Пересылка оригинального заголовка: Распаковка следующего поколения Ethereum L2s (III): Нативные роллапы

За последние два года Ethereum полностью привержена "роллап-центрическому" плану развития. Эта стратегия включает в себя блокировку ETH в мостовых контрактах, выполнение транзакций вне цепи и использование доказательств - либо доказательств мошенничества, либо доказательств нулевого знания (ZKPs) - для проверки состояния уровня 2 (L2) и обработки выводов.

Однако возникает значительная проблема: Ethereum не выполняет проверку выполнения EVM изначально, и роллапы вынуждены самостоятельно реализовывать свои собственные системы доказательств на цепи для проверки переходов состояния.

Ethereum часто проходит жесткие разделения, которые могут изменить EVM, что означает, что команды роллапов должны взять на себя ответственность за поддержку и обновление своих собственных реализаций. Это часто требует создания совета по безопасности или принятия системы управления на основе токенов для управления обновлениями их мостовых контрактов и доказательств.

В нашем предыдущем сериале мы исследовали роллапы, основанные на базе, и усилители роллапов. Теперь мы обращаем внимание на то, чтобы поглубже понять концепцию родных роллапов.

На основе, Бустер, Native... В чем разница?

Может возникнуть много путаницы между определениями основанных роллапов, бустерных роллапов и местных роллапов. В предыдущей серии мы уже прошлись по основанным роллапам и бустерным роллапам, поэтому рекомендуется ознакомиться с ними перед прочтением этой статьи. Тем не менее, мы быстро напомним вам о этих трех типах.

Основанные на Rollups используют набор валидаторов L1 для упорядочивания транзакций, способствуя децентрализации, но возможно снижая пропускную способность из-за относительно длительного времени блоков L1, таких как 12 секунд. Однако предпринимаются усилия для улучшения этого опыта с помощью предварительных техник подтверждения, что позволяет пользователям получать преимущества более быстрой финальности транзакции, поскольку сообщество продолжает инновации.

Бустеры роллапов увеличивают масштаб выполнения и хранения, имитируя обработку L1 на L2, что позволяет приложениям развиваться без повторного развертывания. Хотя этот подход обеспечивает масштабируемость, он вносит дополнительную сложность по сравнению с традиционными роллапами, требуя более сложных инженерных усилий для разработки и поддержания.

Native Rollups используют собственную функцию перехода состояния (STF) L1 в прикладном уровне в качестве проверяющего для переходов состояния. Однако, в то время как Optimism, Arbitrum и другие роллапы работают в средах, эквивалентных EVM, они часто включают пользовательские модификации, которые могут быть сложными или даже невозможными для прямой реализации на Ethereum.

Нативные накопительные пакеты, когда-то известные как закрепленные накопительные пакеты, подробно обсуждались в различных статьях. Кроме того, термин «канонический роллап» был кратко использован @apolynyaОднако, в конечном итоге термин "enshrined" был заменен на "native", чтобы указать, что существующие роллапы, эквивалентные EVM, могут потенциально обновиться до этой модели. Термин "native" был предложен @danrobinsonи анонимный участник из Лидо.

Как работают родные роллапы?

Предложение о родном роллапе вводит предварительную компиляцию EXECUTE, предназначенную для действия в качестве проверяющего для переходов состояния роллапа. Эта предварительная компиляция позволит командам роллапа использовать ее в своих контрактах-проверяющих, обеспечивая основу для систем доказательств и позволяя роллапам наследовать нативную проверку Ethereum.

Поскольку этот новый предварительный компилятор в некоторой степени похож на концепцию «EVM в EVM», он будет обновляться через процесс жесткой вилки Ethereum в соответствии с ее социальным консенсусом. Это обеспечивает, что изменения в EVM отражены в предварительной компиляции, позволяя роллапам наследовать проверку Ethereum и уменьшая ответственность команд роллапов за управление, такие как безопасность или мультисиги, в конечном итоге делая роллапы более безопасными для пользователей.

Предварительная компиляция EXECUTE функционирует как проверяющее устройство для переходов состояния EVM, позволяя роллапам использовать родную инфраструктуру Ethereum на уровне приложений. Она проверяет переходы, используя входные данные, такие как pre_state_root, post_state_root, трассировку и использованный газ, используя механизм ценообразования газа, аналогичный EIP-1559.

Валидаторы могут обеспечить правильность переходов состояния роллапа с помощью повторного выполнения или доказательств SNARK, в зависимости от масштабируемости роллапа. Кроме того, введена задержка на один слот для смягчения рисков централизации, таких как соревнование доказательств, основанных на MEV.

Предварительная компиляция Vere Vere упрощает разработку роллапов, позволяя создавать «бездоверительные роллапы» в терминах систем доказательств. Если комбинировать с разработкой основанного на роллапах дизайна, в котором оба секвенирование и системы доказательств управляются Ethereum, эта структура может достичь полной отсутствия доверия, часто называемой «ультразвуковым роллапом». Он улучшает композицию с потенциалом для мгновенного расчета, тем самым способствуя более композиционным и безопасным дизайнам роллапа.

Предложенный прекомпайл ведет себя аналогично EVM, повторно выполняя транзакции роллапа для проверки корректности. Это противоречит основному преимуществу роллапов, которое заключается в выполнении вне цепочки с предоставлением только доказательств допустимости в Ethereum. Вместо этого, прекомпайл в основном зеркалит то, что Ethereum уже делает, не добавляя никакой ценности в плане снятия вычислительной нагрузки с L1.

Выбор в пользу аналога EVM вместо zk-проверяющих обусловлен текущей незрелостью технологии ZK. Даже широко используемые zkVM показали уязвимости, и быстрое развитие ZKP делает жёсткую привязку конкретных zk-проверяющих к сети рискованной и неэластичной. Ethereum вместо этого отдаёт предпочтение разнообразию и нейтральности, обеспечивая эксперименты с различными zk-клиентами без закрепления за одним проверяющим.

Однако это не означает, что предварительная компиляция не способствует масштабируемости Ethereum. В то время как Ethereum обеспечивает свою безопасность, удерживая верификаторы zk-proof вне цепи, он использует эту предварительную компиляцию для проверки zk-proof, представленных роллапами. Это позволяет валидаторам Ethereum избежать полного эмулирования всех транзакций роллапа от начала до конца. Вместо этого, полагаясь на off-chain zk-proof, сеть поддерживает свои гарантии безопасности, стремясь достичь масштабируемости в терминах исполнения.

Каковы основные преимущества нативных роллапов?

С помощью роллапов, многие сложные задачи могут быть обработаны предварительной компиляцией, что делает такие вещи, как доказательства мошенничества или SNARK-проверки, гораздо проще. Это означает меньше кода для написания и поддержки, а также нет необходимости в дополнительных системах, таких как доказательные сети или советы по безопасности.

Проверка подтверждений SNARK на цепи дорога, поэтому многие zk-роллапы проводят расчеты транзакций реже, чтобы сэкономить на издержках. Предварительная компиляция EXECUTE может помочь снизить эти издержки, объединяя несколько доказательств с использованием рекурсии SNARK. Такой подход позволяет роллапам проверять транзакции более эффективно, делая валидацию вне цепи более доступной.

Обеспечение безошибочной работы в традиционных роллапах представляет собой сложную задачу и часто требует обширных проверок. Многие команды снижают риски, применяя централизованную последовательность для предотвращения создания вредоносных блоков. Однако нативное выполнение через предварительную компиляцию может обеспечить более безопасный и разрешенный механизм последовательности. Этот подход может позволить роллапам наследовать не только безопасность, но и фунгибельность активов L1, поскольку транзакции проверяются непосредственно в доверенной среде Ethereum.

Существует много роллапов, которые совместимы с EVM, но мало из них являются эквивалентами EVM: поддержание согласованности с изменениями в основной блокчейне часто требует группы или системы голосования для обновления роллапов, что может быть рискованным. Нативные роллапы могут автоматически обновляться с основным блокчейном, поддерживая все в синхронизации без необходимости дополнительных правил или голосующих лиц.

Для zk-rollups достижение очень низкого времени доказательства, такого как 100 мс, является сложной инженерной задачей. В отличие от нативных роллапов, это может позволить более "расслабленное" расписание доказательств, продлевая его до одного полного слота. Такой подход снижает давление на мгновенную генерацию доказательств, что потенциально улучшает надежность и интеграцию с L1.

Будет ли каждый роллап являться встроенным?

Все текущие стеки роллапов, такие как OP Stack и Arbitrum Orbit Stack, имеют потенциал превратиться в «родные роллапы», непосредственно наследуя функции безопасности Ethereum. Это обновление сделает пользователей счастливее благодаря улучшенной безопасности, а команды роллапов будут более удовлетворены, так как нет необходимости в советах по безопасности. Тем временем, команды роллапов могут продолжать конкурировать, предлагая эффективный общий слой последовательности, по-прежнему захватывая комиссии последователя и максимизируя MEV.

Однако не каждый роллап перейдет к статусу собственного. Некоторые функции L2 несовместимы с собственными роллапами, включая уникальные типы транзакций, различные методы учета газа и прекомпиляции, которых нет в основной блокчейне L1. Разнообразие виртуальных машин среди L2 роллапов, которые имеют общую базу безопасности, является одним из преимуществ современной экосистемы L2, подобной @EclipseFNDбудучи роллапом SVM,@movementlabsxyzбудучи роллапом MoveVM, или @Starknetэто роллап CairoVM.

Как отмечено @doganeth_enв будущем роллапы будут разделены на три категории: корпоративные роллапы, ориентированные на производительность роллапы и «согласованные» внутренние роллапы.

Предприятия будут сосредоточены на управлении, последовательности и владении своими роллапами, идеально подходит для компаний, желающих контролировать порядок транзакций, выполнение и приложения, как в web2.

Роллапы, ориентированные на производительность, будут использовать расчеты Ethereum, но для достижения максимальной производительности будут полагаться на альтернативную доступность данных, например@megaeth_labsиспользование @eigen_daдля доступности данных. Менее децентрализованные, эти роллапы усиливают$ETHутилита, но компромисс некоторых функций Ethereum.

Нативные роллапы будут полностью интегрированы в инфраструктуру Ethereum и предложат: децентрализацию уровня Ethereum, общее выполнение с прямым доступом к состоянию и более дешевую верификацию ZK-доказательств вне цепи. Эти роллапы способствуют сетевым эффектам Ethereum, потенциально делятся на выручку, но устойчивость зависит от естественных экономических стимулов.

Вывод

Native rollups представляют собой значительное развитие в роллап-центрированной дорожной карте Ethereum, предлагая более согласованный подход с инфраструктурой Ethereum. Вводя прекомпиляцию EXECUTE, native rollups упрощают управление, устраняя зависимость от мультисигов, советов безопасности или систем голосования на основе токенов. Этот подход не только повышает безопасность, но и позволяет роллапам более эффективно масштабироваться с использованием оффчейн zk-proof, обеспечивая как минимизацию доверия, так и масштабируемость.

Несмотря на то, что это предложение имеет большие перспективы, оно не лишено проблем. Большинство существующих накопительных пакетов, несмотря на то, что они помечены как эквивалентные EVM, часто включают в себя незначительные изменения EVM. В результате переход на нативную модель объединения может привести к дополнительным накладным расходам на разработку накопительных пакетов с настраиваемыми реализациями EVM.

Тем не менее, местные роллапы предлагают убедительный путь интеграции безопасности и гибкости Ethereum с дизайном роллапа. Поощряя согласованность с L1, они способствуют инновациям, снижая фрагментацию и делая экосистему Ethereum более сплоченной и устойчивой в будущем.

Если вы еще не сделали этого, обязательно ознакомьтесьчасть Iичасть IIв рамках нашей серии Rollups 2.0, которая фокусируется на базовых роллапах и усилителях роллапов, соответственно. В нашем следующем посте мы погрузимся глубже в концепцию гигагасовых роллапов и исследуем, как этот инновационный подход к проектированию роллапов может расширить границы масштабируемости Ethereum и дальше улучшить экосистему роллапов.

Отказ от ответственности:

1. Эта статья перепечатана с [Исследование 2077]. Впереди оригинальное название: Открытие следующего поколения Ethereum L2s (III): Родные роллапы. Все авторские права принадлежат оригинальному автору [Исследование 2077]. Если есть возражения против этого перепечатывания, пожалуйста, свяжитесь с Gate Learnкоманду, и они незамедлительно разберутся с этим.
2. Отказ от ответственности: Мнения и взгляды, выраженные в этой статье, являются исключительно мнениями автора и не являются инвестиционными советами.
3. Перевод статьи на другие языки выполняется командой Gate Learn. Копирование, распространение или плагиат переведенных статей запрещены, если не указано иное.