風險提示:防範以"虛擬貨幣""區塊鏈"名義進行非法集資的風險。——銀保監會等五部門
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詳解Layer 2擴展解決方案Optimism是如何工作的
Tokenview
特邀专栏作者
2022-11-18 03:05
本文約4698字,閱讀全文需要約7分鐘
Optimism的設計與其他更複雜的L2結構相比具有許多顯著優勢。

二級標題

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Optimism設計理念

簡單性

Optimism 旨在為其提供的功能集盡可能簡單。理想情況下,Optimism 應該由安全、可擴展和靈活的L2 系統所需的最少數量的活動部件組成。這種簡單性使Optimism 的設計與其他更複雜的L2 結構相比具有許多顯著優勢。

簡單性降低了工程開銷,這反過來意味著可以將時間更多的花在新功能上,而不是重新創建現有功能。 Optimism 更喜歡盡可能使用現有的經過實戰考驗的以太坊代碼和基礎設施。這種理念在實踐中最明顯的例子是選擇使用Geth 作為Optimism 的客戶端軟件。在處理關鍵基礎設施時,簡單性也是安全性。一個簡單的協議意味著要編寫的代碼更少,因此潛在的錯誤也更少。外部貢獻者和審計員也更容易訪問乾淨且最小的代碼庫。所有這些都有助於最大限度地提高Optimism 協議的安全性和正確性。

簡單性對於Optimism 的長期願景也很重要。通過限制在以太坊工具之上編寫的代碼量,能夠將大部分時間直接用於現有代碼庫。 Optimism 也可以直接使以太坊受益,反之亦然。隨著Optimism 協議的鞏固和現有資源可以重新定向到核心以太坊基礎設施,這只會變得更加明顯。

可持續性

可持續性

可持續性

應用程序開發人員需要確保他們所構建的平台在很長一段時間內不僅可以運行而且具有競爭力。 Optimism 的設計過程是圍繞長期可持續性的理念構建的,而不是走捷徑來實現可擴展性。歸根結底,如果沒有維持它的生態系統,可擴展系統就毫無意義。

二級標題

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Optimistic Rollups

Optimism 採用optimistic Rollups技術,可以將大量交易數據“匯總”成以太坊上的一批數據,從而只收取一筆交易費用。這樣,交易的處理速度更快、成本更低,同時依賴於以太坊的安全性。我們將簡要解釋Optimistic Rollups 如何在高層次上工作。然後我們將解釋為什麼Optimism 被構建為Optimistic Rollups,以及為什麼我們認為它是解決我們所有設計目標的系統的最佳選擇。

Optimism 是一種“Optimistic Rollup”,它基本上只是描述區塊鏈的一種花哨方式,它依賴於另一個“父”區塊鏈的安全性。具體來說,Optimistic Rollups 利用其父鏈的共識機制(如PoW 或PoS),而不是提供自己的。在Optimism 的使用中,這個父區塊鍊是以太坊。

區塊存儲

所有Optimism 區塊都存儲在以太坊上的一個特殊智能合約中,稱為CanonicalTransactionChain (或簡稱CTC)。 Optimism區塊保存在CTC 內的一個僅附加列表中。這個僅附加列表形成了Optimism 區塊鏈。

CanonicalTransactionChain包含了一些代碼,用於保證現有的區塊列表不能被新的以太坊交易修改。但是,如果以太坊區塊鏈本身進行了重組,並且改變了過去以太坊交易的順序,這一保證就會被打破。 Optimism 主網被配置為能夠抵抗多達50 個以太坊區塊的區塊重組。如果以太坊經歷了比這更大的重組,Optimism 也會重組。

當然,不經歷這種重大的區塊重組是以太坊的一個關鍵安全目標。因此,只要以太坊的共識機制是安全的,就可以避免大規模的區塊重組。正是通過這種關係(至少部分地),Optimism 從以太坊中獲得了它的安全性。

區塊生產

Optimism 區塊生產主要由單方管理,稱為sequencer,它通過提供以下服務來幫助網絡:

  • 提供即時交易確認和狀態更新。

  • 構建和執行L2 區塊。

  • 向L1 提交用戶交易。

sequencer沒有內存池,交易會按照收到的順序立即被接受或拒絕。當用戶將他們的交易發送給sequencer時,它會檢查交易是否有效(即支付足夠的費用),然後將交易作為待處理區塊應用到其本地狀態。這些待處理的區塊會定期大批量提交給以太坊進行最終確定。這種分批處理過程通過將固定成本分攤到給定批次內的所有交易中來顯著降低整體交易費用。 sequencer還應用了一些基本的壓縮技術,以盡量減少發佈到以太坊的數據量。

因為sequencer被賦予了對L2 鏈的優先寫入訪問權限,所以當它決定了一個新的待處理區塊,sequencer可以提供一個強有力的保證來確定什麼狀態將被最終確定。換句話說,確切地知道交易的影響是什麼。結果,L2狀態可以非常迅速地可靠地更新。這樣做的好處包括快速、即時的用戶體驗,例如近乎實時的Uniswap 價格更新。

或者,用戶可以完全跳過sequencer,通過以太坊交易直接將他們的交易提交到

CanonicalTransactionChain。這通常更昂貴,因為提交此交易的固定成本完全由用戶支付,並且不會分攤到許多不同的交易中。但是,這種可選的提交方法的優點是可以抵抗序列器的審查。即使sequencer正在積極審查用戶,用戶也始終可以繼續在Optimism 上發送交易。

為了讓用戶能夠以抗審查的方式執行提款,匯總必須允許參與者以去信任的方式將交易結果發佈到以太坊。目前,Optimism基金會是唯一能夠在分散“結果提案”角色時發布交易結果的實體。雖然不是Optimism 獨有的,但在使用系統時了解這些安全屬性是值得的。未經許可的結果發布應與Cannon的生產版本一起引入故障證明系統。

區塊執行

以太坊節點從以太坊的p2p 網絡下載區塊。 Optimism 節點直接從CanonicalTransactionChain合約中僅附加的區塊列表中下載區塊。

Optimism 節點由兩個主要組件組成,即以太坊數據索引器和Optimism 客戶端軟件。以太坊數據索引器,也稱為“數據傳輸層” (或DTL),從發佈到CanonicalTransactionChain合約的區塊中重構Optimism 區塊鏈。

DTL 搜索由CanonicalTransactionChain表明新的Optimism 塊已發布的信號發出的事件。然後它檢查發出這些事件的交易,以標準以太坊塊格式重建已發布的區塊。

二級標題

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在L1和L2之間標準橋

Optimism 旨在讓用戶可以在Optimism 和以太坊上的智能合約之間發送任意消息。這使得在兩個網絡之間轉移資產(包括ERC20 代幣)成為可能。這種通信發生的確切機制取決於消息發送的方向。 Optimism 使用標準橋(StandardBridge)允許用戶將資產(ERC20 和ETH)從以太坊存入Optimism,並允許將相同的資產從Optimism 提取回以太坊。

標準橋由兩個主要合約組成L1StandardBridge(對於第1 層)和L2StandardBridge(對於第2 層)。

Deposits

存入ERC20

ERC20 存款到L2 可以通過L1StandardBridge 上的depositERC20和depositERC20To函數觸發, 必須批准標準代幣橋才能使用您想要存入的代幣數量,否則存款將失敗。

存入ETH

ETH 存入L2 可以通過L1StandardBridge 上的depositETH和depositETHTo函數觸發。也可以通過將ETH 直接發送到L1StandardBridge。一旦用戶的存款在Optimism 上被檢測到並最終確定,用戶的賬戶將在L2 上獲得相應數量的ETH。

Withdrawals

提取ERC20

ERC20 提款可以通過L2StandardBridge 上的withdraw或withdrawTo函數觸發。

提取ETH

二級標題

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故障證明

在Optimistic Rollup 中,狀態承諾會在沒有任何直接證明這些承諾有效性的情況下發佈到以太坊。相反,這些承諾在一段時間內被視為待處理(稱為“挑戰窗口”)。如果提議的狀態承諾在挑戰窗口期間(當前設置為7 天)未受到挑戰,則將其視為最終承諾。一旦一個承諾被認為是最終的,以太坊上的智能合約可以安全地接受基於該承諾的Optimism狀態的證明。

原文鏈接:

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https://community.optimism.io/docs/how-optimism-works/#moving-from-ethereum-to-optimism

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