).
• DA (Data Availability) Layer sẽ cung cấp khả năng lưu trữ tạm thời cho các bằng chứng khác nhau.
• General Prover/Verifier: Cứ sau vài ngày, General Prover của Aligned sẽ lấy bằng chứng từ lớp DA, sử dụng các kỹ thuật ZK khác nhau để kết hợp chúng thành một bằng chứng duy nhất và xác minh chúng trên Ethereum.

Bằng cách tận dụng khái niệm Restaking, Aligned Layer sử dụng sử dụng tính năng Restaking để xây dựng một hệ thống cung cấp chi phí xác minh trung bình thấp trên Ethereum, khả năng cụ thể hóa tầm nhìn lớp xác minh mục đích chung ngay từ ngày đầu mainnet. Với cách tiếp cận trên, dự án cung cấp 2 cấp độ xác nhận;

• Xác nhận mềm (soft confirmation) được cung cấp khi Aligned Layer xác minh bằng chứng và gửi kết quả lên Ethereum, nó có độ trễ thấp. Tính đúng đắn của kết quả được bảo mật thông qua các khuyến khích tài chính và ràng buộc về mặt kinh tế của việc Restaking ETH.
• Xác nhận cứng (hard confirmation) được cung cấp khi bằng chứng kết hợp cuối cùng được xác minh trên Ethereum, nó an toàn hơn nhưng có độ trễ cao lên tới vài ngày.

Tuy nhiên cần lưu ý là thiết kế của Aligned Layer bổ sung những giả định bảo mật từ lớp DA và AVS để đánh đổi lấy những lợi thế về mặt chi phí và khả năng hỗ trợ nhiều hệ thống bằng cứng ngay từ ngày đầu.

Hylé cũng là một lớp xác minh mục đích chung vừa thông báo huy động vốn vào tháng 5/2024. Thay vì xác thực bằng chứng trên Ethereum, Hylé xây dựng một Blockchain Layer 1 để tối ưu hóa cho quá trình xác minh bằng chứng.

Polygon AggLayer và zksync Shared Bridge có cách tiếp cận tương tự nhau. Họ xây dựng một General Prover/Verifier trên Ethereum để kết hợp và xác minh bằng chứng cho tất các các ZK Rollup/Validium được kết nối. Ngoài các vấn đề về chi phí, cơ sở hạ tầng chung này còn cho phép khả năng tương tác cross-chain liền mạch dưới dạng một bridge duy nhất.

Thay vì đặt trong tâm vào khả năng tương tác như Polygon AggLayer và zksync Shared Bridge, Starknet SHARP tập trung vào khía cạnh tối ưu hóa chi phí của việc xác minh bằng chứng STARK bằng cách đệ quy bằng chứng từ Starknet và các Starkex Chain thành một bằng chứng cuối cùng và xác minh trên Ethereum để tiết kiệm chi phí.

Tương lai của Universal Verification Layer (UVL)

Mặc dù trường hợp sử dụng của UVL mở rộng đến tất cả các zkApp nói chung. Tuy nhiên, khách quan mà nói, nhu cầu xác minh bằng chứng hiện nay phần lớn đến từ các Zk Rollup/Validium. Trong bối cảnh này, có sự cạnh tranh giữa 2 nhóm dự án riêng biệt.

Một mặt, các dự án Rollup nổi bật như Polygon, Zksync và Starknet đang cố gắng nội bộ hóa các tác vụ liên quan đến việc phát triển Rollup, bao gồm cả nhiệm vụ xác minh bằng chứng. Mục tiêu của họ là củng cố hệ sinh thái bằng cách cung cấp những lợi thế độc đáo như khả năng tương tác cross-chain và chi phí xác minh được tối ưu hóa.

Ngược lại, các dự án UVL đang tách biệt nhiệm vụ xác minh bằng chứng thành một vai trò riêng biệt để tạo ra một thị trường riêng. Điều này đặt ra thách thức cho những người mới cạnh tranh đối với các dự án lớn trong hệ sinh thái Rollup. Một số dự án UVL đang xây dựng liên minh với các nhà cung cấp Rollup as a Service (RaaS) để củng cố lợi thế cạnh tranh trong bối cảnh mới.

Kết luận

Nhìn chung không gian thiết kế của Modular Blockchain đang mở rộng ra, nhiều nhiệm vụ được tách ra thành một vai trò riêng biệt, điển hình như vai trò xác minh bằng chứng (Verified). Bên cạnh đó, các dự án UVL mới đang phải cạnh tranh với những dự án lớn trong hệ sinh thái Rollup và lợi ích của họ cung cấp cũng chưa thực sự rõ ràng.

Đọc thêm: Modular Blockchain - Hướng đi cho các blockchain thế hệ mới.