สถาบันวิจัย Delin Capital: การอภิปรายเกี่ยวกับโซลูชันการขยายเลเยอร์ 2 ของการขยาย Ethereum

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจากDealean Capital Researchพิมพ์ซ้ำโดย Odaily โดยได้รับอนุญาต

หมายเหตุบรรณาธิการ: บทความนี้มาจาก

พิมพ์ซ้ำโดย Odaily โดยได้รับอนุญาต

ในเดือนพฤษภาคม 2020 มีสิ่งที่เรียกว่า "Black Thursday" บนเครือข่าย Ethereum: Ethereum แออัดมากจน MakerDAO ไม่สามารถทำงานได้ตามที่คาดไว้ ในกรณีนี้ ผู้เข้าร่วมแต่ละคนสามารถประมูล "สินทรัพย์ที่มีหลักประกันต่ำกว่า" ซึ่งหมายความว่าผู้เข้าร่วมรายหนึ่งได้รับอนุญาตให้ประมูล ETH มูลค่า 4.5 ล้านดอลลาร์ที่ 0 ดอลลาร์ การพังทลายของ MakerDAO แสดงให้เราเห็นถึงผลที่ตามมาจากการปรับขนาดได้ไม่เพียงพอ

ตามที่ "Black Thursday" พิสูจน์แล้ว ภัยคุกคามด้านความปลอดภัยประเภทนี้ที่เกิดจากความแออัดของ Ethereum ได้กลายเป็นปัญหาที่ร้ายแรงมากในปัจจุบัน ) เพื่อแก้ปัญหาความสามารถในการขยายขนาด โซลูชันเหล่านี้ใช้บล็อกเชนเป็นฐานของความไว้วางใจเป็นหลักเทคโนโลยีการขยายเลเยอร์ 2 ย้ายธุรกรรมนอกเครือข่าย (ตรงข้ามกับเทคโนโลยีการขยายเลเยอร์ 1 ซึ่งเพิ่มปริมาณงานธุรกรรมของเชนพื้นฐาน) หากสร้างขึ้น โซลูชันการปรับขนาด Layer2 สามารถใช้ประโยชน์จากประโยชน์มากมายของบล็อกเชน (ความปลอดภัย การเปลี่ยนแปลงไม่ได้ การกระจายอำนาจ ฯลฯ) และต้องการการแลกเปลี่ยนและสมมติฐานที่น้อยลงโซลูชันการขยายตัวของ Ethereum Layer 2

หัวข้อของปัญหานี้คือการพูดคุยเกี่ยวกับโซลูชันการขยาย Rollup ที่เป็นที่นิยมในชุมชน Ethereum บนพื้นฐานของการทำความเข้าใจ Layer2

ชื่อเรื่องรอง

ก่อนอื่น Rollup คืออะไร?

Rollup เป็นโซลูชันการขยายเลเยอร์ 2 ที่คล้ายกับ Plasma ซึ่งยืมแนวคิดมากมายจาก Plasma Rollup นั้นคล้ายกับ Plasma ในแง่หนึ่ง ขยาย Ethereum โดยการย้ายธุรกรรมจาก off-chain ไปยังเลเยอร์ 2 side chain ที่ได้รับการปกป้องโดยเครือข่ายหลัก (นั่นคือ Layer 1) ทั้งสองสถานการณ์การปรับใช้สัญญาอัจฉริยะกับ mainnet ที่มีเงินทุนทั้งหมดฝากไว้ในไซด์เชนและพิสูจน์สถานะปัจจุบันของไซด์เชน ผู้ใช้และผู้ให้บริการ Sidechain ดูแลรักษา sidechains และตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการส่งการเปลี่ยนสถานะที่ถูกต้องไปยังสัญญา mainnet

Rollup สร้างขึ้นจากแนวคิด "Shadow Chain" เพื่อให้บรรลุความพร้อมใช้งานของข้อมูลโดยการบังคับใช้สถานะออฟไลน์และใช้เฉพาะ Ethereum blockchain การบล็อกการเผยแพร่หรือการอัปเดตสถานะของ Rollup จะเผยแพร่ข้อมูลบางส่วนไปยังเชนหลักของธุรกรรมแต่ละรายการเท่านั้นผ่าน tx CALLDATA ซึ่งปรับปรุงปริมาณงานและเอาชนะปัญหาการระงับข้อมูลที่ถูกโจมตีของไซด์เชน

การยกเลิกมีสองประเภท: การยกเลิกในแง่ดีและการยกเลิก ZK พวกเขาแตกต่างกันในแนวทางที่ใช้เพื่อให้แน่ใจว่าบล็อกไซด์เชนมีความถูกต้อง สำหรับ Optimistic Rollup ความถูกต้องจะรับประกันโดยหลักฐานการฉ้อโกงและสมมติฐานการซิงโครไนซ์ ในขณะที่สำหรับ ZK Rollup ความถูกต้องจะได้รับการรับรองโดยการพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้

ชื่อเรื่องรอง

Optimistic Rollup คืออะไร?

แนวคิดของ OptimisticRollup ถูกเสนอครั้งแรกโดย John Adler ที่ Ethereum Foundation Research Forum ในเดือนกรกฎาคม 2019 และ Optimistic Rollup นั้นใกล้เคียงกับโครงร่างแนวคิดดั้งเดิมของ Shadow Chain ทีมที่ทำงานเกี่ยวกับ Optimistic Rollup ได้แก่ Optimism (เดิมคือ Plasma Group), Fuel Labs, Arbitrum เป็นต้น

Optimistic Rollup หมายถึงการใช้ Ethereum Optimistic Virtual Machine (OVM) ในทางเทคนิคแล้ว เป็นการรวม Ethereum Virtual Machine (EVM) ซึ่งดำเนินการสถานะ "ในแง่ดี" ของเลเยอร์ 1 ตามการคาดการณ์สถานะข้อมูลของเลเยอร์ 2 เราสามารถเข้าใจได้ด้วยวิธีนี้: บนเครือข่าย Optimistic Rollup Layer2 ผู้ใช้มีเครื่อง (OVM) สำหรับประมวลผลธุรกรรมและสัญญาอัจฉริยะ และการดำเนินการรายวันทั้งหมดจะดำเนินการในเครื่อง Layer2 บนเครือข่าย Ethereum Layer1 ผู้ใช้มี OVM เหมือนกัน เครื่อง OVM แต่จะไม่ใช้มันเว้นแต่จะเกิดเหตุฉุกเฉิน หากมีคนคิดว่าการดำเนินการของ Layer2 OVM เป็นการหลอกลวง เขาสามารถเรียกใช้การดำเนินการอีกครั้งบนคอมพิวเตอร์ Layer1 OVM เพื่อพิสูจน์ความถูกต้องของการดำเนินการ เพื่อให้กลายเป็นโหนด Optimistic Rollup Layer 2 ผู้ใช้ (A) ต้องล็อกเงินบางส่วนในสัญญาอัจฉริยะ Layer 1 (กลายเป็น "Bond Aggregator") หากผู้ใช้ (A) ทำงานได้ไม่ดี และผู้ใช้รายอื่น (B) ในที่สุดก็พิสูจน์ได้ ว่าการดำเนินการของผู้ใช้ (A) เป็นการหลอกลวง เงินฝากของผู้ใช้ (A) จะถูกตัด และผู้ใช้ (B) จะได้รับเงินฝากเท่ากับจำนวนที่ลดลงเป็นรางวัล

Optimistic Rollup สามารถรองรับการชำระเงินแบบธรรมดาและ Smart Contract ที่ซับซ้อน และฐานรหัสที่มีอยู่ส่วนใหญ่สามารถย้ายไปยัง Optimistic Rollup ได้อย่างง่ายดาย ดังนั้น Optimistic Rollup จึงถือเป็นโซลูชันโดยตรง ในทางกลับกัน การย้ายสัญญาอัจฉริยะอย่างราบรื่นจากห่วงโซ่หลักของ Ethereum ไปยัง ZK Rollup นั้นค่อนข้างยากกว่า

ชื่อเรื่องรอง

ZKRollup คืออะไร?

กล่าวโดยย่อ ZK Rollup เป็นโซลูชันการปรับขนาด Layer2 ซึ่งเงินทุนทั้งหมดถูกถือครองโดยสัญญาอัจฉริยะบนเชนหลัก ในขณะที่ทำการคำนวณและการจัดเก็บนอกเชน และความถูกต้องของไซด์เชนนั้นได้รับการตรวจสอบโดยการพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้ ตรวจสอบให้แน่ใจ

ZK Rollup ถูกเสนอโดย Barry Whitehat ในปี 2018 การรับประกันความปลอดภัยนั้นเหมือนกับของ Layer1 พื้นฐาน (นั่นคือ Ethereum) ซึ่งสามารถสร้างบล็อกได้ภายในหนึ่งนาทีและเพิ่มปริมาณงานเป็น 2,000 tps โครงการที่ดำเนินการโดย ZK Rollup ได้แก่ Matter Labs และ Starkware

แทนที่จะรอสองสัปดาห์เพื่อสรุปบล็อกในห่วงโซ่เงา ZK Rollup แทนที่ความท้าทายในการฉ้อโกงด้วยการพิสูจน์ที่ไม่มีความรู้ บัญชีและยอดคงเหลือแสดงโดย Merkle tree ที่แยกจากกัน ราก Merkle เหล่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าไม่มีใครสามารถปลอมแปลงข้อมูลได้ รากของต้นไม้ Merkle แต่ละต้น (ต้นหนึ่งสำหรับบัญชีและอีกต้นสำหรับยอดคงเหลือ) จะถูกจัดเก็บไว้ในสัญญาอัจฉริยะบน Ethereum ที่ให้เพียง "การแสดงอย่างง่าย" ของสถานะของไซด์เชน ข้อมูลอื่นๆ ทั้งหมดจะถูกเก็บไว้นอกเชน

ZK Rollup เหมือนกับคุณกำลังคุยกับใครบางคน (เรียกว่าผู้ถ่ายทอด) ที่สร้างบล็อกและอัปเดตสถานะ การเปลี่ยนแปลงสถานะถูกแฮช ซึ่งเป็นกระบวนการป้อนข้อมูลของ SNARK (การพิสูจน์ความรู้เป็นศูนย์) ซึ่งรวมถึงหลักฐานความถูกต้องของธุรกรรมแต่ละรายการในบล็อกค่าสะสม ธุรกรรมถูกรวมเข้าด้วยกันและมีเพียงส่วนหัวเท่านั้นที่ลงนามและผูกพันกับเชนหลัก ดังนั้นปริมาณข้อมูลที่เก็บไว้ใน Ethereum chain จึงลดลง ลายเซ็นทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยหลักฐานที่ไม่มีความรู้ซึ่งเรียกว่า ZK-SNARK ซึ่งช่วยให้สามารถบีบอัดบันทึกธุรกรรมรวมได้

การคำนวณยังได้รับการปรับปรุงเนื่องจากการตรวจสอบลายเซ็นแต่ละรายการถูกแทนที่ด้วย SNARK เดียว ข้อมูลเพียงส่วนน้อย (รากของ Merkle สองตัวของสมุดที่อยู่และยอดคงเหลือ/ไม่มีข้อมูล 32 ไบต์ทั้งคู่) จะถูกเพิ่มลงในเชนหลัก และแสดงเพียงส่วนเล็กๆ ของข้อมูลธุรกรรมที่เผยแพร่บนเชนผ่าน CALLDATA หลังจากส่งการอัปเดตบล็อกหรือสถานะแล้ว ผู้ใช้สามารถตรวจสอบความถูกต้องของหลักฐานที่ไม่มีความรู้ หากธุรกรรมที่ท้าทายแจ้งสัญญาอัจฉริยะว่าข้อมูลบางอย่างไม่ถูกต้อง การบล็อกจะไม่ถูกต้องในที่สุด

ความท้าทายเหล่านี้จะถูกแทนที่ด้วย ZK-SNARK ใน ZK Rollups ซึ่งไม่สามารถส่งสถานะที่ไม่ถูกต้องหรือไม่ถูกต้องได้ SNARK พิสูจน์ว่าธุรกรรมชุดนี้ได้รับการลงนามอย่างถูกต้องโดยเจ้าของ และการอัพเดทยอดเงินในบัญชีนั้นถูกต้องจากราก Merkle เก่าไปยังราก Merkle ใหม่ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่รีเลย์จะมอบสถานะที่ไม่ถูกต้องหรือถูกบิดเบือน

ZK Rollup ส่งหลักฐาน ZK SNARK ไปยังสัญญา mainnet Rollup จากนั้น mainnet smart contract จะตรวจสอบและยอมรับหลักฐานที่ถูกต้อง กระบวนการนี้เกิดขึ้นเกือบจะทันทีและมีขนาดใหญ่ เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว Optimistic Rollup จะเสียสละความสามารถในการปรับขยายเพื่อปรับให้เข้ากับสัญญาอัจฉริยะบนเลเยอร์ 2 เสมอ และกระบวนการก็จะล่าช้าเล็กน้อยเพื่อให้ผู้ใช้มีเวลาท้าทายบล็อกที่ไม่ถูกต้องของ Bond Aggregator