ARB niedługo trafi do sieci, coraz więcej uwagi poświęca się także L2 (Rollup). W ostatnim czasie coraz częściej pojawiają się dyskusje na temat wyższości rozwiązań OP i ZK. Niektórzy twierdzą, że OP jest ortodoksyjne, a inni, że ZK bezpieczniejsze W tym artykule omówimy bardziej szczegółowo dwa popularne rozwiązania rozszerzające warstwy 2, a także ostatnio przykuty uwagę Arbitrum. Jest to artykuł poświęcony technologii, w którym skupię się na zasadach działania i charakterystyce tych rozwiązań oraz wyjaśnię je łatwym do zrozumienia językiem, aby pomóc każdemu lepiej zrozumieć i ocenić te rozwiązania rozszerzające.

1. Przegląd planu ekspansji

Wraz z szybkim rozwojem technologii blockchain, problemy ze skalowalnością stały się jedną z głównych przeszkód utrudniających powszechne zastosowanie blockchain. Aby poprawić przepustowość sieci i zmniejszyć opłaty transakcyjne, należy rozwiązać kwestię zwiększania przepustowości. Rozwiązania rozszerzające dzieli się zwykle na dwie kategorie: jedna to ekspansja poza łańcuchem (warstwa 2), która osiąga ekspansję poprzez zbudowanie nowej warstwy protokołu na wierzchu bazowego łańcucha bloków; druga to ekspansja w łańcuchu (warstwa 1), tj osiągnąć poprzez optymalizację samego podstawowego protokołu blockchain w celu poprawy przepustowości.

Rozwiązania rozbudowy w łańcuchu można podzielić na sharding, wybór bardziej wydajnego algorytmu konsensusu i optymalizację protokołu. Sharding polega na podzieleniu sieci blockchain na wiele niezależnych podłańcuchów, z których każdy może przetwarzać transakcje równolegle. W ten sposób przepustowość całej sieci będzie rosła liniowo wraz ze wzrostem liczby podłańcuchów. Sharding jest również kluczowym krokiem w planie działania Ethereum 2.0. Dopiero po zastosowaniu shardingu można naprawdę zoptymalizować TPS i Gas. Innowacje w algorytmach konsensusu były w ostatnich latach rzadkością. Proponowane wcześniej POS, DPOS, DAG itp. są innowacjami w porównaniu z POW, mogą zmniejszyć zużycie zasobów sieci i poprawić szybkość przetwarzania transakcji. Podobnie ma to miejsce w przypadku Ethereum wybrał tę drogę. Trzecią opcją jest optymalizacja podstawowego protokołu blockchain, taka jak dostosowanie rozmiaru bloku, czasu generowania bloku itp., co może w pewnym stopniu poprawić przepustowość sieci, na przykład aktualizacja Bitcoin Segregated Witness (SegWit).

Rozwiązania ekspansji poza łańcuchem można podzielić na kanały stanowe, Plazmowe i Rollupy. Kanały stanowe umożliwiają użytkownikom przeprowadzanie transakcji poza łańcuchem i interakcję z głównym łańcuchem tylko wtedy, gdy kanał jest otwierany i zamykany. To znacznie zmniejsza liczbę transakcji w łańcuchu, a tym samym zwiększa przepustowość, tak jak w przypadku kanałów Raiden Network i Lightning Network produkty rozszerzające odpowiednio dla Ethereum i Bitcoin. Plasma to rozwiązanie typu sidechain, które umożliwia użytkownikom migrację zasobów z łańcucha głównego do podłańcucha i przeprowadzanie transakcji w podłańcuchu. Podłańcuch okresowo przesyła aktualizacje swojego statusu do głównego łańcucha, aby zapewnić bezpieczeństwo, np. do sieci OMG. Pakiety zbiorcze łączą wiele transakcji w jeden dowód (zk-SNARK lub dowód oszustwa w przypadku pakietu Optimistic Rollup) i przesyłają go do głównego łańcucha. W ten sposób główny łańcuch musi jedynie zweryfikować dowód bez przetwarzania każdej transakcji, co zwiększa przepustowość. Typowymi przykładami są zkSync (oparty na zkRollup) i Optimism (oparty na Optimistic Rollup). Arbitrum jest również produktem opartym na OP.

2. Optymistyczne rollupy 和 zk-Rollups

2.1 Zk-Rollupy

zk-Rollups to rozwiązanie rozszerzające warstwy 2 oparte na dowodzie wiedzy zerowej. Najpierw komponent Rollup Operator agreguje wiele transakcji poza łańcuchem w partię, a następnie wykorzystuje dowody o wiedzy zerowej (takie jak zk-SNARK lub zk-STARK) w celu wygenerowania zwięzłego pliku dowodu. Ten dowód może zweryfikować ważność całości paczka transakcji nie ma konieczności sprawdzania każdej transakcji z osobna, wtedy certyfikat i dane związane z paczką trafiają do głównego łańcucha, a główny łańcuch weryfikuje poprawność certyfikatu, aby mieć pewność, że transakcja jest ważna; po pozytywnej weryfikacji łańcucha głównego, łańcuch Umowa zaktualizuje stan na łańcuchu w oparciu o dane z dowodu. Oznacza to, że chociaż transakcja jest wykonywana poza łańcuchem, stan w łańcuchu jest nadal aktualizowany, zapewniając spójność danych.

Uwaga: Dowód z wiedzą zerową (ZKP) to koncepcja kryptograficzna, która pozwala weryfikatorowi udowodnić weryfikatorowi, że dane stwierdzenie jest prawdziwe, bez ujawniania jakichkolwiek innych informacji na temat tego stwierdzenia. Krótko mówiąc, dowód wiedzy zerowej pozwala osobie udowodnić, że posiada pewne informacje, bez ujawniania samych informacji.

2.2 Optymistyczne podsumowania

Optymistyczne Rollupy to rozwiązanie rozszerzające drugiej warstwy, oparte na weryfikacji optymistycznej, czyli domyślnie przesłane bloki są poprawne, chyba że ktoś to kwestionuje. Wymaga to również od Operatora Rollup zsumowania wielu transakcji poza łańcuchem w partię, a następnie obliczenia nowego statusu (takiego jak saldo, status kontraktu itp.) wygenerowanego przez transakcję zbiorczą i wygenerowania aktualizacji statusu poza łańcuchem, a następnie aktualizacji; status poza łańcuchem i powiązane Dane są przesyłane do głównego łańcucha. Ten status jest domyślnie poprawny i nie wymaga dodatkowej weryfikacji, jednak po przesłaniu aktualizacji statusu nastąpi ustalony okres weryfikacji, podczas którego każdy może zakwestionować przesłany status poprzez przedstawienie dowodu oszustwa, cała transakcja związana z kwestionowanym stanem zostanie sprawdzona przez operację EVM. Jeżeli aktualizacja stanu okaże się błędna, zgłaszający zostanie ukarany (potrącenie kaucji). , a stan w łańcuchu zostanie przywrócony do prawidłowego stanu. Jeśli nikt nie kwestionuje aktualizacji statusu w okresie wyzwania lub okaże się, że weryfikacja jest błędna, status w łańcuchu zostanie zaktualizowany na podstawie przesłanej aktualizacji statusu.

2.3 Porównanie ZK i OP

ZK i OP mają swoje własne cechy. Przeanalizowałem je pod następującymi 5 różnymi kątami, abyś mógł je ocenić zgodnie z własnymi tendencjami:

1. Sposób weryfikacji transakcji:

OP: Weryfikacja transakcji poprzez dowody oszustwa. OP zakłada, że ​​transakcje są domyślnie ważne, chyba że ktoś przedstawi dowód, że transakcja jest nieważna. Wymaga to ciągłego monitorowania przez użytkowników i węzły spoza łańcucha, aby mieć pewność, że Operator Rollup nie czyni zła.

ZK: Weryfikuj transakcje za pomocą dowodów o wiedzy zerowej, takich jak zk-SNARK lub zk-STARK. ZK generuje zwięzły dowód zapewniający ważność transakcji w partii bez konieczności sprawdzania każdej transakcji z osobna.

2. Bezpieczeństwo:

OP: Ponieważ domyślnie zakłada się, że transakcje są ważne, mogą wystąpić pewne zagrożenia bezpieczeństwa, a użytkownicy i węzły spoza łańcucha muszą aktywnie monitorować transakcje, aby zapewnić bezpieczeństwo.

ZK: Metoda weryfikacji oparta na dowodzie z wiedzą zerową zapewnia ZK duże bezpieczeństwo, gdyż wymaga wygenerowania dowodu gwarantującego ważność transakcji.

3. Przepustowość i wydajność:

OP: w porównaniu do ZK, OP generalnie ma szybsze prędkości przetwarzania transakcji poza łańcuchem, ale weryfikacja w łańcuchu może trwać dłużej ze względu na konieczność oczekiwania na cykl sprawdzania odporności na oszustwa.

ZK: Chociaż generowanie dowodów o wiedzy zerowej wymaga pewnych zasobów obliczeniowych, weryfikacja w łańcuchu ZK jest szybsza, ponieważ po wygenerowaniu dowodu główny łańcuch może go szybko zweryfikować.

4. Wszechstronność

OP: OP jest w pełni kompatybilny z EVM, a wiele DAPP można bezpośrednio migrować. Ogólna złożoność obliczeniowa rozwiązania jest niska i jest bardziej odpowiednie do ogólnej realizacji inteligentnych kontraktów i złożonych obliczeń.

ZK: Choć technologia dowodu wiedzy zerowej rozwija się, jej zastosowanie w ogólnych inteligentnych kontraktach i skomplikowanych obliczeniach jest obecnie ograniczone.

5. Koszt:

OP: Zwykle ma niższe koszty transakcji poza łańcuchem.

ZK: Generowanie dowodów o wiedzy zerowej wymaga pewnych zasobów obliczeniowych, co może skutkować wyższymi kosztami transakcji poza łańcuchem.

Ogólnie rzecz biorąc, pakiety Optimistic Rollups i ZK-Rollups mają swoje zalety i wady, są bardziej odpowiednie do obsługi złożonych scenariuszy inteligentnych kontraktów i mają lepszą kompatybilność z Ethereum; podczas gdy ZK-Rollups zapewniają lepsze bezpieczeństwo i ochronę prywatności.

3. Decyzja

Arbitrum to dwuwarstwowe rozwiązanie rozszerzające oparte na Optymistycznych Rollupach. Łączy w sobie zalety Optymistycznych Rollupów oraz wprowadza innowacje i optymalizuje proces arbitrażu. Wykorzystuje technologię Binary Search podczas obsługi wyzwań i arbitrażu, co zmniejsza koszt złożoności i kosztu arbitrażu Proces.

Jak wspomniano powyżej, w optymistycznym systemie weryfikacji, gdy ktoś kwestionuje przesłaną blokadę, inicjowany jest proces arbitrażowy. Osoba kwestionująca musi wskazać konkretny błąd w bloku, taki jak nieprawidłowe wyniki realizacji transakcji, nieprawidłowe aktualizacje statusów itp.

Aby skutecznie znaleźć lokalizację błędu, wyszukiwanie binarne dzieli zakres, w którym może wystąpić błąd, na dwie połowy. Osoba pytająca musi wybrać, w której połowie pojawia się błąd i kontynuować wyszukiwanie w dół. Na przykład, jeśli osoba kwestionująca uważa, że ​​błąd występuje w pierwszej połowie bloku, musi przedstawić dowód aktualizacji stanu tej części; w każdej iteracji osoba kwestionująca i weryfikator w dalszym ciągu dzielą możliwy zakres błąd na dwie połowy Osoba kwestionująca musi wskazać w każdej iteracji, w której połowie występuje błąd i przedstawić odpowiedni dowód, a weryfikator musi dostarczyć odpowiednie dowody obalenia w drodze ciągłych iteracji wyszukiwania binarnego, osoba kwestionująca i weryfikator stopniowo zawężają zakres błędu możliwy zakres błędów Wreszcie, gdy zakres zostanie zawężony do konkretnej transakcji lub aktualizacji statusu, osoba kwestionująca musi przedstawić szczegółowe dowody potwierdzające istnienie błędu, a weryfikator musi przedstawić po serii odpowiednie dowody zaprzeczające; iteracji wyszukiwania binarnego i wymiany dowodów. Jeśli osoba kwestionująca skutecznie udowodni, że w bloku występuje błąd, blok zostanie uznany za nieważny, a jeśli osoba sprawdzająca uda się skutecznie obalić dowody osoby kwestionującej, blok zostanie uznany za ważny. W tym procesie niewłaściwa strona straci swój depozyt, a zwycięska strona może otrzymać nagrodę.

Podsumowując, arbitraż wyszukiwania binarnego może zmniejszyć zakres błędów. Proces ten jest realizowany poza łańcuchem, a w łańcuchu wymagana jest jedynie weryfikacja ostatniej kwestionowanej części, co zmniejsza koszt przetwarzania transakcji w łańcuchu, ale i ten proces. wydłuża czas przetwarzania. Zatem Arbitrum jest w przypadku arbitrażu tańsze niż Optimistic, ale jest też wolniejsze.

4. Podsumowanie

Wielu konkurentów na tym samym ścieżce skupia się na technologii, a drugi na ekologii. OP i ZK przypominają Aptos i SUI. To, który z nich ostatecznie zwycięży, zależy od głosów użytkowników.