Оригинальный текст на английском языке: https://www.nervos.org/zh/knowledge-base/zk_rollup_vs_optimistic_rollup.
Rollup — мощное решение для масштабирования блокчейна, которое стало чрезвычайно популярным за последние два года. Существует два типа накопительных пакетов: ZK Rollup и Optimistic Rollup, которые служат одной и той же цели, но имеют разные функции.
Транзакции в Optimistic Rollup автоматически считаются действительными, пока не доказано обратное, тогда как ZK Rollup использует доказательства с нулевым разглашением (поясняемые ниже) для подтверждения действительности транзакций. Оба типа накопительных пакетов имеют свои преимущества и недостатки, которые подробно описаны ниже. ,
Зачем нам нужен Rollup?
Развитие блокчейн-индустрии за последние несколько лет показало, что практически невозможно масштабировать монолитный блокчейн с выполнением транзакций, консенсусом и доступностью данных, не жертвуя безопасностью и децентрализацией.
По этой причине многие блокчейны уровня 1 недавно начали использовать различные решения Rollup для снижения требований к пропускной способности путем переноса выполнения транзакций на уровень 2. Таким образом, большинство транзакций можно обрабатывать на отдельном уровне, а затем объединять в отдельные транзакции, которые рассчитываются на базовом уровне 1.
Проще говоря, Rollup — это независимая, высокопроизводительная сеть выполнения транзакций, построенная на основе блокчейна уровня 1 и использующая его безопасность. Rollup позволяет масштабировать блокчейны до десятков тысяч транзакций в секунду без ущерба для безопасности и децентрализации. Накопительные платежи обеспечивают превосходный опыт для пользователей, значительно снижая транзакционные издержки и увеличивая время расчетов. Напротив, транзакции в Ethereum могут обойтись пользователям от нескольких долларов до сотен долларов, в зависимости от текущей загруженности сети. С другой стороны, текущие комиссии за транзакции Rollup на базе Ethereum составляют от 0,01 до 0,1 доллара США.
*Прежде чем продолжить, пожалуйста, ознакомьтесь с объяснением различий между слоями 1 и 2, чтобы полностью понять используемую здесь терминологию.
Разница между ZK Rollup и Optimistic Rollup
Основное различие между двумя типами Rollup заключается в том, как они проверяют доказательства.
Оптимистичные свертки называются «оптимистичными», поскольку они предполагают, что все транзакции уровня 2 действительны, если не доказано иное. С другой стороны, ZK Rollup использует сложную криптографию, называемую доказательствами с нулевым разглашением, для подтверждения действительности транзакций, не зная слишком многого о деталях транзакций.
Еще одним различием между двумя технологиями является объем данных, которые они публикуют в своих базовых цепочках. Поскольку ZK Rollups имеют механизм проверки транзакций перед их публикацией в базовой цепочке, им не нужно передавать столько данных на уровень 1, сколько их оптимистичным аналогам. То есть ZK Rollup публикует только доказательства действительности для окончательного расчета транзакций в базовой цепочке, в то время как Optimistic Rollup публикует все данные транзакций.
Данные передаются на уровень 1 через ZK Rollup (слева) и Optimistic Rollup (справа)
Для пользователей ключевым различием между двумя типами накопительных выплат является время вывода средств. Тем не менее, поскольку Optimisitc Rollup полагается на валидаторов, которые проверяют каждую транзакцию и потенциально оспаривают ее, если сочтут недействительной, время вывода активов может занять от нескольких дней до двух недель. Хотя период оспаривания может различаться в зависимости от различных реализаций Optimistic Rollup, он по-прежнему необходим и означает, что пользователи всегда должны ждать несколько дней, прежде чем выводить средства в базовой цепочке.
Этот период оспаривания необходим для того, чтобы дать валидаторам достаточно времени для оспаривания подозрительных транзакций с помощью так называемых доказательств мошенничества. Доказательством мошенничества является утверждение о том, что переход состояния (т. е. транзакция) является недействительным, и поэтому весь пакет должен быть отменен. Валидаторы могут доказать недействительность транзакций, поскольку у них есть полные данные обо всех транзакциях на уровне 2, включая копию текущего состояния Rollup. Они также вычисляют корни после состояния в Rollup.
Если ни от одного из валидаторов не поступит никаких заявлений о мошенничестве, пакет транзакций будет автоматически урегулирован на Уровне 1 по окончании периода оспаривания. По завершении этого процесса исходный актив на слое 1 будет разблокирован, а идентичная копия на слое 2 будет уничтожена.
Что касается ZK Rollup, вывод активов в базовую цепочку может быть мгновенным, поскольку транзакции уже проверены. Как упоминалось ранее, ZK Rollup доказывает действительность транзакций с помощью доказательств с нулевым разглашением, которые представляют собой криптографические механизмы, позволяющие одной стороне (доказывающей стороне) доказать что-либо другой стороне (проверяющей стороне), не разглашая никакой конфиденциальной информации о рассматриваемом субъекте. Доказательства с нулевым разглашением могут быть двух видов: STARKS (краткие, прозрачные аргументы знания) и SNARKS (краткие, неинтерактивные аргументы знания), каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Оптимистичный и ZK-свертывание: структура и механизм
ZK Rollup и Optimistic Rollup имеют два корня: состояние до корня и состояние после корня.
Корневой элемент состояния показывает состояние свертки до выполнения транзакции. С другой стороны, состояние post-root показывает состояние Rollup после выполнения транзакции.
Эти два Rollup также используют несколько смарт-контрактов. ZK Rollup использует два смарт-контракта: главный контракт и контракт валидатора. Основной контракт хранит блоки Rollup и отслеживает депозиты и снятия активов. В то же время контракт верификатора проверяет доказательство с нулевым разглашением, опубликованное на уровне 1.
С другой стороны, Optimistic Rollup использует мостовой смарт-контракт, развернутый на Rollup и базовом уровне 1. Для каждого актива, заблокированного в мостовом смарт-контракте уровня 1, создавайте тот же актив на Rollup.
И ZK Rollup, и Optimistic Rollup имеют оператора, называемого секвенсором, чья работа заключается в содействии транзакциям, создании блоков Rollup, добавлении транзакций в контракт и отправке данных обратно на базовый уровень 1. Эффективная задача секвенсора — соединить сети уровня 1 и уровня 2. Когда пользователь переносит активы из базовой цепочки в цепочку Rollup или наоборот, секвенсор ретранслирует транзакции.
Когда секвенсор отправляет данные транзакции, он также автоматически предлагает новый корень состояния смарт-контракту Rollup. Свертывание должно гарантировать, что текущий корень состояния равен предыдущему корню состояния. После проверки предложенное секвенсором состояние post-root становится новым состоянием pre-root.
Плюсы и минусы
Преимущество оптимистичных накопительных выплат заключается в том, что они менее сложные и требуют меньших транзакционных издержек, но зато увеличиваются периоды оспаривания или вывода средств. С другой стороны, ZK Rollup гораздо сложнее на базовом уровне, но предлагает значительные преимущества в скорости, безопасности и конфиденциальности.
Какой тип Rollup использует Nervos?
Компания Nervos использовала собственное решение Optimistic Rollup в своем первом Layer 2 Godwoken. Период рассмотрения споров Godwoken составляет около семи дней, что короче, чем у большинства решений Rollup на Ethereum, но все равно достаточно долго, чтобы обеспечить надлежащую безопасность.
Godwoken — это высокопроизводительная сеть уровня 2, ориентированная на GameFi, построенная на высокозащищенном алгоритме Proof-of-Work уровня 1 CKB от Nervos. Он полностью совместим с EVM, а это значит, что разработчики могут сравнительно легко переносить свои децентрализованные приложения из Ethereum, внеся лишь незначительные изменения.
Подвести итог
Сравнение ZK Rollup и Optimistic Rollup остается предметом горячих споров, поскольку каждый подход имеет свои плюсы и минусы. В настоящее время Optimistic Rollup предпочтительнее ZK Rollup из-за его более высокой экономической эффективности. Однако, поскольку эти два типа Rollup быстро развиваются, явный победитель среди них пока не выявлен. Вполне вероятно, что ZK Rollups со временем приобретут большую популярность и станут более полезными, что сделает их популярным выбором в будущем.