在過去兩年中,Ethereum已全面致力于“Rollup中心”路線圖。該策略涉及在橋接合約中鎖定ETH,在鏈外執(zhí)行交易,并使用證明——無論是欺詐證明還是零知識證明(ZKP)——來驗(yàn)證Layer2(L2)的狀態(tài)并處理提款。
然而,存在一個重大挑戰(zhàn):Ethereum本身不原生驗(yàn)證EVM執(zhí)行,迫使rollup獨(dú)立在鏈上實(shí)現(xiàn)自己的證明系統(tǒng)以驗(yàn)證狀態(tài)轉(zhuǎn)換。
Ethereum頻繁經(jīng)歷硬分叉,這可能會修改EVM,這意味著rollup團(tuán)隊(duì)必須負(fù)責(zé)維護(hù)和更新他們的自定義實(shí)現(xiàn)。這通常需要成立安全委員會或采用基于Tokens的投票治理系統(tǒng),以管理對其橋接合約和證明機(jī)制的更新。
在我們的前一系列中,我們探討了Basedrollup和Boosterrollup。現(xiàn)在,我們將轉(zhuǎn)向更深入地探討原生rollup的概念。Based、Booster和原生有什么區(qū)別?
在Basedrollup、Boosterrollup和原生rollup的定義之間可能存在很多混淆。在之前的系列中,我們已經(jīng)介紹了Basedrollup和Boosterrollup,因此建議你在閱讀本文之前查看那些內(nèi)容。但我們會快速回顧這三種類型。
BasedRollups使用L1驗(yàn)證者集進(jìn)行交易排序,促進(jìn)去中心化,但由于相對較長的L1區(qū)塊時間(例如12秒),可能會影響吞吐量。然而,正在努力改進(jìn)這一體驗(yàn),使用預(yù)確認(rèn)技術(shù),使用戶能夠在社區(qū)持續(xù)創(chuàng)新時享受更快的交易最終確認(rèn)。
BoosterRollups通過在L2上模擬L1處理來擴(kuò)展執(zhí)行和存儲,使應(yīng)用程序在不重新部署的情況下成長。盡管這種方法提供了可擴(kuò)展性,但與傳統(tǒng)rollups相比,它引入了額外的復(fù)雜性,需要更復(fù)雜的工程努力來開發(fā)和維護(hù)。
原生Rollups利用L1自己的狀態(tài)轉(zhuǎn)移功能(STF)作為應(yīng)用層狀態(tài)轉(zhuǎn)換的驗(yàn)證器。然而,盡管Optimism、Arbitrum和其他rollups在EVM等價環(huán)境中運(yùn)行,但它們通常包含無法直接在Ethereum上實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜或不切實(shí)際的自定義修改。
原生rollups曾被稱為法定rollups,已在各種寫作中詳細(xì)討論。此外,“規(guī)范rollup”這一術(shù)語曾被@apolynya短暫使用。然而,“法定”的術(shù)語最終被“原生”取代,以表明現(xiàn)有的EVM等價rollups可能會升級到這種模型!霸边@一術(shù)語是由@danrobinson和一位來自Lido的匿名貢獻(xiàn)者提出的。原生rollup是如何工作的?
原生rollup提案引入了EXECUTE預(yù)編譯,旨在作為rollup狀態(tài)轉(zhuǎn)換的驗(yàn)證器。此預(yù)編譯將允許rollup團(tuán)隊(duì)在他們的驗(yàn)證器合約中使用它,為證明系統(tǒng)提供Based,并使rollup繼承Ethereum的原生驗(yàn)證。
由于這個新預(yù)編譯在某種程度上類似于“EVM中的EVM”概念,它將通過Ethereum的硬分叉過程在其社會共識下進(jìn)行更新。這確保了對EVM的更改反映在預(yù)編譯中,使rollup能夠繼承Ethereum的驗(yàn)證,并減輕rollup團(tuán)隊(duì)在安全委員會或多簽名方面的治理責(zé)任,從而使rollup對用戶更具本質(zhì)安全性。
EXECUTE預(yù)編譯作為EVM狀態(tài)轉(zhuǎn)換的驗(yàn)證器,允許rollup在應(yīng)用層利用Ethereum的原生Based設(shè)施。它使用pre_state_root、post_state_root、trace和gas_used等輸入來驗(yàn)證轉(zhuǎn)換,利用類似EIP-1559的gas定價機(jī)制。根據(jù)rollup的可擴(kuò)展性需求,驗(yàn)證者可以通過重新執(zhí)行或SNARK證明來強(qiáng)制執(zhí)行rollup狀態(tài)轉(zhuǎn)換的正確性。此外,集成了一個一個槽的延遲,以減輕中心化風(fēng)險(xiǎn),例如基于MEV的證明競爭。
這一預(yù)編譯通過在證明系統(tǒng)中的“無信任rollup”支持簡化rollup開發(fā)。如果與Basedrollup設(shè)計(jì)結(jié)合,其中排序和證明系統(tǒng)均由Ethereum管理,這種結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)完全的無信任性,通常被稱為“超聲rollup”。它提高了可組合性,并具有實(shí)時結(jié)算的潛力,從而鼓勵更具可組合性和安全性的rollup設(shè)計(jì)。
選擇類似EVM的驗(yàn)證器而非zk驗(yàn)證器源于ZK技術(shù)目前的不成熟。目前廣泛使用的zkVM已經(jīng)顯示出脆弱性,而ZKP的快速演變使得在鏈上硬編碼特定zk驗(yàn)證器存在風(fēng)險(xiǎn)且不靈活。Ethereum反而優(yōu)先考慮多樣性和中立性,允許對不同zk客戶端進(jìn)行實(shí)驗(yàn),而不鎖定到單一驗(yàn)證器上。
然而,這并不意味著預(yù)編譯未能為Ethereum的可擴(kuò)展性做出貢獻(xiàn)。盡管Ethereum通過將zk證明驗(yàn)證器保持在鏈外來確保其安全性,但它利用此預(yù)編譯來驗(yàn)證rollup提交的zk證明。這使得Ethereum驗(yàn)證者能夠避免從頭到尾完全模擬所有rollup交易。相反,通過依賴鏈外的zk證明,網(wǎng)絡(luò)保持其安全保證,同時努力在執(zhí)行方面實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性。原生rollup的主要優(yōu)點(diǎn)是什么?
通過原生rollup,許多復(fù)雜的工作可以由預(yù)編譯處理,使欺詐證明或SNARK檢查等變得更簡單。這意味著更少的代碼需要編寫和維護(hù),無需額外的系統(tǒng),如證明網(wǎng)絡(luò)或安全委員會。
鏈上SNARK驗(yàn)證成本高昂,因此許多zk-rollup為了節(jié)省成本而不頻繁結(jié)算交易。EXECUTE預(yù)編譯可以幫助通過使用SNARK遞歸將多個證明打包在一起來降低這些成本。這種方法可以使rollup更有效地驗(yàn)證交易,從而使鏈外驗(yàn)證更具成本效益。
在傳統(tǒng)rollup中確保無錯誤操作是一項(xiàng)挑戰(zhàn),通常需要廣泛的檢查。許多團(tuán)隊(duì)通過采用集中排序來降低風(fēng)險(xiǎn),以防止惡意區(qū)塊的產(chǎn)生。然而,通過預(yù)編譯的原生執(zhí)行,可能會實(shí)現(xiàn)更安全和無權(quán)限的排序機(jī)制。這種方法可以使rollup不僅繼承L1的安全性,還繼承資產(chǎn)的可替代性,因?yàn)榻灰字苯釉贓thereum的信任環(huán)境中得到驗(yàn)證。
有很多與EVM兼容的rollup,但幾乎沒有與EVM等價的:保持與主Blockchain的變化同步通常需要一個團(tuán)隊(duì)或投票系統(tǒng)來更新rollup,這可能帶來風(fēng)險(xiǎn)。原生rollup可以與主Blockchain自動更新,保持一切同步,無需額外的規(guī)則或投票者。
對于zk-rollups,實(shí)現(xiàn)超低延遲的證明時間,例如100毫秒,是一項(xiàng)高度挑戰(zhàn)性的工程任務(wù)。相比之下,原生rollups可能允許更加“寬松”的證明時間表,將其延長至一個完整的插槽。這種方法減輕了立即生成證明的壓力,可能提高了可靠性并增強(qiáng)了與L1的集成。所有rollup都會是原生的嗎?
目前所有的rollup堆棧,如OPStack和ArbitrumOrbitStack,都有潛力轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸鷕ollups”,直接繼承Ethereum的安全特性。這一升級將使用戶感到更滿意,因?yàn)榘踩缘玫搅嗽鰪?qiáng),而rollup團(tuán)隊(duì)則因不再需要安全委員會而感到更舒心。同時,rollup團(tuán)隊(duì)仍然可以通過提供高效的共享排序?qū)觼砝^續(xù)競爭,并捕獲排序費(fèi)用,最大化MEV。
然而,并不是所有的rollup都會過渡到原生形式。一些L2特性與原生rollups天生不兼容,包括獨(dú)特的交易類型、不同的gas記賬方法以及在主L1Blockchain上找不到的預(yù)編譯。L2rollups之間VM的多樣性,各自共享一個共同的安全Based,是今天L2生態(tài)系統(tǒng)的一大優(yōu)勢,例如
@EclipseFND是SVMrollup,
@movementlabsxyz
是MoveVMrollup,或@Starknet是CairoVMrollup。
正如@doganeth_en所指出的,未來的rollups將分為三個類別:企業(yè)rollups、性能導(dǎo)向的rollups,以及“對齊”的原生rollups。
企業(yè)將專注于管理、排序和擁有他們的rollups,非常適合希望在交易順序、執(zhí)行和應(yīng)用程序上享有類似web2控制權(quán)的企業(yè)。
專注于性能的rollups將使用Ethereum的結(jié)算,但依賴替代數(shù)據(jù)可用性來實(shí)現(xiàn)最佳性能,例如
@megaeth_labs用@eigen_da
來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可用性。這些rollups的去中心化程度較低,但提高了
$ETH
的效用,但犧牲了某些Ethereum特性。
原生rollups將與Ethereum的Based設(shè)施全面集成,并提供:Ethereum級別的去中心化、與直接狀態(tài)訪問的共享執(zhí)行,以及更便宜的鏈外ZK證明驗(yàn)證。這些rollups有助于Ethereum的網(wǎng)絡(luò)效應(yīng),可能共享收入,但其可持續(xù)性依賴于自然的經(jīng)濟(jì)激勵。結(jié)論
原生rollups代表了Ethereumrollup中心路線圖的一項(xiàng)重大進(jìn)展,提供了一種與EthereumBased設(shè)施更對齊的方法。通過引入EXECUTE預(yù)編譯,原生rollups簡化了治理,消除了對多重簽名、保安委員會或基于Tokens的投票系統(tǒng)的依賴。這種方法不僅增強(qiáng)了安全性,而且使rollups能夠更高效地?cái)U(kuò)展,利用鏈外zk證明,從而確保了信任最小化和可擴(kuò)展性。
盡管這一提案前景廣闊,但并非沒有挑戰(zhàn)。盡管大多數(shù)現(xiàn)有的rollup被標(biāo)稱為EVM等價,但它們通常對EVM有輕微的修改。因此,過渡到原生rollup模型可能會給具有定制的EVM實(shí)現(xiàn)的rollups帶來額外的開發(fā)負(fù)擔(dān)。
盡管如此,原生rollups提供了一條引人注目的路徑,將Ethereum的安全性和靈活性與rollup設(shè)計(jì)結(jié)合起來。通過促進(jìn)與L1的對齊,它們鼓勵創(chuàng)新,同時減少碎片化,使Ethereum的生態(tài)系統(tǒng)在未來更加緊密和韌性。如果你還沒有查看過,請務(wù)必查看
第一部分和第二部分的Rollups2.0系列,分別關(guān)注BasedRollups和增強(qiáng)型rollups。在我們的下一篇文章中,我們將深入探討gigagasrollups的概念,并探索這種創(chuàng)新的rollup設(shè)計(jì)如何推動Ethereum的可擴(kuò)展性邊界,并進(jìn)一步增強(qiáng)rollup生態(tài)系統(tǒng)。
致謝:本篇文章由@paramonoww撰寫。特別感謝@korayakpinarr 的反饋和審閱。
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