ARB est sur le point d'être mis en ligne, et L2 (Rollup) a également reçu plus d'attention. Récemment, il y a eu de plus en plus de débats sur la supériorité des solutions OP et ZK. Certaines personnes disent qu'OP est orthodoxe, tandis que d'autres disent que ZK l'est. Cet article abordera plus en profondeur deux solutions d'extension de couche 2 populaires, ainsi que l'Arbitrum qui a récemment attiré l'attention. Il s'agit d'un article axé sur la technologie. Je me concentrerai sur leurs principes de fonctionnement et leurs caractéristiques, et les expliquerai dans un langage facile à comprendre pour aider chacun à mieux comprendre et évaluer ces solutions d'expansion.

1. Aperçu du plan d'expansion

Avec le développement rapide de la technologie blockchain, les problèmes d’évolutivité sont devenus l’un des principaux obstacles entravant l’application généralisée de la blockchain. Afin d'améliorer le débit du réseau et de réduire les frais de transaction, l'expansion de la capacité est un problème qui doit être résolu. Les solutions d'expansion sont généralement divisées en deux catégories : l'une est l'expansion hors chaîne (couche 2), qui réalise l'expansion en construisant une nouvelle couche de protocole au-dessus de la blockchain sous-jacente, l'autre est l'expansion en chaîne (couche 1), qui est obtenu grâce à l'optimisation du protocole blockchain sous-jacent lui-même pour améliorer le débit.

Les solutions d'expansion en chaîne peuvent être divisées en partitionnement, choix d'un algorithme de consensus plus efficace et optimisation du protocole. Le Sharding consiste à diviser le réseau blockchain en plusieurs sous-chaînes indépendantes, et chaque sous-chaîne peut traiter des transactions en parallèle. De cette manière, le débit de l'ensemble du réseau augmentera de manière linéaire à mesure que le nombre de sous-chaînes augmentera. Le partage est également une étape clé de la feuille de route d'Ethereum 2.0. Ce n'est qu'après le partage que TPS et Gas pourront être véritablement optimisés. Les innovations dans les algorithmes de consensus ont été rares ces dernières années. Les POS, DPOS, DAG, etc. précédemment proposés sont tous des innovations par rapport au POW, ils peuvent réduire la consommation des ressources du réseau et améliorer la vitesse de traitement des transactions. choisi cette voie. La troisième option consiste à optimiser le protocole blockchain sous-jacent, comme l'ajustement de la taille des blocs, du temps de génération des blocs, etc., ce qui peut améliorer le débit du réseau dans une certaine mesure, comme la mise à niveau du Segregated Witness (SegWit) de Bitcoin.

Les solutions d'expansion hors chaîne peuvent être divisées en canaux d'état, Plasma et Rollups. Les canaux d'état permettent aux utilisateurs d'effectuer des transactions hors de la chaîne et d'interagir avec la chaîne principale uniquement lorsque le canal est ouvert et fermé. Cela réduit considérablement le nombre de transactions sur la chaîne et augmente ainsi le débit, comme le canal Raiden Network et Lightning Network. produits d’extension pour Ethereum et Bitcoin respectivement. Plasma est une solution sidechain qui permet aux utilisateurs de migrer des actifs de la chaîne principale vers la sous-chaîne et d'effectuer des transactions sur la sous-chaîne, comme OMG Network, soumet périodiquement ses mises à jour de statut à la chaîne principale. Les rollups regroupent plusieurs transactions dans une seule preuve (zk-SNARK ou preuve de fraude d'Optimistic Rollup) et la soumettent à la chaîne principale. De cette façon, la chaîne principale n’a besoin que de vérifier la preuve sans traiter chaque transaction, augmentant ainsi le débit. Des exemples typiques sont zkSync (basé sur zkRollup) et Optimism (basé sur Optimistic Rollup) qui est également un produit basé sur OP.

2. Rollups optimistes et zk-Rollups

2.1 zk-Rollups

zk-Rollups est une solution d'extension de couche 2 basée sur une preuve sans connaissance. Tout d'abord, le composant Rollup Operator regroupe plusieurs transactions hors chaîne dans un lot, puis utilise des preuves sans connaissance (telles que zk-SNARK ou zk-STARK) pour générer un fichier de preuve concis. Cette preuve peut vérifier la validité de l'ensemble. lot de transactions. Il n'est pas nécessaire de vérifier chaque transaction une par une ; puis le certificat et les données relatives au lot sont soumis à la chaîne principale, et la chaîne principale vérifie l'exactitude du certificat pour s'assurer que la transaction est valide ; une fois la vérification de la chaîne principale réussie, la chaîne Le contrat mettra à jour l'état de la chaîne en fonction des données de la preuve. Cela signifie que même si la transaction est effectuée hors chaîne, l'état en chaîne est toujours mis à jour, garantissant ainsi la cohérence des données.

Remarque : Zero-Knowledge Proof (ZKP) est un concept cryptographique qui permet à un prouveur de prouver à un vérificateur qu'une certaine déclaration est vraie sans révéler aucune autre information sur la déclaration. Bref, une preuve à connaissance nulle permet à une personne de prouver qu'elle possède certaines informations sans révéler l'information elle-même.

2.2 Cumuls optimistes

Optimistic Rollups est une solution d'expansion de deuxième couche basée sur une vérification optimiste, c'est-à-dire que les blocs soumis par défaut sont corrects à moins que quelqu'un ne les remette en question. Cela nécessite également que l'opérateur de cumul regroupe de nombreuses transactions hors chaîne dans un lot, puis calcule le nouveau statut (tel que le solde, le statut du contrat, etc.) généré par la transaction par lots et génère une mise à jour du statut hors chaîne, puis une mise à jour ; le statut hors chaîne et les données associées sont soumis à la chaîne principale. Ce statut est correct par défaut et ne nécessite pas de vérification supplémentaire. Cependant, après la soumission de la mise à jour du statut, il y aura une période de contestation fixe, pendant laquelle n'importe qui peut contester ; le statut soumis en fournissant la preuve de la fraude. La validité de la mise à jour, l'ensemble de la transaction liée à l'état interrogé sera vérifiée par l'opération EVM. S'il s'avère que la mise à jour de l'état est erronée, le demandeur sera puni (déduction du dépôt). , et l'état en chaîne sera rétabli à l'état correct ; si personne ne conteste la mise à jour du statut pendant la période de contestation, ou si la contestation s'avère erronée, l'état en chaîne est mis à jour en fonction de la mise à jour de l'état soumise.

2.3 Comparaison entre ZK et OP

ZK et OP ont chacun leurs propres caractéristiques. Je les ai analysés sous les 5 angles différents suivants pour que vous puissiez juger selon vos propres tendances :

1. Méthode de vérification des transactions :

OP : Vérifiez les transactions grâce à des preuves de fraude. OP suppose que les transactions sont valides par défaut à moins que quelqu'un ne soumette la preuve qu'une transaction n'est pas valide. Cela nécessite une surveillance continue par les utilisateurs et les nœuds hors chaîne pour garantir que l'opérateur Rollup ne fait pas de mal.

ZK : vérifiez les transactions via des preuves sans connaissance telles que les zk-SNARK ou les zk-STARK. ZK génère une preuve concise pour garantir la validité des transactions dans un lot sans avoir besoin de vérifier chaque transaction individuellement.

2. Sécurité :

OP : Étant donné que les transactions sont supposées valides par défaut, il peut exister certains risques de sécurité, et les utilisateurs et nœuds hors chaîne doivent surveiller activement les transactions pour garantir la sécurité.

ZK : La méthode de vérification basée sur une preuve à connaissance nulle offre une haute sécurité pour ZK car elle nécessite de générer une preuve pour garantir la validité de la transaction.

3. Débit et performances :

OP : Par rapport à ZK, OP a généralement des vitesses de traitement des transactions hors chaîne plus rapides, mais la vérification en chaîne peut prendre plus de temps en raison de la nécessité d'attendre le cycle de contestation de la preuve de fraude.

ZK : Bien que la génération de preuves sans connaissance nécessite certaines ressources informatiques, la vérification en chaîne de ZK est plus rapide car une fois la preuve générée, la chaîne principale peut la vérifier rapidement.

4.Polyvalence

OP : OP est entièrement compatible avec EVM et de nombreux DAPP peuvent être directement migrés. La complexité informatique globale de la solution est faible et elle est plus adaptée à l'exécution générale de contrats intelligents et aux calculs complexes.

ZK : Bien que la technologie à preuve de connaissance nulle se développe, son application dans les contrats intelligents généraux et les calculs complexes est actuellement limitée.

5. Coût :

OP : Les coûts de transaction hors chaîne sont généralement inférieurs.

ZK : Générer des preuves sans connaissance nécessite certaines ressources informatiques, ce qui peut entraîner des coûts de transaction hors chaîne plus élevés.

En général, les Optimistic Rollups et les zk-Rollups ont respectivement leurs propres avantages et inconvénients. Les Optimistic Rollups sont plus adaptés à la gestion de scénarios de contrats intelligents complexes et ont une meilleure compatibilité avec Ethereum, tandis que zk-Rollups offre une meilleure sécurité et une meilleure protection de la vie privée.

3. Décision

Arbitrum est une solution d'expansion à deux couches basée sur les cumuls optimistes. Elle combine les avantages des cumuls optimistes et innove et optimise le processus d'arbitrage. Elle utilise la technologie de recherche binaire lors du traitement des contestations et de l'arbitrage, ce qui réduit le coût de la complexité et du coût de l'arbitrage. Processus.

Comme mentionné ci-dessus, dans le système de vérification optimiste, lorsqu'une personne conteste un bloc soumis, un processus d'arbitrage est lancé. Le challenger doit signaler une erreur spécifique dans le bloc, telle que des résultats d'exécution de transaction incorrects, des mises à jour de statut incorrectes, etc.

Afin de trouver efficacement l'emplacement de l'erreur, la recherche binaire divise la plage dans laquelle l'erreur peut se produire en deux moitiés. L'interrogateur doit choisir dans quelle moitié l'erreur apparaît et continuer la recherche vers le bas. Par exemple, si le challenger estime que l'erreur se produit dans la première moitié du bloc, il doit alors fournir une preuve de la mise à jour de l'état de cette partie, à chaque itération, le challenger et le vérificateur continuent de diviser la plage possible de ; l'erreur en deux moitiés. Le challenger doit indiquer à chaque itération quelle moitié de l'erreur se produit et fournir la preuve correspondante, et le vérificateur doit fournir la preuve de réfutation correspondante par des itérations de recherche binaires continues, le challenger et le vérificateur affinent progressivement l'erreur ; ; gamme possible d'erreurs. Enfin, lorsque la portée est limitée à une transaction ou à une mise à jour de statut spécifique, le challenger doit fournir des preuves détaillées pour prouver l'existence de l'erreur, et le vérificateur doit fournir des preuves de réfutation correspondantes après une série ; d'itérations de recherche binaire et d'échange de preuves, si le challenger peut prouver avec succès qu'il y a une erreur dans le bloc, le bloc sera considéré comme invalide, et si le validateur peut réfuter avec succès la preuve du challenger, le bloc sera considéré comme valide. Dans le processus, la mauvaise partie perdra son dépôt, tandis que la partie gagnante pourra recevoir une récompense.

En résumé, l'arbitrage de recherche binaire peut réduire la portée des erreurs. Ce processus est exécuté hors chaîne, et seule la dernière partie contestée doit être vérifiée sur la chaîne, réduisant ainsi le coût de traitement des transactions sur la chaîne, mais ce processus également. prolonge le temps de traitement. Ainsi, Arbitrum est moins cher qu'Optimistic dans le cas d'un arbitrage, mais il est également plus lent.

4. Résumé

De nombreux concurrents dans la même filière ont un schéma où l'un se concentre sur la technologie et l'autre sur l'écologie. OP et ZK ressemblent un peu à Aptos et SUI. Le vainqueur final dépend des votes des utilisateurs.