Kế hoạch mở rộng quan trọng cho Ethereum: Báo cáo trạng thái Tổng hợp lạc quan (Phần 1)

Đọc bài viết này mất 27 phút

Optimistic Rollup được coi là giải pháp mở rộng Ethereum hứa hẹn nhất.

Tiêu đề gốc: "Kế hoạch mở rộng quan trọng của Ethereum: Báo cáo trạng thái tổng hợp lạc quan (Phần 1)"

Nguồn gốc: DAOSquare

Nếu không có nghiên cứu này báo cáo được tài trợ bởi MolochDAO. Tôi nghĩ DAOSquare sẽ không thể dịch một bài báo học thuật "kỹ thuật" như vậy (ít nhất là không phải ở giai đoạn này). Tuy nhiên, khả năng mở rộng của Ethereum thực sự là một chủ đề quan trọng và nóng hổi. Các giải pháp hiện có bao gồm Optimistic Rollup và Zk Rollup. Optimistic Rollup là một giải pháp mới nổi đã lâu không được đề xuất và được coi là kế hoạch mở rộng hứa hẹn nhất. Vậy hôm nay mọi chuyện thế nào? Triển vọng là gì? Tác giả của bài viết này, Daniel Goldman, đã hoàn thành báo cáo này thông qua nghiên cứu sâu rộng. Bây giờ DAOSquare sẽ chia sẻ kết quả với mọi người. Tuy nhiên, do độ dài quá "khủng" nên chúng tôi sẽ trình bày thành ba phần, và bài viết này là phần chính phần đầu tiên.

Tổng quan về mặt kỹ thuật của Hệ sinh thái cuộn lạc quan mới nổi của Ethereum

Bóng lăn lạc quan (Daniel Bản gốc của Goldman, 2020)

Báo cáo sau đây được MolochDAO ủy quyền và John Adler đưa ra các ý kiến/đánh giá có liên quan; tuy nhiên, tất cả các ý kiến trong bài viết này đều là của riêng tôi. Hơn nữa, đánh giá dự án chỉ thể hiện một bản tóm tắt hiện trạng tại thời điểm xuất bản báo cáo này (tháng 2 năm 2020). Mọi thứ đang thay đổi, đừng hứa hẹn quá nhiều.

Màn sương mù bao phủ cộng đồng mở rộng Ethereum--Optimsitc Rollup

Vào nửa cuối năm 2019, Optimistic Rollups (ORU hoặc Optiroll) nhanh chóng trở nên phổ biến dưới dạng giao thức mở rộng Ethereum Lớp 2. Bài viết này nhằm mục đích cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ sinh thái phát triển ORU mới nổi tính đến thời điểm viết bài (tháng 2 năm 2020). Trước tiên, chúng tôi đặt các đặc tính lý thuyết của ORU trong bối cảnh không gian thiết kế Lớp 2, sau đó so sánh các quyết định thiết kế về phương pháp và kỹ thuật của các dự án khác nhau cũng như những sự đánh đổi khác nhau có liên quan. 9 dự án bao gồm:

·Fuel Labs
·ANON
·Whitehat, Cellani, Lim ( viết tắt là 「WCL」 )
·Pinkiebell
·Phòng thí nghiệm ngoại tuyến

·Mạng liên bang
·Lạc quan
·IDEX
·Celer

Nhấp vào đây để xem lại sự khác biệt của chúng. Cuối cùng, chúng ta sẽ đi sâu vào một số câu hỏi định tính xung quanh cách các dự án trên thực hiện trong không gian.

Nền tảng và lý thuyết

Mặc dù nổi tiếng nhưng các chuỗi khối mở và không cần cấp phép cũng có nhiều vấn đề: tất cả các nút đầy đủ trong mạng phải hiển thị và xác minh mọi giao dịch được hệ thống xử lý; cực kỳ kém hiệu quả (tương đối (so với thanh toán kỹ thuật số tập trung) systems) là trung tâm của những thách thức mở rộng gây tranh cãi nhiều của tiền điện tử.

Giao thức lớp 2 là một cách để giảm bớt gánh nặng này. Chuyển từ việc tất cả các nút xác thực đầy đủ tất cả các giao dịch sang chỉ có các bên quan tâm (chẳng hạn như những người muốn truy cập vào tiền của họ) xác thực cục bộ một số tập hợp con giao dịch, theo một cách nào đó, hình dạng hoặc hình thức) để chuyển gánh nặng này. Điều quan trọng là chúng giữ lại lớp cơ sở của mô hình bảo mật không cần tin cậy trong khi không dựa vào các tài nguyên khác ngoài phần mềm do người dùng tự chạy.

◉ Tính sẵn có của dữ liệu: Đã giải quyết

Trong giai đoạn đầu phát triển Ethereum Lớp 2, các nhà phát triển đã lên kế hoạch hoạt động theo giả định ngầm rằng lớp cơ sở "giảm gánh nặng xác minh" bằng cách cô lập hoàn toàn (một số) dữ liệu giao dịch bên trong chuỗi khối bên ngoài. (Xem bài viết đầu năm 2018 của Josh Stark Tìm hiểu về Lớp 2 của Ethereum để biết suy nghĩ vào thời điểm đó).

Các giao thức tiền điện tử có các đặc tính kinh tế cố hữu có thể khuyến khích các nhà sản xuất khối chia sẻ khối nhanh chóng và rộng rãi (trừ khi các trường hợp khai thác ích kỷ); lớp cơ sở blockchain đôi khi được gọi là "công cụ sẵn có của dữ liệu". Việc đảm bảo rằng dữ liệu được công khai (hoàn toàn) đảm bảo rằng dữ liệu có thể được xác minh và các giao dịch không hợp lệ gần như không thể được thực hiện.

Do đó, trong kịch bản Lớp 2, nếu muốn tách biệt hoàn toàn dữ liệu bên ngoài chuỗi, chúng tôi sẽ không thể thực hiện được nữa đảm bảo rằng chúng tôi có sẵn dữ liệu này; bởi vì dữ liệu có thể bị giữ lại bởi những người lo ngại về tính hợp lệ của nó. Vì vậy, chúng ta phải tìm ra cách nào đó để đảm bảo rằng các cập nhật trạng thái không hợp lệ không xảy ra trong trường hợp cực đoan này. Đối với các hệ thống Lớp 2, vấn đề che giấu dữ liệu luôn là tình huống xấu nhất khó khăn nhất; bởi vì điều tồi tệ nhất là khám phá sự thật mà không có thông tin.

Nếu định nghĩa của chúng tôi đủ lỏng lẻo, tất cả các giải pháp cho vấn đề che giấu dữ liệu này có thể được chia thành hai loại chính: kênh trạng thái và Plasma ( kênh và Plasma). Nếu hai bên ở cùng một kênh và cả hai bên đều đồng ý thì việc cập nhật dữ liệu ngoài chuỗi sẽ thực sự hiệu quả. Do đó, nếu Alice chọn giữ lại dữ liệu của Bob, Alice sẽ được cập nhật; việc giữ lại dữ liệu không mang lại lợi ích gì cho cô ấy. Ngược lại, Plasma không có yêu cầu về sự thỏa thuận chung này. Điều này trực tiếp dẫn đến khả năng trong Plasma có thể xảy ra các cập nhật không hợp lệ nếu người dùng không có bất kỳ bằng chứng trực tiếp nào. Ngay cả trong trường hợp này, Plasma vẫn có thể đảm bảo rằng người dùng nắm giữ dữ liệu ngoài chuỗi cần thiết để chứng minh và đảm bảo quyền sở hữu tài sản của họ trong giai đoạn thử thách tương tác.

Kết quả thực tế là các kênh trạng thái đã trở thành cấu trúc Lớp 2 đầu tiên. Mọi người dễ hiểu và các kênh trạng thái (có thể) giải quyết được một số thách thức nghiên cứu cơ bản và chúng tôi thấy các ứng dụng của kênh trạng thái trong Bitcoin và Ethereum. Kênh trạng thái có một số thuộc tính hữu ích, chẳng hạn như giao dịch tức thời, rất phù hợp với nhu cầu của một số ứng dụng cụ thể. Mặc dù nó là một giải pháp mở rộng tổng quát hơn nhưng nó vẫn còn hạn chế ở một mức độ nào đó. Các kênh vốn đã độc lập với nhau và các kết nối không đáng tin cậy sẽ dẫn đến sự thiếu hiệu quả về vốn và/hoặc các hạn chế đối với các đường dẫn luồng có sẵn. (Trước đây tôi đã xuất bản các giới hạn có liên quan và chiến lược giải quyết trên Lightning Network của Bitcoin.)

Plasma dự kiến sẽ cung cấp một giải pháp linh hoạt hơn. -Giải pháp mở rộng chuỗi giúp người tham gia tương tác với nhau dễ dàng hơn nhưng hành trình phát triển của nó khó khăn hơn. Thông tin chi tiết về những thách thức kỹ thuật của Plasma nằm ngoài phạm vi của bài viết này. Tuy nhiên, nói một cách (rất) đơn giản, việc không thể đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu khiến việc giữ lại nhiều tính năng ngay lập tức trở nên khó khăn, chẳng hạn như: hỗ trợ thanh toán theo giá tùy ý, giảm thiểu yêu cầu xác thực/lưu trữ của người dùng, tránh các tình huống thoát với số lượng lớn và hỗ trợ logic hợp đồng thông minh. Mặc dù những vấn đề này có thể được giảm thiểu nhưng việc giải quyết một rào cản này thường phải trả giá bằng việc làm trầm trọng thêm một rào cản khác. Nói tóm lại, thật khó để làm cho nó chính xác và ngay cả khi những cấu trúc này đủ khả thi, thì độ phức tạp của chúng có thể khiến việc thực hành trở nên khó khăn và chậm chạp. (Tôi đã xuất bản ở đây và ở đây phân tích tiến trình hợp lý của Plasma Cash và các biến thể của nó cũng như những thách thức mà chúng đặt ra.

Các vấn đề với Plasma đã khiến một số người thậm chí nghĩ rằng nó sẽ tuyên bố sự sụp đổ của mình. Ngay cả khi một số người cho rằng điều này là quá sớm (như tôi), không thể nghi ngờ rằng Plasma khó khăn và phức tạp hơn dự kiến, và việc truyền tải tốc độ không gian dẫn đến chậm hơn so với ban đầu hy vọng. Khi Plasma bị đình trệ, cộng đồng Ethereum đang khao khát thứ gì đó tương tự như một sidechain không giám sát với các thuộc tính của sidechain. Tại thời điểm này, về mặt trạng thái nghiên cứu và triển khai, Optimistic Rollup đã xuất hiện.

◉ Tính sẵn có của dữ liệu: Nhượng bộ

Chúng tôi có thể tìm thấy dấu vết của cấu trúc Tổng hợp lạc quan hiện tại trong nhiều đề xuất trước đây, chẳng hạn như Shadowchains, Coinwitness, xác thực hàng loạt với ZK -SNARKS (hiện được gọi là ZK-Rollup) và một bài giảng của sinh viên về Arbitrum vào đầu năm 2015, v.v.

Hiện tại Để ghi lại, John Adler và Mikerah Quintyne-Collins (hay còn gọi là “ Bad Crypto Bitch”) gọi cơ sở của giao thức là Sự đồng thuận hợp nhất. Nhóm Plasma Group trước đây (nay là Optimism, được giới thiệu bên dưới) đã viết trong một blog. Một nguyên tắc tương tự được mô tả trong bài viết và được đóng khung trong phân tích ngữ nghĩa trò chơi Optimistic Layer 2, được đặt tên là Optimistic Rollup (vì bất kỳ lý do gì) và cuối cùng đã hoàn tất.

Optimictic Rollup lấy khung được mô tả trong đoạn trước và bật nó lên người đứng đầu của nó; ORU không có ý định duy trì trạng thái không giám sát trong bối cảnh che giấu dữ liệu mà thay vào đó thực hiện một cách tiếp cận trực tiếp hơn, nghĩa là trực tiếp yêu cầu dữ liệu giao dịch phải được xuất bản trên chuỗi và cụ thể hơn là yêu cầu có đủ dữ liệu được xuất bản trên chuỗi để bất kỳ ai chạy nút Ethereum đều có thể xây dựng lại trạng thái của ORU. Lợi ích của việc chia tỷ lệ là Lớp 1 chỉ cần khám phá dữ liệu và Merkle nó thành một khối gốc mà không thực hiện bất kỳ thao tác nào; (lý tưởng nhất) việc tính toán chỉ được thực hiện trong Lớp 2. Do đó, dữ liệu giao dịch được xuất bản trên chuỗi dưới dạng dữ liệu cuộc gọi và không được lưu trữ ở trạng thái; bởi vì tăng trưởng công suất trạng thái và chi phí tính toán (có thể) là những điểm nghẽn cốt lõi của việc mở rộng Ethereum, nên vẫn còn dư địa để tăng trưởng.

Giống như Plasma, lớp cơ sở không thể xác minh trực tiếp các giao dịch có nghĩa là sẽ có một số giao dịch không hợp lệ. Theo ORU, bất kỳ bên nào sẽ chứng kiến việc cập nhật giao dịch không hợp lệ và sau đó đưa ra bằng chứng gian lận cho lớp cơ sở thông qua bằng chứng gian lận, điều này sẽ khôi phục khối gian lận và các bản cập nhật khối tiếp theo. Khi đã đủ thời gian trôi qua mà không có bằng chứng gian lận nào được gửi, các khối có thể được xác định và tổng hợp, đồng thời việc rút tiền bắt đầu từ các khối này có thể được hoàn thành. Để hạn chế thiệt hại nguy hiểm cho cộng đồng do cố tình xuất bản các khối không hợp lệ, người gửi khối sẽ gửi một khoản tiền gửi, số tiền này sẽ giảm đáng kể nếu gian lận được chứng minh là hợp lệ. Cách tiếp cận chính xác này để chống gian lận là cốt lõi của bất kỳ cấu trúc ORU cụ thể nào.

So với Plasma, ORU có một thiếu sót cơ bản và không thể tránh khỏi, đó là khả năng mở rộng tương đối thấp. Giả sử rằng dữ liệu trên chuỗi tỷ lệ thuận với dữ liệu trong khối ORU, việc xây dựng ORU bị giới hạn bởi lượng dữ liệu tối đa của lớp cơ sở. Tuy nhiên, ORU cũng có nhiều lợi ích ở các khía cạnh khác, bao gồm:

◉ Hỗ trợ hợp đồng thông minh dễ dàng hơn/rộng rãi hơn span>
◉ Hỗ trợ dễ dàng hơn cho mọi mệnh giá thanh toán
◉ Sản xuất khối không cần cấp phép
◉ Cơ chế thoát trò chơi đơn giản hơn
◉ Thao tác tương đối đơn giản

Như chúng tôi mong đợi, ngay cả những yếu tố trên cũng cần phải được cân nhắc với nhau trong các cấu trúc ORU khác nhau. (Để biết thêm thông tin về ORU, hãy xem "Tại sao của Optimistic Rollup" của John Adler.)

Dự án Tổng quan Tổng quan về dự án

Báo cáo này đã phỏng vấn 9 dự án sử dụng mẫu thiết kế ORU, một trong số đó đã chọn giữ chế độ ẩn danh khi xuất bản (sau đây gọi là "ANON").

Chỉ các mục trong phạm vi của Tổng hợp lạc quan mới được xem xét, nghĩa là tất cả chúng đều phải "Lạc quan", bao gồm một số loại giả định, tức là "giả định đó hợp lệ trừ khi hoặc cho đến khi gửi bằng chứng gian lận " (tức là không phải ZK- rollup) và bao gồm "Rollup", tức là, đủ dữ liệu được xuất bản trên chuỗi mà bất kỳ người quan sát nào cũng có thể xây dựng lại trạng thái và phát hiện tính không hợp lệ (tức là không phải Plasma). Hầu hết các dự án được thảo luận đều tuân thủ nghiêm ngặt các tham số này, ngoại trừ duy nhất là IDEX 2.0, chi tiết về chúng sẽ được thảo luận bên dưới. Nhiều dự án khác hoạt động trên Plasma hoặc trên các bản dựng liền kề với Plasma đang ở giai đoạn đầu nghiên cứu ORU, bao gồm Matic, LeapDAO và Phòng thí nghiệm kinh tế tiền điện tử.

◉ Hỗ trợ hợp đồng thông minh và khả năng tương tác chống gian lận

Sự khác biệt cốt lõi giữa các dự án ORU là sự hỗ trợ của chúng cho các dự án thông minh hợp đồng Mức độ hỗ trợ của tập lệnh cũng như tính chất xác thực và bằng chứng gian lận mà chúng yêu cầu. Trong số 9 dự án trong cuộc khảo sát này, 5 dự án đã triển khai các chức năng máy ảo Ethereum hoàn chỉnh trong Rollup của họ. Trong số đó, chuỗi bên rollup có hỗ trợ hợp đồng thông minh Solidity và mức độ hỗ trợ của nó (gần) giống như của Ethereum Hỗ trợ hợp đồng thông minh là tương đương, trong khi các dự án còn lại có xu hướng hỗ trợ chức năng hạn chế, hạn chế hơn.

Nói rộng ra, ngoài chức năng hợp đồng thông minh, việc hỗ trợ EVM hoàn chỉnh có thể đảm bảo tính nhất quán về mặt kỹ thuật giữa chuỗi tổng hợp và chuỗi chính, dự kiến sẽ tích hợp dễ dàng hơn với các công cụ cơ sở hạ tầng và giúp các nhà phát triển chuyển đổi dễ dàng hơn, họ đã quen với việc sử dụng các hợp đồng thông minh do Solidity biên soạn trên Layer1. Ngược lại, các dự án muốn hỗ trợ chức năng hạn chế, hạn chế hơn có những ưu điểm sau: chống gian lận rẻ hơn (ít nhiều), xác minh dễ dàng hơn, tối ưu hóa có thể được triển khai trực tiếp cho người dùng cụ thể và đơn giản hóa tổng thể.

Trên đây là phần đầu tiên của báo cáo, 2 phần còn lại sẽ được công bố trong thời gian tới, nội dung bao gồm:

◉ EVM đầy đủ: Máy ảo lớp 2
◉ Ứng dụng -Bản tổng hợp cụ thể
◉ Giả định về độ tin cậy
◉ Lợi nhuận
◉ Trải nghiệm/xác minh người dùng
◉ Các chủ đề mở để nghiên cứu/thảo luận