ARB akan segera online, dan L2 (Rollup) juga mendapat perhatian lebih. Belakangan ini, semakin banyak perdebatan tentang keunggulan solusi OP dan ZK lebih aman. Artikel ini akan membahas lebih dalam. Membahas dua solusi ekspansi lapisan 2 yang populer, serta Arbitrum yang baru-baru ini menarik perhatian. Ini adalah artikel yang berorientasi pada teknologi. Saya akan fokus pada prinsip kerja dan karakteristiknya, dan menjelaskannya dalam bahasa yang mudah dipahami untuk membantu semua orang lebih memahami dan mengevaluasi solusi perluasan ini.
1. Ikhtisar rencana perluasan
Dengan pesatnya perkembangan teknologi blockchain, masalah skalabilitas telah menjadi salah satu kendala utama yang menghambat penerapan blockchain secara luas. Untuk meningkatkan throughput jaringan dan mengurangi biaya transaksi, perluasan kapasitas adalah masalah yang harus diselesaikan. Solusi ekspansi biasanya dibagi menjadi dua kategori: satu adalah ekspansi off-chain (Layer 2), yang mencapai ekspansi dengan membangun lapisan protokol baru di atas blockchain yang mendasarinya; yang lainnya adalah ekspansi on-chain (Layer 1), yaitu dicapai melalui Optimalkan protokol blockchain yang mendasarinya untuk meningkatkan throughput.
Solusi ekspansi on-chain dapat dibagi menjadi sharding, memilih algoritma konsensus yang lebih efisien, dan optimalisasi protokol. Sharding adalah membagi jaringan blockchain menjadi beberapa sub-rantai independen, dan setiap sub-rantai dapat memproses transaksi secara paralel. Dengan cara ini, throughput seluruh jaringan akan meningkat secara linier seiring dengan bertambahnya jumlah sub-rantai. Sharding juga merupakan langkah penting dalam peta jalan Ethereum 2.0. Hanya setelah sharding TPS dan Gas dapat benar-benar dioptimalkan. Inovasi dalam algoritma konsensus jarang terjadi dalam beberapa tahun terakhir. POS, DPOS, DAG, dll yang diusulkan sebelumnya semuanya merupakan inovasi yang berhubungan dengan POW. Dibandingkan dengan POW, mereka dapat mengurangi konsumsi sumber daya jaringan dan meningkatkan kecepatan pemrosesan transaksi memilih jalan ini. Opsi ketiga adalah mengoptimalkan protokol blockchain yang mendasarinya, seperti menyesuaikan ukuran blok, waktu pembuatan blok, dll., yang dapat meningkatkan throughput jaringan sampai batas tertentu, seperti peningkatan Segregated Witness (SegWit) Bitcoin.
Solusi ekspansi off-chain dapat dibagi menjadi saluran negara, Plasma, dan Rollup. State Channels memungkinkan pengguna untuk melakukan transaksi di luar rantai dan hanya berinteraksi dengan rantai utama ketika saluran dibuka dan ditutup. Hal ini sangat mengurangi jumlah transaksi dalam rantai dan dengan demikian meningkatkan throughput, seperti Raiden Network dan Lightning State channel produk ekspansi masing-masing untuk Ethereum dan Bitcoin. Plasma adalah solusi sidechain yang memungkinkan pengguna untuk memigrasikan aset dari rantai utama ke subrantai dan melakukan transaksi di subrantai. Subrantai secara berkala mengirimkan pembaruan statusnya ke rantai utama untuk memastikan keamanan, seperti Jaringan OMG. Rollup mengemas beberapa transaksi menjadi satu bukti (zk-SNARKs atau bukti penipuan Optimistic Rollup) dan mengirimkannya ke rantai utama. Dengan cara ini, rantai utama hanya perlu memverifikasi bukti tanpa memproses setiap transaksi, sehingga meningkatkan throughput. Contoh umumnya adalah zkSync (berdasarkan zkRollup) dan Optimism (berdasarkan Optimistic Rollup).
2. Rollup Optimis dan zk-Rollup
2.1 zk-Rollup
zk-Rollups adalah solusi perluasan lapisan-2 berdasarkan bukti tanpa pengetahuan. Pertama, komponen Operator Rollup menggabungkan beberapa transaksi off-chain ke dalam satu batch, dan kemudian menggunakan bukti tanpa pengetahuan (seperti zk-SNARKs atau zk-STARKs) untuk menghasilkan file bukti yang ringkas kumpulan transaksi. Tidak perlu memeriksa setiap transaksi satu per satu; kemudian sertifikat dan data yang terkait dengan kumpulan tersebut diserahkan ke rantai utama, dan rantai utama memverifikasi kebenaran sertifikat untuk memastikan bahwa transaksi tersebut valid; setelah verifikasi rantai utama dilewati, rantai Kontrak akan memperbarui status pada rantai berdasarkan data dalam bukti. Artinya meskipun transaksi dilakukan secara off-chain, status on-chain tetap diperbarui untuk memastikan konsistensi data.
Catatan: Zero-Knowledge Proof (ZKP) adalah konsep kriptografi yang memungkinkan pembukti membuktikan kepada pemverifikasi bahwa pernyataan tertentu benar tanpa mengungkapkan informasi lain tentang pernyataan tersebut. Singkatnya, pembuktian tanpa pengetahuan memungkinkan seseorang membuktikan bahwa dia memiliki informasi tertentu tanpa mengungkapkan informasi itu sendiri.
2.2 Rollup Optimis
Rollup Optimis adalah solusi perluasan lapisan kedua berdasarkan verifikasi optimis, yaitu blok yang dikirimkan secara default adalah benar kecuali ada yang mempertanyakannya. Hal ini juga mengharuskan Operator Rollup untuk menggabungkan banyak transaksi off-chain ke dalam satu batch, dan kemudian menghitung status baru (seperti saldo, status kontrak, dll.) yang dihasilkan oleh transaksi batch dan menghasilkan pembaruan status off-chain kemudian memperbarui status off-chain dan Data terkait dikirimkan ke rantai utama. Status ini benar secara default dan tidak memerlukan verifikasi tambahan; namun, setelah pembaruan status dikirimkan, akan ada periode tantangan tetap, di mana siapa pun dapat menantang status yang dikirimkan dengan memberikan bukti penipuan. Keabsahan pembaruan, seluruh transaksi terkait negara yang dipertanyakan akan diperiksa oleh operasi EVM. Jika pembaruan negara terbukti salah, pengirim akan dihukum (pengurangan deposit) , dan status on-chain akan dikembalikan ke status yang benar; Jika tidak ada yang menantang pembaruan status selama periode tantangan, atau tantangan tersebut terbukti salah, status on-chain diperbarui berdasarkan pembaruan status yang dikirimkan.
2.3 Perbandingan antara ZK dan OP
ZK dan OP masing-masing memiliki ciri khasnya masing-masing. Saya telah menganalisisnya dari 5 sudut berbeda berikut untuk Anda nilai sesuai dengan kecenderungan Anda masing-masing:
1. Cara verifikasi transaksi:
OP: Verifikasi transaksi melalui bukti penipuan. OP mengasumsikan transaksi valid secara default kecuali seseorang menyerahkan bukti bahwa suatu transaksi tidak valid. Hal ini memerlukan pemantauan berkelanjutan oleh pengguna dan node off-chain untuk memastikan bahwa Operator Rollup tidak melakukan kejahatan.
ZK: Verifikasi transaksi melalui bukti tanpa pengetahuan seperti zk-SNARKs atau zk-STARKs. ZK menghasilkan bukti ringkas untuk memastikan keabsahan transaksi dalam satu batch tanpa perlu memeriksa setiap transaksi satu per satu.
2. Keamanan:
OP: Karena transaksi diasumsikan valid secara default, mungkin terdapat risiko keamanan tertentu, dan pengguna serta node off-chain perlu secara aktif memantau transaksi untuk memastikan keamanan.
ZK: Metode verifikasi berdasarkan bukti tanpa pengetahuan memberikan keamanan yang tinggi bagi ZK karena memerlukan pembuatan bukti untuk memastikan keabsahan transaksi.
3.Throughput dan kinerja:
OP: Dibandingkan dengan ZK, OP umumnya memiliki kecepatan pemrosesan transaksi off-chain yang lebih cepat, namun verifikasi on-chain mungkin memerlukan waktu lebih lama karena harus menunggu siklus tantangan anti penipuan.
ZK: Meskipun menghasilkan bukti tanpa pengetahuan memerlukan sumber daya komputasi tertentu, verifikasi on-chain ZK lebih cepat karena setelah bukti dihasilkan, rantai utama dapat dengan cepat memverifikasinya.
4. Fleksibilitas
OP: OP sepenuhnya kompatibel dengan EVM, dan banyak DAPP dapat dimigrasikan secara langsung. Kompleksitas komputasi keseluruhan dari solusi ini rendah, dan lebih cocok untuk eksekusi kontrak pintar umum dan penghitungan kompleks.
ZK: Meskipun teknologi tanpa pengetahuan (zero-knowledge proof) sedang berkembang, penerapannya dalam kontrak pintar secara umum dan perhitungan rumit saat ini masih terbatas.
5. Biaya:
OP: Biasanya memiliki biaya transaksi off-chain yang lebih rendah.
ZK: Menghasilkan bukti tanpa pengetahuan memerlukan sumber daya komputasi tertentu, yang dapat mengakibatkan biaya transaksi off-chain yang lebih tinggi.
Secara umum, Optimistic Rollup dan zk-Rollup memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing. Optimistic Rollups lebih cocok untuk menangani skenario kontrak pintar yang kompleks dan memiliki kompatibilitas Ethereum yang lebih baik sedangkan zk-Rollups memiliki keunggulan keamanan dan perlindungan privasi.
3. Keputusan
Arbitrum adalah solusi ekspansi dua lapis berdasarkan Optimistic Rollup. Arbitrum menggabungkan keunggulan Optimistic Rollup dan berinovasi serta mengoptimalkan proses arbitrase. Arbitrum menggunakan teknologi Pencarian Biner saat menangani tantangan dan arbitrase, yang mengurangi biaya Kompleksitas dan Biaya Arbitrase Proses.
Seperti disebutkan di atas, dalam sistem verifikasi optimis, ketika seseorang menantang blok yang diajukan, proses arbitrase akan dimulai. Penantang perlu menunjukkan kesalahan tertentu di blok tersebut, seperti hasil eksekusi transaksi yang salah, pembaruan status yang salah, dll.
Untuk menemukan lokasi kesalahan secara efisien, pencarian biner membagi rentang di mana kesalahan mungkin terjadi menjadi dua bagian. Penanya harus memilih di bagian mana kesalahan itu muncul dan melanjutkan pencarian ke bawah. Misalnya, jika penantang yakin bahwa kesalahan terjadi pada paruh pertama blok, maka mereka perlu memberikan bukti pembaruan status bagian tersebut; di setiap iterasi, penantang dan pemverifikasi terus membagi rentang yang mungkin kesalahan menjadi dua bagian. Penantang perlu menunjukkan di setiap iterasi mana separuh kesalahan terjadi dan memberikan bukti yang sesuai, dan pemverifikasi perlu memberikan bukti sanggahan yang sesuai melalui iterasi pencarian biner berkelanjutan, penantang dan pemverifikasi secara bertahap mempersempitnya ; Terakhir, ketika cakupannya dipersempit menjadi transaksi tertentu atau pembaruan status, penantang perlu memberikan bukti terperinci untuk membuktikan adanya kesalahan, dan verifikator perlu memberikan bukti sanggahan yang sesuai setelah serangkaian kesalahan iterasi pencarian biner dan pertukaran bukti, Jika penantang berhasil membuktikan bahwa ada kesalahan dalam blok, blok tersebut akan dianggap tidak valid, dan jika validator berhasil menyangkal bukti penantang, blok tersebut akan dianggap valid. Dalam prosesnya, pihak yang salah akan kehilangan depositnya, sedangkan pihak yang menang bisa mendapatkan hadiah.
Singkatnya, arbitrase pencarian biner dapat mengurangi cakupan kesalahan. Proses ini dijalankan secara off-chain, dan hanya bagian terakhir yang disengketakan yang perlu diverifikasi dalam rantai, sehingga mengurangi biaya pemrosesan transaksi dalam rantai, namun proses ini juga juga mengurangi biaya pemrosesan transaksi dalam rantai. memperpanjang waktu pemrosesan. Jadi Arbitrum lebih murah dibandingkan Optimis dalam kasus arbitrase, namun juga lebih lambat.
4. Ringkasan
Banyak pesaing di jalur yang sama memiliki pola yang satu berfokus pada teknologi dan yang lainnya pada ekologi. OP dan ZK mirip dengan Aptos dan SUI.