Tiêu đề gốc: Lớp 2 thực sự khác với phân đoạn thực thi như thế nào?

Tác giả gốc: Vitalik Buterin, người sáng lập Ethereum

Bản tổng hợp gốc: 0xjs, Golden Finance

Hai năm rưỡi trước, trong bài viết về "Sự kết thúc của Ethereum", tôi đã chỉ ra rằng từ góc độ kỹ thuật, các con đường khác nhau cho sự phát triển trong tương lai của blockchain đều có vẻ như rất tương đồng. . Trong cả hai trường hợp, có một số lượng lớn giao dịch trên chuỗi và việc xử lý các giao dịch này đòi hỏi (i) nhiều tính toán và (ii) nhiều băng thông dữ liệu. Các nút Ethereum thông thường như nút lưu trữ reth 2TB chạy trên máy tính xách tay mà tôi đang sử dụng để viết bài này không đủ mạnh để xác minh trực tiếp lượng dữ liệu và tính toán khổng lồ như vậy, ngay cả với công việc kỹ thuật phần mềm tuyệt vời và cây Verkle.

Trong cả thế giới "L1 sharding" và tập trung vào tổng hợp, ZK-SNARK được dùng để xác minh các phép tính và DAS (Lấy mẫu tính khả dụng của dữ liệu) được dùng để xác minh tính sẵn có của dữ liệu. DAS giống nhau trong cả hai trường hợp. Công nghệ ZK-SNARK cũng giống nhau trong cả hai trường hợp, điểm khác biệt là một là mã hợp đồng thông minh và một là tính năng nhúng của giao thức. Từ góc độ kỹ thuật, Ethereum thực sự đang trải qua quá trình phân chia và việc tổng hợp là một phần của phân chia.

Điều này dẫn đến một câu hỏi tự nhiên: sự khác biệt giữa hai thế giới này. sự khác biệt? Một câu trả lời là hậu quả của lỗi mã hóa là khác nhau: trong thế giới tổng hợp, mã thông báo bị mất, trong khi trong thế giới chuỗi phân mảnh, có sự thất bại về đồng thuận. Nhưng tôi hy vọng rằng khi giao thức được củng cố và các kỹ thuật xác minh chính thức được cải thiện, tầm quan trọng của lỗi sẽ giảm đi. Vậy sự khác biệt lâu dài mà chúng ta có thể mong đợi giữa hai tầm nhìn này là gì?

Sự đa dạng của môi trường thực thi

Những gì chúng tôi đã thử nghiệm ngắn gọn trên Ethereum vào năm 2019 Một ý tưởng là môi trường thực thi. Về cơ bản, Ethereum sẽ có các "khu vực" khác nhau có thể có các quy tắc khác nhau về cách hoạt động của tài khoản (bao gồm các phương thức hoàn toàn khác nhau, chẳng hạn như UTXO), cách hoạt động của máy ảo và các tính năng khác. Điều này sẽ cho phép một số phương pháp khó thực hiện nếu Ethereum tự mình thực hiện mọi thứ.

Cuối cùng, chúng tôi đã từ bỏ một số kế hoạch đầy tham vọng hơn và chỉ giữ lại EVM. Tuy nhiên, L2 của Ethereum (bao gồm rollups, valdiums và Plasma) hoạt động ở một mức độ nào đó như một môi trường thực thi. Ngày nay chúng ta thường tập trung vào EVM tương đương với L2, nhưng điều này bỏ qua sự đa dạng của nhiều lựa chọn thay thế:

· Arbitrum Stylus, bổ sung thêm máy ảo dựa trên WASM thứ hai ngoài EVM.

· Nhiên liệu, sử dụng kiến trúc UTXO tương tự Bitcoin (nhưng hoàn thiện hơn).

· Aztec, giới thiệu một mô hình lập trình và ngôn ngữ mới được thiết kế để thiết kế các hợp đồng thông minh bảo vệ quyền riêng tư xung quanh ZK-SNARK.

Cấu trúc UTXO của nhiên liệu

Chúng tôi có thể cố gắng biến EVM thành một siêu máy ảo bao gồm tất cả các mô hình có thể, nhưng điều này sẽ dẫn đến việc triển khai từng khái niệm kém hiệu quả hơn nhiều so với việc tạo ra những thứ như thế này Nền tảng tập trung vào các lĩnh vực tương ứng của họ.

Sự cân bằng về bảo mật: Quy mô và tốc độ

Ethereum L1 cung cấp khả năng bảo mật rất mạnh mẽ. Nếu một số dữ liệu nằm trong một khối được xác nhận trên L1, thì toàn bộ sự đồng thuận này (bao gồm cả sự đồng thuận xã hội trong các trường hợp cực đoan) đảm bảo rằng dữ liệu không thể bị chỉnh sửa theo cách vi phạm quy tắc ứng dụng và mọi thực thi do dữ liệu kích hoạt sẽ không bị hủy bỏ. bị thu hồi, dữ liệu sẽ vẫn có thể truy cập được. Để đạt được những đảm bảo này, Ethereum L1 sẵn sàng chấp nhận chi phí cao. Tại thời điểm viết bài, phí giao dịch tương đối thấp: Mạng Lớp 2 có chi phí thấp hơn một xu cho mỗi giao dịch và thậm chí chuyển ETH cơ bản trên L1 cũng có chi phí thấp hơn 1 USD. Nếu công nghệ tiến bộ đủ nhanh để tăng trưởng không gian khối sẵn có có thể theo kịp nhu cầu thì những chi phí này có thể vẫn ở mức thấp nhưng cũng có thể không. Và thậm chí 0,01 USD cho mỗi giao dịch cũng là quá cao đối với nhiều ứng dụng phi tài chính, chẳng hạn như mạng xã hội hoặc trò chơi.

Nhưng mạng xã hội và trò chơi không yêu cầu mô hình bảo mật giống như L1. Nếu ai đó trả một triệu đô la để xóa bản ghi một ván cờ mà họ thua hoặc để làm cho dòng tweet của bạn trông giống như được đăng ba ngày sau khi nó thực sự được đăng, điều đó cũng có thể chấp nhận được. Do đó, các ứng dụng này sẽ không phải trả chi phí bảo mật như nhau. Cách tiếp cận lấy L2 làm trung tâm giúp thực hiện được điều này bằng cách hỗ trợ nhiều phương pháp sẵn có dữ liệu khác nhau từ tổng hợp đến plasma cho đến xác thực.

Các trường hợp sử dụng khác nhau, khác nhau Loại L2

Một sự đánh đổi an ninh khác phát sinh khi chuyển tài sản từ L2 sang L2. Dự kiến trong 5-10 năm tới, tất cả các bản tổng hợp sẽ là bản tổng hợp ZK và các hệ thống chứng minh cực kỳ hiệu quả như Binius và Circle STARK kết hợp với các lớp tổng hợp bằng chứng và tra cứu sẽ cho phép L2 cung cấp gốc trạng thái cuối cùng trong mọi vị trí. Hiện tại, chúng tôi có các bản tổng hợp lạc quan kết hợp phức tạp và các bản tổng hợp ZK, với nhiều khung thời gian chứng minh khác nhau. Nếu chúng tôi triển khai phân đoạn thực thi vào năm 2021, mô hình bảo mật để giữ cho phân đoạn trung thực sẽ là tổng hợp lạc quan chứ không phải ZK - vì vậy L1 sẽ phải quản lý logic chống gian lận phức tạp của hệ thống và chuyển nội dung từ phân đoạn này sang phân đoạn khác Thời gian chờ một tuần cho máy tính bảng. Nhưng tôi nghĩ vấn đề này cuối cùng cũng chỉ là tạm thời.

Sự đánh đổi bảo mật thứ ba và không kém phần dai dẳng là tốc độ giao dịch. Ethereum tạo ra một khối cứ sau 12 giây và không muốn tăng tốc nhanh hơn vì điều đó sẽ tập trung hóa mạng quá mức. Tuy nhiên, nhiều L2 đang khám phá thời gian khối hàng trăm mili giây. 12 giây không phải là quá tệ: trung bình, người dùng gửi giao dịch phải đợi khoảng 6-7 giây để được đưa vào một khối (không chỉ 6 giây, vì có khả năng khối tiếp theo sẽ không bao gồm họ). Đây là khoảng thời gian chờ đợi tương tự như khi tôi thanh toán bằng thẻ tín dụng. Nhưng nhiều ứng dụng yêu cầu tốc độ cao hơn và L2 cung cấp điều đó.

Để cung cấp tốc độ cao hơn, L2 dựa vào cơ chế xác nhận trước: chữ ký số xác thực của chính L2 hứa hẹn sẽ bao gồm một giao dịch tại một thời điểm cụ thể và nếu giao dịch đó không được bao gồm, Họ có thể bị trừng phạt. Một cơ chế có tên StakeSure sẽ gói gọn điều này hơn nữa.

Xác nhận trước L2

blockquote>

Chúng ta có thể thử thực hiện tất cả những điều này trên L1. L1 có thể kết hợp hệ thống "xác nhận trước nhanh" và "xác nhận cuối cùng chậm". Nó có thể kết hợp các phân đoạn với mức độ bảo mật khác nhau. Tuy nhiên, điều này làm tăng thêm độ phức tạp cho giao thức. Ngoài ra, thực hiện tất cả trên L1 có nguy cơ làm quá tải sự đồng thuận, vì nhiều phương pháp thông lượng nhanh hơn hoặc quy mô cao hơn có rủi ro tập trung cao hơn hoặc yêu cầu các hình thức "quản trị" mạnh mẽ hơn nếu thực hiện trên L1. Hợp đồng. Bằng cách cung cấp những sự đánh đổi này với L2, Ethereum phần lớn có thể tránh được những rủi ro này.

Lợi thế về tổ chức và văn hóa của L2

Hãy tưởng tượng một đất nước bị chia đôi, Một nửa trở thành tư bản và nửa còn lại trở thành một xã hội do chính phủ thống trị cao độ (không giống như điều này diễn ra trong thực tế, giả sử trong thí nghiệm tư duy này nó không phải là kết quả của một cuộc chiến đau thương dưới bất kỳ hình thức nào; mà là một ngày nọ, một biên giới kỳ diệu của trái đất xuất hiện, chỉ vậy thôi). Ở phần tư bản, các nhà hàng được điều hành bởi nhiều quyền sở hữu, chuỗi và nhượng quyền phi tập trung. Ở phần do chính phủ chi phối, họ đều là các nhánh của chính phủ, chẳng hạn như sở cảnh sát. Vào ngày đầu tiên, sẽ không có nhiều thay đổi. Mọi người thường làm theo những thói quen hiện có, điều gì hiệu quả và điều gì không phụ thuộc vào thực tế công nghệ, chẳng hạn như kỹ năng lao động và cơ sở hạ tầng. Sau một năm, bạn sẽ thấy những thay đổi lớn vì các cơ cấu khuyến khích và kiểm soát khác nhau sẽ dẫn đến những thay đổi lớn trong hành vi, ảnh hưởng đến ai đến, ai ở lại, ai rời đi, cái gì được xây dựng, cái gì được duy trì và cái gì bị bỏ rơi.

Lý thuyết tổ chức công nghiệp đề cập đến nhiều điểm khác biệt sau: nó không chỉ nói về sự khác biệt giữa nền kinh tế do chính phủ điều hành và nền kinh tế tư bản chủ nghĩa, mà còn về sự khác biệt giữa một nền kinh tế bị chi phối bởi chính phủ. nhượng quyền thương mại lớn và ví dụ: Sự khác biệt giữa một nền kinh tế nơi mỗi siêu thị được điều hành bởi một doanh nhân độc lập. Tôi nghĩ sự khác biệt giữa hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm và hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm là tương tự nhau.

"Những người cốt lõi điều hành mọi thứ "Cấu trúc sẽ gây ra vấn đề lớn

Những lợi ích chính của Ethereum với tư cách là hệ sinh thái lấy mạng lớp thứ hai làm trung tâm có thể được thể hiện như sau:

Ethereum là một hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm. Bạn có thể tự do và độc lập xây dựng một hệ sinh thái phụ của riêng mình với những đặc điểm độc đáo của mình, đồng thời, nó là một Ethereum lớn hơn. một phần của.

Nếu bạn chỉ đang xây dựng một ứng dụng khách Ethereum, thì bạn là một phần của Ethereum lớn hơn và mặc dù bạn có chút chỗ cho sự sáng tạo nhưng điều đó lại ít hơn nhiều so với L2. Nếu bạn đang xây dựng một chuỗi hoàn toàn riêng biệt, bạn có không gian sáng tạo tối đa, nhưng bạn sẽ mất đi lợi ích của bảo mật chung và hiệu ứng mạng chung. L2 tạo thành một nền tảng trung gian hạnh phúc.

L2 không chỉ tạo cơ hội kỹ thuật để thử nghiệm các môi trường thực thi mới và đánh đổi bảo mật để đạt được quy mô, tính linh hoạt và tốc độ: chúng còn cung cấp cho các nhà phát triển khả năng các công cụ để xây dựng và duy trì nó, đồng thời có một hình thức cộng đồng xung quanh nó và hỗ trợ nó sẽ tạo ra các động lực.

Thực tế là mỗi L2 đều bị cô lập có nghĩa là việc triển khai các phương pháp mới là không cần cấp phép: không cần phải thuyết phục tất cả các nhà phát triển cốt lõi rằng phương pháp mới của bạn hữu ích. chuỗi là "an toàn". Nếu L2 của bạn không thành công, đó là trách nhiệm của bạn. Bất kỳ ai cũng có thể thực hiện những ý tưởng hoàn toàn kỳ lạ (chẳng hạn như cách tiếp cận Plasma của Intmax) và ngay cả khi chúng bị các nhà phát triển cốt lõi của Ethereum hoàn toàn phớt lờ, họ vẫn có thể tiếp tục xây dựng và cuối cùng là triển khai. Điều này không xảy ra với các tính năng và quá trình biên dịch trước của L1, và ngay cả trong Ethereum, các quyết định về thành công hay thất bại trong quá trình phát triển L1 thường phụ thuộc vào nhiều yếu tố chính trị hơn chúng ta mong muốn. Bất kể điều gì có thể được xây dựng trên lý thuyết, các động lực khác nhau được tạo ra bởi hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm và hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm cuối cùng sẽ ảnh hưởng lớn đến những gì thực sự được xây dựng, chất lượng và trật tự của nó.

Những thách thức mà hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm của Ethereum phải đối mặt

Kiến trúc 1 lớp + 2 lớp cũng sẽ gây ra sự cố

Thách thức chính với cách tiếp cận lấy L2 làm trung tâm này là sự phối hợp, trong khi hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm hiếm khi phải đối mặt với vấn đề này. Nói cách khác, ngay cả khi Ethereum phân nhánh, thách thức là giữ cho nó vẫn có cảm giác giống như “Ethereum” và có hiệu ứng mạng giống như Ethereum chứ không phải là N chuỗi riêng biệt. Tình hình ngày nay không lý tưởng về nhiều mặt:

· Việc di chuyển mã thông báo từ L2 này sang L2 khác thường yêu cầu một nền tảng bắc cầu tập trung, điều này rất phức tạp đối với người dùng thông thường. Nếu bạn có mã thông báo trên Optimism, bạn không thể dán địa chỉ Arbitrum của người khác vào ví của mình và gửi tiền.

· Hỗ trợ ví hợp đồng thông minh chuỗi chéo là không tốt - cho dù đó là ví hợp đồng thông minh cá nhân hay ví tổ chức (bao gồm cả DAO). Nếu bạn thay đổi khóa của mình trên một L2, bạn cũng sẽ cần thay đổi khóa của mình trên mọi L2 khác.

· Cơ sở hạ tầng xác minh phi tập trung thường thiếu. Ethereum cuối cùng cũng bắt đầu có những ứng dụng khách tuyệt vời như Helios. Tuy nhiên, điều này không có ý nghĩa gì nếu tất cả hoạt động đều diễn ra trên L2 cần RPC tập trung của riêng nó. Về nguyên tắc, việc tạo một ứng dụng khách nhẹ cho L2 không khó khi bạn có chuỗi tiêu đề Ethereum trên thực tế, có quá ít người nhấn mạnh đến nó.

Có những nỗ lực để cải thiện cả ba lĩnh vực này. Đối với trao đổi mã thông báo chuỗi chéo, tiêu chuẩn ERC-7683 là một tùy chọn mới nổi. Không giống như "cầu nối tập trung" hiện có, nó không có bất kỳ nhà điều hành, mã thông báo hoặc quản trị trung tâm cố định nào. Đối với các tài khoản chuỗi chéo, cách tiếp cận được hầu hết các ví thực hiện là sử dụng các tin nhắn có thể phát lại trên chuỗi chéo để cập nhật khóa trong thời gian ngắn và sử dụng tổng hợp lưu trữ khóa trong dài hạn. Các client ánh sáng L2 đang bắt đầu xuất hiện, chẳng hạn như Beerus cho Starknet. Ngoài ra, những cải tiến gần đây về trải nghiệm người dùng thông qua ví thế hệ tiếp theo đã giải quyết được nhiều vấn đề cơ bản hơn, chẳng hạn như loại bỏ nhu cầu người dùng phải chuyển sang đúng mạng theo cách thủ công để truy cập dapp.

Thỏ chỉ cách A cái nhìn toàn diện về số dư tài sản của chuỗi. Trong thời kỳ đen tối của quá khứ gần đây, ví đã không làm được điều này!

Nhưng điều quan trọng là phải nhận ra rằng ở một mức độ nào đó, các hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm sẽ bơi ngược dòng khi nói đến sự phối hợp. Không có động lực kinh tế tự nhiên nào để các L2 riêng lẻ xây dựng cơ sở hạ tầng phối hợp: không dành cho những người nhỏ, vì họ sẽ chỉ thấy được một phần nhỏ lợi ích từ sự đóng góp của mình và không có động cơ nào dành cho những người lớn, vì họ sẽ được hưởng lợi nhiều hơn từ việc củng cố địa phương của mình. hiệu ứng mạng. Nếu mỗi L2 tối ưu hóa các bộ phận riêng lẻ của nó mà không có ai cân nhắc xem mỗi bộ phận phù hợp với tổng thể lớn hơn như thế nào, thì chúng ta sẽ có được tình trạng loạn thị đô thị được thể hiện trong hình ảnh ở một vài đoạn văn trên.

Tôi không khẳng định mình có một giải pháp thần kỳ hoàn hảo cho vấn đề này. Lời khuyên tốt nhất mà tôi có thể nói là hệ sinh thái cần nhận thức đầy đủ hơn rằng cơ sở hạ tầng xuyên L2 là cơ sở hạ tầng Ethereum và cần được đánh giá và tài trợ giống như các máy khách, công cụ phát triển và ngôn ngữ lập trình L1. Chúng ta có Hiệp hội Giao thức; có lẽ chúng ta cũng cần Hiệp hội Cơ sở hạ tầng.

Kết luận

"L2" và "sharding" thường được mô tả là hai đối lập Mở rộng Blockchain chiến lược. Nhưng khi bạn nhìn vào công nghệ cơ bản, bạn sẽ thấy khó hiểu: các phương pháp mở rộng cơ bản thực tế hoàn toàn giống nhau. Bạn có một số loại phân mảnh dữ liệu. Bạn có người chứng minh gian lận hoặc người chứng minh ZK-SNARK. Bạn có giải pháp liên lạc chéo {rollup, shard}. Sự khác biệt chính là: ai chịu trách nhiệm xây dựng và cập nhật những phần này và họ có bao nhiêu quyền tự chủ?

Từ góc độ kỹ thuật, hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm đang phân chia và bạn có thể tạo các phân đoạn của riêng mình theo quy tắc của riêng mình. Loại sharding này rất mạnh mẽ và có thể truyền cảm hứng cho sự sáng tạo và đổi mới độc lập. Nhưng nó cũng phải đối mặt với những thách thức chính, đặc biệt là về mặt phối hợp. Để một hệ sinh thái lấy L2 làm trung tâm như Ethereum thành công, nó cần phải hiểu những thách thức này và đối mặt trực tiếp với chúng để thu được càng nhiều lợi ích của hệ sinh thái lấy L1 làm trung tâm càng tốt và tiến gần nhất có thể đến mức tốt nhất cả hai thế giới điều kiện tốt nhất.

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