" Накопительные пакеты, они же роллапы — это такой подход к управлению ресурсами для масштабируемости блокчейна, при котором данные из нескольких транзакций в блокчейне Layer 2 объединяются в одну транзакцию для подтверждения на Layer 1.
В своей статье основатель Ethereum Виталик Бутерин объясняет, как такое объединение улучшает масштабируемость, одновременно снижая комиссию за газ для пользователей:
«Объединенные пакеты перемещают вычисления (и хранилище состояний) за пределы блокчейна, но сохраняют некоторые данные для каждой транзакции в нем. Чтобы повысить эффективность, они используют целый ряд причудливых приемов сжатия и заменяют данные вычислениями, где это возможно. В результате получается система, масштабируемость которой по-прежнему ограничена пропускной способностью данных базового блокчейна, но в очень выгодном соотношении: в то время как передача токена ERC20 базового уровня Ethereum стоит примерно 45 000 газа, передача токена ERC20 в объединенном пакете занимает 16 байт внутрисетевого пространства и стоит менее 300 газа».
Решения Layer 2 используют объединение в качестве средства масштабирования основной сети. Транзакции на уровне выполнения сжимаются в пакеты, и каждый пакет отправляется в основную сеть для окончательной проверки. Таким образом, объединенные пакеты экономят время и затраты пользователей и поддерживают уровень безопасности и децентрализации в основной сети.
Однако накопительные пакеты различаются шагами, которые они выполняют перед отправкой данных о транзакциях в основную сеть. Это приводит нас к двум типам доступных в настоящее время роллапах: они бывают оптимистические — или с нулевым разглашением.
Что такое оптимистические пакеты?
Во-первых, как следует из их названия, они придерживаются оптимистического подхода к выполнению транзакций вне сети, предполагая, что все транзакции Layer 2 действительны, если они не оспорены и не доказано, что они являются мошенническими. Они предлагают более низкие комиссии для конечных пользователей, поскольку фиксированные транзакционные издержки распределяются по нескольким транзакциям в каждом пакете.
Во-вторых, оптимистичные сводные данные не публикуют доказательства достоверности пакетов транзакций в блокчейне, а полагаются только на доказательства мошенничества для выявления случаев, когда транзакции рассчитываются неправильно. При оптимистичном объединении пользователи, подозревающие нечестную игру, могут оспорить объединенную транзакцию, вычислив доказательства мошенничества в течение периода проверки (обычно это 7 дней). В случае успешного доказательства мошенничества накопитель повторно выполнит транзакцию и обновит состояние накопителя, а секвенсор, включивший неверную транзакцию в блок, получит штраф. Если с накопительным пакетом нет никаких проблем, после окончания периода вызова пакет считается действительным и принятым в Ethereum.
Вот некоторые известные сети, которые работают с использованием оптимистичных сводных данных.
Optimism
Optimism (OP) запустил свою основную сеть в декабре 2021 года. Это универсальная EVM-совместимая сеть Layer 2, созданная для масштабирования Ethereum. Optimism использует оптимистичную технологию объединения для повышения скорости транзакций и снижения затрат. Для проверки достоверности пакетных транзакций Optimism использует одноэтапную проверку на предмет мошенничества, чтобы просмотреть детали транзакций и пометить неподходящие транзакции.
Однако на момент написания система защиты от мошенничества Optimism все еще находится на этапе тестовой сети в тестовой сети Goerli и включает три компонента: программу защиты от сбоев (FPP), виртуальную машину защиты от сбоев (FPVM) и протокол спорной игры. OP Labs утверждает, что FPP и FPFM открывают путь для разработки систем с несколькими доказательствами, где построение с помощью OP Stack от Optimism в конечном итоге позволит разработчикам создавать свои собственные отказоустойчивые системы с этими компонентами.
Arbitrum
Arbitrum (ARB) был запущен 31 августа 2021 года с целью масштабировать сеть Ethereum с помощью технологии оптимистического объединения. Arbitrum также является оптимистичной накопительной сетью общего назначения. Arbitrum расширяет систему безопасности и объединения в обычных оптимистичных сетях объединения. Он использует многоэтапную систему защиты от мошенничества для тщательной проверки пакетов транзакций.
Основное техническое различие между Arbitrum и Optimism заключается в том, что Arbitrum использует многораундовую систему защиты от мошенничества, тогда как Optimism использует только однораундную систему защиты от мошенничества. По состоянию на сентябрь 2023 года команда Arbitrum утверждает, что на Arbitrum не было представлено ни одного доказательства мошенничества. Тем не менее, защищенные от мошенничества заявки на Arbitrum в настоящее время ограничены только участниками из белого списка, хотя команда утверждает, что функция защиты от мошенничества в Arbitrum скоро станет неразрешенной, что позволит любому настаивать на проверке при возникновении проблем.
Arbitrum также управляет Arbitrum Nova, сайдчейн-сетью, которая в будущем снизит транзакционные издержки на 90%. Arbitrum Nova является значительно более дешевой в использовании сетью по сравнению с основной сетью Arbitrum, блокчейном, который также является домом для токенов Reddit r/cryptocurrency MOON.
opBNB
opBNB — это оптимистичная сеть L2 для BNB Smart Chain (BSC), разработанная с использованием стека OP. OpBNB был запущен 16 августа 2023 года и надеется поддерживать высокопроизводительные приложения, требующие больших объемов транзакций, при этом имея большое количество ежедневных активных пользователей на BSC. Чтобы еще больше снизить стоимость транзакций, opBNB использует BNB greenfield, блокчейн и платформу хранения, в качестве уровня доступности данных. По словам команды разработчиков, транзакции на opBNB могут стоить всего 0,0005 доллара.
Что такое накопительные пакеты с нулевым разглашением?
Накопительные пакеты с нулевым разглашением очень похожи на оптимистические свертки в том, как они обрабатывают транзакции в группах и взаимодействуют с уровнем консенсуса для окончательной проверки. Однако в отличие от оптимистических пакетов, которые предполагают, что все транзакции действительны, пакеты с нулевым разглашением подвергают каждую транзакцию процессу проверки перед ее добавлением.
Доказательства достоверности с нулевым разглашением способны скрыть детали транзакции во время ее выполнения и проверки, обеспечивая повышенную конфиденциальность. Как следует из названия, стороны не знают основных деталей транзакции, включая сумму транзакции и стороны сделки. Однако этот протокол способен доказать подлинность транзакции получателям и сетевым валидаторам.
Двумя сторонами транзакции доказательства с нулевым разглашением являются Доказывающая и Верифицирующая сторона. Доказывающий является отправителем транзакции, а Верифицирующий — получателем. Протокол ZK выступает посредником в транзакции. Скрытая информация (детали сделки) является Свидетельством.
Чтобы доказать проверяющему, что транзакция верна, доказывающий должен ответить на вопрос, касающийся транзакции. Верификатор генерирует вопрос (известный как «Вызов») и отправляет его проверяющему. Доказывающий дает ответ (известный как ответ) на вопрос и доказывает свое знание Свидетельства. Протокол ZK проверяет ответ, предоставленный проверяющим, и подтверждает достоверность транзакции проверяющему. Таким образом, единственная информация, которой располагает получатель транзакции, — это ее истинность или ложность.
Как только целостность транзакции подтверждена таким образом, транзакция добавляется в пакет и отправляется в основную сеть для проверки. В отличие от ситуации с оптимистичными пакетами, эти транзакции не подлежат дальнейшему расследованию, и средства можно вывести в течение 3 часов, не дожидаясь истечения периода проверки.
Вот несколько примеров zk-роллапов.
zkSync
zkSync — это сеть Layer 2 для блокчейна Ethereum, которая использует технологию нулевого разглашения для повышения эффективности и экономичности транзакций. zkSync Era, основная сеть проекта, являющаяся одним из первых накопительных пакетов с нулевым разглашением, была запущена 24 марта 2023 года. На данный момент все транзакции в zkSync Era прозрачны, а подробности доступны для публичного просмотра, хотя команда подтвердила, что планирует реализовать конфиденциальность, чтобы стимулировать более эффективное внедрение.
Хотя zkSync Era в настоящее время является крупнейшим накопительным пакетом с нулевым разглашением данных в отрасли, он совместим с EVM, а не с EVM-эквивалентом, что приводит к сокращению времени проверки и упрощению процесса проверки. Однако у него есть и обратная сторона: проектам может потребоваться изменить код перед развертыванием на zkSync.
Linea Network
Linea — это сеть L2 с нулевым разглашением, разработанная с использованием решетчатой криптографии. В отличие от zkSync, который совместим с EVM, Linea представляет собой ZKEVM типа 2 и полностью эквивалентна EVM. Это означает, что приложения, ранее развернутые в основной сети, могут быть перемещены в сеть Linea без необходимости перекомпиляции кода в байт-код нового языка программирования.
Однако, чтобы оставаться конкурентоспособной, Linea должна решить проблему, связанную с сокращением времени проверки, поскольку проверка блоков Ethereum может занять несколько часов.
Taiko
Taiko — это накопительный пакет ZKEVM типа 1, который призван стать полностью эквивалентным Ethereum и в котором разработчики и пользователи могут использовать возможности Ethereum Layer 1 без необходимости внесения каких-либо изменений.
Руководствуясь принципом «разработай один раз, разверни повсюду», генеральный директор Taiko считает, что Ethereum необходимо решение для масштабирования, похожее на исходную платформу. Его мнение разделяет Виталик Бутерин, который пишет:
«ZK-EVM типа 1 — это то, что нам в конечном итоге нужно, чтобы сделать Layer 1 Ethereum более масштабируемым… (они) также идеально подходят для объединений, потому что они позволяют накопителям повторно использовать много инфраструктуры».
Taiko уделяет особое внимание безопасности и децентрализации, и протокол планируется запустить с полностью децентрализованным набором предлагающих и доказывающих, чтобы позволить любому выполнять эти обязанности без внесения в белый список.
Сравнение характеристик оптимистических пакетов и пакетов с нулевым разглашением
Накопительные пакеты уже получили довольно широкое распространение, поскольку криптоинвесторы изучают более экономичные и эффективные по времени способы выполнения рутинных криптовалютных транзакций. Сегодня накопительные пакеты могут похвастаться более чем 2 миллиардами долларов в TVL.
Сравнив, как работают обе функции, можно выявить основные различия в характеристиках.
Доказательства безопасности и достоверности (защита от мошенничества и доказательства достоверности с нулевым разглашением)
В накопительных пакетах с нулевым разглашением используются смарт-контракты для проверки целостности транзакций с помощью доказательств действительности ZK. Напротив, оптимистичные пакеты считают транзакции действительными и зависят от системы защиты от мошенничества, которая принимает традицию, аналогичную консенсусным системам. Валидаторы составляют систему защиты от мошенничества и берут на себя роль выявления вредоносных транзакций и оповещения системы о необходимости удалить транзакцию из очереди.
Свойственное оптимистичным пакетам признание каждой транзакции действительной представляет собой определенную угрозу безопасности; система защиты от мошенничества может быть эффективной, но она не гарантирует полностью нулевой риск. Хотя период проверки в системе защиты от мошенничества действует как дополнительный уровень безопасности, он по-прежнему зависит от валидаторов, которые маркируют потенциально мошеннические транзакции. С другой стороны, система автоматизации проверки достоверности устраняет вероятность операционных ошибок при проверке транзакций до их группирования, а мгновенные проверки, как видно из пакетов ZK, представляют собой более безопасный подход к обработке транзакций, хотя это требует больше времени на доказывание.
Завершенность транзакции
Период проверки в оптимистичных пакетах составляет до семи дней. Следовательно, до этого момента эти транзакции не хэшируются в основную сеть. С другой стороны, транзакции в объединениях ZK достигают завершения в основной сети быстрее, чем в оптимистических объединениях, поскольку завершение в основной сети для каждого пакета объединения ZK происходит мгновенно. В связи с этим период вывода средств для обеих сетей различен, поскольку переключение активов из оптимистичных объединенных сетей в основную сеть может занять до 7 дней. Между тем, снятие средств с помощью накопительных пакетов ZK завершается, как только пакет транзакций отправляется в основную сеть и подтверждается, что обычно занимает максимум три часа.
Масштабируемость и стоимость
Транзакции ZK-rollup относительно тяжелее из-за вычислений, гарантирующих достоверность. Объединенный пакет ZK потребляет до 500 000 gwei — это высокий показатель по сравнению с 40 000 gwei, зафиксированными в обычном сценарии при оптимистическом пакете, меньший вес которого обусловлен отсутствием сложных математических вычислений в пакетных данных транзакций. Малый вес и низкая стоимость газа делают оптимистичные объединенные сети более дешевым и относительно более масштабируемым вариантом для пользователей.
Конфиденциальность
Доказательство действительности ZK представляет собой оригинальную систему проверки, ориентированную на конфиденциальность. ZK способен доказать, что транзакция действительна, не зная конкретных деталей транзакции. Совсем иначе обстоят дела в оптимистичных пакетах, где валидаторы знают детали транзакций и проверяют данные на предмет несоответствий. В результате накопительные пакеты с нулевым разглашением более ориентированы на конфиденциальность и могут быть более жизнеспособным вариантом для приложений, ориентированных на конфиденциальность.
Популярность
Оптимистические пакеты представляют собой относительно более простую технологию по сравнению с роллапами с нулевым разглашением. Оптимистические объединенные сети также были одними из первых универсальных решений масштабирования L2, которые были развернуты и благодаря этому получили некоторую известность. Относительная простота разработки оптимистичных объединенных сетей общего назначения также делает такие сети более распространенными, особенно с появлением стека OP, что еще больше упрощает проектам развертывание собственного Layer 2.
На сегодняшний день все три крупнейших объединенных сети по версии TVL являются оптимистическими (Arbitrum, Optimism и Base). Хотя zkSync находится на 4-м месте, DefiLlama сообщает, что на его долю в среднем приходится всего около 4% от общего совокупного TVL.
Разница в популярности также обусловлена значительными различиями в транзакционных издержках. В настоящее время оптимистичные объединенные сети предлагают более низкую комиссию за транзакции по сравнению с сетями ZK, что также способствует общей более высокой распространенности оптимистичных объединенных сетей.
EVM-совместимость
Optimism, Mantle, Arbitrum и другие подобные оптимистичные накопительные пакеты L2 совместимы с EVM, что позволяет разработчикам легко использовать собственные инструменты Ethereum для разработки dApps на оптимистичных накопительных пакетах. Однако не каждый накопительный пакет с нулевым разглашением совместим с EVM, поэтому со стороны разработчика требуется дополнительная работа, чтобы гарантировать, что dApps работают с накопительными пакетами zk.
| Оптимистичные свертки | Накопительные пакеты с нулевым разглашением | |
|---|---|---|
| Безопасность | Валидаторы в защищенной от мошенничества системе проверяют транзакции в течение определенного периода времени, чтобы обнаружить и отсекать вредоносные транзакции. | Система подтверждения действительности использует набор смарт-контрактов для мгновенного подтверждения действительности транзакции. |
| Масштабируемость и стоимость | Более низкие зарегистрированные комиссии, транзакции легкие. | Каждая партия потребляет больше газа и тяжелее. |
| Завершенность транзакции | Для завершения транзакции в основной сети требуется до 7 дней из-за периода проверки. | Каждая партия валидируется мгновенно (без периода проверки). |
| Сложность | Технология проще. | Технология более сложная. |
| Конфиденциальность | Защищенные от мошенничества валидаторы могут подслушивать транзакции. | Доказательства действительности направлены на обеспечение более высокого уровня конфиденциальности. |
| Популярность | Относительно более популярен на основе TVL. | Менее популярен среди пользователей на основе TVL. |
| EVM-совместимость | Обычно EVM-совместим. | Различные этапы EVM-совместимости, что может потребовать дополнительной работы от разработчиков. |
Заключение
Оптимизм оптимистичных сводных данных можно рассматривать как слабость безопасности и конфиденциальности, по крайней мере, по сравнению с накопительными пакетами с нулевым разглашением. Но это также дает ему более высокую оценку производительности по сравнению с объединением ZK, исходя из транзакционных издержек и требований к вычислениям. Обе системы имеют уникальные сильные и слабые стороны. Но они представляют собой скорее дополняющий друг друга набор, а не различные системы.
Благодаря протоколам совместимости криптоинвесторы могут прибегнуть к оптимистичным сетям объединения с нулевым разглашением для своих различных потребностей в транзакциях. Сети с ZK-роллапами больше подходят для частных, более безопасных транзакций и мгновенного вывода средств из сетей L2, а сети с оптимистичными пакетами — для тез случаев, когда скорость имеет первостепенное значение. Но этот выбор полностью зависит от пользователя.
Тем не менее, хотя в настоящее время накопительные пакеты ZK, несколько отстают по сравнению с оптимистичными накопительными пакетами, именно они пропагандируют основные ценности технологии блокчейна. Их сложная технология является причиной более медленного развития и внедрения, и по мере того, как технология продолжает развиваться, эти проблемы могут быть решены. Только в 2023 году мы стали свидетелями того, как количество накопительных пакетов ZK догнало оптимистичные накопительные пакеты, и, по мнению Виталика Бутерина, по мере совершенствования технологии ZK-SNARK, «в среднесрочной и долгосрочной перспективе накопительные пакеты ZK выиграют во всех случаях использования».
В этой статье обсуждаются только сильные и слабые стороны обеих систем в зависимости от используемой технологии. Обратите внимание, что материал представлен только в образовательных целях, а не в качестве финансового совета.
