พื้นหลัง

เมื่อวันที่ 10 เมษายน A16z Crypto ได้เปิดตัวโซลูชันที่ไม่มีความรู้ Jolt เพื่อเร่งและลดความซับซ้อนของการดําเนินการปรับขนาดบล็อกเชน Jolt รวม SNARK (Succinct Non-interactive Argument of Knowledge) ช่วยให้นักพัฒนาสามารถสร้างโซลูชัน L2 ที่ใช้ SNARK ได้อย่างรวดเร็ว ทีมงานยังระบุด้วยว่า Jolt เร็วกว่า zkVMs ปัจจุบันถึงสองเท่า เทคโนโลยี ZK เป็นหนึ่งในหัวข้อหลักในอุตสาหกรรมการเข้ารหัสลับ โดย ZK-Rollup ได้รับการยกย่องจาก Vitalik ว่าเป็นโซลูชันระยะยาวสําหรับความสามารถในการปรับขนาดของ Ethereum การเปิดตัว Jolt ของ A16z ตั้งแต่เดือนสิงหาคมปีที่แล้วจนถึงการเปิดตัวอย่างเป็นทางการในปีนี้บ่งชี้ว่า ZK-Rollup ยังคงเป็นแทร็กระยะยาวที่ต้องใช้ความพยายามที่ยากลําบาก ZK-Rollup ดึงดูดผู้เล่นจํานวนมากสร้างหมวดหมู่ทางเทคนิคที่ประณีตมากขึ้นเพื่อแยกความแตกต่างระหว่างโครงการ ความเข้ากันได้กับ EVM เป็นมาตรฐานการจําแนกประเภทที่เป็นตัวแทนมากที่สุด

EVM เนื่องจากเหตุผลทางประวัติศาสตร์มีการออกแบบหลายรูปแบบที่ไม่เหมาะสำหรับ ZK อย่างไรก็ตาม โครงการที่มีอยู่มากมายถูกสร้างขึ้นบน EVM ในช่วงต้น และ ZK-Rollup ยังถูกมองเป็นวิธีการขยายขอบเขตในอนาคต ดังนั้น ส่วนใหญ่ของโครงการ ZK-Rollup จึงเผชิญกับการตัดสินใจระหว่างการเข้ากันได้มากขึ้นกับ EVM หรือการเข้ากันได้มากขึ้นกับ ZK อย่างสมเหตุสมผล

ZKM ที่ได้รับการฟื้นฟูโดย Metis DAO มีการเข้าถึงที่มีความพื้นฐานมากขึ้นและเสนอวิธีการแก้ปัญหาแบบ zkMIPS ที่สามารถทำได้ทั่วถึง zkMIPS สามารถทำการแปลงจากระบบดำเนินการของโปรแกรมไปยัง ZKP โดยใช้ชุดคำสั่ง MIPS ระดับต่ำ นอกจากความเข้ากันได้กับ EVM มันยังสามารถเข้ากันได้กับ VM อื่น ๆ เช่น MoveVM และ RustVM ซึ่งทำให้ ZK-Rollup สามารถเปิดรับนักพัฒนาโดยหลากหลายมากขึ้น

บทความนี้จะให้ผู้อ่านเข้าใจลึกซึ้งเกี่ยวกับความพยายามและความก้าวหน้าของ Metis ใน ZK และ Decentralized Sequencer

ZKM และ Hybrid Rollups: การผสมผสานระหว่าง OP และ ZK

ประสิทธิภาพที่โดดเด่นของ Metis ในตลาดนั้นไม่อาจแยกจากกลไก Hybrid Rollups ที่นำเสนออย่างนวัตกรรม ซึ่งผสมผสานการพิสูจน์การทุจริตและการพิสูจน์ความถูกต้องเข้าด้วยกันเพื่อแสดงถึงข้อได้เปรียบของทั้งสอง

เทคโนโลยี zkMIPS ของ ZKM มีการสนับสนุนความเข้ากันได้ที่มั่นคงสำหรับ Hybrid Rollups ของ Metis ซึ่งทำให้ Metis บรรลุการผสานองค์ประกอบอินทรีย์ของ ZK และ EVM ได้

2.1 กลไกและข้อดีของ Hybrid Rollups

ใน Hybrid Rollups บทบาทสำคัญรวมถึง:

• Sequencer: รับผิดชอบในการรับและประมวลผลธุรกรรมของผู้ใช้ การกำหนดลำดับการทำธุรกรรมที่เหมาะสม และแพ็คเกจพวกเขาเพื่อปล่อยต่อไปสู่ชั้นสองของความเห็นร่วมและความพร้อมในการใช้ข้อมูล
• Proposers: ประเมินธุรกรรมและรากสถานะที่ถูกส่งโดย Sequencer และบันทึกใน State Commitment Chain (SCC)
• ผู้ตรวจสอบ: ตรวจสอบรากสถานะบนเชน Rollup เพื่อให้แน่ใจว่าธุรกรรมถูกต้องและป้องกันพฤติกรรมทุจริต

ในโซลูชัน L2 มาตรฐาน ตัวจัดเรียง (Sequencer) จะเก็บรวบรวมและประมวลผลธุรกรรม แล้วตีพิมพ์ข้อมูลธุรกรรมไปยังเครือข่ายหลักของ Ethereum (L1) กระบวนการนี้ต้องการการตรวจสอบข้อมูลสุดท้ายและการยืนยันโดย L1 เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยและความสอดคล้อง

แหล่งที่มา: https://mirror.xyz/msfew.eth/WQJaOcFkpTOZLns8MBQaCS4OepRoaZ7uoctnLAnalVw

Hybrid Rollups ใช้วิธีการผสานระหว่างการประมวลผลและการปรับปรุงธุรกรรม L2 อย่างละเอียดขั้นตอนคือ

1. การเริ่มต้นและการประมวลผลธุรกรรม:

• ผู้ใช้เริ่มเริ่มการทำธุรกรรมที่ L2
• Sequencer รับและประมวลผลธุรกรรมเหล่านี้และกำหนดลำดับของพวกเขาในเชื่อมโยงของธุรกรรมคานอนิคอล (CTC)

1. สถานะการส่งและการตรวจสอบ:

• ผู้เสนอประเมินการทำธุรกรรมและส่งรากสถานะไปยัง SCC
• ผู้ตรวจสอบตรวจสอบรากสถานะใน SCC เพื่อให้แน่ใจว่าถูกต้อง

1. การสร้างและตรวจสอบพิสูจน์ทฤษฎีศาสตร์ที่ไม่เผยข้อมูล:

• โปรแฟสเซอร์อ่านข้อมูลจาก L1 และสร้างพิสูจน์ ZK นี้เป็นคุณสมบัติสำคัญของ Hybrid Rollups ทำให้ระบบสามารถตรวจสอบความถูกต้องของธุรกรรมโดยไม่เปิดเผยเนื้อหาของธุรกรรมที่เฉพาะเจาะจง
• เมื่อได้รับพิสูจน์ ZK แล้ว ผู้ตรวจจะเริ่มกระบวนการพิสูจน์การทุจริตและอาจลงโทษผู้ระเบียบหากไม่ส่งตรวจทันเวลา

1. การยืนยันข้อมูลและสถานะสุดท้าย:

• เมื่อพิสูจน์ ZK ได้รับการตรวจสอบ ธุรกรรมจะเสร็จสิ้นผ่านสัญญาอัจฉริยะ
• L1 และ L2 ถูกเชื่อมโยงผ่านสัญญาอัจฉริยะเพื่อให้มั่นใจในการโอนเงินและสถานะอย่างปลอดภัย

การออกแบบของ Hybrid Rollups ให้คุณสมบัติที่สำคัญหลายประการ

• ประสิทธิภาพและคุ้มค่า: โดยใช้ ZK proofs, Hybrid Rollups สามารถประมวลผลธุรกรรมมากขึ้นพร้อมกับการบริโภคแก๊สน้อยลง
• ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น: การรวมศูนย์พิสูจน์การประกันภัยแบบดั้งเดิมและ ZK proofs ทำให้ความปลอดภัยและความถูกต้องของธุรกรรมสามารถรับประกันได้ แม้กระทั่งเจอพฤติกรรมที่เป็นอันตรายได้
• ความสามารถในการขยายขนาด: โดยใช้การพิสูจน์แบบเกี่ยวกับการทำซ้ำ Hybrid Rollups สามารถจัดการกับธุรกรรมขนาดใหญ่โดยไม่เสียประสิทธิภาพ โดยรองรับการใช้งานบล็อกเชนหลากหลายชนิดได้
• ความเข้ากันได้และความยืดหยุ่น: รองรับสมาร์ทคอนแทร็กต์และภาษาโปรแกรมมิ่งหลากหลายชนิด ทำให้นักพัฒนาสามารถย้ายแอปพลิเคชันที่มีอยู่ไปยัง Hybrid Rollups ได้อย่างง่าย

2.2 วิธีที่ zkMIPS บรรลุความสอดคล้องที่ดี

หลักการหลักของ ZK คือการแปลงกระบวนการปฏิบัติโปรแกรมให้เป็นการพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ที่สามารถตรวจสอบได้ง่ายเพื่อให้ทุกคนสามารถตรวจสอบความถูกต้องของการปฏิบัติโปรแกรมได้โดยไม่ต้องทำซ้ำโปรแกรม ความยากตรงที่การแปลงตรรกะโปรแกรมอะไรก็ได้เป็นพิสูจน์ทางคณิตศาสตร์ที่เสถียรได้

นักพัฒนาโดยทั่วไปใช้ภาษาระดับสูงในการพัฒนาโปรแกรม และภาษาระดับสูงที่แตกต่างกันใช้ตรรกะที่แตกต่างกันในการ “พูด” กับฮาร์ดแวร์

ดังนั้นเส้นทางการปฏิบัติของโครงการ ZK ที่มีอยู่บ่อยครั้งไม่สามารถทำงานร่วมกันได้ สคริปต์รายการเขียนวงจรโดยตรงสำหรับแต่ละออปโค้ดของ EVM ทำให้มีความเทียบเท่าในระดับออปโค้ดซึ่งสะท้อน EVM อย่างแม่นยำ แต่ก็นำมาซึ่งปริมาณงานวิศวกรรมที่มากมาย

Polygon zkEVM สร้าง VM ที่กำหนดเองด้วยประสิทธิภาพที่ถูกปรับแต่ง แปลง bytecode EVM โดยตรงเป็น bytecode VM และบรรลุความเทียบเท่าในระดับ opcode ได้มากขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การนำเข้าจำนวนมากของโค้ดที่กำหนดเองอาจทำให้เกิดความต่างกันจาก EVM ในระยะยาว

zkSync สร้าง VM ของตัวเอง (SyncVM) และกำหนดค่าพารามิเตอร์ตัวกลางทางทางพีชคณิต (AIR) โดยใช้ที่เก็บข้อมูล และจากนั้นสร้างคอมไพเลอร์ที่เฉพาะเจาะจงเพื่อคอมไพล์ Yul (ภาษากลางทางที่สามารถคอมไพล์เป็นคำของเวอร์ชัน EVM ที่แตกต่างกัน) โค้ดส่วน (ถือเป็น Solidity ระดับต่ำ) ถูกคอมไพล์เป็น LLVM-IR และจากนั้นถูกคอมไพล์เป็นคำสั่งสำหรับ VM ที่กำหนดเอง ซึ่งทำให้สามารถทำให้เข้ากันได้กับ Solidity ระดับ แต่ไม่สามารถใช้เครื่องมือ Ethereum ที่มีอยู่โดยตรงได้ การแปลงอาจต้องใช้กระบวนการตรวจสอบซ้ำอีกครั้ง

StarkNet ละทิ้งความเข้ากันได้กับ EVM และใช้ภาษาระดับต่ำของตัวเอง (Cairo) ในการเรียกใช้เครื่องจำลองสมาร์ทคอนแทรคที่ปรับแต่ง (Cairo VM) เพื่อบรรลุประสิทธิภาพ ZK สุดยอด

เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันของโครงการต่าง ๆ ด้านบน ZKM ได้เลือกเส้นทางที่สร้างสรรค์มากกว่า: zkMIPS

MIPS, ซึ่งหมายถึง "ไมโครโปรเซสเซอร์โดยไม่มีสเตจท่อไประหว่างการทำงาน", เป็นชุดคำสั่งไมโครโปรเซสเซอร์ที่ออกแบบอย่างง่ายที่เริ่มต้นในปี 1985

หลักการพื้นฐานของ MIPS คือการลดความซับซ้อนของคำสั่งไมโครโปรเซสเซอร์ให้เหลือรูปแบบที่ง่ายที่สุด ซึ่งเพิ่มความเร็วในการประมวลผลและลดความซับซ้อนในการประมวลผลโปรแกรม

ในระบบ zkMIPS ชุดคำสั่งนี้ถูกใช้ในการปรับปรุงการแปลงโปรแกรมเป็นพิสูจน์ ZK

กระบวนการนำมาใช้งานของ zkMIPS คือ ดังนี้:

• การแปลงโปรแกรมเป็น MIPS: ในขั้นตอนแรก สมาร์ทคอนแทรคท์หรือโปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาโปรแกรมระดับสูง เช่น Solidity หรือ Rust จะถูกคอมไพล์เป็นชุดคำสั่ง MIPS ขั้นตอนนี้เกี่ยวกับการแปลงขั้นตอนระดับสูงเป็นการดำเนินการที่แน่นอนที่สามารถทำได้ในระดับฮาร์ดแวร์
• สร้างพิสูจน์ ZK: คำสั่ง MIPS เหล่านี้จึงถูกใช้สร้างพิสูจน์ที่เชื่อถือได้ว่าเท่ากับศูนย์ ด้วยลักษณะที่เรียบง่ายของ MIPS ขั้นตอนนี้มีประสิทธิภาพทางคำนวณมากขึ้นและสามารถสร้างพิสูจน์ได้เร็วกว่าโดยไม่เสียความปลอดภัย

ข้อดีของ zkMIPS

• ความเข้ากันได้: zkMIPS รองรับทั้ง Solidity ที่เข้ากันได้กับ EVM และภาษาการพัฒนาสำคัญอื่น ๆ เช่น Rust และ Move นี้ทำให้ zkMIPS สามารถให้บริการในระบบนิเวศการพัฒนาบล็อกเชนอย่างกว้างขวาง โดยเปิดโอกาสให้มีแอปพลิเคชันมากขึ้น
• ความคุ้มค่าทางด้านต้นทุน: เนื่องจากประสิทธิภาพของชุดคำสั่ง MIPS, zkMIPS สามารถลดต้นทุนการคำนวณอย่างมีนัยสำคัญเมื่อสร้างพิสูจน์ที่ไม่เปิดเผยข้อมูล ซึ่งเป็นการเพิ่มความยั่งยืนโดยรวมของระบบ
• Recursive proofs: zkMIPS รองรับการพิสูจน์แบบ recursive ซึ่งรวมพิสูจน์หลาย ๆ อย่างเข้าด้วยกันให้เป็นหน่วยที่จัดการได้มากขึ้น สิ่งนี้เป็นสิ่งสำคัญในการปรับปรุงความยืดหยุ่นของระบบ

ความได้เปรียบของ MIPS ได้รับการผสมผสานเข้ากับโครงการเช่น Optimism กลไก Cannon ของ Optimism จะแปลงโปรแกรมที่ดำเนินการเป็น MIPS ทำให้ง่ายและมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการค้นหาข้อผิดพลาดและการดำเนินการใหม่เมื่อกระบวนการดำเนินการถูกท้าทาย

Metis ยังได้ปฏิบัติตามแนวโน้มนี้และรวม Cannon เข้าสู่ระบบนอกจากนี้ยืนยันความเหมาะสมและประสิทธิภาพของเทคโนโลยี zkMIPS ได้อีกด้วย

ตัวจัดเรียงที่ไม่มีศูนย์กลาง: การกระจายอำนวยความสะดวกและความยั่งยืน

นอกจากการใช้ Hybrid Rollups เพื่อรวมข้อดีของ OP และ ZK Metis ยังส่งเสริมการใช้ตัวจัดลำดับแบบกระจายอย่าง aktive และเป็นตัวอย่างของ Rollups แบบ decentralize ด้วย

ในโมเดล Rollup แบบเดิม แม้ว่า Sequencer คนเดียวสามารถประมวลผลธุรกรรมและข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็เหมือนกับการรวมพลังงานมากมายซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความเสี่ยงต่าง ๆ

• ความเสี่ยงในการดำเนินงาน: หากตัวตรวจสอบลำดับล้มเหลวหรือถูกโจมตี การประมวลผลธุรกรรมของระบบทั้งหมดจะถูกบล็อก
• ความเสี่ยงที่เกี่ยวกับการเซ็นเซอร์: ซีเควนเซอร์สามารถประมวลผลหรือปฏิเสธธุรกรรมโดยเลือกได้ซึ่งอาจจำกัดการเข้าถึงโปรโตคอลหรือบริการการเงินดิจิทัล (DeFi) ที่เฉพาะเจาะจงของผู้ใช้
• ความเสี่ยงในการจัดการ: ในการเรียงลำดับธุรกรรม ผู้เรียงลำดับอาจจะให้ลำดับธุรกรรมของตัวเองเป็นลำดับแรก และได้รับประโยชน์ที่ไม่ถูกต้องโดยเพิ่มค่าธรรมเนียมการทำธุรกรรม นั่นคือ มูลค่าที่สามารถถูกสกัด (MEV) ได้มากที่สุด

เพื่อแก้ปัญหาที่กล่าวถึง Metis ออกแบบ Sequencer pool แบบกระจายอำนาจ ประกอบด้วยโหนด Sequencer หลายๆ โหนดที่รวมกันเพื่อรวบรวม ลำดับและดำเนินการธุรกรรมร่วมกัน การออกแบบนี้มั่นใจในความยุติธรรมและโปร่งใสของระบบ:

• กลไกความเห็นร่วม: ต้องมีโหนดซีเควนเซอร์มากกว่าสองในสามที่ต้องเห็นด้วยกันเกี่ยวกับสถานะของบล็อกใหม่ก่อนที่จะสามารถส่งชุดธุรกรรมไปยังเครือข่ายหลักอีเทอเรียม (L1) ได้
• ลายเซ็นการคำนวณหลายฝ่าย (MPC): ก่อนที่จะส่งชุดธุรกรรมไปยัง L1 ความถูกต้องของชุดธุรกรรมจะถูกตรวจสอบผ่านลายเซ็น MPC เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลถูกต้อง

ความได้เปรียบของตัวจัดลำดับแบบกระจาย:

• ความปลอดภัยที่ปรับปรุง: ผ่านการตัดสินใจร่วมกันของหลายโหนด จะลดความเสี่ยงจุดเสียบเดียว และเพิ่มความทนทานและความปลอดภัยของเครือข่าย
• ลดความเป็นไปได้ของการเซ็นเซอร์และการจัดการ: การมีตัว Sequencers หลายตัว ทำให้ยากสำหรับโหนดเดียวในการจัดการหรือเซ็นเซอร์ธุรกรรม ที่ปกป้องเสรีภาพของผู้ใช้ในการทำธุรกรรม
• ความมั่นคงและความ redundancy: ระบบสนับสนุนการหมุนเวียนของ Sequencers อย่างราบรื่น ลดผลกระทบจากความล้มเหลวหรือการขัดจังหวะ และปรับปรุงความมั่นคงของเครือข่ายทั้งหมด

ในโมเดล Sequencer แบบไม่มีศูนย์กลางของ Metis ทุกโหนดประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายรายการ

• L2 Geth (including OP-Node): รับผิดชอบในการเรียงลำดับธุรกรรมและสร้างบล็อก
• โมดูลอะแดปเตอร์: ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับการโต้ตอบกับโมดูลภายนอกอื่น (โดยส่วนใหญ่เป็นโหนด PoS)
• Batch submitter (Proposer): ผู้รับผิดชอบในการสร้างกลุ่มธุรกรรมและส่งข้อมูลไปที่ L1 หลังจากได้รับการอนุมัติจากผู้สร้างลำดับหลายราย
• โหนด PoS: ประสานงานระหว่างเลเยอร์ Ethereum, เลเยอร์ความเห็นร่วมและเลเยอร์ Metis เพื่อให้แน่ใจว่าสินทรัพย์ถูกล็อกอย่างปลอดภัยและผู้ตรวจสอบได้รับการตอบแทน
• ชั้น Consensus: ประกอบด้วยกลุ่มของโหนด Tendermint PoS ที่ทำงานขนานกับเครือข่ายหลักของ Ethereum เพื่อให้มีประสิทธิภาพในการดำเนินการโดยไม่กีดขวางกระบวนการของเครือข่ายหลัก

ที่มา: https://ethresear.ch/t/pos-sequencer-pool-decentralizing-an-optimistic-rollup/16760

การออกแบบนี้ช่วยให้กลุ่ม Sequencer แบบไม่ Centralized ของ Metis ไม่เพียงทำให้การประมวลผลธุรกรรมเป็นธรรมและโปร่งใสเท่านั้น แต่ยังเสริมความปลอดภัยและความเสถียรของเครือข่ายผ่านพลังของระบบที่ไม่ Centralized เหล่านี้เป็นส่วนสำคัญทุกอย่างในการสร้างนิยามของระบบ Blockchain ที่น่าเชื่อถือและยั่งยืน

สรุป & ภาพรวม

ความได้เปรียบทางเทคโนโลยีและแนวคิดของ Metis สร้างพื้นฐานที่เข้มแข็งสำหรับการพัฒนาต่อไปในอนาคต การใช้งาน zkMIPS-based Hybrid Rollups ที่ Metis พัฒนาได้ คาดว่าจะช่วยแก้ปัญหาเรื่องความเข้ากันได้สำหรับ ZK-Rollup และนำเข้าระบบนักพัฒนาที่หลากหลายมากยิ่งขึ้น

การก้าวหน้าของตัวจัดเรียงแบบไม่มีกลางเป็นการแสดงถึงวิสัยทัศน์ของทีมในการตามหาความเฉลิมฉลอง ซึ่งเมื่อนิวคลิ้งค์ของ Metis ยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง เรามีเหตุผลที่จะเชื่อว่า Metis จะกลายเป็นม้าดำที่ยังคงวิ่งในการแข่งขัน L2 ในอนาคต สร้างความคุ้มค่าอย่างต่อเนื่องสำหรับผู้ใช้และนักพัฒนา

คำอธิบาย:

1. บทความนี้ชื่อเรื่องเดิมว่า “การสำรวจความได้เปรียบทางเทคโนโลยีของ Metis” ได้ถูกทำสำเนามาจาก [ ชุมชน Biteye]. สิทธิ์ในการคัดลอกทั้งหมดเป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [Wilson Lee, ผู้สนับสนุนหลักของ Biteye]. หากคุณมีเหตุเพ้อห์ความความเห็นโปรดติดต่อGate Learnทีม ทีมจะดำเนินการโดยเร็วที่สุด

2. คำปฏิเสธ: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้ แสดงถึงมุมมองส่วนบุคคลของผู้เขียนเท่านั้น และไม่เกี่ยวข้องกับคำแนะนำในการลงทุนใดๆ

3. การแปลบทความเป็นภาษาอื่นๆ นำมาทำโดยทีม Gate Learn หากไม่ได้กล่าวถึง การคัดลอก การกระจาย หรือการลอกเลียนบทความที่ถูกแปลนั้นถูกห้าม