Kế hoạch mở rộng quan trọng cho Ethereum: Báo cáo trạng thái tổng hợp lạc quan (Phần 2)

Đọc bài viết này mất 24 phút

Bài viết này là phần thứ hai của "Kế hoạch mở rộng quy mô quan trọng của Ethereum: Báo cáo trạng thái tổng hợp lạc quan"

Nguồn gốc: DAOSquare

Hoàn thành EVM: Máy ảo lớp 2

Để các tính toán hợp đồng thông minh Lớp 2 không bị tin cậy, cần phải có một kế hoạch dự phòng, nghĩa là, theo một cách nào đó, Biểu mẫu thực hiện phép tính này trong Lớp 1. Có thể thấy rằng ORU hỗ trợ EVM hoàn chỉnh và Lớp 2 yêu cầu máy ảo riêng có thể thực thi trong lớp cơ sở EVM, không dễ để tạo ra một triển khai hiệu suất cao cho việc này. Nói một cách đơn giản, EVM không được thiết kế để tự chạy. Bạn có thể đọc về một số thách thức này trong EIP, trong đó cũng thảo luận về khả năng sửa đổi EVM để kết hợp trực tiếp chức năng này và tổng quan của Kelvin Fitcher về vấn đề trong Plamsa.

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

Bằng chứng gian lận

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

Sự khác biệt chính giữa các EVM hoàn chỉnh trong thực tế là cách chúng xử lý các bằng chứng gian lận này một cách tương tác. ORU về cơ bản phải chứa đủ dữ liệu cuộc gọi để có thể phát hiện gian lận ngay lập tức và cuối cùng đạt được sự đồng thuận từ chuỗi chính. Tuy nhiên, quá trình thực hiện bằng chứng gian lận này khác nhau tùy theo từng công trình.

Trong các chương trình chứng minh gian lận một vòng (đôi khi được gọi một cách gây nhầm lẫn là "không tương tác"), gian lận luôn có thể được chứng minh trong một giao dịch hoặc trong nhiều giao dịch bởi một bên. Đã được chứng minh trong giao dịch. Ưu điểm của việc này là tranh chấp có thể được “giải quyết” ngay lập tức, không có nhà vận chuyển phiền hà nên không cần người chứng nhận gian lận đặt cọc, thao tác đơn giản. Trong nhiều vòng chống gian lận, gian lận là điều hiển nhiên, nhưng cần có một số bước tương tác giữa người chứng minh gian lận và nhà sản xuất khối. Lợi ích của việc này là chi phí gas thấp hơn (thấp hơn trong một số trường hợp) và có khả năng giảm chi phí dữ liệu trên chuỗi.

◎ Bằng chứng gian lận một vòng

Nutberry, Optimism và ORU của Celer đều hỗ trợ bằng chứng gian lận một vòng. Điều này yêu cầu mọi giao dịch phải được gửi đến gốc trạng thái hậu được tuần tự hóa. Trong mô hình của Optimism, Celer cũng bị ảnh hưởng trực tiếp, nếu phát hiện gian lận, người chứng minh gian lận sẽ công bố trạng thái ban đầu và thời gian trạng thái cuối cùng (khe) của giao dịch và để chuỗi chính thực hiện đầy đủ giao dịch. (Quy trình này rất giống với mô hình máy khách không trạng thái được sử dụng để xác thực các khối Ethereum). Lý tưởng nhất là các giao dịch chỉ yêu cầu một khoảng thời gian (khe) trạng thái tối thiểu để chứng minh gian lận. Nhưng về nguyên tắc, các giao dịch có thể yêu cầu đọc một lượng lớn dữ liệu trạng thái. Nếu bằng chứng gian lận yêu cầu một lượng lớn dữ liệu và/hoặc tính toán khó đưa vào khối chuỗi chính thì Optimism có thể chia bằng chứng thành nhiều giao dịch (lưu ý rằng những giao dịch này vẫn được người chứng minh gian lận gửi. Do đó, từ Theo một nghĩa nào đó, bước bổ sung này không được coi là "tương tác.")

Cách tiếp cận của Nutberry cũng tương tự, nhưng sử dụng mô hình "điện toán cổng" để thực hiện hợp đồng. Hợp đồng thông minh được vá để bao gồm các điểm kiểm tra. Trong mô hình này, các giao dịch thực hiện nhiều gốc trạng thái trung gian chi tiết hơn, có khả năng yêu cầu nhiều dữ liệu hơn nhưng thực hiện bằng chứng gian lận trong các khối dữ liệu nhỏ hơn.

◎ Nhiều vòng chứng minh gian lận

Người chứng minh cần nhiều bước tương tác với người chứng minh gian lận để quyết định xem bằng chứng gian lận nhiều vòng có đúng hay không. Điều quan trọng, 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 việc xuất bản cam kết gốc Merkle với bước tương ứng với việc thực thi chứ không phải với chính bước đó. Theo một nghĩa nào đó, sự đệ trình này là một giả thuyết "lạc quan" cấp độ thứ hai. Chỉ khi người xác minh đặt câu hỏi thì nhà điều hành mới đăng chồng tin nhắn EVM vào 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 giao dịch liên quan (so với một vòng chứng minh gian lận duy nhất yêu cầu dữ liệu tuyến tính trong mọi trường hợp).

Tính năng nâng cao tính tương tác tiên tiến nhất 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 cam kết gốc trạng thái. Giống như Interstate, chúng cũng bao gồm việc tính toán hàm băm cam kết. Nếu các bên đưa ra các tuyên bố mâu thuẫn nhau, họ sẽ tham gia tranh chấp trong đó họ tương tác tìm ra các bước tính toán riêng lẻ của việc thực thi không hợp lệ (trong trường hợp gian lận, về nguyên tắc phải có ít nhất một bước không hợp lệ).

Họ thực hiện điều này bằng cách thực hiện tìm kiếm nhị phân hiệu quả trong ngăn xếp cho đến khi gian lận được tách biệt: tức là người chứng minh gian lận đi qua ngăn xếp, tại một thời điểm giữa chừng yêu cầu hàm băm trạng thái và sau đó di chuyển ngăn xếp ) một nửa và lặp lại với một nửa đã biết không hợp lệ. Quá trình này sẽ được lặp lại cho đến khi chỉ còn lại một thao tác không hợp lệ, thao tác này sau đó sẽ được thực thi trên chuỗi. Do đó, trong trường hợp xấu nhất, quá trình này thực hiện (n) bước ghi nhật ký (trong đó n là số lượng thao tác) và yêu cầu tính toán Lớp 1 tối thiểu.

Một đặc điểm đáng ngạc nhiên của phương pháp này là trong khi tranh cãi vẫn đang diễn ra thì không cần phải dừng phần còn lại của hệ thống. Người dùng và nhà sản xuất khối có thể tiếp tục giao dịch như bình thường. Hãy coi “tranh cãi” như những nhánh của cây khả năng. Người dùng trung thực có thể xác minh và xác định bên nào trung thực và dựa trên sự hiểu biết đó về cách giải quyết tranh chấp cuối cùng. Vì vậy, thời gian tranh chấp không làm trì hoãn phần còn lại của hệ thống. Để biết thêm thông tin, hãy xem Cách thức hoạt động của Arbitrum Rollup.

Bản tổng hợp dành riêng cho ứng dụng

Dự án ORU hỗ trợ chức năng hạn chế hơn trong khi tìm cách xây dựng xung quanh các trường hợp sử dụng cụ thể hơn : Thanh toán bằng token, giao dịch phi tập trung, thanh toán riêng tư và di chuyển quy mô lớn. Mỗi giao thức trong số bốn giao thức này đều khác nhau và sẽ được thảo luận riêng.

◎ Fuel ("Bitcoin trên Blockchain")

Fuel đang triển khai chuỗi bên ORU dựa trên UTXO, tập trung vào thanh toán với mô hình dữ liệu tương tự như Bitcoin. Thiết kế này yêu cầu cân bằng một số tính năng của hợp đồng thông minh theo hướng đơn giản, xác minh và chống gian lận rẻ hơn. Trên thực tế, nhiều suy nghĩ về sự đánh đổi Nhiên liệu so với 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 ngầm định nghĩa là tập hợp tất cả các đầu ra giao dịch chưa được chi tiêu; không cần phải tuần tự hóa gốc trạng thái. Mô hình hỗ trợ bằng chứng gian lận ngắn gọn tương tự như mô hình do Greg Maxwell đề xuất ban đầu cho Bitcoin vào năm 2014 (và được John Adler khám phá lại một cách độc lập vào năm 2019); nên được xử lý. Với vùng dữ liệu này, có thể chứng minh tất cả các trường hợp gian lận (tấn công chi tiêu gấp đôi, nhập sai, v.v.) trong một vòng với một hoặc hai bằng chứng đưa vào. Ngoài các bằng chứng gian lận chi phí thấp, mô hình UTXO còn hứa hẹn xác minh hiệu suất cao hơn - các mẫu truy cập trạng thái tốt hơn và không gian song song (so với việc thực hiện xác minh EVM được thực hiện đồng bộ).

Fuel sẽ hỗ trợ chuyển khoản ERC20 và ERC721 bằng cách sử dụng mô hình phản ánh đề xuất tiền xu màu cho Bitcoin. Nó cũng hỗ trợ một số loại giao dịch đặc biệt nhất định, bao gồm cả hoán đổi nguyên tử của HTLC. Kế hoạch cuối cùng là hỗ trợ một ngôn ngữ kịch bản lệnh vị ngữ không trạng thái mạnh mẽ hơn với chức năng tương tự như Bitcoin Script. (Xem ở đây để biết thêm thông tin).

◎ ZK-Optimistic-Rollup của ANON (“ZCash trên blockchain”)
Một dự án ORU độc đáo khác là ZK-Optimistic-Rollup của ANON, hỗ trợ các giao dịch thanh toán E RC-20 và ERC -721 với đảm bảo quyền riêng tư giống như địa chỉ quyền riêng tư của ZCash. Thiết kế này có nhiều điểm chung với chính ZCash (đối với bản mồi ZCash, xem tại đây); các yêu cầu về quỹ có dạng "phát hành" kiểu UTXO; các khoản thanh toán tạo ra các đợt phát hành mới và tạo ra một "bộ vô hiệu hóa" để ghi lại đợt phát hành đó Được sử dụng nhằm tránh tình trạng trùng lặp chi tiêu trong tương lai. Các giao dịch cũng bao gồm ZK-SNARK, chứng minh rằng chúng 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 mọi khối ORU mới. Điều này giúp dễ dàng chứng minh tư cách thành viên (đã cam kết) và không phải thành viên (không cam kết). Giống như tất cả các ORU khác, việc tính toán được trì hoãn một cách lạc quan, bao gồm cả việc xác minh SNARKS. Tất cả các trường hợp gian lận, bao gồm cả SNARK không hợp lệ, đều có thể được chứng minh chỉ trong một bước.

Lưu ý rằng gánh nặng tạo SNARK thuộc về người dùng; ANON ước tính rằng sẽ mất 10-30 giây để khách hàng tạo SNARK.

(Cũng lưu ý rằng mặc dù có tên và thành phần tương tự nhau, ZK-Optimistic-Rollup thực sự khác với ZK-Rollup, không nhất thiết cung cấp khả năng bảo vệ quyền riêng tư, không sử dụng bằng chứng gian lận và sử dụng hoạt động SNARK được tạo do người bán chứng minh tính hợp lệ của nó. Chào mừng bạn sử dụng tiền điện tử.)

◎ Trung tâm ORU của WCL

Hoạt động ORU này nhằm mục đích trở thành một tiêu chuẩn giao dịch hàng loạt giữa các chuỗi tổng hợp và cho phép người dùng A có nghĩa là tự nguyện chuyển tiền của họ sang hợp đồng nâng cấp.

Bản thân hoạt động này là một chuỗi đơn giản, chỉ thanh toán dựa trên tài khoản, giống như Fuel, cung cấp bằng chứng gian lận và xác minh dữ liệu với chi phí thấp. 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, nghĩa là không cần phải rút tiền từ một chuỗi và gửi lại vào chuỗi khác. Điều này có thể đạt được bằng cách hỗ trợ gửi tiền theo lô và thiết lập kết nối chéo giữa các chuỗi một chiều. Miễn là người xác thực trên chuỗi đích phát hiện gian lận trên chuỗi gốc thì khoản thanh toán có thể được coi là cuối cùng mà không có thêm bất kỳ sự chậm trễ nào. Điều này tương tự với nghiên cứu xung quanh logic giao tiếp phân đoạn chéo ETH 2.0.

Mặc dù trường hợp sử dụng chính theo 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 hợp trực tiếp, riêng biệt, khác nhau mà chúng tôi cần xem xét thêm. Thông tin chi tiết hơn về giao thức chính xác để di chuyển giữa các chuỗi tổng hợp, cũng như các chuỗi chính tắc cần được xác nhận, vẫn chưa được công khai và sẽ được liên kết tại đây sau này.

◎ IDEX 2.0
Điểm độc đáo của IDEX là họ coi ORU là 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 (trạng thái) hơn bất kỳ ứng dụng Ethereum nào khác.

Chuỗi tổng hợp của IDEX 2.0 hỗ trợ chức năng trao đổi phi tập trung theo kiểu đơn đặt hàng đã 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 các tính năng khác như các loại lệnh nâng cao hơn, công cụ giao dịch tự động, v.v.

Người xác minh trong ORU của IDEX phải có mã thông báo IDEX. Người xác nhận nộp biên lai chứng minh các khối đã xuất bản và được thưởng và/hoặc phạt dựa trên chữ ký của họ trên các khối hợp lệ và việc đưa ra bằng chứng gian lận hợp lệ (nếu họ chọn chấp nhận xác minh "rủi ro" đầy đủ). Phần thưởng được thanh toán bằng cách sử dụng một phần phí giao dịch và mã thông báo riêng (phân tích các mô hình kinh tế tiền điện tử nằm ngoài phạm vi của bài viết này; xem báo cáo chính thức IDEX 2.0 để biết thêm thông tin).

Trong giao thức, các nhà sản xuất khối chỉ tải gốc Merkle của khối làm đầu vào ban đầu và chỉ xuất bản nội dung khối vào dữ liệu cuộc gọi khi bị thách thức. Do tính khả dụng của dữ liệu khối tổng hợp không thể được đảm bảo trên chuỗi nên điều này không đáp ứng đầy đủ định nghĩa ở trên về "Tổng hợp tối ưu"; trên thực tế, họ gọi nó là "Tối ưu hóa tổng hợp tối ưu hóa tối ưu hóa tổng hợp tối ưu hóa". 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 được thảo luận dưới đây.