Foresight Ventures: 롤업의 현재와 미래에 대한 종합적인 분석

Foresight

特邀专栏作者

2022-06-14 03:30

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롤업의 모든 것이 너무 새롭고, 너무 빛나지만, 아직 너무 미숙합니다…

AI 요약

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롤업의 모든 것이 너무 새롭고, 너무 빛나지만, 아직 너무 미숙합니다…

원작자: msfew@ Foresight Ventures

이 글은 이더리움의 Layer 2 Rollup 유니버스(Secured rollup만 포함)에 초점을 맞추며, 이해하기 쉬운 핵심 개념과 메커니즘 설계부터 시작하여 Rollup의 현재 장단점에 대해 논의하고, 그들의 미래 탈중앙화와 더 나아가 확장성, 개인 정보 보호 및 기타 추가 기능을 위한 잠재적인 경로와 솔루션에는 고유한 장점과 단점이 있습니다.

Secured Rollup은 Arbitrum 또는 Optimism과 같은 모델로 결제, 합의 및 데이터 가용성은 모두 Ethereum과 같은 L1에 의존하며 Rollup의 실행만 담당합니다.

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a) 롤업의 특성

블록체인을 확장하는 방법에는 두 가지가 있습니다. 하나는 블록체인 자체를 최적화하는 것이고 다른 하나는 블록체인을 더 나은 방식으로 사용하는 것입니다.

롤업은 두 번째 유형이며, 그 진정한 본질은 매우 간단합니다. 블록체인을 확장하기 위해 블록체인을 사용하는 것이 더 빠르고 저렴하며 "신뢰할 수 있습니다"(기본적으로 이더리움 참조).

롤업은 체인의 스마트 계약 + 체인 외부의 애그리게이터입니다.

이 두 가지 기능의 조합은 Rollup을 정의하고 그 개념을 풍부하게 합니다.

체인의 스마트 계약,그 신뢰 모델이 Alt L1과 같은 새로운 신뢰 합의를 수립하는 대신 이더리움의 보안을 차용한 이더리움 상의 스마트 계약이라는 의미입니다.우리는 Uniswap의 프로토콜(핵심은 스마트 계약) Trust Arbitrum의 프로토콜을 신뢰할 수 있습니다.
오프체인 애그리게이터,이는 오프체인 트랜잭션을 실행 및 집계하고 많은 수의 트랜잭션을 압축한 다음 최종적으로 이더리움 메인 네트워크에 올려 더 빠르고 저렴한 목표를 달성한다는 의미입니다.

이더리움의 원칙은 각 노드가 사용자가 제출한 모든 트랜잭션을 저장하고 실행하므로 이러한 분산 네트워크는 매우 비쌉니다.

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b) 낙관적 롤업 원칙

이름에서 알 수 있듯이 Optimistic Rollup은 낙관적입니다.무죄 추정을 채택합니다.모든 사람은 기본적으로 각 실행이 정확하다고 믿게 되며 각 배치의 상태는 보안을 보장하기 위해 사기 증거로 이의를 제기할 수 있습니다.

사용자는 Arbitrum에서 트랜잭션을 제출하고 Arbitrum의 시퀀서는 트랜잭션을 실행하고 이더리움 메인넷의 스마트 계약에 상태 루트 및 트랜잭션 데이터를 배치로 제출합니다.

Optimistic Rollup 실행 중 오류가 발생하면 어떻게 해야 합니까?

낙관적 롤업에는 분쟁 유효 기간이 있습니다.,mdnice 편집기

c) zk 롤업의 원리

zk Rollup은 이름에서 알 수 있듯이 유죄 추정과 유사한 zk 영지식 증명 기술(실제로 Validity Proof)을 사용합니다. 각 배치. .

사용자는 zkSync에서 트랜잭션을 제출하고 zkSync의 시퀀서는 트랜잭션을 실행 및 저장하고 이더리움 메인넷의 스마트 계약에 상태 증명 및 새 상태를 배치로 제출합니다.

zk는 실행이 잘못되지 않았음을 어떻게 증명합니까?

Prover(대부분의 경우 시퀀서)는 트랜잭션 실행에 대해 위조할 수 없는 증명을 생성하여 이러한 새로운 상태와 실행이 올바른지 증명합니다..Sequencer는 증명 및 기타 데이터를 압축하고 검증을 위해 Ethereum 메인 네트워크의 스마트 계약에 제출합니다.

데이터를 압축하여 가스 요금을 줄이는 방법은 무엇입니까?

롤업은 트랜잭션당 바이트 수를 압축할 수 있습니다.,Nonce 및 서명 등을 포함합니다.zk Rollup의 경우 상태 업데이트와 관련 없는 데이터를 업로드하지 않고 추가로 압축할 수 있습니다.,zk 증명은 이미 상태 업데이트의 정확성을 증명할 수 있고 낙관적 롤업에 도전해야 하므로 데이터의 이 부분을 무시할 수 없습니다.

둘 다 완전한 상태여야 하는 이유는 무엇입니까?

왜냐하면 시퀀서가 도망가는 것을 방지하기 위해서,mdnice 편집기

d) 두 가지 롤업 유형의 차이점

여전히 이해가 되지 않으면 아래 다이어그램을 확인할 수 있습니다.

Optimistic Rollup의 디자인은 Arweave에 가깝습니다. 메커니즘은 경제와 게임을 통해 설계되었습니다. 성능은 좋지만 100% 정확하다고 보장할 수는 없습니다.

zk Rollup의 설계는 Filecoin에 가깝습니다.메커니즘은 암호화 및 수학을 통해 설계되어 100% 정확성을 보장할 수 있지만 항상 추가 계산 및 시간 오버헤드가 있습니다.

차이점은하나는 챌린지 기간을 사용하여 오류를 수정할 수 있는지 확인하고 다른 하나는 암호화를 사용하여 오류가 발생하지 않도록 합니다.

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1. 롤업이 우수하다

먼저 롤업 네트워크의 전반적인 우수성을 살펴보겠습니다.

생태학: Arbitrum은 NFT 및 메타버스 생태학이 고갈되었습니다. Optimism은 거버넌스 및 커뮤니티와 함께 코인을 발행했습니다. StarkNet은 다양한 GameFi 혁신을 양조하고 있습니다. zkSync에는 많은 새로운 DeFi 프로젝트가 있습니다. 각 롤업은 독립적인 진영입니다.
확장성: 이론적 최고점만큼 높지는 않지만 TPS는 실제로 우수하지만 L2의 빠른 확인은 빠르고 저렴한 Web3 경험을 제공합니다.
경험: 개발자와 사용자에게 Rollup으로 전환하는 것은 간단한 문제이며 경험은 Ethereum과 거의 동일합니다.다양한 교차 체인 브리지, 지갑, Uniswap 및 기타 인프라도 사용자의 원활한 경험을 위해 제공됩니다. 좋은 생태계가 뒷받침합니다.
혁신: 롤업은 이미 이더리움 애플리케이션 혁신을 위한 훌륭한 토양이며 Polygon의 "대형 테스트넷" 네트워크보다 더 상상력이 풍부합니다.

또한 서브넷과 롤업의 비교에 관심이 있는 경우 참조할 수 있습니다.우리의 이전 연구,그리고 토그루이의 시점.

더 자세히 설명하면 주요 낙관적 롤업과 zk 롤업은 각각 다음과 같은 성능을 제공합니다.

Arbitrum: TVL은 약 24억 달러입니다. Nitro 업그레이드가 테스트 네트워크에서 시작되었으며 WASM-Geth는 성능 및 적응성을 최적화하기 위해 Arbitrum의 기존 VM을 대체하는 데 사용될 것입니다. 잠재력)
낙관주의: 통화가 발행되었으며 이를 기반으로 많은 "획기적이고 극도로 낙관적인 실험"이 이루어졌습니다(모든 종류의 실수, 은폐된 사실 및 무관심, 최근 종종 "이더리움 재단의 낭비된 왕자"로 실망한 사용자들에게 의문을 제기함). 베드락 업그레이드는 VM을 MIPS-Geth로 만들어 EVM 등가성을 달성하게 됩니다. Optimism의 개발자들은 zkMIPS의 개념에 대해 이야기해왔습니다. 앞으로 이 방향으로 열심히 일할 것인지 궁금합니다.
StarkNet: 현재 교차 체인 다리가 완전히 열리지 않았습니다.특수 언어 Cairo와 StarkNet의 개발 생태가 잘 확립되어 있으며 게임 생태는 주목할 가치가 있습니다.StarkEx의 Validium 모델도 dYdX, ImmutableX를 생산했습니다. 및 기타 응용 프로그램 및 StarkNet 자체도 결산 계층인 Build L3로 사용할 수 있습니다.
zkSync: 상대적으로 완전한 zkEVM을 최초로 만든 것입니다.버전 2.0의 Volition 모드를 통해 사용자는 zkPorter 또는 Ethereum 데이터 가용성 솔루션을 유연하게 선택할 수 있습니다.
Aztec: UTXO 모델의 private zk Rollup은 곧 Private DeFi 생태계를 지원할 예정입니다.(단, 트랜잭션 데이터의 크기가 크기 때문에 현재 추가 최적화가 필요합니다.) 일반 컴퓨팅을 지원하지는 않지만 몇 안 되는 모델 중 하나입니다. 실제 zk 롤업.
Fuel: V1은 낙관적 롤업이며 매우 분산되어 있습니다.V2는 일반적인 경로를 따르지 않고 EVM에 적응하지 않지만 UTXO 모델의 고성능 VM을 통해 병렬 tx 처리를 지원하며 생성에 전념합니다. 가장 빠른 실행 계층 .

이더리움을 메인 네트워크로 하는 롤업 외에도 다음이 있습니다.

everPay: Arweave 기반SCP 패러다임레이어2.
Milkomeda: Algorand의 EVM 롤업.
Orbis: Cardano의 Validium 모드에서 롤업합니다.

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2. 롤업 개선 필요

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a) 중앙 집중화

Rollup Network의 부드러운 사용자 경험은 보안을 타협하여 달성됩니다.,네트워크의 많은 구성 요소는 중앙 집중화되어 있지만 다음 세 가지 사항을 사용하여 이 문제에 대해 "변론"할 수 있습니다.

zk Rollup의 zk 증명은 수학적으로 위조될 수 없습니다.
사용자는 L1의 DA를 통해 모든 상태를 재구성할 수 있습니다.
신뢰 모델 자체는 중앙 집중식 스마트 계약입니다.

그러나 Rollup의 중앙 집중화는 여전히 검열 및 극도로 낮은 보안과 같은 문제로 이어지며 현재 중앙 집중화는 주로 다음과 같이 반영됩니다.

중앙 집중식 시퀀서:Optimistic Rollup과 zk Rollup의 시퀀서는 대부분 중앙집중형 형태로 존재한다. , 전체 네트워크가 다운되었습니다 ...
중앙화 업그레이드:대부분의 Rollup 네트워크 업그레이드는 중앙 집중식이므로 실제로 전체 Rollup을 해킹하는 비용은 네트워크의 수십억 TVL에 비해 무시할 수 있습니다.예를 들어 zkSync는 업그레이드를 관리하기 위해 보안 협의회를 사용합니다.로닌 해킹 사건 이전에 회상하면, 10억 개 이상의 자금이 극소수의 다중 서명에 의존하도록 하는 것은 절대적으로 안전하지 않습니다.

폐쇄형 소스 구성요소:Rollup의 일부 주요 구성 요소는 폐쇄 소스입니다.예를 들어 StarkNet의 거의 모든 주요 구성 요소는 오픈 소스가 아니며 여전히 중앙 집중식으로 개발되며 오픈 소스 라이선스가 없습니다.이것은 Web3가 아닙니다.

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b) 실제 성능

현재 롤업이 보여주고 있는 초고성능은 "거짓말"이다. 실제 Finality는 그다지 좋지 않고, 아직 성능 개선의 여지가 있다. 이것은 양날의 검이다.

사용자가 L2에서 트랜잭션을 제출하면 트랜잭션의 성공 또는 실패에 대한 피드백을 즉시 받게 되지만 실제로 이 즉각적인 사용자 경험은 L2에서만 Finality입니다.

데이터가 L1에 제출되지 않았거나 Prover가 아직 인증 또는 중재 창에 있는 기간 동안 데이터는 L1 Finality를 얻지 못했습니다.따라서 롤업의 사용자 경험은 실제로 사용자가 차용하기 때문에 매우 좋습니다. 롤업을 통해 일정 시간 동안 사용자가 소프트 확인으로 먼저 가져갈 수 있습니다.

위의 설계로 인해 다음과 같은 문제가 발생합니다.

가짜 최종성:실제 Finality는 이더리움과 같은 실제 블록체인에 데이터를 업로드할 때만이므로 Rollup의 실제 Finality는 얼마나 빠른지 고려해야 함), 이더리움에 데이터를 얼마나 자주 제출하는지에 대한 실제 분석은 다음과 같습니다. 체인의 데이터.

과장된 TPS:mdnice 편집기

c) 경제 메커니즘

우리는 Optimism의 토큰을 예로 들어 Layer2 Rollup의 비즈니스 및 경제 메커니즘, 토큰 모델 및 MEV를 연구합니다.

비즈니스 모델:롤업 이익 = Layer2 수수료 - Layer1 블록 공간 수수료(L1에 증명과 같은 데이터를 저장하고 검증하는 보안 비용) - 노드 서버와 같은 컴퓨팅 비용 중 Layer2 수수료 = 가스 수수료 + MEV + Layer2에서 부과하는 일부 프리미엄. 그러나 이 비즈니스 모델의 사용자는 노드로 참여할 수 없으며 롤업 개발자만 수익을 얻을 수 있습니다.다음은 Layer2 수수료 및 Layer1 블록 공간 수수료에서 Arbitrum 및 Optimism의 이점과 비용입니다.

토큰 메커니즘:옵티미즘의 네트워크는 좋은데 아직 토큰 이코노미가 약하다 OP는 다음과 같은 3가지 치명적인 문제가 있다 ) , 거버넌스 전용 2. 네트워크 수익 및 블록 공간의 가치를 포착할 수 없으며, 시퀀서가 벌어들이는 돈은 통화 보유자와 관련이 없습니다 3. 유통량이 매우 적고 매도 압력이 매우 높습니다 , 그리고 마켓 메이킹 중 사고는 상황을 더욱 악화시킵니다 이러한 문제는 Optimism의 문제일 뿐만 아니라 다른 Layer2 Rollup도 이러한 테스트에 직면할 가능성이 있습니다.
MEV: 롤업은 이제 중앙 집중식 시퀀서이기 때문에 시퀀서에서 이러한 이점을 포착할 수 있습니다. 분권화 및 채굴자 인센티브의 중요한 부분; 최악의 경우 롤업 네트워크는 종종 사용자에 대한 추가 세금으로 간주되기 때문에 MEV를 제거해야 합니다. 제공되는 메커니즘이지만 노드 성능에 대한 요구 사항이 더 높고 DDoS 비용이 줄어듭니다.

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3. Optimistic Rollup과 zk Rollup 간의 최종 성능 비교

나는 다른 기사처럼 Optimistic 및 zk Rollup 캠프의 TPS와 다른 종이 성능을 비교하고 싶지는 않지만 (궁금한 경우 기사 끝에 더 많은 참고 자료를 자세히 읽을 수 있습니다), 그 본질과 특성에서 , 뿐만 아니라 장기적인 결과 비교할 성능:

이 그림에 대한 자세한 해석과 주목할 점은 다음과 같다.

EVM 동등성 구현의 어려움: 실제로 EVM 호환성, 노드 구성 요구 사항 또는 최적화 측면에서 zk Rollup의 전반적인 구현 어려움은 Optimistic Rollup보다 높으며 이는 실제로 추가 오버헤드의 존재를 증명하는 방법입니다. ... 추가 증명 오버헤드는 네트워크 성능에 항상 추가 부담을 줄 뿐만 아니라 EVM 호환 기술 구현에 큰 장애물입니다.
개인 정보 보호 및 기타 요구 사항을 충족하는 것이 더 편리함: zk가 사용되었으므로 진정한 개인 zk-zk Rollup 개발의 어려움은 zk-Op Rollup보다 훨씬 쉬울 것입니다.물론 zk-Op Rollup 프로젝트도 있습니다. 이미 출시된 ZKOPRU와 같은
최적화 방향: Optimistic Rollup의 경우 병렬화된 tx 처리는 매우 직접적이고 효과적인 최적화이며 zk Rollup이 동일한 방식을 사용하는 경우(StarkNet의 다음 버전의 시퀀서가 병렬화될 수 있음) 장기적으로 여전히 Lost to 낙관적 롤업(추가 증명 오버헤드로 인해), 그래서 zk 롤업은 프랙탈 L3 스케일링의 대안을 취합니다. 즉, 롤업 위에 롤업을 계속 구축합니다. 맞음 동시에 L1이 L2의 L3 검증이 올바른지 여부를 확인할 수 있습니다.
특정 최적화 방향: 모두 로드맵과 예상 설계 계획에서 얻었으며 현재 실행이 없습니다.개인적으로 이러한 업그레이드를 완료하는 데 시간이 오래 걸릴 것이라고 생각합니다.이러한 업그레이드 중 일부는 도입과 같은 부작용이 있습니다. 새로운 메커니즘 추가 신뢰 가정이 필요합니다.

이 수치는 Optimistic Rollup의 성능이 장기적으로 zk Rollup의 성능보다 높을 것이라는 결론을 도출하지만, 수학이 보장하는 신뢰는 더 강합니다.롤업 성능의 최종 결과는 낙관적이라고 생각하지만 실제 전체 최종 결과는 zk가 될 것입니다.

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4. 롤업의 미래

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a) 탈중앙화

탈중앙화의 관점에서 우리는 시퀀서 및 계약 업그레이드 문제에 중점을 둡니다.미래에는 롤업이 탈중앙화되어야 합니다.,그런 다음 다음과 같은 분산 설계가 필요합니다.

분산 시퀀서:Optimistic Rollup의 시퀀서 메커니즘은 기본적으로 다양한 마법 변경의 PoS(리더 선출, MEV 경매, 회전 메커니즘)이며, Hermez의 Proof of Efficiency 또는 Proof of Validity Proof 또는 Tendermint PoS와 같은 zk Rollup의 메커니즘입니다. PoS 메커니즘이므로 실제로 추가 자본 비용이 필요합니다.
탈중앙화 계약 업그레이드:계약 업그레이드는 다중 서명으로 관리하지 말고 분산형 거버넌스 관리(토큰 관련) 또는 계약 업그레이드 권한을 완전히 포기(예: Uniswap V2 업그레이드 V3와 같은 비필수 업그레이드)하여 관리해야 합니다.
다국어 클라이언트:이더리움과 마찬가지로 다국어 클라이언트도 네트워크의 100% 가동 시간을 보장할 수 있는 탈중앙화를 위한 필수 조건입니다.