Các dự án tiền điện tử dựa trên công nghệ ZK: tổng quan chi tiết về các giải pháp hàng đầu năm 2024

Cách chứng minh rằng bạn sở hữu thông tin mà không tiết lộ chính thông tin đó? Chính xác điều này các chứng minh không tiết lộ (Zero-Knowledge Proofs, ZKPs) làm — công nghệ thay đổi cách nhìn về quyền riêng tư và hiệu suất trong blockchain. Khi bước vào năm 2024, khái niệm này không còn chỉ là thành tựu lý thuyết mà trở thành công cụ thực tiễn giải quyết hai nhiệm vụ then chốt của tiền mã hóa: đảm bảo quyền riêng tư của các giao dịch và nâng cao khả năng mở rộng của mạng lưới.

Tại sao các chứng minh ZK lại thu hút sự quan tâm như vậy? Bởi vì chúng cho phép thực hiện các giao dịch và xác nhận thông tin mà không tiết lộ dữ liệu nhạy cảm. Trong thời đại giám sát kỹ thuật số và các yêu cầu ngày càng tăng về khả năng mở rộng của blockchain, công nghệ này trở thành chìa khóa. Theo CoinGecko, tính đến tháng 5 năm 2024, có 40 dự án ZK với tổng vốn hóa hơn 21,27 tỷ đô la — chứng tỏ sự phát triển nhanh chóng của phân khúc này.

Cốt lõi của các chứng minh ZK là gì?

Bản chất của Zero-Knowledge Proofs rất đơn giản: một bên (chứng minh) thuyết phục bên kia (xác minh) về tính đúng đắn của tuyên bố mà không tiết lộ bất kỳ chi tiết nào khác. Điều này khả thi nhờ vào ba đặc tính nền tảng:

• Tính đầy đủ của quá trình: Nếu thông tin đúng, người xác minh sẽ hoàn toàn tin tưởng mà không còn nghi ngờ.
• Tính âm thanh của chứng minh: Với tuyên bố sai, kẻ gian hầu như không thể giả mạo thành thật (xác suất là rất thấp).
• Bảo mật tuyệt đối: Người xác minh chỉ biết về tính đúng đắn của sự kiện, không biết gì thêm.

Phép ẩn dụ cổ điển là hang động của Ali-Baba. Một người có thể chứng minh rằng mình biết từ thần kỳ mở cánh cửa bí mật, bằng cách ra vào hang nhiều lần. Đồng thời, từ thần vẫn giữ bí mật. Nguyên tắc này cũng hoạt động trong mật mã học, nơi các hệ thống bỏ phiếu có thể xác nhận quyền tham gia của một người mà danh tính của họ vẫn được bảo vệ.

Kết quả thực tiễn cho blockchain: ZK-Rollups cho phép xử lý hàng trăm giao dịch ngoài chuỗi, chỉ gửi đến blockchain các bằng chứng về tính chính xác của chúng. Điều này giảm tải cho chuỗi chính và tăng tốc xử lý mà không ảnh hưởng đến an toàn.

Các công nghệ ZK đã được áp dụng ở đâu

Chứng minh không tiết lộ đã vượt ra khỏi lý thuyết, trở thành công cụ giải quyết các vấn đề thực tế:

Quyền riêng tư tài chính. Các đồng tiền mã hóa như Zcash cho phép che giấu người gửi, người nhận và số lượng giao dịch — đồng thời vẫn có thể xác minh trong sổ cái.

Mở rộng quy mô mạng lưới. Các dự án zkSync và StarkWare sử dụng ZK-Rollups, đạt khả năng xử lý cao với phí thấp.

Bảo vệ bỏ phiếu. ZKP đảm bảo tính ẩn danh của các phiếu bầu trong khi vẫn đảm bảo rằng mọi phiếu đều được tính.

Xác thực sinh trắc học. Các hệ thống có thể xác nhận danh tính mà không truyền tải mật khẩu, tránh bị chặn bắt.

Theo dõi chuỗi cung ứng. Các công ty chứng minh sự tuân thủ tiêu chuẩn mà không tiết lộ nhà cung cấp hay chi tiết sản xuất.

Hợp đồng thông minh riêng tư. Các nền tảng như Aleph Zero và Mina Protocol cho phép thực thi hợp đồng, giữ kín dữ liệu đầu vào và đầu ra nhạy cảm.

Các dự án ZK hàng đầu năm 2024 và đặc điểm của chúng

Các giải pháp mở rộng Ethereum

Polygon Hermez — lớp mở rộng phi tập trung cho Ethereum, sử dụng kiến trúc ZK-rollup. Nền tảng tổng hợp nhiều giao dịch thành một, giảm phí gas hơn 90% so với mainnet. Đặc điểm nổi bật là cơ chế đồng thuận Proof of Efficiency, yêu cầu ít tài nguyên hơn mà vẫn duy trì tính phi tập trung. Thách thức là rào cản kỹ thuật trong tích hợp.

Immutable X sử dụng engine StarkEx đã được kiểm chứng của StarkWare. Nền tảng chuyên về NFT và game Web3, cung cấp phí gas bằng không. Vốn hóa hiện tại của IMX là 192,28 triệu đô la. Độ phức tạp của kiến trúc ZK có thể làm chậm quá trình phổ biến rộng rãi của các nhà phát triển.

Loopring (LRC) — giao thức dựa trên Ethereum, tổng hợp hàng trăm giao dịch thành một nhờ zkRollups. Hệ thống xử lý hơn 2000 giao dịch mỗi giây. Kiến trúc độc đáo hỗ trợ cả AMM và sàn giao dịch truyền thống với sổ lệnh. Vốn hóa LRC là 68,39 triệu đô la. Nhược điểm là phụ thuộc vào công nghệ phức tạp đòi hỏi kiến thức chuyên sâu.

Các blockchain Layer 1 tích hợp ZK riêng tư

Mina Protocol (MINA) nổi bật với kích thước chuỗi nhỏ kỷ lục — chỉ 22KB. Đạt được nhờ zk-SNARKs, nén trạng thái mạng thành các snapshot nhỏ gọn. Ai cũng có thể kiểm tra tính toàn vẹn của mạng từ điện thoại của mình. Đồng thuận dựa trên Proof of Stake (Ouroboros). Vốn hóa MINA hiện tại là 97,3 triệu đô la. Gần đây, zkApps ra đời mở ra khả năng tính toán ngoài chuỗi. Thách thức là tính độc đáo của kiến trúc làm phức tạp phát triển.

dYdX (DYDX) — sàn giao dịch phi tập trung với đòn bẩy vô hạn, đã chuyển sang giao thức Layer 2 riêng dựa trên StarkWare. Sử dụng zk-STARKs để đảm bảo tính riêng tư (không cần thiết lập đáng tin cậy khác zk-SNARKs). Phiên bản 4.0 hoạt động trên Cosmos SDK. Vốn hóa DYDX là 139,17 triệu đô la. Nhược điểm là rào cản cao cho nhà đầu tư thông thường do lưu trữ tài sản phi tập trung.

Aleph Zero (AZERO) kết hợp PoS với đồ thị có hướng không chu kỳ (DAG) qua cơ chế đồng thuận AlephBFT. Điểm đặc biệt là lớp quyền riêng tư Liminal, sử dụng ZKP và tính toán đa bên bảo vệ (sMPC). Nền tảng hỗ trợ hợp đồng thông minh riêng tư cho các ứng dụng doanh nghiệp. Thách thức là khả năng mở rộng thực tế dưới tải trọng lớn.

Các hệ sinh thái riêng tư

Zcash (ZEC) — tiên phong về quyền riêng tư ZK, ra mắt năm 2016 như bản fork của Bitcoin. Sử dụng zk-SNARKs để tạo các giao dịch bảo vệ, che giấu người gửi, người nhận và số lượng. Vốn hóa ZEC là 7,28 tỷ đô la. Zcash đã trải qua nhiều cập nhật (Sprout, Sapling, Heartwood, Canopy), các cập nhật gần nhất tích hợp mã hóa FlyClient. Việc giới thiệu Halo năm 2019 loại bỏ yêu cầu thiết lập đáng tin cậy. Thách thức là sự hoài nghi pháp lý đối với tiền mã hóa ẩn danh.

Horizen (ZEN) — bản fork của Zcash, mở rộng sứ mệnh vượt ra ngoài quyền riêng tư. Nền tảng cung cấp hạ tầng riêng tư cho trao đổi tin nhắn và dApps. Kiến trúc nút đặc biệt gồm các nút an toàn và siêu nút. Gần đây, ra mắt sidechain EON tương thích EVM đầu tiên. Thách thức là cân bằng giữa quyền riêng tư và yêu cầu pháp lý.

Worldcoin (WLD) — dự án đầy tham vọng kết hợp xác thực sinh trắc học với blockchain. Sử dụng ZKP qua giao thức Semaphore để xác nhận tính duy nhất của danh tính mà không tiết lộ dữ liệu sinh trắc. Vốn hóa WLD là 1,26 tỷ đô la. Hệ thống cho phép người dùng chứng minh thành viên nhóm một cách ẩn danh. Phê phán liên quan đến việc thu thập sinh trắc và tập trung kiểm soát hợp đồng thông minh.

Các giải pháp tính toán chuyên biệt

Marlin (POND) — giao thức cho tính toán ngoài chuỗi có đảm bảo tính toàn vẹn. Sử dụng kết hợp ZKP và môi trường thực thi đáng tin cậy (TEE). Kiến trúc gồm các nút gateway, nút thực thi và nút giám sát. Hỗ trợ các chương trình bằng Solidity, C++, Rust và Go. An toàn được đảm bảo bằng staking POND tokens.

Các thách thức chính của công nghệ ZK

Dù có tiềm năng, ZKP vẫn gặp phải các rào cản thực tế:

Phức tạp trong triển khai. Các nhà phát triển cần hiểu sâu về nguyên lý mật mã, hạn chế số lượng chuyên gia và dễ mắc lỗi.

Tải tính toán lớn. Việc tạo chứng minh đòi hỏi nhiều tài nguyên, có thể làm chậm xử lý khi khối lượng lớn.

Nguy cơ trong thiết lập. zk-SNARKs yêu cầu giai đoạn thiết lập đáng tin cậy — nếu bị xâm phạm, các tham số có thể bị giả mạo.

Vấn đề tích hợp. Việc đưa ZKP vào hệ thống hiện có đòi hỏi chỉnh sửa giao thức mạng và hạ tầng.

Rủi ro pháp lý. Ẩn danh dữ liệu gây lo ngại trong các khu vực pháp lý có kiểm soát chặt chẽ tài chính.

Khả năng mở rộng của chính công nghệ. Công nghệ xử lý khối lượng lớn mà không giảm tốc độ vẫn đang được hoàn thiện.

Tương lai của hệ sinh thái ZK

Tiến trình phát triển hứa hẹn những bước đột phá lớn. Dự kiến, trọng tâm sẽ chuyển sang sự đơn giản hóa cho người dùng của các hệ thống ZK, có khả năng phổ biến rộng rãi. Các đổi mới như zk-STARKs và zk-SNARKs cải tiến sẽ thúc đẩy các giao dịch nhanh hơn mà không ảnh hưởng đến an toàn. Đặc biệt, các lớp quyền riêng tư liên chuỗi, cho phép các hoạt động an toàn giữa các chuỗi khác nhau, rất tiềm năng. Khi các chức năng của ZK trưởng thành, các dự án sẽ trở thành trụ cột của các hệ thống blockchain riêng tư và hiệu quả.