ARB está a punto de estar en línea y L2 (Rollup) también ha recibido más atención. Recientemente, ha habido cada vez más debates sobre la superioridad de las soluciones OP y ZK. Algunas personas dicen que OP es ortodoxa, mientras que otras dicen que ZK lo es. Más seguro. Este artículo profundizará en dos soluciones populares de expansión de capa 2, así como en Arbitrum, que ha atraído recientemente la atención. Este es un artículo orientado a la tecnología. Me centraré en sus principios y características de funcionamiento y los explicaré en un lenguaje fácil de entender para ayudar a todos a comprender y evaluar mejor estas soluciones de expansión.

1. Descripción general del plan de expansión

Con el rápido desarrollo de la tecnología blockchain, los problemas de escalabilidad se han convertido en uno de los principales obstáculos que obstaculizan la aplicación generalizada de blockchain. Para mejorar el rendimiento de la red y reducir las tarifas de transacción, la expansión de la capacidad es un asunto que debe resolverse. Las soluciones de expansión generalmente se dividen en dos categorías: una es la expansión fuera de la cadena (Capa 2), que logra la expansión mediante la construcción de una nueva capa de protocolo sobre la cadena de bloques subyacente y la otra es la expansión dentro de la cadena (Capa 1), que es la expansión dentro de la cadena (Capa 1). Esto se logra mediante la optimización del protocolo blockchain subyacente para mejorar el rendimiento.

Las soluciones de expansión en cadena se pueden dividir en fragmentación, elección de un algoritmo de consenso más eficiente y optimización del protocolo. La fragmentación consiste en dividir la red blockchain en múltiples subcadenas independientes, y cada subcadena puede procesar transacciones en paralelo. De esta manera, el rendimiento de toda la red aumentará linealmente a medida que aumente el número de subcadenas. La fragmentación también es un paso clave en la hoja de ruta de Ethereum 2.0. Solo después de la fragmentación se pueden optimizar verdaderamente TPS y Gas. Las innovaciones en los algoritmos de consenso han sido raras en los últimos años. Los POS, DPOS, DAG, etc. propuestos anteriormente son innovaciones en relación con POW, que pueden reducir el consumo de recursos de la red y mejorar la velocidad de procesamiento de transacciones. elegido este camino. La tercera opción es optimizar el protocolo blockchain subyacente, como ajustar el tamaño del bloque, el tiempo de generación del bloque, etc., lo que puede mejorar el rendimiento de la red hasta cierto punto, como la actualización Segregated Witness (SegWit) de Bitcoin.

Las soluciones de expansión fuera de la cadena se pueden dividir en canales estatales, Plasma y Rollups. Los canales estatales permiten a los usuarios realizar transacciones fuera de la cadena y solo interactuar con la cadena principal cuando el canal está abierto y cerrado. Esto reduce en gran medida la cantidad de transacciones en la cadena y, por lo tanto, aumenta el rendimiento, como Raiden Network y Lightning Network. productos de expansión para Ethereum y Bitcoin respectivamente. Plasma es una solución de cadena lateral que permite a los usuarios migrar activos de la cadena principal a la subcadena y realizar transacciones en la subcadena. La subcadena envía periódicamente sus actualizaciones de estado a la cadena principal para garantizar la seguridad, como OMG Network. Los rollups empaquetan múltiples transacciones en una sola prueba (zk-SNARK o prueba de fraude de Optimistic Rollup) y la envían a la cadena principal. De esta manera, la cadena principal solo necesita verificar la prueba sin procesar cada transacción, aumentando así el rendimiento. Ejemplos típicos son zkSync (basado en zkRollup) y Optimism (basado en Optimistic Rollup) también es un producto basado en OP.

2. Paquetes acumulativos optimistas y zk-Rollups

2.1 zk-acumulados

zk-Rollups es una solución de expansión de capa 2 basada en prueba de conocimiento cero. Primero, el componente Rollup Operador agrega múltiples transacciones fuera de la cadena en un lote y luego utiliza pruebas de conocimiento cero (como zk-SNARK o zk-STARK) para generar un archivo de prueba conciso. Esta prueba puede verificar la validez de todo. lote de transacciones, no es necesario verificar cada transacción una por una; luego, el certificado y los datos relacionados con el lote se envían a la cadena principal, y la cadena principal verifica la exactitud del certificado para garantizar que la transacción sea válida; Después de pasar la verificación de la cadena principal, la cadena El contrato actualizará el estado de la cadena según los datos de la prueba. Esto significa que, aunque la transacción se realiza fuera de la cadena, el estado dentro de la cadena aún se actualiza, lo que garantiza la coherencia de los datos.

Nota: La prueba de conocimiento cero (ZKP) es un concepto criptográfico que permite a un probador demostrarle a un verificador que una determinada afirmación es verdadera sin revelar ninguna otra información sobre la afirmación. En resumen, una prueba de conocimiento cero permite a una persona demostrar que posee cierta información sin revelar la información en sí.

2.2 Acumulaciones optimistas

Optimistic Rollups es una solución de expansión de segunda capa basada en verificación optimista, es decir, los bloques enviados por defecto son correctos a menos que alguien lo cuestione. También requiere que el operador acumulativo agregue muchas transacciones fuera de la cadena en un lote y luego calcule el nuevo estado (como el saldo, el estado del contrato, etc.) generado por la transacción por lotes y genere una actualización del estado fuera de la cadena y luego actualice; el estado fuera de la cadena y los datos relacionados se envían a la cadena principal. Este estado es correcto de forma predeterminada y no requiere verificación adicional; sin embargo, después de enviar la actualización del estado, habrá un período de desafío fijo, durante el cual cualquiera puede desafiar. el estado enviado proporcionando prueba de fraude La validez de la actualización, toda la transacción relacionada con el estado cuestionado será verificada por la operación EVM. Si se demuestra que la actualización del estado es incorrecta, el remitente será sancionado (deducción del depósito). y el estado en cadena se revertirá al estado correcto; si nadie cuestiona la actualización de estado durante el período de desafío, o se demuestra que el desafío es incorrecto, el estado en cadena se actualiza según la actualización de estado enviada.

2.3 Comparación entre ZK y OP

ZK y OP tienen cada uno sus propias características. Los he analizado desde los siguientes 5 ángulos diferentes para que puedas juzgar según tus propias tendencias:

1. Método de verificación de transacciones:

OP: Verificar transacciones a través de pruebas de fraude. OP asume que las transacciones son válidas de forma predeterminada a menos que alguien presente evidencia de que una transacción no es válida. Esto requiere un monitoreo continuo por parte de usuarios y nodos fuera de la cadena para garantizar que el operador acumulativo no esté haciendo el mal.

ZK: Verifique las transacciones mediante pruebas de conocimiento cero como zk-SNARK o zk-STARK. ZK genera una prueba concisa para garantizar la validez de las transacciones en un lote sin la necesidad de verificar cada transacción individualmente.

2. Seguridad:

OP: Dado que se supone que las transacciones son válidas de forma predeterminada, puede haber ciertos riesgos de seguridad, y los usuarios y nodos fuera de la cadena deben monitorear activamente las transacciones para garantizar la seguridad.

ZK: El método de verificación basado en prueba de conocimiento cero proporciona alta seguridad para ZK porque requiere generar una prueba para garantizar la validez de la transacción.

3.Rendimiento y rendimiento:

OP: En comparación con ZK, OP generalmente tiene velocidades de procesamiento de transacciones fuera de la cadena más rápidas, pero la verificación dentro de la cadena puede tardar más debido a la necesidad de esperar el ciclo de desafío a prueba de fraude.

ZK: Aunque generar pruebas de conocimiento cero requiere ciertos recursos informáticos, la verificación en cadena de ZK es más rápida porque una vez que se genera la prueba, la cadena principal puede verificarla rápidamente.

4.Versatilidad

OP: OP es totalmente compatible con EVM y muchas DAPP se pueden migrar directamente. La complejidad computacional general de la solución es baja y es más adecuada para la ejecución general de contratos inteligentes y cálculos complejos.

ZK: Aunque se está desarrollando la tecnología de prueba de conocimiento cero, su aplicación en contratos inteligentes generales y cálculos complejos es actualmente limitada.

5. Costo:

OP: Normalmente tiene costos de transacción fuera de la cadena más bajos.

ZK: Generar pruebas de conocimiento cero requiere ciertos recursos informáticos, lo que puede resultar en mayores costos de transacción fuera de la cadena.

En general, Optimistic Rollups y zk-Rollups tienen sus propias ventajas y desventajas, respectivamente. Optimistic Rollups es más adecuado para manejar escenarios complejos de contratos inteligentes y tiene una mejor compatibilidad con Ethereum, mientras que zk-Rollups tiene una mejor seguridad y protección de la privacidad.

3. Decisión

Arbitrum es una solución de expansión de dos capas basada en Optimistic Rollups. Combina las ventajas de Optimistic Rollups e innova y optimiza el proceso de arbitraje. Utiliza tecnología de Búsqueda Binaria al manejar impugnaciones y arbitrajes, lo que reduce el costo de Complejidad y Costo del Arbitraje. Proceso.

Como se mencionó anteriormente, en el sistema de verificación optimista, cuando alguien cuestiona un bloque enviado, se inicia un proceso de arbitraje. El retador debe señalar un error específico en el bloque, como resultados de ejecución de transacciones incorrectos, actualizaciones de estado incorrectas, etc.

Para encontrar la ubicación del error de manera eficiente, la búsqueda binaria divide el rango donde puede ocurrir el error en dos mitades. El interrogador debe elegir en qué mitad aparece el error y continuar buscando hacia abajo. Por ejemplo, si el retador cree que el error ocurre en la primera mitad del bloque, entonces necesita proporcionar una prueba de la actualización del estado de esa parte en cada iteración, el retador y el verificador continúan dividiendo el rango posible de; El retador debe señalar qué mitad del error ocurre en cada iteración y proporcionar la prueba correspondiente, y el retador debe proporcionar la evidencia de refutación correspondiente a través de iteraciones de búsqueda binaria continua, y el retador y el verificador reducen gradualmente el error; posible rango de errores Finalmente, cuando el alcance se reduce a una transacción específica o actualización de estado, el impugnador debe proporcionar evidencia detallada para demostrar la existencia del error, y el verificador debe proporcionar la evidencia de refutación correspondiente; de iteraciones de búsqueda binaria e intercambio de evidencia, si el retador puede demostrar con éxito que hay un error en el bloque, el bloque se considerará inválido, y si el validador puede refutar con éxito la evidencia del retador, el bloque se considerará válido. En el proceso, la parte equivocada perderá su depósito, mientras que la parte ganadora puede recibir una recompensa.

En resumen, el arbitraje de búsqueda binaria puede reducir el alcance de los errores. Este proceso se ejecuta fuera de la cadena y solo es necesario verificar la última parte en disputa en la cadena, lo que reduce el costo de procesamiento de transacciones en la cadena, pero este proceso también. amplía el tiempo de procesamiento, por lo que Arbitrum es más barato que Optimistic en el caso del arbitraje, pero también es más lento.

4. Resumen

Muchos competidores en la misma pista tienen el patrón de que uno se centra en la tecnología y el otro en la ecología, son algo así como Aptos y SUI. Cuál gana al final depende de los votos de los usuarios.