原文作者: nanfengpo
創作者:Xinyang
審核者:DAOctor
原文: Rollup as a Service: Opportunities and Challenges
Cosmos 和 Polkadot 採用多鏈結構的擴展方案。他們的區塊鏈 SDK,Tendermint 和 Substrate,被許多項目用於定制自己的區塊鏈。這些區塊鏈使用跨鏈協議,如 Cosmos IBC[1]、Polkadot XCM [2] 和 bridges[3] 來進行互動。然而,這些協議很難保證高安全性,這導致了頻繁的黑客竊取。因此,跨鏈協議沒有帶來預期的效果,區塊鏈之間仍保持相對獨立。
From Cosmos Network - Internet of Blockchains[4] and Getting Started · Polkadot Wiki[5]
後來,出現了一種更安全的擴展技術,稱爲 rollup。rollup 將第2層的交易壓縮成一個“批次”,上傳到第1層,並通過欺詐證明(如 Optimistic-rollup)或有效性證明(如 ZK-rollup)證明第1層的狀態轉換的有效性。由於數據的可用性和狀態的有效性在第1層得到驗證,rollup 獲得了與第1層相同的安全水平,確保資產可以在第1層和第2層之間安全轉移。
到目前爲止,許多 rollup 項目,如 Arbitrum、Optimism、ZkSync 和 StarkNet 都已經在使用。除了這些通用的 rollup,還出現了一些特定應用的 rollup,包括基於 StarkEx rollup SDK[6] 的 dYdX(訂單簿 DEX)和 DeversiFi(AMM DEX)等。雖然 rollup 技術還沒有完全發展起來,掌握這種技術的團隊也不多,但市場上對這種技術的需求仍然很強烈。
通用型和特定應用型 rollup 來自 https://l2beat.com/[7]
rollup 提供了一個獨立的執行環境,具有高 TPS、低 Gas 和從第1層訪問所有資產的能力,這有助於區塊鏈上的應用從 DeFi 擴展到更普遍的領域,如遊戲和社交網絡。我們預計 rollup 將逐漸成爲一種提供給 Web3 應用程序的服務,即 Rollup as a Service(Raas)。一些項目現在正朝着這個方向發展。以太坊 以 rollup 爲中心的路线圖[8] 和 StarkNet 的 Layer 3[9] 架構都展示了特定應用的 multi-rollup 未來。
StarkNet 的架構描述,採用了 特定應用的 multiple rollup 作爲 Layer 3,來源 Medium [10]
rollup 在提供 RaaS 方面仍然面臨以下挑战。
首先,讓我們來談一談 rollup SDK。人們可以在 SDK 的基礎上快速部署一些配置和啓動 rollup。爲避免重新發明車輪,开源的 rollup 是 SDK 开發的更好選擇。對於 Optimistic-rollup,Arbitrum 和 Optimism 都是开源的。從 L2beat 那裏,我們可以看到 Metis 和 Boba 都是在 Optimism 的代碼基礎上开發的。相比之下,ZK-rollup 的开源程度不高。ZkSync 發布了v1版的完整代碼[11],但v2版只有合約代碼[12](嵌入了 zkEVM)。StarkEx 只發布了合約代碼[13],並通過一個封閉的源代碼向第三方提供其他模塊。StartNet 只提供 Cairo 的代碼[14]。
盡管 Optimistic-rollup 系統擁有更成熟的代碼庫和對 EVM 更好的支持,但欺詐證明的固有特性使它們在最終性和安全性方面遠遠落後於 ZK-rollup 系統。ZK-rollup 第2層的交易在第1層被證明後立即完成,而 Optimistic-rollup 第2層的交易由於有挑战期,需要幾天時間才能完成。另一方面,Optimistic-rollup 需要更多的安全假設:至少 1-out-of-N 誠實操作者來保證欺詐證明提交,有一個抗審查的第1層來保證欺詐證明接受。
總而言之,我們現在就可以在現有的开源代碼基礎上快速建立一個 Optimistic-rollup SDK,但從長遠來看,ZK-rollup SDK 似乎更有吸引力。當然,除了代碼庫的問題,ZKVM 的設計,即 ZKP 可驗證的智能合約,也是迫切需要的。目前,各種 ZKVM 解決方案正在开發中。每個解決方案的方法仍然不統一。
一圖比較 ZKVM,來源:Ye Zhang’s talk " An overview of zkEVM[15] "
如前所述,分批交易需要以 rollup 方式發送到第1層,因此 rollup 的 TPS 受限於第1層的存儲空間,也就是數據可用性[16](DA)問題。以太坊已經提出了一系列的第1層存儲擴展解決方案,包括 EIP-4488、Proto-Danksharding 和完整的 Danksharding(目前正在尋求提案[17])。除了第1層的擴展,許多項目如 Celestia 和 Polygon Avail 也在嘗試擴大第2層的存儲容量。然而,這些解決方案的安全性和易用性仍需進一步研究。
EIP-4488 和 Proto-danksharding 將如何增加區塊大小,來源:Vitalik’s " Proto-Danksharding FAQ[18] "
在 ZK-rollup 方面,TPS 還受到 ZKP 計算速度的限制。Paradigm 和 6block 在 GPU、FPGA 和 ASIC 上有不同的硬件選擇來加速計算。此外,6block 比較了幾種 ZKP 分布式計算的軟件架構,包括礦池、證明聚合和 DIZK。ZPrize[19] ,一個即將到來的競賽,也激勵开發者找到有價值的解決方案來加速 ZKP 計算。
確保 rollup 服務的高可用性是另一個關鍵問題。目前市場上的 rollup 服務幾乎都是中心化的,也就是說,只有特定的運營商可以向第1層提交批次和證明。這是一個脆弱的設計,因爲 SPOF(單點故障)將很容易導致服務不可用。由於軟件錯誤[20]和硬件故障[21],Arbitrum 已經多次遭受了數小時的停機。許多項目都在致力於去中心化 rollup 以避免 SPOF,包括 zkSync[22]、StarkNet[23]、Polygon Hermes[24]、PoVP[25] 和 taikocha.in[26]。
RaaS正在考慮應用一個好的經濟模式。目前,服務提供商的利潤主要來自於第1層和第2層之間的交易費差距,即從第2層收取費用作爲收入,向第1層支付費用作爲成本。Optimism 已經發行了治理代幣[27],但收入仍不足以維持开支。
rollup 和它們的費用,來自 https://l2fees.info/[28]
現有的大多數 rollup 是建立在區塊鏈上的第三方服務,所以它們的主要收入僅僅來自於交易費。然而,我們可以跳出這種思維模式,將 rollup 視爲區塊鏈提供的原生服務。就像 Cosmos 和 Polkadot 的設計一樣,整個系統包含一個區塊鏈和附着在區塊鏈上的多個 rollup,形成一個具有無限可擴展性的去中心化網絡。通過這種方式,網絡可以用相同的原生代幣獎勵第1層區塊鏈驗證者和第2層 rollup 運營商。這個想法類似於 Polynya 提出的 shrined rollup[29],值得進一步研究。
與 Cosmos 和 Polkadot 的跨鏈協議一樣,當一個區塊鏈上部署了多個 rollup 時,cross-rollup 協議是必要的。用戶也可以從第1層提取他們的資產,並將其存入另一個 rollup,但這個過程需要在第1層支付額外的費用和更多的操作步驟。一些第三方 cross-rollup 橋[30]利用流動性池來幫助用戶在 rollup 之間即時轉移,但這些橋和跨鏈橋一樣容易被竊取。
Vitalik 在《終局》[31]中描述的一個未來區塊鏈架構,當中有 multiple rollup 和 cross-rollup 橋
理想情況下,區塊鏈應該提供一個原生的 cross-rollup 橋,由其驗證者維護以保證安全。此外,這樣的橋最好支持從一個 rollup 到另一個 rollup 的同步消息調用,也就是說,一個 rollup 上的用戶可以直接調用另一個 rollup 上的合約。這將最大限度地提高 multi-rollup 架構中的用戶體驗。這裏的底層技術很復雜,但我們期待着它的出現。
這篇文章描述了 RaaS,即爲 DApps 提供 rollup 服務。顯然,區塊鏈將迎來 Web3 的 multi-rollup 未來。任何人都可以通過 SDK 快速啓動他們的 rollup,並以高性能和低成本在 rollup 上運行應用程序。在討論了 RaaS 可能面臨的所有挑战後,我們最終提出了原生rollup 的想法,這將有助於區塊鏈用其原生代幣獎勵 rollup 驗證者,並提供一個由其驗證者維護的 cross-rollup 橋。我們計劃進一步仔細研究,並在未來的文章中詳盡闡述。
[1] https://ibc.cosmos.network/
[2] https://wiki.polkadot.network/docs/learn-crosschain
[3] https://wiki.polkadot.network/docs/learn-bridges
[4] https://v1.cosmos.network/intro
[5] https://wiki.polkadot.network/docs/getting-started
[6] https://starkware.co/starkex/
[7] https://l2beat.com/
[8] https://ethereum-magicians.org/t/a-rollup-centric-ethereum-roadmap/4698
[9] https://medium.com/starkware/fractal-scaling-from-l2-to-l3-7fe238ecfb4f
[10] https://medium.com/p/7fe238ecfb4f
[11] https://github.com/matter-labs/zksync
[12] https://github.com/matter-labs/v2-testnet-contracts
[13] https://github.com/starkware-libs/starkex-contracts
[14] https://github.com/starkware-libs/cairo-lang
[15] https://drive.google.com/file/d/1SyOXq8CtoEOKplw0KxazAL_YySdpsP62/view
[16] https://hackmd.io/@vbuterin/sharding_proposal#Why-is-data-availability-important-and-why-is-it-hard-to-solve
[17] https://github.com/ethereum/requests-for-proposals/blob/e8eed947a35d966027f47dfdd6c556089228642d/open-rfps/das.md
[18] https://notes.ethereum.org/@vbuterin/proto_danksharding_faq
[19] https://www.zprize.io/
[20] https://medium.com/offchainlabs/arbitrum-one-outage-report-d365b24d49c
[21] https://offchain.medium.com/todays-arbitrum-sequencer-downtime-what-happened-6382a3066fbc
[22] https://docs.zksync.io/userdocs/decentralization.html
[23] https://community.starknet.io/t/starknet-decentralization-tendermint-based-suggestion/998
[24] https://ethresear.ch/t/proof-of-efficiency-a-new-consensus-mechanism-for-zk-rollups/11988
[25] https://ethresear.ch/t/a-design-of-decentralized-zk-rollups-based-on-eip-4844/12434
[26] http://taikocha.in/
[27] https://community.optimism.io/docs/governance/
[28] https://l2fees.info/
[29] https://twitter.com/epolynya/status/1511623759786307586
[30] https://newsletter.banklesshq.com/p/how-to-hop-between-chains
[31] https://vitalik.ca/general/2021/12/06/endgame.html
標題:DAOrayaki |Rollup 即服務(RaaS)的機會:從多鏈到 multi-rollup
地址:https://www.torrentbusiness.com/article/10390.html
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