Phân tích giải pháp Lớp 2 của Optimism, Arbitrum và Metis

Tiêu đề gốc: " Cuộc chiến lạc quan lớp 2 》

Nguồn gốc: TranspilerLab.DAC

Tác giả gốc: Alfonso de la Rocha

Biên soạn gốc: Perry Wang

Trong nửa đầu năm nay, một thị trường tăng trưởng mới trong thị trường tiền điện tử và sự gia tăng mức độ phổ biến của NFT đi kèm với sự lên men liên tục của cơn sốt DeFi và DeFi Lego Việc giá Ethereum liên tục chồng chất đã khiến giá Ethereum tiếp tục tăng, trong khi mức sử dụng mạng cũng đạt mức cao mới. Tuy nhiên, điều này cũng mang lại nhiều hậu quả “khó chịu” cho các nhà phát triển DApp trong hệ sinh thái Ethereum, mạng lưới quá tải dẫn đến chi phí gas tăng cao. Do đó, các giải pháp mở rộng Lớp 2 (L2) đã chuyển đổi chỉ sau một đêm từ chức năng “có thì tốt” thành “nhu cầu cấp thiết nhất” để đảm bảo rằng DApp có thể tiếp tục hoạt động về hiệu suất và chi phí.

May mắn thay, chúng tôi đã có một số nền tảng và giao thức L2 ổn định có thể giúp chúng tôi hoàn thành nhiệm vụ này. Một trong những cấu trúc cơ bản mà các giải pháp L2 được xây dựng trên đó là Optimistic Rollup. Nhiều dự án được xây dựng trên công nghệ này, nhưng làm cách nào để chọn giải pháp L2 dựa trên Optimistic Rollup đáp ứng tốt nhất nhu cầu của chúng tôi? Bài viết này cố gắng trả lời câu hỏi này bằng cách so sánh ba giải pháp L2 đầy hứa hẹn dựa trên Tổng hợp lạc quan. Hãy đi thẳng vào vấn đề!

Optimistic Rollup là gì?

Để có thể so sánh các giải pháp L2 khác nhau dựa trên Trên Rollup, trước tiên chúng ta cần giới thiệu ngắn gọn Optimistic Rollup là gì. Rollup là một giải pháp gói (hoặc "cuộn") các giao dịch sidechain hoặc off-chain thành một giao dịch duy nhất và sau đó gửi nó đến lớp đầu tiên (L1). Để bảo vệ tất cả các giao dịch được nhóm này và làm cho chúng có thể được xác minh riêng lẻ, bằng chứng mật mã được tạo trong gói.

Một yêu cầu để Rollup có hiệu quả là phải có một số loại blockchain độc lập tương thích với Ethereum, với số lượng nút giảm hoặc các tính năng bổ sung hiệu suất cao, Có trách nhiệm để xử lý xác minh chữ ký, thực hiện hợp đồng, v.v. Các giao dịch sau đó được nhóm lại và gửi đến chuỗi Ethereum chính và các chuỗi khối độc lập có thể xác minh tính hợp lệ của các giao dịch này. Sidechain L2 Rollup chịu trách nhiệm xác minh và thực hiện hợp đồng, trong khi L1 chuyên lưu trữ dữ liệu giao dịch bất biến.

Trong giải pháp Optimistic Rollup, người tham gia "lạc quan" về tính hợp lệ của các giao dịch được thực hiện trong sidechain. Không cần tính toán bổ sung để trình tổng hợp gửi các giao dịch sidechain vào chuỗi chính. Làm cách nào để chúng tôi xác định rằng giao dịch sidechain thực sự hợp lệ? Optimistic Rollup sử dụng bằng chứng gian lận để đảm bảo rằng tất cả các giao dịch đều hợp pháp. Nếu ai đó nhận thấy một giao dịch gian lận từ một công cụ tổng hợp, thì bản tổng hợp này có thể bị thách thức bằng cách gửi bằng chứng gian lận để chạy tính toán giao dịch và xác minh tính hợp lệ của nó. Điều này có nghĩa là, thay vì thực hiện xác minh trên mọi giao dịch như trong các giải pháp Tổng hợp khác như ZK-Rollup, chúng tôi chỉ thực hiện tính toán bằng chứng khi nghi ngờ một giao dịch là gian lận. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí gas so với các giải pháp ZK-Rollup và mở ra cơ hội tăng gấp 10 hoặc thậm chí 100 lần về thông lượng giao dịch. Sau khi bằng chứng gian lận được xác nhận và khối không hợp lệ được xác định, chuỗi trong L2 có thể được khôi phục và khôi phục về khối trước đó không chứa gian lận.

Giới thiệu so sánh các giải pháp liên quan

Sau phần giới thiệu ngắn gọn về Rollup, chúng tôi đã cung cấp tất cả cơ sở cần thiết để so sánh các giải pháp L2. Để so sánh, tôi đã chọn ba giải pháp L2, theo ý kiến của tôi, cung cấp cho các nhà phát triển DApp một bộ tính năng thú vị hơn (các tính năng mà cá nhân tôi sẽ cân nhắc triển khai trong ứng dụng của riêng mình).

Tất cả đều chia sẻ (ít nhiều) cùng một mô-đun: một máy ảo (VM) tương thích với Ethereum để chạy Solidity của người dùng trong Hợp đồng L2; một trình sắp xếp chuỗi/ công cụ tổng hợp chịu trách nhiệm phân nhóm các giao dịch từ L2 và gửi chúng trên L1; một bộ hợp đồng thông minh L1 điều phối các tương tác và gửi dữ liệu từ L2; các đồng nghiệp có thể sử dụng nhiều bằng chứng gian lận để bác bỏ các giao dịch không hợp lệ hoặc giả mạo do các nhà tổng hợp gửi; và sử dụng đặt cược để điều phối các ưu đãi và hoạt động kinh tế trong hệ thống L2.

Mặc dù chia sẻ cùng một mô-đun nhưng ba giải pháp này khác nhau đáng kể về cách chúng triển khai giao thức Rollup. Hãy xem xét từng chi tiết để tăng tốc độ so sánh của chúng tôi.

Lạc quan:

Sự lạc quan thúc đẩy tất cả các công cụ hiện có trong hệ sinh thái Ethereum và Sửa đổi nó để triển khai Giao thức lạc quan và giải pháp L2 của họ.

VM: L2 VM của họ là Optimism VM (OVM), là một biến thể được sửa đổi của Ethereum VM (EVM), sử dụng thuật toán mới phù hợp để thực thi hợp đồng L2 . Opcode thay thế opcode EVM cụ thể theo ngữ cảnh. VM hoạt động như một môi trường hộp cát, đảm bảo thực hiện các hợp đồng thông minh xác định và chuyển đổi trạng thái giữa L1 và L2.

Khách hàng: Optimism cũng đã sửa đổi ứng dụng khách Ethereum Geth được sử dụng rộng rãi để nó có thể được sử dụng làm ứng dụng khách cho chuỗi L2. Ứng dụng khách này sửa đổi thông báo để các ứng dụng khách L2 khác có thể hiểu được chúng và bao gồm tất cả các quy trình cần thiết để sắp xếp và xử lý các giao dịch theo nhóm nhằm xây dựng Bản tổng hợp.

Bản dựng tổng hợp: Đối với các bản dựng Rollup, Optimism sử dụng ứng dụng khách Geth làm trình sắp xếp thứ tự duy nhất. Trong Optimism, dữ liệu giao dịch được nén và sau đó được gửi đến hợp đồng Sequencer Entrypoint trên L2. Trình sắp xếp chuỗi chịu trách nhiệm "cuộn" các "lô" giao dịch này và xuất bản dữ liệu lên Ethereum, cung cấp tính khả dụng của dữ liệu. Trong trường hợp này, ngay cả khi trình sắp xếp chuỗi biến mất, một trình sắp xếp chuỗi mới có thể được bắt đầu tiếp tục ở nơi nó đã dừng lại. Bất kỳ ai cũng có thể gửi giao dịch mới tới L1 và các giao dịch này sẽ được thêm vào hợp đồng L1, hoạt động như một "nhật ký chỉ nối thêm" của mỗi giao dịch L2.

Xác thực: Đối với mỗi giao dịch được xuất bản bởi trình sắp xếp thứ tự, trình xác thực có trách nhiệm tải xuống giao dịch và áp dụng nó vào trạng thái cục bộ của nó. Nếu mọi thứ khớp, trình xác thực sẽ không làm gì, nhưng nếu không, trình xác thực cần phải cam kết tất cả các giao dịch hợp lệ trước đó trên chuỗi và thực hiện lại bất kỳ trạng thái gốc đã xuất bản nào để cho thấy rằng trạng thái gốc đã xuất bản thực sự không chính xác. Nếu xác minh gian lận thành công, trạng thái và lô sai sót sẽ bị loại khỏi L1.

Mô hình kinh tế: Trình sắp xếp hàng loạt cho từng khoảng thời gian epoc cần được đánh dấu là được thế chấp bằng hợp đồng thông minh được gọi là trình quản lý trái phiếu. Để trở thành người đặt cược theo trình tự, bạn cần đặt cược một lượng ETH cố định vào hợp đồng. Mỗi khi một trình sắp xếp chuỗi bị phát hiện có hành vi gian lận, tài sản đặt cọc của nó sẽ bị cắt giảm. Các tài sản được cầm cố bởi người sắp xếp thứ tự có thể được rút sau ngày gửi tiền 7. Kể từ thời điểm này, quá trình xử lý hàng loạt của người sắp xếp chuỗi sẽ dừng lại và công việc xác minh không thể thực hiện được nữa vì không thể giảm tài sản của nó nữa. Nếu gian lận được chứng minh thành công, một tỷ lệ phần trăm nhất định (X%) số tiền gửi của người đề xuất sẽ bị hủy và (1-X)% còn lại sẽ được phân bổ theo tỷ lệ cho mỗi người dùng đã cung cấp dữ liệu cho bằng chứng gian lận. Mô hình kinh tế này ngăn chặn hành vi lừa đảo của trình sắp xếp chuỗi, nhưng không giải quyết được khả năng người xác thực cố gắng gửi một số lượng lớn bằng chứng gian lận theo nhiều đợt khác nhau tới chuỗi L1 (buộc một lượng lớn tính toán L1).

Arbitrum:

VM và Máy khách: Arbitrum triển khai Máy ảo Arbitrum (AVM) . AVM chịu trách nhiệm chạy các hợp đồng L2 và lưu trạng thái của chúng. Trạng thái của VM được tổ chức thành cây Merkle và các chuyển đổi trạng thái được tạo trên cây Merkle này sẽ được thực thi. Arbitrum cũng triển khai ứng dụng khách L2 tùy chỉnh của riêng mình.

Bản dựng tổng hợp: Arbitrum sử dụng một hợp đồng trực tuyến duy nhất để điều phối giao thức Rollup của nó. Tại bất kỳ thời điểm nào trong giao thức, có một số trạng thái cuối cùng và được xác nhận đầy đủ của VM, tức là hàm băm của nó được lưu trữ trên chuỗi. Các giao dịch mới trong L2 kích hoạt cập nhật trạng thái cho cây Merkle lưu trữ mọi trạng thái trong chuỗi. Để xác minh trạng thái được lưu trữ, những người tham gia giao thức có thể đề xuất cái được gọi là xác nhận tranh chấp (DA) trong Arbitrum, chứng minh rằng bắt đầu từ một hàm băm trạng thái nhất định, VM có thể thực hiện một số bước tính toán được chỉ định để tạo ra một hàm băm mới được chỉ định . Nhà nước Hy Lạp (và việc thực hiện hợp đồng, thanh toán và phát sinh sự kiện tương ứng). DA cuối cùng có thể hợp lệ (tức là phép tính thành công) hoặc không hợp lệ. Nếu DA hợp lệ, hệ thống sẽ chuyển sang trạng thái mới và sẽ có hàm băm trạng thái mới trong cây, cùng với các tác dụng phụ tương ứng (thanh toán và nhật ký) được chỉ định trong DA. Nếu DA không hợp lệ, nhánh sẽ bị từ chối và trạng thái không thay đổi. Mỗi tiểu bang có thể có nhiều nhất một DA theo sau nó. Nếu DA không có trạng thái theo sau thì bất kỳ ai cũng có thể tạo DA theo sau nó, tạo điểm nhánh mới. Kết quả sẽ là một cái cây đón nhận những khả năng trong tương lai. Vì vậy, chúng ta có thể thấy rằng trong khi Optimism sử dụng nhiều hợp đồng thông minh L1 để cam kết trạng thái và thực thi trong L2, bản dựng L1 của Arbitrum Rollup dựa trên việc lưu trữ lịch sử gốc trạng thái trong L1, xác nhận trạng thái của chuỗi L2.

Mô hình kinh tế: Đặt cược đóng một vai trò quan trọng trong Tổng hợp Arbitrum. Bất cứ ai cũng có thể đặt cọc một trong những cây của bang. Bằng cách đặt cược một trạng thái (hình vuông trong sơ đồ), bạn có thể khẳng định rằng trạng thái cuối cùng sẽ được xác nhận bởi giao thức. Nói cách khác, bạn đang khẳng định rằng nhánh chính xác đã được chọn trên mọi DA dọc theo đường dẫn từ trạng thái hiện tại đến khối mà bạn đã đặt cược. Nếu bạn sai, tiền cược của bạn sẽ bị giảm. Bạn có thể di chuyển số tiền đặt cọc của mình sang bên phải, chọn nhánh hướng lên hoặc hướng xuống, nhưng bạn không thể di chuyển sang bên trái, vì điều này tương đương với việc hủy bỏ cam kết đã cam kết trước đó của bạn; hoặc bạn có thể đặt cược trên hai nhánh song song cùng một lúc. Những người tham gia đặt cọc sai nhánh sẽ bị chia tài sản đặt cọc cho những người tham gia đặt cược vào nhánh được chấp nhận. Giao thức được cấu trúc để đảm bảo rằng cuối cùng tất cả các lịch sử (nhánh) độc lập sẽ hội tụ thành một DA để giải quyết cuối cùng mọi tranh chấp.

Xác minh: Sau khi hết thời gian đặt cược của DA và tất cả các khoản đặt cược kịp thời (được đặt trước thời hạn đặt cược) đều nằm trên cùng một nhánh của DA, hệ thống sẽ có kết quả của DA này có thể được xác nhận. DA được chấp nhận hoặc bị từ chối và trạng thái hiện tại chuyển sang ô vuông thích hợp ở bên phải DA. Nếu DA được xác nhận là hợp lệ, các tác dụng phụ của nó (chẳng hạn như thanh toán) sẽ được triển khai trên chuỗi. Đây là cách trạng thái VM tiến về phía trước. Giao thức này hoàn toàn không đáng tin cậy vì bất kỳ người tham gia nào cũng có quyền xác minh trạng thái của VM bằng cách ở trên nhánh mà họ tin là đúng.

Metis:

VM và máy khách: Metis sử dụng máy ảo Metis VM (MVM) tương thích EVM . MVM khác biệt đáng kể so với tất cả các máy ảo trong các dự án nêu trên về chức năng và tính năng. Trong MVM, tính toán và lưu trữ L2 được tách rời hoàn toàn. Metis giới thiệu khái niệm về một công ty tự trị phi tập trung (DAC). DAC là một thực thể độc lập trong hệ thống và có thể đại diện cho một doanh nghiệp lớn thực hiện nhiều hoạt động hàng ngày thông qua nền tảng. DAC là chìa khóa cho hoạt động của Metis. Khi một DAC mới được khởi tạo trong hệ thống, một lớp lưu trữ mới sẽ được tạo riêng cho DAC. Do đó, DAC có không gian lưu trữ riêng để xử lý các tương tác trong chuỗi.

Mặt khác, lớp điện toán L2 của Metis (tức là khai thác khối, đồng thuận, giao tiếp giữa các lớp, v.v.), được chia sẻ bởi tất cả các DAC trong mạng, nhưng nó chứa một tính năng thú vị: tất cả các quy trình điện toán được triển khai dưới dạng các dịch vụ riêng biệt (theo cách tiếp cận dịch vụ vi mô) cho phép lớp điện toán mở rộng quy mô theo nhu cầu và thông lượng của toàn bộ mạng. Ngoài ra, MVM giới thiệu vai trò của các nhà cung cấp có thể đăng ký và đóng góp sức mạnh tính toán, làm cho các bản dựng L2 thực sự phi tập trung (những nhà cung cấp này có thể được coi là trình sắp xếp chuỗi cho nền tảng Optimism). Các nhà cung cấp sẽ nhận được ưu đãi dựa trên số khối được sản xuất. Cuối cùng, một tính năng thực sự mạnh mẽ có trong MVM và ứng dụng khách Metis không có trong các nền tảng L2 khác là hỗ trợ không chỉ thực hiện hợp đồng mà còn hỗ trợ lưu trữ phi tập trung liên quan đến tính toán hợp đồng thông minh. Do đó, Metis tích hợp với mạng IPFS thông qua trình phân giải IPFS trong MVM cho phép các hợp đồng trỏ đến dữ liệu bất biến được lưu trữ trong IPFS. Ví dụ, điều này có thể được sử dụng để trỏ đến dữ liệu bí mật được lưu trữ trong mạng IPFS.

Bản dựng tổng hợp: Trong Metis, việc sắp xếp và phân nhóm các giao dịch L2 không được thực hiện bởi một bộ sắp xếp duy nhất mà bởi một nhóm các bộ sắp xếp. Một tập hợp các trình sắp xếp sẽ được chọn ngẫu nhiên để tổng hợp gốc trạng thái và gửi các giao dịch đến chuỗi công khai L1. Tại L1, Metis triển khai bộ hợp đồng để điều phối việc gửi hàng loạt từ L2 đến L1.

Mô hình kinh tế: Mỗi người sắp xếp cần đặt cọc một số lượng token Metis nhất định để đủ điều kiện. Thực tế là hệ sinh thái Metis có mối quan hệ kinh tế thực sự chặt chẽ, với giá trị giao dịch có thể đạt hàng tỷ đô la, đòi hỏi phải sử dụng Ngưỡng trái phiếu động (DBT) để điều chỉnh rủi ro và phần thưởng của hành vi độc hại với giá trị kinh tế thực được quản lý bởi các DAC tham gia giao dịch. Liên hệ. DBT được tính toán bằng cách sử dụng công suất kinh tế tối đa của DAC được phân bổ cho bộ sắp xếp chuỗi làm cơ sở. Năng lực tài chính của DAC được tính toán dựa trên tổng số dư của nó. Do đó, nếu số lượng Metis Tokens (MT) đặt cọc trong một trình sắp xếp cụ thể thấp hơn DBT được chỉ định cho DAC của nó, thì nó sẽ không thể giao dịch hàng loạt cho DAC đó. Việc sắp xếp theo DAC bị chặn cho đến khi tìm thấy bộ sắp xếp đủ điều kiện trong nhóm bộ sắp xếp. Việc gửi hoặc rút tiền mới từ số dư DAC sẽ kích hoạt cập nhật tự động DBT của nó. Do đó, những lần rút tiền mới từ số dư DAC sẽ dẫn đến việc giảm DBT mà trình sắp xếp chuỗi yêu cầu và ngược lại. Điều này đảm bảo rằng tài sản thế chấp cần thiết trong trình sắp xếp thứ tự luôn tuân theo giá trị kinh tế thực tế của DAC.

Xác thực: Vì mục đích xác thực, nền tảng Metis giới thiệu khái niệm L2 Rangers trong MVM của nó. L2 Rangers là thành viên của một DAC đặc biệt chịu trách nhiệm lấy mẫu một loạt các khối và xác thực gốc trạng thái dựa trên các giao dịch được chỉ định định kỳ bởi một DAC ngẫu nhiên. Rangers không chỉ xác minh các chuyển đổi tuần tự của các DAC khác mà còn cả các DAC của chính họ (họ tự giám sát). Ranger được thưởng một số Metis Tokens (MT) cho mỗi lần xác minh hoàn thành. Một thử thách thành công đối với trạng thái chuỗi (chẳng hạn như bằng chứng gian lận) sẽ cho phép người xác thực nhận được một phần trái phiếu đã bị cắt bởi trình sắp xếp chuỗi "độc hại". Mặt khác, một thử thách thất bại sẽ khiến trình xác nhận Ranger mất liên kết và cuối cùng mất quyền truy cập vào MVM_RANGERS.

Phương thức xác minh này, trong đó cả trình sắp xếp thứ tự và trình xác minh đều yêu cầu tài sản thế chấp, giải quyết một trong những vấn đề chính mà chúng tôi đã phát hiện trong quá trình xác minh nền tảng Optimism, cụ thể là xác minh Nếu người xác thực tạo chứng chỉ gian lận giả, họ sẽ không bị trừng phạt vì người xác thực không có tài sản đặt cọc. Sự phối hợp tốt giữa người đặt hàng cổ phần và người xác nhận (chẳng hạn như L2 Rangers) cũng rút ngắn thời gian xác thực để tăng hiệu quả mạng. Với các giao thức như giao thức do Optimism đề xuất, giao dịch không thể được thiết lập cuối cùng cho đến khi hết thời gian xác minh và người xác thực có đủ thời gian để gửi tất cả bằng chứng. Đây là hậu quả trực tiếp của việc trình xác nhận không được đặt cược. Mặc dù có những khuyến khích để phát hiện các cập nhật trạng thái không hợp lệ, nhưng với tư cách là người xác thực, hành vi sai trái không bị trừng phạt nghiêm khắc. Do đó, để ngăn chặn hành vi sai trái tiềm ẩn, thời hạn cuối cùng đã được tăng lên để "cho phép mọi người được phát biểu". Ở Metis, điều này là không cần thiết vì người xác nhận được thế chấp và hành vi sai trái của họ có thể dẫn đến mất tiền. Cả người xác thực và người sắp xếp chuỗi sẽ cảm thấy khó khăn, điều này có thể rút ngắn khoảng thời gian thiết lập cuối cùng, đó là lý do tại sao Metis có thể xác minh các giao dịch trong vài giờ, thay vì 7 ngày mà các giao thức khác như Optimism yêu cầu.

Hãy so sánh tất cả các đối thủ cạnh tranh cạnh nhau để có cái nhìn tổng quan:

So sánh giải pháp L2 (của Alfonso de la Rocha)

Như được hiển thị trong bảng (và lời giải thích của chúng tôi ở trên Như được mô tả trong ), những điều này ba nền tảng lý tưởng để tích hợp DApp của bạn vào giải pháp L2 hiệu suất cao được cung cấp bởi mạng chính Ethereum dưới dạng L1. Các quyết định cụ thể có thể phụ thuộc vào các yêu cầu về hiệu suất, khả năng mở rộng, tính linh hoạt và chức năng của DApp của bạn. Trong số ba nền tảng chúng tôi mô tả, Metis là nền tảng có nhiều tính năng nhất: nó hỗ trợ lưu trữ phi tập trung theo mặc định và bao gồm các cơ chế bảo mật và hiệu suất bổ sung. Việc tách rời bộ lưu trữ, sử dụng DAC và sơ đồ DBT động khiến nó trở nên lý tưởng cho các công ty bất kể quy mô.

Lạc quan là một lựa chọn tuyệt vời cho những người theo chủ nghĩa thượng đẳng Ethereum vì nó sử dụng tất cả các công cụ trong hệ sinh thái Ethereum (không yêu cầu khái niệm mới). Cuối cùng, việc xác minh lịch sử trạng thái không được phép của Arbitrum khiến nó trở thành một đề xuất thực sự hiệu quả và thú vị, dẫn đến thời gian xác minh nhanh hơn so với kiến trúc Rollup tiêu chuẩn và do đó ngăn chặn các cuộc tấn công về độ trễ (mặc dù do kiến trúc phẳng mà nó sử dụng, vẫn chậm hơn một chút so với Metis).

Tóm lại, không có câu trả lời đúng duy nhất, chỉ có nền tảng Optimistic L2 ổn định để lựa chọn. Tôi hy vọng bài viết so sánh này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt hơn về các giải pháp L2 nếu bạn dự định triển khai DApp mới hoặc di chuyển từ L1 sang L2.

Liên kết gốc

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia