Kế hoạch mở rộng quan trọng của Ethereum: Báo cáo trạng thái tổng hợp lạc quan (ở giữa)

Hoàn thành EVM: Máy ảo lớp 2

Để các tính toán hợp đồng thông minh Lớp 2 không đáng tin cậy, phải có một phương án dự phòng để thực hiện các tính toán như vậy ở Lớp 1 dưới một hình thức nào đó. Có thể thấy rằng ORU hỗ trợ một EVM hoàn chỉnh và Lớp 2 cần có máy ảo riêng, có thể được thực thi trong lớp cơ bản của EVM, và việc tạo và triển khai hiệu suất cao cho điều này không phải là một nhiệm vụ dễ dàng. Tóm lại, EVM không được thiết kế để tự chạy. Bạn có thể tải xuống từEIPHãy đọc về một số thách thức này trong , phần này cũng thảo luận về khả năng sửa đổi EVM để kết hợp trực tiếp chức năng này vàTổng quan của Kelvin Fitcher về vấn đề này trong Plamsa。 

Do đó, tất cả năm dự án EVM đầy đủ đều tạo các phiên bản EVM đã sửa đổi của riêng chúng để triển khai Lớp 2. Để đảm bảo bằng chứng gian lận đáng tin cậy và có thể dự đoán được, việc thực thi máy ảo phải mang tính quyết định; nghĩa là, tại thời điểm chứng minh, nó phải có khả năng tái tạo chính xác các tình huống mà gian lận được phát hiện ban đầu. Do đó, các hoạt động không xác định phải được sửa đổi hoặc loại bỏ hoàn toàn, ví dụ: kiểm tra chiều cao khối, độ khó và dấu thời gian. Tương tự như vậy, các opcode để tạo hoặc hủy hợp đồng cũng cần phải được loại bỏ, vì logic này là đặc biệt. Do đó, các hợp đồng Lớp 1 trên ORU có thể yêu cầu một số sửa đổi nhỏ đối với mã Solidity trước khi được triển khai vào chuỗi ORU.

bằng chứng gian lận

Tất cả các ORU EVM đầy đủ đều có chung một số điểm chung cơ bản về cách chúng hỗ trợ chứng minh gian lận: trạng thái của chuỗi ORU được sắp xếp và cam kết định kỳ, cũng như hàm băm của các hoạt động tính toán, bao gồm cả việc thực hiện chuyển đổi trạng thái. (Trong tất cả các thực tiễn, trách nhiệm cam kết tạo và xác minh gốc trạng thái thuộc về người vận hành, không phải người dùng). Bằng chứng gian lận sử dụng dữ liệu này một phần để cho thấy rằng các bước đã gửi không thực sự chuyển đổi chính xác trạng thái ban đầu thành trạng thái cuối cùng.

Sự khác biệt chính trong thực hành EVM đầy đủ là cách họ xử lý các bằng chứng gian lận này một cách tương tác. ORU về cơ bản phải chứa đủ dữ liệu cuộc gọi để hành vi gian lận có thể được phát hiện ngay lập tức và cuối cùng nhận được sự đồng thuận của chuỗi chính. Tuy nhiên, quy trình thực hiện bằng chứng gian lận này khác nhau giữa các công trình xây dựng.

Trong các chương trình chứng minh gian lận một vòng (đôi khi, được gọi một cách khó hiểu là "không tương tác", gian lận luôn có thể được chứng minh trong một giao dịch hoặc trong nhiều giao dịch bởi một bên. Ưu điểm của điều này là các tranh chấp có thể được "giải quyết" ngay lập tức, không có vectơ phức tạp, do đó không cần ràng buộc đối với người chứng minh gian lận và nó rất đơn giản để vận hành. Gian lận là điều hiển nhiên trong nhiều vòng chứng minh gian lận, nhưng cần có một số bước tương tác giữa người chứng minh gian lận và nhà sản xuất khối. Ưu điểm của điều này là chi phí gas thấp hơn (trong một số trường hợp thấp hơn) và chi phí dữ liệu trên chuỗi cũng có thể thấp hơn.

Bằng chứng gian lận vòng đơn

Tất cả các ORU của Nutberry, Optimism và Celer đều hỗ trợ bằng chứng gian lận một vòng. Điều này yêu cầu mọi giao dịch phải được cam kết với gốc hậu trạng thái được tuần tự hóa. Trong mô hình của Optimism, Celer cũng bị ảnh hưởng trực tiếp và nếu phát hiện gian lận, người chứng minh gian lận sẽ công bố trạng thái ban đầu của giao dịch và thời gian (khe) của trạng thái cuối cùng, đồng thời cho phép chuỗi chính thực hiện đầy đủ giao dịch. (Luồng này tương tự như ứng dụng khách không trạng thái được sử dụng để xác thực các khối Ethereumstateless clientmô hình rất giống nhau). Lý tưởng nhất là một giao dịch chỉ yêu cầu một lượng thời gian trạng thái tối thiểu (khe) để chứng minh gian lận. Nhưng về nguyên tắc, các giao dịch có thể cần đọc một lượng lớn dữ liệu trạng thái. Nếu bằng chứng gian lận là dữ liệu và/hoặc tính toán chuyên sâu và khó đưa vào khối chuỗi chính, thì Chủ nghĩa lạc quan có thể chia bằng chứng thành nhiều giao dịch (lưu ý rằng các giao dịch này vẫn được gửi bởi người chứng minh gian lận. Vì vậy, theo một nghĩa nào đó, bước bổ sung này không đủ điều kiện là "tương tác".)

Cách tiếp cận của Nutberry cũng tương tự, nhưng sử dụng một "phép tính có kiểm soát (gated computing)" để thực thi hợp đồng. Hợp đồng thông minh được vá để bao gồm các điểm kiểm tra. Trong mô hình này, các giao dịch cam kết với nhiều gốc trạng thái trung gian chi tiết hơn, có thể yêu cầu nhiều dữ liệu hơn nhưng trong các khối nhỏ hơn. Thực thi bằng chứng gian lận.

Nhiều vòng chứng minh gian lận

Người chứng minh cần tương tác với người chứng minh gian lận theo nhiều bước để quyết định xem nhiều vòng chứng minh gian lận có đúng hay không. Chìa khóa, theo định nghĩa của ORU, là công bố đủ dữ liệu mà bất kỳ người tham gia hoặc người quan sát trung thực nào cũng có thể xác định ngay từ đầu bên nào đang nói sự thật, từ đó dự đoán kết quả của giai đoạn thử thách.

Trong trường hợp của Interstate One, giao dịch chứa gốc trạng thái và gốc Merkle được gửi đến bước thực hiện tương ứng khi xuất bản, thay vì đến chính bước đó. Theo một nghĩa nào đó, sự phục tùng này là một giả định "lạc quan" thứ cấp. Chỉ khi người xác minh đặt câu hỏi, nhà điều hành mới đăng ngăn xếp thông báo EVM trong dữ liệu cuộc gọi, mà người xác minh có thể sử dụng để chứng minh gian lận trong thời gian ngắn. Trong trường hợp xấu nhất, quá trình này mất tổng cộng 3 vòng và yêu cầu dữ liệu cuộc gọi tuyến tính theo số bước trong các giao dịch liên quan (so với bằng chứng gian lận một vòng yêu cầu dữ liệu tuyến tính trong mọi trường hợp).

Công nghệ tiên tiến nhất trong việc nâng cao tính tương tác là Arbitrum Rollup của Offchain Labs, giúp giảm thiểu dấu chân trên chuỗi. Với Arbitrum, chỉ các khối chứ không phải giao dịch mới cần được cam kết với trạng thái gốc. Giống như Xa lộ liên tiểu bang, chúng cũng bao gồm việc tính toán các giá trị băm cam kết. Nếu hai bên đưa ra các tuyên bố trái ngược nhau, họ sẽ tham gia tranh chấp trong đó họ tương tác để tìm ra một bước tính toán duy nhất được thực hiện không hợp lệ (nếu có gian lận, về nguyên tắc phải tồn tại ít nhất một bước không hợp lệ).

Họ làm điều này bằng cách thực hiện tìm kiếm nhị phân hiệu quả trong ngăn xếp cho đến khi gian lận bị cô lập: tức là, người chứng minh gian lận đi qua ngăn xếp, yêu cầu hàm băm trạng thái ở một nửa điểm, sau đó chia đôi ngăn xếp và lặp lại một nửa được biết là không hợp lệ. Quá trình này được lặp lại cho đến khi chỉ còn một thao tác không hợp lệ, sau đó thao tác này sẽ được thực thi trên chuỗi. Do đó, trong trường hợp xấu nhất, quy trình này yêu cầu (n) bước nhật ký (trong đó n là số lượng toán hạng) và yêu cầu tính toán Lớp 1 tối thiểu.

Một tính chất đáng ngạc nhiên của cách tiếp cận này là không cần phải đình chỉ phần còn lại của hệ thống mặc dù tranh chấp đang diễn ra. Người dùng và nhà sản xuất khối có thể tiếp tục giao dịch như bình thường. "Tranh cãi" có thể được coi là một nhánh trong cây các khả năng. Người dùng trung thực có thể xác minh và xác định bên nào trung thực và dựa vào đó để xem tranh chấp cuối cùng sẽ được giải quyết như thế nào. Do đó, thời lượng tranh chấp không làm trì hoãn phần còn lại của hệ thống. Để biết thêm thông tin, xemHow Arbitrum Rollup Works。

Ứng dụng tổng hợp cụ thể

Dự án ORU hỗ trợ nhiều chức năng bị hạn chế hơn trong khi tìm cách tối ưu hóa xung quanh các trường hợp sử dụng cụ thể hơn: thanh toán được mã hóa, trao đổi phi tập trung, thanh toán riêng tư và di chuyển hàng loạt. Mỗi trong số bốn giao thức là khác biệt và sẽ được khám phá riêng.

Nhiên liệu ("Bitcoin trên chuỗi khối")

Fuel đang triển khai một sidechain ORU dựa trên UTXO, tập trung vào thanh toán với mô hình dữ liệu tương tự như Bitcoin. Thiết kế này cần phải cân bằng một số tính năng hợp đồng thông minh để đơn giản hóa, xác minh rẻ hơn và chống gian lận. Trên thực tế, nhiều suy nghĩ về sự đánh đổi giữa Nhiên liệu và EVM ORU đầy đủ cũng tương tự như sự đánh đổi giữa Bitcoin và Ethereum.

Giống như Bitcoin, trạng thái của Chuỗi nhiên liệu được định nghĩa hoàn toàn là tập hợp tất cả các đầu ra giao dịch chưa được sử dụng; không yêu cầu tuần tự hóa gốc trạng thái. Các mô hình hỗ trợ bằng chứng gian lận ngắn gọn với Greg Maxwell vào năm 2014Greg Maxwell in 2014Mô hình ban đầu được đề xuất cho Bitcoin cũng tương tự (và được tìm thấy lại vào năm 2019 bởi một mình John Adlerand independently rediscovered by John Adler in 2019); Giao dịch rất giống với giao dịch Bitcoin, nhưng chứa trường dữ liệu bổ sung chỉ định nơi mỗi đầu vào được xử lý. Với vùng dữ liệu này, một hoặc hai bằng chứng bao gồm có thể được sử dụng để chứng minh tất cả các trường hợp gian lận (tấn công chi tiêu gấp đôi, đầu vào giả mạo, v.v.) trong một vòng. Ngoài các bằng chứng gian lận chi phí thấp, mô hình UTXO cũng hứa hẹn xác minh hiệu suất cao hơn - các mẫu truy cập trạng thái tốt hơn và tính song song (so với việc thực thi EVM xác minh được thực hiện đồng bộ).

đâyđây）。

ZK-Optimistic-Rollup của ANON ("ZCash trên chuỗi khối")

đâyđây); Yêu cầu quỹ có dạng "phát hành" kiểu UTXO; các khoản thanh toán dẫn đến phát hành mới và tạo ra "số vô hiệu" ghi lại rằng đợt phát hành được sử dụng để ngăn chi tiêu gấp đôi trong tương lai. Các giao dịch cũng bao gồm ZK-SNARK có thể được chứng minh là đáp ứng tất cả các điều kiện hợp lệ mà không thực sự tiết lộ bất kỳ chi tiết nào cho người quan sát.

Để duy trì bằng chứng gian lận ngắn gọn, ZK-ORU có một tính năng không có trong ZCash: thông báo thu hồi được lưu trữ trong cây Merkle thưa thớt và được cập nhật với mỗi khối ORU mới. Điều này giúp dễ dàng chứng minh tư cách thành viên (đã cam kết) và không phải là thành viên (không cam kết). Như với tất cả các ORU khác, việc tính toán bị trì hoãn một cách lạc quan, bao gồm cả việc xác minh chính SNARKS. Tất cả các trường hợp gian lận, bao gồm cả SNARK không hợp lệ, có thể được chứng minh chỉ trong một bước.

Lưu ý rằng gánh nặng tạo SNARK thuộc về người dùng; ANON yêu cầu khách hàng dành 10-30 giây để tạo SNARK.

(Cũng lưu ý rằng mặc dù có tên và các thành phần tương tự, nhưng ZK-Optimistic-Rollup thực sự khác với ZK-Rollup ở chỗ nó không nhất thiết cung cấp quyền riêng tư, không sử dụng bằng chứng gian lận và sử dụng SNARK do nhà điều hành tạo để chứng minh Tính hợp lệ của nó. Chào mừng bạn đến với tiền điện tử.)

Trung tâm ORU của WCL

Hoạt động ORU này nhằm mục đích trở thành tiêu chuẩn cho các giao dịch hàng loạt giữa các chuỗi tổng số và là phương tiện để người dùng tự nguyện di chuyển tiền của họ để nâng cấp hợp đồng.

Bản thân hoạt động này là một chuỗi thanh toán đơn giản, chỉ dựa trên tài khoản, giống như Fuel, cung cấp bằng chứng gian lận và xác minh dữ liệu giá rẻ. Mục đích chính của việc xây dựng này là thiết lập một kiến ​​trúc tiêu chuẩn để có thể chuyển trực tiếp giữa các chuỗi khác nhau, tức là không phải rút tiền từ một chuỗi và gửi lại vào chuỗi khác. Điều này có thể đạt được bằng cách hỗ trợ tiền gửi theo lô và thiết lập các kết nối chéo một chiều giữa các chuỗi. Ngay khi trình xác thực trên chuỗi đích phát hiện gian lận trên chuỗi gốc, khoản thanh toán có thể được coi là cuối cùng mà không có thêm bất kỳ sự chậm trễ nào. Điều này phù hợp với nghiên cứu về giao tiếp giữa các phân đoạn ETH 2.0ETH 2.0 cross shard communicationLogic cũng tương tự như vậy.

Mặc dù trường hợp sử dụng chính được lên kế hoạch là khả năng nâng cấp, nhưng một trường hợp sử dụng tiềm năng khác cho cơ chế này là di chuyển giữa các chuỗi tổng số trực tiếp, riêng biệt, riêng biệt và chúng tôi cần nghiên cứu thêm về điều này. Thông tin chi tiết khác về giao thức chính xác để di chuyển liên chuỗi các bản tổng hợp và các chuỗi chuẩn cần được xác nhận vẫn chưa được công khai và sẽ được liên kết tại đây trong tương lai.

IDEX 2.0

Điểm độc đáo của IDEX là họ sử dụng ORU làm phiên bản mở rộng tốt nhất của dự án đã được đưa vào sản xuất. Hợp đồng IDEX hiện đang chạy trên mạng chính. Mô-đun trạng thái được sử dụng bởi hợp đồng IDEX (state) hơn bất kỳ ứng dụng Ethereum nào khác.

Chuỗi tổng số của IDEX 2.0 hỗ trợ chức năng trao đổi phi tập trung loại đơn đặt hàng đăng ký và được xây dựng xung quanh trường hợp sử dụng cụ thể này. Chuỗi chịu trách nhiệm thực hiện các lệnh, duy trì số dư của người dùng, cho phép thiết lập xảy ra các chức năng khác như các loại lệnh nâng cao hơn, công cụ giao dịch tự động, v.v.

Trình xác thực trong ORU của IDEX phải có mã thông báo IDEX. Người xác nhận gửi biên lai chứng thực các khối đã xuất bản và được khen thưởng và/hoặc bị phạt dựa trên chữ ký của họ trên các khối hợp lệ và việc phát hành bằng chứng gian lận hợp lệ (nếu họ chọn chấp nhận xác thực "rủi ro" đầy đủ). Phần thưởng được trả bằng cách sử dụng một phần phí giao dịch và mã thông báo riêng (phân tích mô hình kinh tế tiền điện tử nằm ngoài phạm vi của bài viết này; để biết thêm thông tin, vui lòng tham khảo sách trắng IDEX 2.0DEX 2.0 whitepaper）。

Trong giao thức, các nhà sản xuất khối chỉ tải lên gốc Merkle của khối làm đầu vào ban đầu và chỉ xuất bản nội dung khối lên dữ liệu cuộc gọi khi bị thách thức. Vì tính khả dụng của dữ liệu khối tổng số không thể được đảm bảo trên chuỗi, nên điều này không hoàn toàn phù hợp với định nghĩa về "Bản tổng hợp lạc quan" ở trên; trên thực tế, họ gọi nó là "Bản tổng hợp được tối ưu hóaOptimized Optimistic Rollup'. Sau khi dữ liệu cuộc gọi được tiết lộ, sẽ có một hoặc hai bước bổ sung để chứng minh gian lận. Ý nghĩa về độ tin cậy/bảo mật của phương pháp này sẽ được thảo luận bên dưới.

Tác giả: Daniel Goldman (Daniel Goldman) kỹ sư phần mềm tự do, cố vấn kỹ thuật, tác giả

Hiệu đính: Samuel

Hiệu đính: Samuel