1. Система доказательства и оптимистичное доказательство

Вернемся к основам блокчейна. Блокчейн в основном является конечным автоматом. Его состояние изменяется транзакциями, и это измененное общее состояние используется участниками. Важно, чтобы все участники согласовывали общее состояние. Для содействия лучшему согласию и устранения необходимости доверия к определенным сторонам блокчейн сосредотачивается на децентрализации. Однако эта децентрализация может ограничивать масштабируемость, что затрудняет увеличение количества транзакций. Эти проблемы образуют троицу блокчейна.

Ethereum, как одна из первых блокчейнов смарт-контрактов, возглавила создание роллапов. В этой модели роллапа выполнение отделено от Ethereum, но остается система проверки правильности и наказания злонамеренных действий. Подход к построению этой системы был двойным. Первый метод был оптимистичным, где следующее состояние предварительно подтверждается и завершается с буфером для периода оспаривания. Второй метод заключался в использовании доказательства правильности с zk, где изменение состояния может быть проверено с помощью доказательства zk on-chain в процессе низкозатратной верификации. В то время как сайдчейны были еще одним вариантом, я исключил их из-за их низкой зависимости от Ethereum для расчетов.

Из-за простоты реализации оптимистическое доказательство (также известное как доказательство мошенничества, доказательство ошибки) было использовано в производстве в качестве доминирующего метода для урегулирования изменений состояния rollup.

1.1 Состояние системы доказательств - ZK и OP

Ранее считалось, что система доказательства zk вскоре станет доминирующей, в то время как оптимистическая система доказательства теряет популярность. В целом ожидается, что система доказательства zk будет предлагать более низкую стоимость и более быструю окончательность для роллапов. Были замечены значительные достижения в области генерации доказательств, проводились эксперименты по созданию универсальных zkVMs на основе MIPS, RISC-V и Wasm. Среди них такие проекты, как ZKM, RiscZero, Succint Labs и Fluent. Несмотря на очевидные преимущества zk роллапов, вызовы разработки экономичных и безопасных версий значительны. Обновление VMs, таких как EVM, также представляет собой вызов, поскольку трудно внедрить новые функции без вызова нарушений.

Из-за этих проблем оптимистическая система подтверждения в настоящее время является самой распространенной в экосистеме rollup, удерживая большинство TVLs, около 75% от общего L2 TVL. Остается неясным, будет ли это господство продолжаться в будущем. Однако существует множество разработок для улучшения, с большим количеством инициатив, направленных на улучшение системы доказательств.

Источник: Блокчейны (L2) | Рынки | Токен Терминал

1.2 Что ждет оптимистичную систему доказательств в будущем?

Активно ведется исследование и разработка для улучшения оптимистичной системы доказательств, и это происходит по трем основным пунктам, как показано ниже:

1. Снижение стоимости
2. Децентрализация процесса секвенирования, вызова и завершения
3. Снижение мягкой и жесткой окончательности

Во всех трех областях были предприняты значительные усилия, некоторые примеры: недавнее обновление Dencun, включившее EIP-4844, улучшенное сжатие данных и разработка интерактивной системы доказательств. Arbitrum выпустил свой новый

Прежде чем погружаться в подробное изучение недавних достижений в "Часть4," необходимо иметь глубокое понимание устоявшихся концепций и текущего ландшафта. Для начала мы должны рассмотреть эволюцию области в "2. Развитие - История оптимистичной системы доказательства," и изучить текущий ландшафт оптимистичных проектов в "3. Текущий ландшафт."

2. Развитие - История оптимистичной системы доказательств

Оптимистическая система доказательств не была разработана за одну ночь. Множество исследователей и разработчиков внесли свой вклад в создание надежной системы доказательств для обеспечения ее бесперебойной работы в производстве, в настоящее время обеспечивая безопасность около $18 BillionДавайте рассмотрим достижения, которые были достигнуты в прошлом.

2.1 Прошлое - Возвращаясь к истории

Оптимистичные роллапы были впервые предложены исследователем Ethereum Джон Адлер в 2019 годукак решение масштабирования уровня 2 для Ethereum. Основная идея оптимистических роллапов заключается в том, чтобы переместить вычисления и хранение данных с Ethereum mainnet на отдельную цепочку уровня 2, сохраняя при этом гарантии безопасности Ethereum. Основной мотивацией для разработки оптимистических роллапов была перегруженность и высокие транзакционные сборы на главной сети Ethereum. С увеличением принятия протоколов DeFi и NFT Ethereum столкнулась с проблемами масштабируемости, которые затрудняли пользовательский опыт и экономическую эффективность.

Оптимистические роллапы начали экспериментировать и разрабатывать в основном две команды, Arbitrum и Optimism. Эти роллапы стремятся обеспечить масштабируемость для Ethereum, обрабатывая транзакции вне цепи и размещая сжатые данные транзакций и корневой вывод на основной сети Ethereum. Поскольку они предоставляли более низкие затраты как для пользователей, так и для dapps, сообщество Ethereum быстро приняло их. (Первоначальная статья об Arbitrum можно найти в эта ссылка.)

Источник: TVL Arbitrum в USD

Основной характеристикой оптимистичных роллапов был их «оптимистичный» подход - после простой проверки допустимости транзакции они предполагают, что все транзакции по умолчанию являются допустимыми, и они полагаются на механизм доказательства мошенничества, при котором вызывающие могут оспаривать допустимость транзакций в установленный период времени (обычно 7 дней). Если обнаруживается мошенническая транзакция, нацеливаются на доказательство мошенничества, чтобы правильно повторно обработать транзакции. Этот оптимистичный подход позволил оптимистичным роллапам добиться значительного улучшения масштабируемости по сравнению с основной сетью Ethereum.

В прошлом было множество вызовов. Изначально проекты, такие как Оптимизм, использовали собственную модифицированную EVM под названием OVM, что ограничивало их совместимость с EVM. Подробный анализ модификаций можно найти в эта содержательная статьяГеоргиос Константопулос из Paradigm. Проекты также имели, и продолжают иметь, централизованный подход к разрешению механизмов реверса и вызова. Этот метод предполагал компромисс в области безопасности, поскольку транзакции не были немедленно завершены и могли быть отменены, если ограниченное число участников обнаружило мошенничество в окне вызова.

2.2 Present - Улучшение, но столкновение с проблемами

Последние разработки в оптимистичной системе доказательств значительно улучшили эффективность и масштабируемость решений уровня 2 Ethereum, таких как Arbitrum и Optimism. Помимо обновления Dencun Ethereum, другие оптимизации в оптимистичных роллапах внесли свой вклад в их эффективность. Например, Arbitrum сосредоточился на совершенствовании своих систем защиты от сбоев, чтобы гарантировать целостность данных и безопасность.

Оптимизм также добился значительных успехов благодаря своей стратегии Superchain, направленной на создание согласованной экосистемы нескольких L2 с использованием стека OP. Superchain использует настраиваемые и альтернативные решения DA, межцепные сообщения и общую последовательность для обеспечения беспрепятственной совместимости и улучшенной масштабируемости.

Недавние улучшения в экосистеме Optimistic Rollup привели к переходу от невзаимодействующих до взаимодействующих доказательств мошенничества. Интерактивные доказательства включают обратно-прямой диалог для эффективной идентификации и исправления ошибочных транзакций. Эти изменения направлены на снижение вычислительных затрат и сложности проверки onchain.

3. Текущий пейзаж

Давайте рассмотрим текущий статус rollups, сосредоточившись на проектах, работающих в рамках оптимистической системы доказательств и их разработках.

В настоящее время две организации - Arbitrum и Optimism - в основном работают над улучшением оптимистичной системы доказательств. Другие проекты, такие как Initia, Dymension и Rollkit, разрабатывают рамки для своей экосистемы rollup.

Arbitrum и Optimism стремятся улучшить технологические аспекты доказательства мошенничества, в то время как другие проекты также реализуют интересные подходы. Давайте кратко рассмотрим их текущую деятельность и актуальные разработки.

3.1 Arbitrum - Многоцелевое доказательство и BoLD

3.1.1 Многофазное доказательство

Система доказательств Arbitrum использует метод "многокругового доказательства мошенничества" для проверки транзакций. Этот процесс в основном происходит вне цепи, а конечное состояние записывается в блокчейн Ethereum для прозрачности.

Центральной особенностью этой системы является «дерево утверждений». Валидаторы, которые размещают залоги с использованием Эфира, делают утверждения (или «утверждения») о состоянии Arbitrum. Эти утверждения образуют цепочку, причем каждое следующее строится на предыдущем. Однако, когда возникают противоречивые утверждения, дерево разветвляется, сигнализируя о возможном мошенничестве.

Разрешение этих споров включает интерактивный метод доказательства, называемый «разделением». Валидаторы, участвующие в споре, систематически сужают свое разногласие, пока не остается лишь одна операция. Затем эта операция запускается на уровне 1 Ethereum для определения ее допустимости.

Шаги следующие:

1. Два валидатора не согласны по поводу состояния Arbitrum.
2. Они постепенно сокращают свой спор до одного вычислительного шага.
3. Этот шаг затем выполняется на уровне 1 Ethereum для проверки, какой валидатор правильный.

Подход Arbitrum проявляется в его эффективности. Изолируя и анализируя только оспариваемое вычисление, он избегает более затратного процесса повторного запуска всей транзакции на Ethereum, как это делается в однокруглых доказательствах мошенничества Optimism. Поскольку однокруглые доказательства мошенничества требуют всего вычисления на цепочке L1/

3.1.2 Arbitrum BoLD

Источник: Нежное введение: BOLD | Документы Arbitrum

BoLD (Bounded Liquidity Delay) разработан в качестве нового протокола разрешения споров, специально разработанного для Оптимистичных Роллапов на цепях Arbitrum, с целью облегчения валидации без разрешения. Этот механизм смягчает риски, связанные с атаками задержки, обеспечивая разрешение споров в предопределенное временное окно.

BoLD представляет несколько ключевых функций, неотъемлемых для его функционирования. Во-первых, он вводит безразрешительную проверку, позволяя любой честной стороне проверять и обеспечивать свои средства для публикации правильных утверждений состояния L2. Эта функция позволяет честным проверяющим оспаривать и выигрывать споры против злонамеренных действующих лиц. Во-вторых, BoLD гарантирует, что споры будут разрешены в течение фиксированного временного окна, в настоящее время установленного на один период вызова (приблизительно 6,4 дня) для Arbitrum One и Nova. Кроме того, общее максимальное время на разрешение споров включает до двух периодов вызова плюс двухдневный срок для потенциального вмешательства Совета по безопасности. Наконец, BoLD поддерживает развитие Arbitrum до роллапа уровня 2, обеспечивая возможность каждому проверять состояние L2 и представлять доказательства мошенничества в Ethereum, что укрепляет децентрализацию и безопасность платформы.

Критически важно, что BoLD способствует разрешению участия, поощряя любую честную сторону участвовать в процессе валидации. Эта инклюзивность направлена на содействие большей устойчивости в сети за счет диверсификации участия и уменьшения центральных точек отказа. В настоящее время BoLD находится в фазе альфа-релиза и развернут на публичном тестнете. Также он прошел две аудита (отчет от Trailofbits, Code4rena).

3.2 Оптимизм - Cannon, Fault Proof VM

Источник: Fault Proof VM - Пушка | Документация по Оптимизму

Система безотказности в OP-Stack разработана для борьбы с и смягчения злонамеренных действий в сети. Предстоящая Fault Proof VM станет ключевым улучшением. Эта система состоит из трех основных компонентов: Fault Proof Program (FPP), Fault Proof Virtual Machine (FPVM) и протокола игры в споры. FPP проверяет переход состояния rollup, чтобы проверить L2-выход из L1-входов, разрешая любые споры по выходам на L1. Эта модульная архитектура позволяет независимо разрабатывать и развертывать несколько систем доказательств и уникальные игры в споры, значительно укрепляя гибкость и безопасность системы.

FPVM, минимальная и компонуемая единица в этой архитектуре, выполняет циклы инструкций для доказательства транзакций, оставаясь незатронутым изменениями в протоколе Ethereum, благодаря своему разделению от FPP. Протокол игры в споре оркестрирует механизм вызова, разделяя состояния для сужения споров до проверки одиночной инструкции, тем самым обеспечивая эффективные доказательства на L1 EVM. Эта система способствует многопрофильному будущему, включая различные методологии доказательств, такие как ZK-доказательства и агрегатные системы доказательств.

3.3 Initia - Присвященный OP-Stack, OPinit

Источник: OPinit Stack | Initia Docs

Initia - это блокчейн Comsos L1, где строится унифицированная, переплетенная экосистема rollup. Он тесно напоминает экосистему rollup в Ethereum, но разработан с нуля для rollup. Валидаторы Initia L1 запускают секвенсоры для rollup, а оптимистическое доказательство основано на урегулировании встроено в блокчейн L1. Давайте посмотрим, как работают rollups, которые строятся с помощью стека OPinit, который поддерживает EVM, WasmVM, MoveVM с естественной интероперабельностью посредством IBC.

Стек OPinit - это фреймворк, разработанный для запуска Minitia L2 поверх блокчейна Initia L1. Этот стек специально создан с использованием CosmosSDK, который помогает строить vm-агностические Оптимистичные Rollups и тесно моделируется по интерфейсу Bedrock от Optimism. Используя модель управления Initia L1, он эффективно обрабатывает споры о доказательствах мошенничества, обеспечивая надежные проверки транзакций и разрешение споров. Проблема возникает, похоже, на систему вызовов в Bedrock, уполномоченные вызывающие могут стереть незавершенный вывод. Также, через предложение L1, можно изменить отправителя вывода.

Основой стека OPinit являются два основных модуля: OPHost и OPChild:

1. Модуль OPHost разработан для операций уровня 1 в экосистеме Initia, используя функциональные возможности Cosmos SDK. Он включает различные типы сообщений и методы обработчика RPC для облегчения основных действий, таких как пакетные подачи, создание мостов, предложения данных вывода и удаления выводов.
2. Модуль OPChild фокусируется на операциях уровня 2, обеспечивая механизмы поддержки передачи токенов и управления пулом комиссий. Он также включает конкретные типы сообщений и обработчики RPC для выполнения сообщений, завершения депозитов токенов и инициирования вывода токенов с L2 на L1, обеспечивая эффективные функциональные возможности L2 в архитектуре Initia.

3.4 Taiko - Многоуровневая система доказательства

Источник: Обзор протокола Taiko — Taiko Labs

Taiko - это по умолчанию оптимистичный роллап, через многофункциональную систему доказательств. Эта система сочетает в себе оптимистичный подход с использованием ZK-доказательств.

Процесс начинается с Предложителей, которые формируют блоки rollup из транзакций L2 и предлагают их контракту L1 Taiko на Ethereum. Эти предлагаемые блоки добавляются в контракт L1 без начального требования каких-либо доказательств достоверности. Затем Доказывающие получают возможность оспаривать достоверность предложенного блока, предоставляя обязательство, которое включает стейкинг токенов TAIKO. Если блок не оспаривается в течение периода оспаривания, он считается действительным и завершается на L1, и обязательство Доказывающего возвращается. В случае оспаривания блока становится необходимым ZK-доказательство для подтверждения его действительности. Доказывающий, который оказался прав, будь то первоначальный Доказывающий или Оспаривающий, получает свое обязательство обратно плюс вознаграждение. Тем временем обязательство неправильной стороны урезается, что приводит к частичному сжиганию.

Интересно, Taiko оценивает, что примерно 1% блоков потребует ZK-доказательства, что поможет снизить вычислительные накладные расходы, сохраняя при этом гарантии достоверности. Для увеличения устойчивости Taiko поддерживает несколько внутренних механизмов доказательства, таких как PLONK, Halo2 и SGX, чтобы защититься от потенциальных ошибок или уязвимостей. Этот подход позволяет dApps устанавливать свои собственные доверительные предположения и уровни безопасности, демонстрируя вклад Taiko в масштабируемость и безопасность блокчейна.

3.5 Другие - Dymension и Rollkit

3.5.1 Dymension

Доказательства мошенничества являются неотъемлемой частью экосистемы Dymension, предназначенной для обеспечения целостности переходов состояния блокчейна. Когда секвенсор RollApp (Rollup в Dymension L1) публикует корень состояния, полные узлы RollApp отслеживают эти переходы. Если обнаруживается недопустимый переход состояния, эти узлы генерируют уникальную транзакцию доказательства мошенничества, собирая список всех переходов состояния внутри блока до фальшивого.

Эта собранная транзакция, которая включает детали, такие как высота блока, индекс транзакции, доля блобов, доказательства включения блобов и свидетели состояния, затем отправляется в Dymension для валидации. После отправки полные узлы Dymension проверяют данные и пересчитывают переход состояния. Если вычисленный переход приводит к другому Промежуточному Корню Состояния (ISR) по сравнению с опубликованным, доказательство мошенничества проверяется, что приводит к отмене оспариваемого состояния и штрафу зачинщика.

Текущий период споров на основной сети Dymension установлен примерно на 120 000 блоков. Поскольку текущий блок создается каждые 6 секунд, окончательность составляет около 8 дней.

3.5.2 Rollkit

Источник: rollkit/specs/lazy-adr/adr-009-state-fraud-proofs.md на главной · rollkit/rollkit

Доказательства мошенничества Rollkit помогают снизить проблемы доверия в блокчейн-сетях путем выявления мошеннических транзакций. Они используются, когда есть несоответствие между корнями состояния, созданными полными узлами, и последовательностью. Полный узел создает доказательство, которое распространяется по сети для проверки. Если несоответствие подтверждается, это вызывает необходимость корректирующих действий, усиливая безопасность и децентрализуя контроль.

4. Предстоящие разработки: проблемы и решения

Многие люди раньше считали оптимистичные роллапы менее эффективными, чем zk-роллапы. Поскольку zk-роллапы становятся более готовыми к производству, похваляясь такими преимуществами, как безопасная взаимодействуемость и более быстрая завершенность, люди задаются вопросом, не потеряет ли оптимистическая система доказательств своего положения. Я не считаю, что так будет, так как существует много активных разработок, направленных на решение основных проблем в оптимистической системе доказательств.

В этом разделе давайте рассмотрим некоторые из этих основных проблем и потенциальные решения:

1. Централизация операции
2. Высокие операционные издержки
3. Медленное завершение

4.1 Децентрализация - Валидация без разрешения

Централизация секвенсоров в проектах Optimistic Rollup - это критический вопрос, поскольку в ней присутствует концентрированная точка контроля и доверия в системе, предназначенной для децентрализации. В Optimistic Rollup секвенсоры отвечают за упорядочение транзакций, их агрегацию вне цепи и фиксацию их в сети Ethereum. Эта центральная роль дает секвенсорам значительную власть и контроль, что может повлечь за собой несколько рисков, связанных с централизацией.

Большинство роллапов сегодня используют централизованных последователей. В этой настройке один субъект или организация обычно управляет последователем, что может привести к нескольким потенциальным проблемам. Большинство текущих роллапов, включая OP-Mainnet и Arbitrum, не имеют полностью децентрализованной системы. Они полагаются на некоторые централизованные сущности как в представлении пакетов транзакций, так и в участии в системе борьбы с мошенничеством. Однако у Arbitrum есть встроенный способ для пользователей обойти последователя, если последователь выходит в автономный режим или действует злонамеренно.

Последний скандал, Инцидент отката взрыва, служит отличным примером для понимания плюсов и минусов централизации. Этот инцидент подчеркнул риски централизованных решений уровня 2 без должных стратегий выхода для пользователей. Это стало очевидным, когда Blast был остановлен, и транзакция, связанная с взломом, была удалена. Центральный субъект, управляющий роллапом, может повлиять на общую экосистему, но в данном случае это помогло восстановить $62.5M. Кроме того, эта статья от Чарльза Ю из Galaxy является отличным ресурсом для понимания процесса децентрализации Arbitrum и Optimism.

4.1.2 Решение1. Проверка без разрешения

Ведущие строители фреймворка оптимистичного Rollup, Arbitrum и Optimism, теперь рассматривают разрешение на проверку как следующий шаг, чтобы сделать Rollup более децентрализованным. Они оба собираются выпустить обновление в этом году, сделав процесс проверки без разрешения.

• Arbitrum: Arbitrum работает над достижением валидации без разрешений с помощью своего нового протокола валидации под названием BoLD (Bounded Liquidity Delay). BOLD специально разработан для того, чтобы сделать валидацию цепочек Arbitrum безопасной, без разрешений, протокол позволяет любой честной стороне участвовать в процессе проверки, связывая свои средства для публикации правильных утверждений состояния уровня 2 (L2). Это устраняет необходимость в централизованном органе управления валидаторами и позволяет разрешать споры на основе правильности состояния, а не личности валидатора. Более подробное объяснение можно найти в "Part3.1 Arbitrum".
• Оптимизм:Оптимизм - этостремится к достижению валидации без разрешенияпутем перехода к децентрализованной безотказной системе. Изначально Optimism полагался на мультисиг-кошельки, управляемые Советом безопасности Optimism и Фондом Optimism. Для дальнейшей децентрализации Optimism представил Cannon, внебиржевую безотказную систему, в настоящее время развернутую на OP Sepolia для тестирования. Используя Cannon, Optimism пытается перейти от системы, требующей явного разрешения, к системе, в которой любой участник может участвовать в проверке транзакций и разрешении конфликтов. Эта система позволяет любому участвовать в процессе валидации, представляя заявки на вывод, обеспеченные облигациями.Это теперь работает в основной сети.)

4.1.3 Решение2. Децентрализация последователя

Централизованный характер их последователей, которые отвечают за построение и предложение блоков, вызывает опасения относительно централизации. Для решения этих проблем роллапы стремятся перейти от модели одного последователя к настройке с несколькими последователями, тем самым распределяя ответственность за проверку блока и предложение по нескольким независимым субъектам. Ниже приведены некоторые подходы, которые могут быть приняты для децентрализации последователей.

1. Общие последователи: Внештатная последовательность для услуг сторонних сервисов, таких как Espresso и Radius.
2. Технология распределенного последовательного исполнения (DST): Использование кластера машин для распределения задач последователя обеспечивает высокую устойчивость к отказам. Это можно рассматривать как аналогичное решениям DVT, таким как сеть Obol, создаваемая для валидаторов PoS.

Различные роллапы могут уделять приоритет различным аспектам, таким как максимальная децентрализация, гибкость или географическое распределение на основе их конкретных случаев использования. Например, роллапы общего назначения, такие как Оптимизм, могут принять более децентрализованный подход, но с набором выделенных секвенсоров, таких как DST, в то время как роллапы, специфически предназначенные для приложений, например, созданные для игр, могут склоняться к централизованной модели, но использовать Общие Секвенсоры, чтобы обеспечить надежность и снизить время простоя. Это поле находится на ранней стадии развития.

Источник: Технология распределенного последовательности — путь к децентрализованной последовательности | от Figment Capital | Medium

4.2 Пониженные затраты - DA и интерактивная система доказательств

Оптимистичные роллапы требуют хранения транзакций для восстановления состояния процесса вызова. Это может привести к высоким затратам на хранение данных, которые составляют большую часть операционных затрат оптимистичных роллапов. Однако эта проблема активно изучается, исследуются решения, такие как применение более эффективных методов сжатия или использование альтернативных DAs. Кроме того, интерактивная система доказательств способствовала снижению стоимости вызовов, поскольку вычисление вызова значительно сократилось.

4.2.1 Решение1. Дешевле DA

Оптимистичные роллапы эффективно используют блобы Ethereum и альтернативные решения доступности данных (DA), такие как Celestia, чтобы решить проблему высоких затрат, связанных с публикацией данных пакетов транзакций.

В контексте Ethereum оптимистические роллапы использовались для публикации данных транзакции на главную сеть в качестве calldata, что являлось значительным расходом. Однако с обновлением Dencun они теперь используют новый формат хранения данных, называемый блобами, что снижает общую стоимость более чем на 90%.

Источник: Оптимизм: OP Цепи (Суперцепи) - Деятельность L2, Экономика цепей, Стоимость L1 DA

Помимо использования собственных достижений Ethereum, оптимистические rollups также интегрируются с альтернативными решениями DA, такими как Avail и Celestia. Передавая данные пакетов транзакций в Celestia, оптимистические rollups могут уменьшить свою зависимость от более дорогостоящего хранилища Ethereum, тем самым дополнительно снижая затраты, связанные с публикацией данных. Эта интеграция позволяет rollups поддерживать высокие уровни пропускной способности и скорости транзакций, сохраняя при этом управляемые затраты.

Этот альтернативный ландшафт DA теперь набирает оборот, так как все больше rollups запускаются с оптимистичной системой доказательства. Поскольку готовятся к запуску еще больше rollups, в альтернативном пространстве DA также будут внесены дополнительные улучшения. На данный момент DA не является узким местом ни в операционных затратах, ни в масштабируемости.

4.2.2 Решение2. Интерактивная система доказательств

В оптимистичных роллапах, если транзакция подозревается в мошенничестве, оппоненты в сети могут оспаривать достоверность выходного корня. В течение периода оспаривания должно быть предоставлено доказательство мошенничества, чтобы продемонстрировать недостоверность транзакции. Если транзакция оказывается мошеннической, доказательство проверяется в цепи, что приводит к аннулированию транзакции. Этот метод гарантирует, что только оспариваемые транзакции подлежат проверке в цепи, тем самым удерживая большинство транзакций вне цепи.

Интерактивная система доказательств приглашает участников генерировать и представлять доказательства мошенничества, если они подозревают мошенничество. Смарт-контракт, управляющий rollup, оценивает эти доказательства по отношению к корню состояния, который представил последователь. Если обнаруживается расхождение, неправильное состояние отбрасывается, и система возвращается к ранее допустимому состоянию. Такой подход обеспечивает эффективную верификацию без перегрузки сети Ethereum излишними вычислениями. В настоящее время эти вычисления выполняются on-chain, что может быть затратным. Для Arbitrum вычисления, необходимые для вызовов, выполняются off-chain, а окончательные результаты публикуются on-chain. Однако эти затраты могут быть незначительными, поскольку вызовов в текущих оптимистических rollups немного. Единственный известный случай было сделано Кромав апреле 2024 года.

4.3 Медленное завершение - Более быстрая система выполнения и гибридная система доказательства

Оптимистичные роллапы имеют два типа завершения - мягкое завершение и быстрое завершение. Мягкое завершение относится к начальному состоянию, когда последователь выполняет переход состояния, а также публикует пакет транзакций на Ethereum. На этом этапе транзакции считаются "мягко завершенными" и могут быть безопасно использованы пользователями и приложениями на роллапе. Однако существует период вызова (обычно около 7 дней), в течение которого любой участник может представить "доказательство мошенничества", чтобы оспорить действительность транзакций в этом пакете. Если в течение периода вызова не будет представлено никакого доказательства мошенничества, пакет транзакций достигает жесткого завершения и больше не может быть отменен или оспорен. Обычно для перевода активов через мост требуется жесткое завершение.

Медленная финализация как в мягкой, так и в жесткой финальности может вызвать проблемы при построении моста или мультицепных dapps. Эта проблема решается путем более быстрого выполнения и гибридной системы доказательств.

4.3.1 Решение1. Ускоренное исполнение

В терминах мягкой окончательности процесс заключается в выполнении перехода состояния и хранении пакетов транзакций в Ethereum. Процесс выполнения сталкивался с ограничениями из-за спецификации EVM, которая не поддерживает параллельное выполнение или оптимизацию базы данных. Однако есть проекты, похожие на MegaETHиHeikoкоторые создают параллельную среду выполнения с оптимистичной системой доказательств.

Кроме того, роллапы пытаются хранить пакеты транзакций быстрее, имея более короткое время блока. Для Arbitrun, генерируя блокикаждые 250 миллисекунд, или даже всего 100 миллисекунд на настраиваемых цепях Orbit, Arbitrum обеспечивает быстрые подтверждения транзакций. Кроме того, дизайн Arbitrum использует уникальную модель 'последовательности' вместо традиционного подхода 'формирования блока', обеспечивая более быструю обработку за счет устранения необходимости ожидания транзакций в mempool. Это также может устранить плохие MEV.

4.3.2 Решение2. Гибридная система подтверждения

Гибридные системы доказательств, особенно те, которые используют ZK-доказательства, интегрированные с оптимистичными роллапами, существенно улучшают окончательность транзакций в блокчейне, сокращая время, необходимое для их окончательной верификации. Оптимистичные роллапы, такие как те, которые используются в OP Stack от Optimism, неотъемлемо зависят от предположения, что транзакции считаются действительными, пока не будет оспорено. Это приводит к необходимости окна спора или оспаривания, где потенциально недействительные транзакции могут быть оспорены. Однако этот период оспаривания вводит задержки в окончательность транзакции, поскольку он должен быть достаточно длительным, чтобы обеспечить надежную верификацию и позволить любым потенциальным оспариваниям.

Zeth, доказательство блока ZK, построенное на RISC Zero zkVM, позволяет немедленно проверять действительность транзакций, предоставляя криптографические доказательства того, что блок транзакций корректен, не раскрывая конкретики самих транзакций. Это уменьшает зависимость от расширенных окон споров, необходимых для оптимистичных роллапов, и значительно сокращает время финальности.

Инструменты, такие как Zeth, гарантируют надежное поддержание последовательности транзакций и механизмов доступности данных, и за счет сокращения периода оспаривания с потенциально нескольких дней до часов или даже минут, повышается эффективность решений второго уровня, таких как Оптимизм. Проекты, такие как ZKM, также разработали @benjamin.wynn_45604/fusing-metis-zkm-the-first-hybrid-roll-up-on-ethereum-3cd896130f9">hybrid proof system for Metis.

Источник: Твит от zerokn0ledge

5. Взгляд в будущее - будет ли оптимистичный Rollup заменен?

На мой взгляд, оптимистичная накрутка скорее всего не будет скоро заменена. Над ней в настоящее время ведется множество улучшений, и ее простота, вероятно, будет принята и в других экосистемах. В будущей статье я постараюсь углубиться в «Состояние системы ZK Proof», обсудить последние события и предстоящие релизы и сравнить с оптимистичной накруткой. Тем не менее ускоряется принятие таких фреймворков, как Arbitrum Orbit и OP-Stack, и я надеюсь на улучшенное взаимодействие для лучшей инфраструктуры и инструментов в каждой экосистеме.

Одной из проблем, которую я вижу в пространстве роллапов, является масштабируемость. Проекты уровня 1, такие как Sei, Sui и Solana, разрабатывают инфраструктуру для обеспечения надежного параллельного выполнения транзакций и оптимизации базы данных, нацеленные на то, чтобы сделать блокчейн более доступным для масс. (Проверьте нашу статью Four Pillars об параллельном выполненииБудьиSui)Текущие роллапы могут не справляться с таким количеством транзакций и достижением быстрой окончательности, как Sui. Однако с проектами вроде Сеть топлива, MegaETHиHeikoсделав параллельное выполнение возможным, мы можем ожидать улучшения производительности в rollups в ближайшее время.

Отказ от ответственности：

1. Эта статья перепечатана с [Gate4pillars]. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [4pillars]. Если есть возражения против этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманду, и они оперативно справятся с этим.
2. Отказ от ответственности: Взгляды и мнения, высказанные в этой статье, являются исключительно точкой зрения автора и не составляют инвестиционных советов.
3. Переводы статьи на другие языки выполняются командой Gate Learn. Если не указано иное, копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены.