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以太坊重要扩容方案: Optimistic Rollup近况陈诉(中


Nutberry 的要领与此雷同,但利用“门控计较(gated computing)”模子执行合约。智能合约被修补以包括查抄点(checkpoint)。 在此模子中,生意业务会提交多个更细化的中间状态根,大概需要更大都据,但在较小的数据块中执行欺骗财证明。


欺骗财证明  


因此,所有五个完整的 EVM 项目都为 Layer 2 执行建设了本身的 EVM 批改版本。为了确保欺骗财证明的靠得住性和可预测性,VMs 的执行必需是确定性的;即,在证明时必需可以或许精确再现最初发明欺骗财的环境。 因此,非确定性操纵必需完全修改或删除,譬喻,查抄区块高度,难度和时间戳。同样,用于合约建设或销毁的操纵码也需要删除,因为这种逻辑是非凡的。因此,在陈设到 ORU 链之前,ORU 上 Layer 1 的合约大概需要对 Solidity 代码举办一些小的修改。

· ANON 的 ZK-Optimistic-Rollup(“区块链上的 ZCash”)


所有完整的 EVM ORUs 在如何促进欺骗财证明方面都具有一些根基的共性:按期排序并提交 ORU 链的状态,计较操纵的哈希值也是如此,包罗执行状态转换。(在所有实践中,生成和验证state-root的提交责任都落在了运营商身上,而不是用户身上)。欺骗财证明在某种水平上利用了这些数据来表白,所提交的步调实际上并未正确地将初始状态转换为最终状态。 


为了使 Layer 2 智能合约计较保持无需信任,必需有一个备用方案,即以某种形式在 Layer 1执行这种计较。由此可见,ORU 支持完整的 EVM,Layer 2 需要本身的虚拟机,该虚拟机可在 EVM 根下层中执行,为此高机能的建设实现并非易事。简而言之,EVM 的设计初志并非旨在自身运行。您可以从 EIP 中相识到个中的一些挑战,它也接头了修改 EVM 以直接归并此成果的大概性,以及 Kelvin Fitcher 在 Plamsa 中对这一问题的概述。

作者:Daniel Goldman(丹尼尔·戈德曼)自由软件工程师、技能参谋、作家

本文是《以太坊重要扩容方案: Optimistic Rollup近况陈诉》的第二部门,第一部门请点击《以太坊重要扩容方案: Optimistic Rollup近况陈诉(上)》查阅。
校对:Samuel
· Fuel (“区块链上的比特币”)
要害词: 以太坊  Optimistic Rollup  

该 ORU 操纵旨在成为 rollup 链之间的批生意业务尺度,是让用户自愿将其资金迁移到进级合约的一种手段。

ORU 项目支持更受限制的成果,同时寻求环绕更特定的案例举办优化:通证付出、去中心化生意业务、私人付出和大局限迁移。这四个协议都各不沟通,也将别离举办探讨。


在单轮(有时,会被令人狐疑地称之为“非交互式”)欺骗财证明方案中,欺骗财老是可以在单笔生意业务中证明,也可以在单方的多笔生意业务中证明。这样做的长处是可以当即“办理争议”,没有贫苦的载体,因此不需要欺骗财证明人的担保金,并且操纵简朴。在多轮欺骗财证明中,欺骗财是显而易见的,可是欺骗财证明者和区块出产者之间需要几个交互步调。这样做的长处是 Gas 本钱更低(在某些环境下更低),链上数据本钱也大概更低。

这种要领的一个令人惊奇的特性是,尽量争议正在举办,但无需暂停系统的其余部门。用户和区块出产者可以继承照常举办生意业务。可以将“争议”视为大概性树中的分枝。厚道的用户可以验证且确定哪一方是厚道的,并在此基本上继承成长,相识争端最终将以何种方法办理。因此,争议的一连时间不会让系统的其余部门延迟。有关更多信息,请拜见 How Arbitrum Rollup Works。


Fuel 将利用一种模子来支持 ERC20 和 ERC721 传输,该模子可以反应比特币彩色硬币提案(colored coins proposal for Bitcoin)。 它还支持某些非凡的生意业务范例,包罗 HTLCs 的原子交流。 该打算最终支持一种更强大的无状态谓语剧本语言,其成果雷同于比特币剧本。 (有关更多信息,请拜见此处)。

Fuel 正在实施以付出为中心的、基于UTXO的ORU侧链,其数据模子雷同于比特币。 这种设计需要均衡智能合约的一些成果,以利于实现轻便性以及更自制的验证和欺骗财证明。 实际上,关于 Fuel 与完整 EVM ORU 的衡量,很多想法与比特币与和以太坊的衡量相似。

他们通过在栈(stack)中举办有效的二进制搜索直到欺骗财已断绝:即,欺骗财证明者通过栈(stack),在半途的一个点请求状态哈希,然后将栈(stack)二平分并反复已知无效的一半。 此进程将不绝反复,直到只剩下一个无效的操纵,然后在链上执行该操纵。 因此,在最坏的环境下,此进程需要(n)个日志步调(个中n是操纵数),而且需要最少的 Layer 1 计较。

该操纵自己是一条简朴的,仅基于帐户付出的链,与 Fuel 一样,它提供便宜的欺骗财证明和数据验证。这种结构的主要目标是成立一种尺度架构,以便可以或许直接在差异链之间举办转移,即,不必从一条链中取出款后再从头存到到另一条链上。这可以通过支持批量存款和成立单向链间的交错毗连实现。 只要目标链上的验证者发明出发链上的欺骗财行为,就可以将付款视为最终付款,而不会发生任何特另外延迟。这与环绕 ETH 2.0 交错分片通信的研究 ETH 2.0 cross shard communication 逻辑相雷同。

留意,生成 SNARK 的重任落在用户身上;ANON 估量一个客户会耗费10-30秒生成 SNARK。


(还要留意,尽量名称和构成部门相似,但 ZK-Optimistic-Rollup 实际上与 ZK-Rollup 有所差异,后者不必然提供隐私掩护,不利用欺骗财证明,而且利用运营商生成的 SNARK 证明其有效性。接待利用加密钱币。)


· IDEX 2.0


· 单轮欺骗财证明

译者:Emma、Snow Lu

· WCL 的 ORU Hub

与比特币一样,Fuel 链的状态被隐式界说为所有未耗费的生意业务输出的荟萃;不需要状态根序列化。 支持简捷欺骗财证明的模子与Greg Maxwell在2014年Greg Maxwell in 2014 最初为比特币提出的模子相似(并在2019年由John Adler单独再次发明and independently rediscovered by John Adler in 2019); 生意业务与比特币生意业务很是相似,可是包括一个特另外数据区,用于指定每个输入的处理惩罚位置。 有了这个数据区,就可以在一个回合顶用一个或两个包括证明(inclusion proofs)来证明所有欺骗财案件(双重付出进攻,虚假投入等)。 除了低本钱的欺骗财证明之外,UTXO模子尚有望实现更高机能的验证-更好的状态会见模式和并行空间(与同步完成的验证EVM执行对比)。


IDEX 的 ORU 中的验证者必需有 IDEX 通证。验证者提交收据证明已宣布的区块,并按照他们在有效区块上的签名和有效欺骗财证明的签发而受到嘉奖和/或处罚(假如他们选择接管全部的“风险”验证)。嘉奖是利用一部门的生意业务用度和本身的通证付出的(加密经济学模子的阐明不在本文范畴内;有关更多信息,请参阅 IDEX 2.0白皮书 DEX 2.0 whitepaper)。

为了维护简捷的欺骗财证明,ZK-ORU 拥有 ZCash 中没有的成果:废止通知存储在 Sparse Merkle 树中,并随每个新的 ORU 块举办更新。这样可以轻松证明成员资格(已提交的)和非成员资格(未提交的)。与所有其他 ORU 一样,计较被乐观地延迟了,包罗 SNARKS 自己的验证。所有的欺骗财环境,包罗无效的 SNARK,只需一步就能证明。

Nutberry,Optimism 和 Celer 的 ORU 都支持单轮欺骗财证明。这就要求每笔生意业务都必需提交到序列化的后状态根(post-state root)。在 Optimism 的模子中,Celer 也直接管到影响,假如检测到欺骗财,欺骗财证明者会宣布生意业务的初始状态和最终状态的时间(slot),并让主链完全执行生意业务。(此流程与用于验证以太坊区块的无状态客户 stateless client 模子很是相似)。抱负环境下,生意业务只需要最少的状态时间(slot)即可证明欺骗财。可是原则上,生意业务大概需要读取大量状态数据。假如欺骗财证明需要大量数据和/或计较,很难将其放在主链区块上,那么 Optimism 可将证明拆分为多个生意业务(请留意,这些生意业务仍由欺骗财证明者提交。因此,从某种意义上来说,此特别步调不切合“交互”的条件。)


在 Interstate One 的例子中,生意业务包括状态根,且宣布时提交 Merkle 根至对应执行的步调,而不是提交至步调自己。 从某种意义上说,这种提交是一种二级“optimistic”的假设。 只有验证者提出问题时,操纵员才会将 EVM 动静栈(stack)张贴在呼唤数据中,验证者可以利用该信息扼要证明欺骗财。 在最坏的环境下,此进程总共举办3轮,而且要求呼唤数据与所涉及的生意业务中的步调数量成线性干系(与单轮欺骗财证明对比,在所有环境下都需要线性数据)。


完整的 EVM 实践中主要区别在于它们处理惩罚这些欺骗财证明的交互水平。 ORU 本质上必需包括足够的呼唤数据,这样可以立即发明欺骗财行为,并最终获得主链的共鸣。可是,执行此欺骗财证明的进程因结构而异。


固然主要的打算用例是可进级性,但此机制潜在的其他用例是在单独的、差异的、及时 rollup 链之间迁移,我们需要对此举办更多研究。关于 rollup 链间迁移的准确协议,以及需要确认的类型链,更多具体信息尚未果真,日后会在此处附上链接。

IDEX 的奇特之处在于,他们将 ORU 作为已经投入出产的项目标最佳扩容版本,IDEX 合约当前已在主网运行,IDEX 合约利用的状态模块(state)比任何故太坊其他应用措施都要多。


IDEX 2.0 的 rollup 链支持挂号订单式去中心化生意业务成果,而且环绕此特定用例构建而成。 该链认真执行订单,维护用户余额,答允配置产生其他成果,譬喻更高级的订单范例,自动生意业务引擎等。


另一个奇特的 ORU 项目是 ANON 的 ZK-Optistic-Rollup,它支持E RC-20 和 ERC-721 付出生意业务,并具有与 ZCash 隐私地点沟通的隐私担保。该设计与 ZCash 自己有许多配合点(有关ZCash primer,请拜见此处);资金索赔回收 UTXO 式的“签发”形式;付出发生的新签发和建设的“废止通知(nullifier)”,记录该签发是用于防备将来反复支出。生意业务也包罗 ZK-SNARK,可证明其满意所有有效性条件,且没有向调查者实际透露任何细节。

在协议中,区块出产者仅上传区块的 Merkle 根作为初始投入,仅在质疑时将区块内容宣布到呼唤数据中。由于无法在链上担保 rollup 区块数据的可用性,因此,这并不完全切合上述 “Optimistic Rollup” 的界说; 实际上,他们将其称为 “优化的 Optimizied Rollup Optimized Optimistic Rollup”。 一旦宣布呼唤数据后,就可以通过一两个附加步调来证明欺骗财行为。下面将接头此要领对信任/安详的影响。


在互动性加强方面最先进的是 Offchain Labs 的 Arbitrum Rollup,可以最洪流平地淘汰链上的足迹。 利用 Arbitrum,只有区块,而非生意业务,需要提交状态根。 与 Interstate 一样,这些也包罗了提交哈希值的计较。 假如两边提出了彼此抵牾的主张,则他们将进入争端;在该争端中,他们会交互式地找出无效执行的单个计较步调(假如欺骗财,原则上必需至少存在一个无效步调)。


应用特定的 Rollups


· 多轮欺骗财证明  


证明者需要与欺骗财证明者之间举办多个步调的交互才气抉择多轮欺骗财证明是否属实。凭据 ORU 的界说,要害是要宣布足够的数据,让任何一个厚道的参加者或调查者都可以从一开始就确定哪一方在说真话,从而预测了质疑期的功效。


完整的 EVM: Layer 2虚拟机

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