Tổng quan zkEVM: Giải pháp, cấu trúc và một số dự án nổi bật 2025

ZkEVM là công nghệ được phát triển để giải quyết vấn nạn về tốc độ chậm, phí gas cao, đồng thời nâng cao tối đa tính bảo mật cho Ethereum.

Sau một khoảng thời gian phát triển, giải pháp này đã được xây dựng với 4 loại hình để phù hợp với từng nhu cầu sử dụng khác nhau và cũng có nhiều dự án được hậu thuẫn bởi những quỹ đầu tư lớn đã được cho ra mắt, ví dụ như: Linea (ConsenSys hậu thuẫn), Scroll (Ethereum Foundation hỗ trợ), Starknet (huy động gần 300 triệu USD),...

Trong bài viết dưới đây, cùng Block24 tìm hiểu chi tiết về zkEVM và cách mà giải pháp này giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng của Ethereum nhé!

ZkEVM là gì?

ZkEVM (Zero-Knowledge Ethereum Virtual Machine) là một công nghệ mở rộng Layer 2 cho phép các nhà phát triển Ethereum triển khai các dApp một cách hiệu quả và an toàn bằng cách kết hợp Ethereum Virtual Machine (EVM) với công nghệ Zero-Knowledge Proof (ZKP).

Công nghệ này cho phép xử lý giao dịch ngoài chuỗi (off-chain) trên Layer 2 rồi sau đó tạo ra một bằng chứng nhỏ gọn có thể xác minh nhanh chóng trên mạng chính Ethereum. Cách làm này giúp tăng tốc độ giao dịch, giảm chi phí nhưng vẫn đảm bảo tính bảo mật hàng đầu được thừa hưởng từ Ethereum, đồng thời sở hữu tính riêng tư cao nhờ vào việc không yêu cầu tiết lộ toàn bộ dữ liệu trong quá trình xác minh giao dịch.

Vấn đề của Ethereum và giải pháp zkEVM

Mặc dù Ethereum trải qua nhiều bản nâng cấp nhưng vẫn bị hạn chế rất nhiều do phí gas cao và tốc độ xử lý chậm, đặc biệt là trong những giờ cao điểm.

Phí gas cao và tốc độ xử lý giao dịch chậm

Hiện tại (13/07/2025), giai đoạn mà thị trường chỉ mới bắt đầu nhộn nhịp nhẹ khi Bitcoin tìm thấy đỉnh mới ở mốc 119.000$, phí gas trên mạng đang ở mức 0,13$ cho giao dịch chuyển tài sản thông thường. Còn phí gas ở hoạt động swap là 2,23$, mua bán NFT là 3,76$ và 0,72$ khi bridge tài sản sang chain khác.

Như bạn có thể thấy, mức phí này khá cao (chưa phải là cao nhất) và không phù hợp với việc sử dụng hàng ngày. Ngoài ra, ở những lúc khi mạng bận rộn, thời gian xử lý cũng bị kéo dài, khiến cho một giao dịch có thể tốn hàng phút hoặc thậm chí hàng giờ để hoàn thành. Những nhược điểm này sẽ là rào cản rất lớn đối với sự phát triển và phổ biến Crypto.

Do đó, chúng ta cần phải có các giải pháp hữu hiệu để giải quyết các vấn đề trên và mang tới thêm nhiều lợi ích khác. Có như vậy, công nghệ blockchain mới đủ lý do để thuyết phục người dùng sử dụng rộng rãi và một trong những giải pháp mà chúng ta có thể trông chờ đó là zkEVM.

Giải pháp Layer 2 và zkEVM

Layer 2 (L2) là giải pháp đưa giao dịch ra ngoài để xử lý off-chain (ngoài chuỗi). Sau đó, kết quả của giao dịch sẽ được chuyển lại về Layer 1 để lưu trữ. Cách hoạt động này cho phép loại bỏ những yếu điểm của L1 để xử lý giao dịch nhanh chóng, phí rẻ nhưng vẫn đảm bảo tính bảo mật cao do dữ liệu được lưu trữ trên mạng chính.

ZkEVM đã tận dụng cách hoạt động này của L2 để tính toán các giao dịch, sau đó dùng ZKP để tạo ra bằng chứng xác minh trên L1. Sự kết hợp này giúp mang tới nhiều lợi ích cho hệ sinh thái EVM như: tốc độ giao dịch nhanh, phí gas rẻ, tính bảo mật hàng đầu của Ethereum và giải quyết vấn đề về quyền riêng tư của blockchain.

Những thành phần chính của zkEVM

ZkEVM tích hợp công nghệ Zero-knowledge Proof vào máy ảo EVM để xử lý các giao dịch nhanh, chi phí rẻ và bảo mật hơn. Các thành phần chính gồm:

Zero-Knowledge Proof

Zero-Knowledge Proof (ZKP) là phương pháp mật mã được giới thiệu lần đầu tiên vào năm 1985 và tiếp tục phát triển cho tới ngày nay. Phương pháp này hoạt động bằng cách cho phép người chứng minh (prover) khẳng định tuyên bố của họ là đúng với người xác minh (verifier) mà không cần tiết lộ toàn bộ thông tin chi tiết của tuyên bố đó.

Cách hoạt động này giúp đảm bảo tính riêng tư của các tuyên bố, tránh việc rò rỉ thông tin hoặc các hành động tiêu cực từ phía verifier.

EVM (Máy ảo Ethereum)

Ethereum Virtual Machine (EVM) là môi trường thực thi của Ethereum, nơi xử lý trạng thái, thực thi câu lệnh của hợp đồng thông minh (smart contract) và đảm bảo tính logic của blockchain.

Có thể nói, EVM là linh hồn của Ethereum, cho phép các nhà phát triển xây dựng dApp dựa trên ngôn ngữ lập trình như Solidity. Tuy nhiên, máy ảo này cũng sớm bộc lộ những hạn chế khi lượng người dùng ngày càng tăng, đó là tốc độ xử lý chậm và chi phí để xử lý giao dịch lớn.

zkEVM: Tích hợp ZKP cho EVM

Để giải quyết những hạn chế đó, một số nhà phát triển đã tích hợp sáng kiến ZKP vào EVM, giúp mang tới giải pháp tiềm năng cho con đường tối ưu hóa blockchain trong tương lai, được gọi là zkEVM.

Cách zkEVM hoạt động

Bạn có thể hiểu cách hoạt động của zkEVM thông qua quy trình như sau:

• Giai đoạn 1 - Tổng hợp Rollup: zkEVM tổng hợp các giao dịch thành một lô (batch) trên Layer 2.
• Giai đoạn 2 - Tạo bằng chứng ZK: Lô giao dịch sẽ được tính toán và xác minh, sau đó sử dụng ZKP để tạo bằng chứng chứng minh mỗi giao dịch trong đó là chính xác.
• Giai đoạn 3 - Gửi bằng chứng lên Layer 1: zkEVM sẽ gửi bằng chứng ZKP của lô giao dịch lên trên Layer 1 (Ethereum).
• Giai đoạn 4 - Xác minh bằng chứng: Smart contract của zkEVM trên Ethereum sẽ bắt đầu thực hiện việc xác minh, đảm bảo bằng chứng là chính xác và đúng logic của blockchain.

Như vậy, bạn có thể thấy ở giai đoạn thứ 4, zkEVM chỉ cần xác minh tính đúng đắn của bằng chứng thay vì thực thi toàn bộ các giao dịch, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí.

Lợi ích và thách thức của zkEVM

Những lợi ích mà zkEVM mang lại bao gồm: khả năng mở rộng cao, chi phí thấp, tương thích EVM, thừa hướng tính bảo mật của Ethereum, đảm bảo quyền riêng tư. Cụ thể:

• Khả năng mở rộng cao: zkEVM sẽ giảm tải cho Ethereum bằng cách đưa giao dịch ra ngoài (off-chain) để xử lý rồi sau đó chỉ gửi lại bằng chứng ZKP để xác minh. Điều này cho phép Ethereum tăng thông lượng giao dịch trên mạng lưới của mình.
• Chi phí thấp: Việc xử lý giao dịch bên ngoài và chỉ xác minh bằng chứng ZKP trên Ethereum sẽ giúp giảm đáng kể chi phí.
• Tương thích EVM: zkEVM hỗ trợ các công cụ phát triển và smart contract hiện có. Cho phép những dApp trên Ethereum có thể triển khai trên zkEVM một cách nhanh chóng mà không cần phải thay đổi mã nguồn quá nhiều.
• Thừa hưởng bảo mật từ Ethereum: Bởi vì logic bằng chứng giao dịch của zkEVM được xác minh và lưu trữ trên blockchain Ethereum, do đó cũng được thừa hưởng tính bảo mật hàng đầu từ L1 này.
• Quyền riêng tư được đảm bảo: Vì trong quá trình xác minh, zkEVM không tiết lộ toàn bộ thông tin của giao dịch. Điều này cho phép nâng cao quyền riêng tư của giao dịch để tránh sự theo dõi của người khác.

Tuy nhiên, zkEVM cũng sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức trong quá trình phát triển, ví dụ như: Độ phức tạp kỹ thuật cao, chi phí lớn và cần có thời gian, biện pháp để người dùng chấp nhận sử dụng công nghệ này. Cụ thể:

• Độ phức tạp kỹ thuật cao: Việc tích hợp ZKP vào EVM đòi hỏi các kỹ thuật phức tạp, cần nhiều tài nguyên và nguồn lực để thực hiện.
• Chi phí phát triển lớn: Vì yêu cầu nguồn lực lớn nên chi phí bỏ ra sẽ cao để thu hút nhân tài.
• Khả năng chấp nhận của người dùng: Việc áp dụng rộng rãi zkEVM không chỉ phụ thuộc vào thời gian mà còn phải thu hút sự ủng hộ của cộng đồng và các nhà phát triển.

Phân loại zkEVM

Dựa vào tính tương thích với Ethereum, Vitalik Buterin đã chia zkEVM thành 5 loại, bao gồm:

1. Loại 1 - Fully Ethereum-equivalent (Tương thích Ethereum hoàn toàn): Đây là blockchain zkEVM giống với Ethereum nhất, còn được gọi là loại 1. Nó cho phép các dApp đang có mặt trên Ethereum có thể chuyển hoàn toàn sang zkEVM mà không cần thay đổi bất kỳ mã nguồn nào. Hiện tại, nhược điểm của loại zkEVM này là phải hy sinh tốc độ và phí gas để đạt được tính tương thích hoàn toàn với Ethereum.
2. Loại 2 - Fully EVM-equivalent (Tương thích EVM hoàn toàn): Đây là loại zkEVM có tính tương thích Ethereum thấp hơn so với loại 1 nhưng có điều chỉnh một ít cấu trúc dữ liệu bên ngoài để tối ưu ZKP. Nhược điểm của loại zkEVM này là những dApp phụ thuộc vào Merkle proof có thể gặp lỗi trong quá trình hoạt động.
3. Loại 2.5 - EVM-equivalent, except for gas costs (Tương thích EVM, ngoại trừ phí gas): Đặc điểm của loại zkEVM này là tăng phí gas cho các thao tác gây khó khăn cho ZK-prover (trình xác thực ZK). Cách làm này có thể giúp nâng cao tốc độ xác minh ZKP nhưng một số dApp sẽ gặp lỗi nếu không điều chỉnh mức gas hợp lý.
4. Loại 3 - Almost EVM-equivalent (Tương đương gần với EVM): zkEVM này có mức độ tương thích Ethereum thấp hơn loại 2 nhưng mã nguồn được tối ưu cao hơn cho ZKP. Những dApp muốn triển khai trên blockchain zkEVM này cần phải thay đổi nhiều cấu trúc EVM để đạt được hiệu suất cao mà nhà phát triển muốn hướng tới.
5. Loại 4 - High-level language equivalent: Không tương thích với Ethereum vì thường được xây dựng bằng ngôn ngữ lập trình cấp cao để tối ưu hiệu suất cho ZKP. Nhược điểm của loại zkEVM này là không thu hút được các nhà phát triển do họ phải xây dựng lại toàn bộ dApp bằng ngôn ngữ lập trình mới.

Một số dự án zkEVM nổi bật

Linea

Linea là zkEVM loại 2 được ConsenSys phát triển, công ty cơ sở hạ tầng blockchain bậc nhất hiện nay trên thị trường. Layer 2 này được mainnet chính thức vào 17/07/2023, sử dụng lattice-based cryptography, chống lỗi lượng tử và zk-SNARKs để đảm bảo hiệu suất của mạng lưới.

Xem thêm >> Linea là gì? Giải pháp Ethereum Layer 2 được ConsenSys chống lưng

Scroll

Scroll (SCR) là zkEVM tương thích hoàn toàn với Ethereum (loại 1) được hỗ trợ bởi chính Ethereum Foundation. L2 này đã huy động được 80 triệu USD và sử dụng zk-SNARKS, Halo2 từ ZCash để đảm bảo hiệu suất và tính bảo mật cao.

ZKSync

ZKSync (ZK) là zkEVM loại 3 được phát triển để mang tới những tính năng đột phá với công nghệ ZKP. Vì muốn tối ưu hoá hiệu suất cho mạng lưới, zkEVM này sử dụng zk-SNARKs và PLONK, yêu cầu các dApp thay đổi một ít trong mã nguồn để có thể tương thích.

Hiện tại, nhóm xây dựng đã phát triển dự án với tầm nhìn Elastic Network, một hệ sinh thái Layer 2 rộng lớn được hỗ trợ bởi công nghệ ZK.

Starknet

Starknet (STRK) là dự án zkEVM được phát triển bởi Starkware, công ty blockchain tập trung vào công nghệ ZK với giải pháp STARK được định giá 8 tỷ USD sau khi huy động 100 triệu USD vào năm 2022.

Đây là dự án zkEVM loại 4 được phát triển bằng ngôn ngữ Cairo và sử dụng STARK để nâng cao bảo mật tối đa cho mạng lưới. 

Katana

Katana là Layer 2 zkEVM được phát triển bởi 2 cái tên nổi bật hàng đầu trên thị trường Crypto là Polygon và GSR (một trong những market maker hàng đầu thị trường Crypto). Mục tiêu của Katana là tạo ra một môi trường thanh khoản sâu, lợi suất cao chuyên biệt cho lĩnh vực DeFi.

Dự án này được ra mắt chính thức vào ngày 01/07/2025 vừa qua, sử dụng pessimistic proofs và SP1 zkVM của Succinct để vận hành ZKP trên blockchain của mình. Mặc dù không được đội ngũ xác định chính xác Katana là zkEVM loại nào, nhưng với tài liệu nói về Polygon zkEVM prover cho thấy những AggLayer chain được xây dựng bằng Polygon CDK có khả năng thuộc loại 1 hoặc loại 2 để cung cấp tính tương thích với EVM.

Câu hỏi thường gặp (FAQs)

zkEVM có an toàn không?

Theo lý thuyết, zkEVM là công nghệ blockchain có độ an toàn cao. Tuy nhiên, công nghệ này hiện chỉ mới đang ở giai đoạn sơ khai và cần có thêm nhiều thời gian để phát triển và chứng minh mức độ bảo mật của mình.

Sử dụng zkEVM có khó không?

Không. ZkEVM được xây dựng để tương thích với máy ảo của Ethereum, do đó, bạn có thể nhanh chóng làm quen với những blockchain sử dụng công nghệ này ngay lần tiếp cận đầu tiên.

zkEVM và Optimistic Rollup: Giải pháp nào tốt hơn?

Không có giải pháp nào tuyệt đối tốt hơn giữa zkEVM và Optimistic Rollup vì mỗi công nghệ đều có ưu điểm riêng. Nếu chúng ta ưu tiên tốc độ, bảo mật cao thì zKEVM là lựa chọn tốt, còn nếu cần tính tương thích và dễ triển khai thì Optimistic Rollup sẽ phù hợp hơn.

Cách phân biệt zk-SNARKs và zk-STARKs?

Zk-SNARKs và zk-STARKs đều là giải pháp trong công nghệ ZKP. Điểm khác biệt chính của chúng nằm ở kích thước của bằng chứng cần xác minh. Cụ thể:

• Zk-SNARKs: Kích thước bằng chứng siêu nhỏ, giúp giảm không gian lưu trữ cần thiết và chi phí xử lý. Tuy nhiên, nhược điểm là phải phụ thuộc vào các trusted setup (thiết lập đáng tin cậy).
• Zk-STARKs: Kích thước bằng chứng lớn hơn nhiều khiến cho chi phí lưu trữ và xác minh lớn. Ưu điểm là loại bỏ rủi ro vào trusted setup từ bên thứ ba.

Điểm khác biệt giữa EVM và zkEVM là gì?

Cả zkEVM và EVM đều là máy ảo của Ethereum. Điểm khác biệt của chúng là:

• EVM: Là máy ảo cơ bản được sử dụng để làm môi trường thực thi cho toàn bộ smart contract trên Ethereum.
• ZkEVM: Là máy ảo được tích hợp công nghệ ZKP để nâng cao khả năng mở rộng của Ethereum, giúp mạng lưới này đạt tốc độ giao dịch cao, phí gas rẻ và bảo mật hơn.

Trên đây là bài chi tiết về zkEVM, mong rằng nó có thể giúp bạn hiểu rõ hơn về giải pháp nâng cao khả năng mở rộng và bảo mật tiềm năng này. Bạn đánh giá ra sao về zkEVM? Hãy cho Block24 biết ý kiến của bạn ở phần bình luận phía dưới nhé!

Lưu ý: Nội dung bên trên không phải là lời khuyên đầu tư. Anh em chỉ nên tham khảo và tự mình tìm hiểu kỹ trước khi quyết định xuống tiền. Hãy là nhà đầu tư có trách nhiệm với tài sản của mình, chúc anh em thành công!