1. Система доказів та оптимістичне доказ

Давайте повернемося до основ блокчейну. Блокчейн в суті є машиною стану. Його стан змінюється транзакціями, і цей змінений загальний стан використовується учасниками. Надзвичайно важливо забезпечити, щоб усі учасники погодилися зі спільним станом. Для сприяння кращому узгодженню та усунення потреби в довірі до певних сторін, блокчейн акцентує децентралізацію. Однак ця децентралізація може обмежувати масштабованість, ускладнюючи при цьому можливість розміщення більше транзакцій. Ці проблеми формують трілему блокчейну.

Ethereum, як один з перших блокчейнів зі смарт-контрактами, очолив створення rollups. У цій моделі rollup виконання відокремлене від Ethereum, але залишається система перевірки валідності та покарання зловмисних дій. Підхід до побудови цієї системи був двобічним. Перший метод був оптимістичним, де наступний стан попередньо підтверджується і закінчується з буфером для періоду виклику. Другий метод полягав у використанні доказу валідності з zk, де зміну стану можна перевірити за допомогою доказу zk on-chain у процесі низької вартості верифікації. Хоча бокові ланцюги були ще одним варіантом, я виключив їх через низьку залежність від Ethereum для розрахунків.

Через простоту впровадження оптимістичне доказ (також відоме як доказ шахрайства, доказ несправності) використовувалося в виробництві як основний метод для врегулювання змін стану rollup.

1.1 Стан системи доказів - ZK та OP

Раніше вважалося, що система доведення zk невдовзі стане домінуючою, а оптимістична система доведення втратить популярність. Загалом очікується, що система доведення zk пропонуватиме менші витрати і швидше завершення для ролапсів. Відзначені значні досягнення в генерації доведення, проведені експерименти з побудови універсальних zkVMs на основі MIPS, RISC-V та Wasm. До них відносяться проекти, такі як ZKM, RiscZero, Succint Labs та Fluent. Незважаючи на очевидні переваги zk ролапсів, виклики розробки ефективних за вартістю та безпечних версій є значними. Оновлення VMs, таких як EVM, також становить виклик, оскільки складно впровадити нові функції без змін, що призводять до поломок.

Через ці виклики оптимістична система доказів наразі є найпоширенішою в екосистемі rollup, утримуючи більшість TVLs, близько 75% від загального L2 TVL. Поки що не відомо, чи ця домінантність буде тривати у майбутньому. Однак є багато розвитку для покращення, з численними ініціативами спрямованими на поліпшення системи доказів.

Джерело: Блокчейни (L2) | Ринки | Токен Термінал

1.2 Що чекає на оптимістичну систему доведення?

Активні дослідження та розробки відбуваються для вдосконалення оптимістичної системи доказів, і це відбувається в трьох основних пунктах, як описано нижче:

1. Зниження вартості
2. Децентралізація процесу послідовності, викликання та завершення
3. Зменшення м'якості та жорсткості остаточності

Значні зусилля були зроблені в усіх трьох областях, деякі приклади це останнє оновлення Dencun, яке включило EIP-4844, покращення стиснення даних та розробка інтерактивної системи доведення. У Arbitrum було їх нове

Перед тим як поглиблюватися в докладне дослідження останніх досягнень у “Частині4,” фундаментально мати вичерпне розуміння встановлених концепцій та поточного пейзажу. Спочатку ми повинні розглянути еволюцію поля у “2. Розвиток - Історія оптимістичної системи доведення,” й поглибитися в поточний пейзаж оптимістичних проектів доведення у “3. Поточний пейзаж.”

2. Розвиток - Історія оптимістичної системи доказу

Оптимістична система доказів не була розроблена за одну ніч. Численні дослідники та розробники внесли свій внесок у побудову міцної системи доказів, щоб забезпечити її безперебійну роботу в промисловості, в даний час забезпечуючи навколо $18 мільярдів. Давайте переглянемо досягнуті рубежі в минулому.

2.1 Минуле - Повернення до історії

Оптимістичні ролапи були вперше запропоновані дослідником Ethereum John Adler in 2019як рішення для масштабування на основі другого шару для Ethereum. Основна ідея оптимістичних роллапів полягає в тому, щоб вивести обчислення та зберігання даних з мережі Ethereum на окремий ланцюг другого шару, при цьому зберігаючи гарантії безпеки Ethereum. Основний мотив для розробки Оптимістичних Роллапів була затор та високі транзакційні витрати в мережі Ethereum. Зі зростанням використання протоколів DeFi та NFT, Ethereum стикалася з проблемами масштабованості, які утруднювали користувацький досвід та економічну ефективність.

Оптимістичні ролапи почали експериментувати та розвивати головним чином дві команди, Arbitrum та Optimism. Ці ролапи мають на меті забезпечити масштабованість для Ethereum, обробляючи транзакції поза ланцюжком та публікуючи стислі дані транзакцій та вихідний корінь на головній мережі Ethereum. Оскільки вони забезпечували нижчі витрати як для користувачів, так і для додатків, спільнота Ethereum швидко їм адаптувалася. (Рання стаття про Arbitrum може бути знайдена в це посилання.)

Джерело: TVL Arbitrum в USD

Ключовою характеристикою оптимістичних ролапів був їхній "оптимістичний" підхід - після простої перевірки на валідність транзакції вони припускають, що всі транзакції за замовчуванням є валідними, і вони покладаються на механізм доведення шахрайства, де викликачі можуть оскаржувати валідність транзакцій протягом визначеного періоду часу (зазвичай 7 днів). Якщо виявлена шахрайська транзакція, націлена на виконання доказу шахрайства на ланцюжку, щоб правильно повторно обробити транзакції. Цей оптимістичний підхід дозволив оптимістичним ролапам досягти значних покращень в масштабованості над головною мережею Ethereum.

У минулому було безліч викликів. Спочатку проекти, такі як Оптимізм, використовували свій власний модифікований EVM під назвою OVM, що обмежувало його сумісність з EVM. Детальний аналіз модифікацій можна знайти в ця пізнавальна стаття by Георгіос Константопулос з Paradigm. Проекти також мали, і продовжують мати, централізований підхід до вирішення механізмів реверсу та викликів. Цей метод призвів до компромісу у питанні безпеки, оскільки транзакції не були негайно остаточними і могли бути скасовані, якщо обмежена кількість учасників виявила шахрайство протягом періоду виклику.

2.2 Present - Покращення, але з проблемами

Нещодавні досягнення в оптимістичній системі доказу значно підвищили ефективність та масштабованість рішень Layer 2 Ethereum, таких як Arbitrum та Optimism. Окрім оновлення Dencun Ethereum, інші оптимізації в оптимістичних роллапах сприяли їх ефективності. Наприклад, Arbitrum зосередився на вдосконаленні своєї системи захисту від помилок для забезпечення цілісності даних та безпеки.

Оптимізм також зробив значні успіхи завдяки своїй стратегії Superchain, спрямованій на створення злагодженого екосистеми кількох L2, використовуючи OP Stack. Superchain використовує власні та альтернативні рішення DA, міжланцюжкове повідомлення та спільне упорядкування для сприяння безшовної взаємодії та покращеної масштабованості.

Останні покращення в екосистемі Optimistic Rollup призвели до зміни з невзаємодійних на взаємодійні докази шахрайства. Інтерактивні докази включають обмін повідомленнями для ефективної ідентифікації та виправлення помилкових транзакцій. Ця зміна спрямована на зменшення обчислювальних витрат та складності верифікації onchain.

3. Поточний ландшафт

Давайте розглянемо поточний статус роллапів, зосереджуючись на проектах, які діють під оптимістичною системою доказів, та їх розвитку.

Наразі дві сутності - Arbitrum та Optimism - в основному працюють над поліпшенням оптимістичної системи підтвердження. Інші проекти, такі як Initia, Dymension та Rollkit, розробляють фреймворки для своєї екосистеми rollup.

Arbitrum та Optimism прагнуть покращити технологічні аспекти доказу шахрайства, тоді як інші проекти також реалізують цікаві підходи. Давайте коротко оглянемо їх поточну діяльність та активності, що тривають.

3.1 Arbitrum - Multi-Round Proof and BoLD

3.1.1 Багатораундове доказ

Система доказів Arbitrum використовує метод "багатораундового доказу шахрайства" для перевірки транзакцій. Цей процес відбувається переважно офлайн, а остаточний стан записується на блокчейн Ethereum для прозорості.

Центральною особливістю цієї системи є «дерево тверджень». Валідатори, які розміщують застави, використовуючи Ether, роблять твердження (або «ствердження») щодо стану Arbitrum. Ці твердження утворюють ланцюг, при цьому кожне будується на попередньому. Однак, коли виникають суперечливі твердження, дерево розгалужується, сигналізуючи про можливий шахрайство.

Вирішення цих суперечок включає інтерактивну техніку доведення, яку називають "розчленуванням". Валідатори, що беруть участь у суперечці, систематично звужують свої розбіжності, поки не залишається лише одна операція. Ця операція потім запускається на рівні 1 Ethereum для визначення її валідності.

Кроки наступні:

1. Два валідатори не згодні стосовно стану Arbitrum.
2. Вони поступово зводять своє суперечливе до одного лише обчислювального кроку.
3. Цей крок потім виконується на рівні 1 Ethereum, щоб перевірити, який валідатор є правильним.

Підхід Arbitrum сяє своєю ефективністю. Ізолюючи та досліджуючи лише спірні обчислення, він уникне більш витратного процесу повторного запуску всієї транзакції на Ethereum, як це робиться в одноразових доказах шахрайства Optimism. Оскільки одноразові докази шахрайства потребують проведення всього обчислення на ланцюжку L1.

3.1.2 Arbitrum BoLD

Джерело: Легке введення: BOLD | Документи Arbitrum

BoLD (Bounded Liquidity Delay) розроблений як новий протокол вирішення суперечок, спеціально адаптований для Оптимістичних Роллапів на ланцюгах Arbitrum, з метою полегшення валідації без дозволу. Цей механізм пом'якшує ризики, пов'язані з атаками затримки, забезпечуючи вирішення суперечок протягом попередньо визначеного вікна часу.

BoLD представляє кілька ключових функцій, які є невід'ємними для його функціонування. По-перше, він вводить валідацію без дозволу, що дозволяє будь-якій чесній стороні перевіряти та забезпечувати свої кошти для публікації правильних тверджень стану L2. Ця функція дозволяє чесним валідаторам викликати та перемагати в спорах проти злоякісних акторів. По-друге, BoLD гарантує, що спори будуть вирішуватися протягом фіксованого часового вікна, яке наразі встановлено на один період виклику (приблизно 6,4 днів) для Arbitrum One та Nova. Крім того, загальний максимальний час для вирішення спорів включає до двох періодів виклику плюс дводенний термін для можливого втручання Ради безпеки. Нарешті, BoLD підтримує розвиток Arbitrum до роллапу 2 етапу, забезпечуючи можливість будь-кому перевіряти стан L2 та надсилати докази шахрайства до Ethereum, що зміцнює децентралізацію та безпеку платформи.

Критичним є те, що BoLD підтримує участь без дозволу, що сприяє залученню будь-якої чесної сторони до процесу валідації. Ця інклюзивність спрямована на сприяння більшій стійкості в мережі шляхом диверсифікації участі та зменшення центральних точок відмов. На даний момент BoLD перебуває на початковій фазі альфа-релізу та розгорнутий на публічному тестнеті. Також його двічі аудитували (звіт від Trailofbits, Code4rena).

3.2 Оптимізм - Кенон, ВМ, неперевірене на помилки

Джерело: Fault Proof VM - Cannon | Optimism Docs

Система безвідмовності в OP-Stack розроблена для виклику та пом'якшення зловмисних дій у мережі. Надходяща Fault Proof VM буде ключовим покращенням. Ця система складається з трьох основних компонентів: програма безвідмовності (FPP), віртуальна машина безвідмовності (FPVM) та протокол гри у суперечки. FPP перевіряє перехід стану rollup для підтвердження L2-виходу від вхідних L1, вирішуючи будь-які суперечки щодо виходів на L1. Ця модульна архітектура дозволяє незалежний розвиток та розгортання різноманітних систем доказів та унікальних ігор у суперечці, що значно посилює гнучкість та безпеку системи.

FPVM, мінімальна та компонована одиниця в цій архітектурі, виконує цикли інструкцій для доведення транзакцій, залишаючись незмінним у зв'язку зі змінами в протоколі Ethereum, завдяки його відокремленню від FPP. Протокол гри у вирішення суперечок оркеструє механізм виклику, розділяючи станові переходи для обмеження суперечок до перевірки одиночних інструкцій, тим самим дозволяючи ефективні докази на L1 EVM. Ця система сприяє майбутньому з багатою кількістю доказів, включаючи різні методології доказів, такі як ZK-докази та агрегатні системи доказів.

3.3 Initia - Урочисто увіковічений OP-Stack, OPinit

Джерело: OPinit Stack | Initia Docs

Initia - це блокчейн Comsos L1, де будується єдине, переплетене екосистема rollup. Він схожий на екосистему rollup в Ethereum, але розроблений з нуля для rollups. Валідатори initia L1 запускають послідовники для rollups, а оптимістичне підтвердження на основі доказів вбудоване в блокчейн L1. Подивимося, як працюють rollups, які побудовані за допомогою стеку OPinit, що підтримує EVM, WasmVM, MoveVM з вбудованою взаємодією за допомогою IBC.

Стек OPinit - це фреймворк, призначений для запуску Minitia L2 на базі блокчейну Initia L1. Цей стек спеціально побудований з використанням CosmosSDK, який допомагає у створенні vm-агностичних Оптимістичних Rollups і тісно моделюється за інтерфейсом Bedrock від Optimism. Використовуючи модель управління Initia L1, ефективно вирішуються спори, пов'язані з доказами шахрайства, що забезпечує надійні перевірки транзакцій та вирішення спорів. Виклик виникає, як і в системі викликів в Bedrock, дозволені викликачі можуть видалити не остаточний вивід. Також, через L1 пропозицію, може бути змінений вивід відправника.

Необхідними для стеку OPinit є два основні модулі: OPHost та OPChild:

1. Модуль OPHost призначений для операцій на рівні 1 в екосистемі Initia, використовуючи функціональність Cosmos SDK. Він включає різноманітні типи повідомлень та методи обробника RPC для полегшення основних дій, таких як пакетні подання, створення мости, пропозиції даних виводу та видалення виводу.
2. Модуль OPChild фокусується на операціях на рівні 2, надаючи механізми для підтримки передачі токенів та адміністрування пулу комісій. Він також включає конкретні типи повідомлень та обробники RPC для виконання повідомлень, завершення депозитів токенів та ініціювання виведення токенів з L2 на L1, забезпечуючи оптимізовані функціональності на рівні 2 в межах архітектури Initia.

3.4 Taiko - Багатозахисна система

Джерело: Огляд протоколу Taiko — Taiko Labs

Taiko - це оптимістичний роллап за замовчуванням, через багатопроофну систему. Ця система поєднує оптимістичний підхід з використанням ZK-доказів.

Процес починається з Пропозиціонерів, які складають ролап-блоки з транзакцій L2 та пропонують їх контракту L1 Taiko на Ethereum. Ці пропоновані блоки додаються до контракту L1 без початкової вимоги будь-яких доказів валідності. Після цього Доводчики мають можливість оскаржити валідність пропонованого блоку, надаючи заставу, яка включає стейкінг токенів TAIKO. Якщо блок не був оскаржений протягом періоду оскарження, вважається валідним та фіксується на L1, а застава Доводчика повертається. У випадках, коли блок оскаржується, для підтвердження валідності блоку стає необхідним ZK-доказ. Доводчик, який був правильним, незалежно від того, чи це був початковий Доводчик, чи Викликач, отримує свою заставу назад плюс винагороду. Тим часом застава неправильної сторони зменшується, що призводить до часткового знищення.

Цікаво, Taiko оцінює, що приблизно 1% блоків потребуватиме ZK-доказу, що допомагає зменшити обчислювальні накладні витрати, при цьому надаючи гарантії валідності. Для підвищення його стійкості Taiko підтримує кілька доказових механізмів, таких як PLONK, Halo2 та SGX, щоб захистити від можливих помилок або вразливостей. Цей підхід дозволяє dApps встановлювати власні припущення про довіру та рівні безпеки, демонструючи внесок Taiko в масштабованість та безпеку блокчейну.

3.5 Інші - Dymension та Rollkit

3.5.1 Dymension

Докази шахрайства є невід'ємною частиною екосистеми Dymension, призначеної для забезпечення цілісності переходів стану блокчейну. Коли секвенсор RollApp (Rollup у Dymension L1) публікує кореневий стан, повні вузли RollApp відстежують ці переходи. Якщо виявлено недійсний перехід стану, ці вузли генерують унікальну транзакцію доказу шахрайства, збираючи список всіх переходів стану всередині блоку до фальшивого.

Ця зібрана транзакція, яка включає деталі, такі як висота блоку, індекс транзакції, обмін даними, докази включення обміну даними та свідки стану, потім надсилається на перевірку до Dymension. Після подання Dymension повні вузли перевіряють дані та повторно обчислюють перехід стану. Якщо обчислений перехід призводить до іншого Проміжного кореня стану (ISR) ніж опублікований, доказ шахрайства підтверджується, що призводить до повернення суперечливого стану та зменшення послідовника, відповідального за це.

Поточний період суперечок на основній мережі Dymension приблизно встановлений на 120 000 блоків. Оскільки поточний блок виробляється кожні 6 секунд, остаточність становить близько 8 днів.

3.5.2 Rollkit

Джерело: rollkit/specs/lazy-adr/adr-009-state-fraud-proofs.md на main · rollkit/rollkit

Докази про шахрайство State Fraud Proofs Rollkit допомагають зменшити проблеми з довірою в блокчейн мережах за допомогою виявлення шахрайських транзакцій. Вони використовуються, коли є неспівпадіння між коренями стану, що створені повними вузлами, та послідовником. Повний вузол створює доказ, який розповсюджується по мережі для верифікації. Якщо підтверджується неспівпадіння, це спричиняє потребу у правильній дії, підвищуючи безпеку та децентралізуючи нагляд.

4. Майбутні розробки: питання та рішення

Багато людей звикли дивитися на оптимістичні ролапи як на менш ефективні, ніж zk-ролапи. Оскільки zk-ролапи стають більш готовими до впровадження, похвалюючи сильні сторони, такі як безпечна взаємодія та швидша остаточність, люди питаються, чи втратять оптимістичні доказові системи свою позицію. Я не вважаю, що так станеться, оскільки існує багато активних розробок, спрямованих на вирішення основних проблем в оптимістичній доказовій системі.

У цьому розділі давайте розглянемо деякі з цих основних питань та потенційних рішень:

1. Централізація операцій
2. Високі операційні витрати
3. Повільне завершення

4.1 Децентралізація - Валідація без дозволу

Централізація послідовників в проектах Optimistic Rollup є критичним питанням, оскільки вона передбачає концентровану точку контролю та довіри в системі, призначеній для децентралізації. У Optimistic Rollup послідовники відповідальні за упорядкування транзакцій, їх агрегування офлайн та їх фіксацію на Ethereum. Ця центральна роль надає послідовникам значну владу та контроль, що може викликати кілька ризиків, пов'язаних з централізацією.

Більшість rollups сьогодні використовують централізовані послідовники. У цій конфігурації одна єдина сутність або організація зазвичай запускає послідовник, що може призвести до кількох потенційних проблем. Більшість поточних rollups, включаючи OP-Mainnet та Arbitrum, не мають повністю децентралізованої системи. Вони покладаються на деякі централізовані сутності як у поданні партій транзакцій, так і участі в системі виклику на шахрайство. Однак у Arbitrum є вбудований спосіб для користувачів обійти послідовник, якщо послідовник вийде з ладу або діятиме злоякісно.

Остання контроверсія, Інцидент зі знищенням даних, служить відмінним прикладом для розуміння переваг та недоліків централізації. Цей інцидент підкреслив ризики централізованих рішень другого рівня без належних стратегій виходу для користувачів. Це стало очевидним, коли Blast був зупинений, а транзакція, пов'язана з взломом, була видалена. Центральний суб'єкт, що працює на роллапі, може впливати на загальну екосистему, але у цьому випадку він допоміг відновити $62,5 млн. Крім того, ця статтяCharles Yu на Galaxy - великий ресурс для розуміння процесу децентралізації Arbitrum та Optimism.

4.1.2 Рішення1. Підтвердження без дозволу

Ведучі розробники фреймворку оптимістичного Rollup, Arbitrum та Optimism, зараз розглядають можливість проведення валідації без дозволу як наступний крок, щоб зробити rollup більш децентралізованим. Вони обидва готові випустити оновлення цього року, щоб зробити процес валідації без дозволу.

• Arbitrum:Arbitrum працює над досягненням permissionless валідації за допомогою нового протоколу валідації, який називається BoLD (Bounded Liquidity Delay). BOLD спеціально розроблений для того, щоб зробити валідацію ланцюгів Arbitrum безпечно permissionless. Протокол дозволяє будь-якій чесній стороні брати участь у процесі валідації, забезпечуючи свої кошти для розміщення правильних тверджень про стан Layer 2 (L2). Це усуває потребу у централізованому органі управління валідаторами та дозволяє вирішувати суперечки на основі правильності стану, а не на основі ідентичності валідатора. Докладнішу пояснення можна знайти в “Частина 3.1 Arbitrum.”
• Оптимізм:Оптимізм єспрямовані на досягнення бездозвільної перевіркиперехід до децентралізованої системи, стійкої до відмов. Спочатку Оптимізм поклався на багатоадресні гаманці, керовані Радою Безпеки Оптимізму та Фондом Оптимізму. Для подальшої децентралізації Оптимізм запровадив Cannon, систему позапротокольної стійкої до відмов, яка в даний час використовується на ОП Сеполія для тестування. За допомогою Cannon Оптимізм намагається перейти від системи, яка потребує явних дозволів, до системи, в якій будь-який учасник може брати участь у перевірці транзакцій та вирішенні конфліктів. Ця система дозволяє будь-кому брати участь у процесі валідації, подаючи вимоги про вилучення, підтримані заставами.Це зараз активно на головній мережі.)

4.1.3 Рішення 2. Децентралізація послідовності

Централізована природа їх послідовників, які відповідають за побудову та пропозицію блоків, становить загрозу для централізації. Для вирішення цих викликів роллапи мають на меті перехід від моделі одного послідовника до мульти-послідовника, тим самим розподіляючи відповідальність за перевірку блоків та пропозицію між кількома незалежними сутностями. Нижче наведено деякі підходи, які можна вжити для децентралізації послідовників.

1. Спільні послідовники: Виділення послідовності стороннім службам, таким як Espresso та Radius.
2. Технологія розподіленого послідовника (DST): Використання кластера машин розподіляє завдання послідовника, пропонуючи високу стійкість до помилок. Це можна порівняти з рішеннями DVT, які будує мережа Obol для валідаторів PoS.

Різні згортки можуть надавати пріоритет різним аспектам, таким як максимальна децентралізація, гнучкість або географічне розподіл на основі їх конкретних використань. Наприклад, універсальні згортки, такі як Оптимізм, можуть прийняти більш децентралізований підхід, але зі спеціалізованими наборами послідовників, як DST, тоді як спеціалізовані згортки, наприклад, ті, що призначені для гри, можуть нахилитися до централізованої моделі, але використовувати Спільних Послідовників для забезпечення надійності та зменшення відмов. Це поле знаходиться на ранній стадії розвитку.

Джерело: Технологія розподіленого послідовника - шлях до децентралізованої послідовності | від Figment Capital | Medium

4.2 Низька вартість - DA та інтерактивна система доведення

Оптимістичні ролапи потребують зберігання транзакцій для відновлення стану для процесу виклику. Це може призвести до високих витрат на зберігання даних, які становлять більшість операційних витрат оптимістичних ролапів. Однак цей питання активно досліджується, з рішеннями, такими як застосування більше методів стиснення або використання альтернативних DAs. Крім того, інтерактивна система доведення сприяла зниженню витрат на виклики, оскільки обчислення виклику значно зменшилося.

4.2.1 Рішення1. Дешевший DA

Оптимістичні ролапи ефективно використовують Ethereum блоби та альтернативні рішення доступності даних (DA), такі як Celestia, для вирішення високих витрат, пов'язаних із публікацією даних пакетів транзакцій.

У контексті Ethereum оптимістичні ролапи використовувалися для публікації даних транзакцій на головну мережу як calldata, що було значним витратою. Однак з оновленням Dencun вони тепер використовують новий формат зберігання даних, який називається блоби, що зменшує загальну вартість більше, ніж на 90%.

Джерело: Оптимізм: OP Chains (Суперланцюг) - Діяльність L2, Ланцюжкова економіка, Витрати L1 на DA

Покрім того, використовуючи власні досягнення Ethereum, оптимістичні ролапи також інтегруються з альтернативними рішеннями в галузі DA, такими як Avail та Celestia. Передачею даних пакетів транзакцій до Celestia оптимістичні ролапи можуть зменшити свою залежність від витрат на зберігання на Ethereum, тим самим подальше зменшуючи витрати, пов'язані з публікацією даних. Ця інтеграція дозволяє ролапам підтримувати високі рівні пропускної здатності та швидкості транзакцій, зберігаючи при цьому витрати під контролем.

Ця альтернативна ландшафт DA тепер отримує більше уваги, оскільки все більше rollups запускаються з оптимістичною системою підтвердження. Оскільки готуються до запуску ще більше rollups, також буде більше поліпшень в альтернативному просторі DA. Наразі DA не є bottleneck вартості операцій та масштабованості.

4.2.2 Рішення2. Інтерактивна система доведення

У оптимістичних ролапах, якщо угода підозрюється у шахрайстві, викликачі в мережі можуть оскаржити правомірність вихідного кореня. Протягом періоду виклику повинен бути наданий доказ шахрайства, щоб продемонструвати невірність угоди. Якщо угода виявиться шахрайською, доказ перевіряється на ланцюжку, що призводить до анулювання угоди. Цей метод забезпечує, що лише спірні угоди підлягають підтвердженню на ланцюжку, тим самим утримуючи більшість угод поза ланцюжком.

Система інтерактивного підтвердження запрошує учасників генерувати та подавати докази шахрайства у разі підозри на шахрайство. Розумний контракт, який керує роллапом, оцінює ці докази порівняно з коренем стану, який подав секвенсор. Якщо виявлено розбіжності, неправильний стан відкидається, і система повертається до раніше дійсного стану. Цей підхід забезпечує ефективну перевірку без перевантаження мережі Ethereum зайвими обчисленнями. Наразі ці обчислення виконуються on-chain, що може бути витратним. Для Arbitrum обчислення, необхідні в викликах, виконуються off-chain з пізнішими результатами, розміщеними on-chain. Проте ці витрати можуть бути незначними, оскільки в поточних оптимістичних роллапах є небагато викликів. Єдиний відомий випадок було зроблено Кромоюу квітні 2024 року.

4.3 Повільне завершення - Швидше виконання та гібридна система доказів

Оптимістичні ролапи мають два типи завершення - м'яке завершення та швидке завершення. М'яке завершення відноситься до початкового стану, коли послідовник виконує перехід стану, разом із пакетом транзакцій, які публікуються на Ethereum. На цей момент транзакції вважаються "м'яко завершеними" і можуть бути безпечно використані користувачами та додатками на ролапі. Однак існує період виклику (зазвичай близько 7 днів), під час якого будь-хто може подати "доказ шахрайства", щоб оспорити законність транзакцій у цьому пакеті. Якщо протягом періоду виклику не буде подано доказу шахрайства, пакет транзакцій досягає твердого завершення і більше не може бути скасованим або оспореним. Зазвичай для переказу активів потрібне тверде завершення містичного мосту.

Повільне завершення як у м'якій, так і у жорсткій окончателності може викликати проблему при будівництві мосту або додатків для кількох ланцюжків. Ця проблема вирішується шляхом швидшого виконання та гібридної системи доказів.

4.3.1 Розв'язання1. Швидше виконання

З точки зору м'якої остаточності процес полягає в виконанні переходу стану та збереженні пакетів транзакцій в Ethereum. Виконавчий процес був обмежений через специфікацію EVM, яка не підтримує паралельне виконання ані оптимізацію баз даних. Однак є проекти, які, наприклад,MegaETH та Heikoякі створюють паралельне виконавче середовище з оптимістичною системою доказів.

Також, rollups намагаються зберігати партії транзакцій швидше за допомогою скороченого часу блоку. Для Arbitrun, шляхом генерації блоківкожні 250 мілісекунд, або навіть 100 мілісекунд на налаштовуваних ланцюгах Orbit, Arbitrum забезпечує швидке підтвердження транзакцій. Крім того, дизайн Arbitrum використовує унікальну модель «послідовності» замість традиційного підходу «блокування блоку», що дозволяє швидше обробляти, уникнувши необхідності транзакцій чекати в mempool. Це також може усунути поганий MEV.

4.3.2 Рішення2. Гібридна система доказу

Гібридні доказові системи, особливо ті, які використовують ZK-докази, інтегровані з оптимістичними ролапами, значно підвищують остаточність транзакцій у блокчейні, скорочуючи час, необхідний для їх вирішальної перевірки. Оптимістичні ролапи, такі як ті, які використовуються в OP Stack від Optimism, залежать в сутності від припущення, що транзакції є дійсними, якщо їх не оскаржують. Це призводить до необхідності періоду суперечки або оскарження, де потенційно недійсні транзакції можуть бути оскаржені. Однак цей період оскарження вносить затримки у вирішення транзакцій, оскільки він повинен бути достатньо довгим, щоб забезпечити надійну перевірку та дозволити будь-які можливі оскарження.

Zeth, доказувач блоку ZK, побудований на RISC Zero zkVM, дозволяє здійснювати митну перевірку транзакцій, надаючи криптографічні докази того, що блок транзакцій вірний, не розкриваючи конкретику саміх транзакцій. Це зменшує залежність від подовжених вікон суперечок, необхідних для оптимістичних згорток, і значно скорочує час фіналізації.

Інструменти, такі як Zeth, забезпечують надійне збереження послідовності транзакцій та механізми доступності даних, і шляхом скорочення періоду вирішення проблеми від потенційно кількох днів до годин або навіть хвилин, підвищується ефективність рішень на рівні 2, таких як Оптимізм. Проекти, такі як ZKM, також розробили @benjamin.wynn_45604/fusing-metis-zkm-the-first-hybrid-roll-up-on-ethereum-3cd896130f9">hybrid proof system for Metis.

Джерело: Твіт від zerokn0ledge

5. Погляд у майбутнє - чи буде замінено оптимістичний Rollup?

На мою думку, оптимістичний роллап не буде замінений найближчим часом. До нього вносяться безліч поліпшень, і, ймовірно, його простоту також приймуть в інших екосистемах. У майбутній статті я спробую заглибитися в «Стан системи доказів ZK», обговорюючи останні розробки та майбутні випуски та порівнюючи їх з оптимістичними роллапами. Однак прийняття фреймворків, таких як Arbitrum Orbit та OP-Stack, набирає обертів, і я сподіваюсь, що буде покращена координація для кращої інфраструктури та інструментів в кожній екосистемі.

Одна з проблем, яку я бачу в просторі роллапів, - масштабованість. Проекти Layer1, такі як Sei, Sui та Solana, розробляють інфраструктуру для забезпечення надійного паралельного виконання транзакцій та оптимізації баз даних, маючи на меті зробити блокчейн більш доступним для мас. (Перевірте нашу статтю Four Pillars про паралельне виконанняSeiтаSui)Поточні ролапи можуть не мати змоги обробляти таку кількість транзакцій та досягати швидкого завершення, як Sui. Однак з проектами, наприклад, Мережа палива, MegaETH та Heikoзавдяки можливості паралельного виконання, ми можемо очікувати покращення продуктивності в rollups найближчим часом.

Відмова:

1. Цю статтю передруковано з [Gate4pillars]. Усі авторські права належать оригінальному автору [4pillars]. Якщо є заперечення до цього перепублікування, будь ласка, зв'яжіться з Gate Learnкоманда, і вони оперативно займуться цим.
2. Відмова від відповідальності: Погляди та думки, висловлені в цій статті, належать виключно автору і не є жодною інвестиційною порадою.
3. Переклади статті на інші мови виконуються командою Gate Learn. Якщо не вказано інше, копіювання, поширення або плагіат перекладених статей заборонено.