Os Rollups nativos usam seu próprio STF L1 como validador de transição de estado da Camada de aplicação.
Artigo por: Comunidade da Gate.io
Nos últimos dois anos, o Ethereum tem estado totalmente empenhado no roadmap do "centro de rollups". Esta estratégia envolve bloquear ETH em contratos de ponte, executar transações fora da cadeia e utilizar provas - seja provas de fraude ou provas de conhecimento zero (ZKP) - para verificar o estado da Camada 2 (L2) e processar levantamentos.
No entanto, existe um desafio significativo: o Ethereum não verifica nativamente a execução do EVM, o que obriga as rollups a implementarem independentemente o seu próprio sistema de prova na cadeia para verificar a transição de estados.
A Ethereum passou por muitos hard forks, o que pode alterar o EVM, o que significa que as equipas de rollup devem ser responsáveis pela manutenção e atualização das suas implementações personalizadas. Isso geralmente requer a formação de um comité de segurança ou a adoção de um sistema de governação baseado em votação de tokens para gerir as atualizações dos seus contratos de ponte e mecanismos de prova.
Na nossa série anterior, explorámos o rollup baseado e o rollup de impulso. Agora, vamos aprofundar o conceito de rollup nativo.
Qual é a diferença entre Based, Booster e nativo?
Entre as definições de rollup baseado, rollup de impulso e rollup nativo pode haver muita confusão. Nas séries anteriores, já apresentamos o rollup baseado e o rollup de impulso, portanto, recomendamos que consulte esses conteúdos antes de ler este artigo. No entanto, faremos uma revisão rápida destes três tipos.
Os rollups baseados usam um conjunto de verificadores L1 para ordenar transações, promovendo a descentralização, mas devido ao tempo de bloco L1 relativamente longo (por exemplo, 12 segundos), pode afetar a capacidade de processamento. No entanto, estão a trabalhar arduamente para melhorar esta experiência, utilizando tecnologia de pré-confirmação, permitindo aos utilizadores desfrutar de confirmações de transação mais rápidas enquanto a comunidade continua a inovar.
Booster Rollups através da simulação do processamento da L1 no L2 para expandir a execução e o armazenamento, permitindo que as aplicações cresçam sem a necessidade de redesenho. Embora este método forneça escalabilidade, em comparação com rollups tradicionais, introduz complexidades adicionais, exigindo esforços de engenharia mais complexos para desenvolvimento e manutenção.
Os Rollups nativos utilizam a sua própria funcionalidade de transferência de estado (STF) da L1 como validadores de transferência de estado da Camada de aplicação. No entanto, embora o Optimismo, o Arbitrum e outros rollups funcionem num ambiente EVM equivalente, geralmente contêm modificações personalizadas complexas ou impraticáveis que não podem ser implementadas diretamente no Ethereum.
Os rollups nativos costumavam ser chamados de rollups on-chain e foram discutidos detalhadamente em vários escritos. Além disso, o termo 'rollup de especificação' foi brevemente usado por @apolynya. No entanto, o termo 'on-chain' acabou por substituir o termo 'legal' para indicar que os rollups existentes, como o EVM, podem ser atualizados para este modelo. O termo 'on-chain' foi proposto por @danrobinson e um colaborador anônimo da Lido.
Como funciona o rollup nativo?
A proposta rollup nativa introduziu a pré-compilação EXECUTE, destinada a servir como validador de transição de estado rollup. Esta pré-compilação permitirá que as equipas rollup a utilizem nos seus contratos de validação, fornecendo Based ao sistema de prova e permitindo que o rollup herde a validação nativa do Ethereum.
Devido a este novo pré-compilado ser em certa medida semelhante ao conceito de 'EVM dentro do EVM', ele será atualizado por meio de hard forks do Ethereum sob seu consenso social. Isso garante que as alterações na EVM sejam refletidas no pré-compilado, permitindo que os rollups herdem a validação do Ethereum e aliviem a responsabilidade de governança das equipes de rollup em termos de comitês de segurança ou multiassinaturas, tornando os rollups mais seguros para os usuários.
EXECUTE pré-compilado como validador de transições de estado EVM, permitindo que rollups utilizem as instalações nativas do Ethereum na Camada de aplicação. Ele usa entradas como pre_state_root, post_state_root, trace e gas_used para validar a transição, aproveitando um mecanismo de precificação de gas semelhante ao EIP-1559. Para atender às necessidades de escalabilidade do rollup, os validadores podem fazer cumprir a correção da transição de estado do rollup por meio de reexecução ou prova SNARK. Além disso, é integrada uma demora de um slot para mitigar riscos centralizados, como competição de prova baseada em MEV.
Esta pré-compilação simplifica o desenvolvimento de rollups ao suportar 'rollup sem confiança' no sistema de prova. Quando combinado com o design Based rollup, onde tanto a ordenação quanto o sistema de prova são geridos pela Ethereum, esta estrutura pode alcançar total ausência de confiança, muitas vezes referida como 'rollup ultrassônico'. Aumenta a composabilidade e tem o potencial de liquidação em tempo real, incentivando assim um design de rollup mais componível e seguro.
A ação proposta de pré-compilação é semelhante à EVM, reexecutando transações de rollup para verificar a correção. Isso vai contra a principal vantagem do rollup, pois a vantagem do rollup está na execução fora da cadeia, apenas enviando provas de validade para Ethereum. Em vez disso, a pré-compilação essencialmente reflete o que o Ethereum já está fazendo e não adiciona valor significativo na redução da carga computacional do L1.
Escolher validadores semelhantes ao EVM em vez de validadores zk é devido à imaturidade atual da tecnologia ZK. O zkVM amplamente utilizado já mostrou vulnerabilidades, e a rápida evolução do ZKP torna arriscado e inflexível codificar especificamente validadores zk na cadeia. O Ethereum, por outro lado, prioriza a diversidade e a neutralidade, permitindo experimentar com diferentes clientes zk em vez de ficar preso a um único validador.
No entanto, isso não significa que a pré-compilação não contribui para a escalabilidade do Ethereum. Embora o Ethereum mantenha os validadores de provas zk fora da cadeia para garantir sua segurança, ele utiliza esta pré-compilação para verificar as provas zk submetidas pelos rollups. Isso permite que os validadores do Ethereum evitem simular todas as transações de rollup do início ao fim. Pelo contrário, ao depender das provas zk fora da cadeia, a rede mantém sua garantia de segurança, ao mesmo tempo que se esforça para alcançar a escalabilidade na execução.
Quais são as principais vantagens do rollup nativo?
Através de rollups nativos, muitas tarefas complexas podem ser pré-processadas, tornando a prova de fraude ou verificações SNARK mais simples. Isso significa menos código a ser escrito e mantido, sem a necessidade de sistemas adicionais, como redes de prova ou comitês de segurança.
A verificação de SNARK on-chain é dispendiosa, portanto, muitos zk-rollup optam por não liquidar transações com frequência para poupar custos. O pré-compilador EXECUTE pode ajudar a reduzir esses custos ao agrupar várias provas usando SNARK recursivo. Este método pode tornar a verificação de transações rollup mais eficiente, tornando a verificação off-chain mais rentável.
Em rollups tradicionais, garantir operações sem erros é um desafio e geralmente requer verificações extensivas. Muitas equipes reduzem o risco adotando ordenação centralizada para evitar a geração de blocos maliciosos. No entanto, um mecanismo de ordenação pré-compilado e nativo pode potencialmente oferecer uma abordagem mais segura e sem permissão. Esse método pode permitir que os rollups herdem não apenas a segurança do L1, mas também a fungibilidade dos ativos, já que as transações são verificadas diretamente em um ambiente confiável do Ethereum.
Existem muitos rollups compatíveis com o EVM, mas há quase nenhum equivalente ao EVM: manter-se sincronizado com a blockchain principal normalmente requer uma equipe ou sistema de votação para atualizar o rollup, o que pode trazer riscos. O rollup nativo pode ser atualizado automaticamente com a blockchain principal, mantendo tudo sincronizado, sem a necessidade de regras ou votantes adicionais.
Para os rollups zk, alcançar um tempo de prova extremamente baixo, como 100 milissegundos, é uma tarefa de engenharia altamente desafiadora. Por outro lado, os rollups nativos podem permitir uma programação de tempo de prova mais 'folgada', estendendo-a para um slot completo. Esse método alivia a pressão de gerar provas imediatamente, potencialmente aumentando a confiabilidade e reforçando a integração com L1.
Todos os rollups serão nativos?
Atualmente, todos os rollup stacks, como o OP Stack e o Arbitrum Orbit Stack, têm o potencial de se transformar em "rollups nativos", herdando diretamente as características de segurança do Ethereum. Esta atualização proporcionará uma maior satisfação aos utilizadores, uma vez que a segurança é reforçada, e as equipas de rollup sentir-se-ão mais confortáveis por não necessitarem mais de comissões de segurança. Ao mesmo tempo, as equipas de rollup ainda podem competir e capturar taxas de ordenação, maximizando MEV, ao fornecer uma camada de ordenação partilhada eficiente.
No entanto, nem todos os rollups vão transitar para a forma nativa. Algumas características L2 são incompatíveis por natureza com os rollups nativos, incluindo tipos de transações únicas, métodos de contabilização de gas diferentes e pré-compilações não encontradas na blockchain principal L1. A diversidade das VMs entre os rollups L2, compartilhando cada um uma Base de segurança comum, é uma grande vantagem do ecossistema L2 de hoje, por exemplo
@EclipseFND é rollup SVM
@movementlabsxyzMoveVM rollups
@Starknet é rollups CairoVM
Como apontado por @doganeth_en, os futuros rollups serão divididos em três categorias: rollups corporativos, rollups orientados para o desempenho e rollups nativos 'all-in-one'.
As empresas vão se concentrar em gerenciar, classificar e possuir seus rollups, o que é ideal para empresas que desejam ter um controle semelhante ao web2 sobre a ordem das transações, a execução e os aplicativos.
Os rollups focados no desempenho usarão a liquidação do Ethereum, mas dependerão da disponibilidade de dados alternativos para obter o melhor desempenho, por exemplo, @megaeth_labs usa @eigen_da para obter disponibilidade de dados. Estes rollups têm um nível inferior de descentralização, mas aumentam a utilidade do ETH, sacrificando certas características do Ethereum.
Os rollups nativos serão totalmente integrados à infraestrutura Base da Ethereum e fornecerão: descentralização de nível Ethereum, execução compartilhada com acesso direto ao estado e verificação mais barata de provas ZK fora da cadeia. Esses rollups contribuem para o efeito de rede do Ethereum, podem compartilhar receitas, mas sua sustentabilidade depende de incentivos econômicos naturais.
Conclusão
Rollups nativos representam um avanço significativo no roadmap do rollup do Ethereum, fornecendo uma abordagem mais alinhada com a infraestrutura baseada em Ethereum. Ao introduzir a pré-compilação EXECUTE, os rollups nativos simplificam a governança, eliminando a dependência de multisig, comitês de segurança ou sistemas de votação baseados em tokens. Este método não apenas aumenta a segurança, mas também permite que os rollups se expandam de forma mais eficiente, aproveitando as provas zk off-chain, garantindo assim a minimização da confiança e escalabilidade.
Embora a perspectiva desta proposta seja ampla, não está isenta de desafios. Embora a maioria dos rollups existentes seja considerada equivalente ao EVM, eles geralmente têm modificações leves no EVM. Portanto, a transição para o modelo de rollup nativo pode impor uma carga adicional de desenvolvimento aos rollups com implementações personalizadas do EVM.
No entanto, os rollups nativos oferecem um caminho notável que combina a segurança e a flexibilidade do Ethereum com o design de rollup. Ao incentivar a alinhamento com L1, eles promovem a inovação, ao mesmo tempo que reduzem a fragmentação, tornando o ecossistema Ethereum mais coeso e resiliente no futuro.
O conteúdo é apenas para referência, não uma solicitação ou oferta. Nenhum aconselhamento fiscal, de investimento ou jurídico é fornecido. Consulte a isenção de responsabilidade para obter mais informações sobre riscos.
Interpretação do próximo Ethereum L2 nativo: Rollups nativos
Os Rollups nativos usam seu próprio STF L1 como validador de transição de estado da Camada de aplicação.
Artigo por: Comunidade da Gate.io
Nos últimos dois anos, o Ethereum tem estado totalmente empenhado no roadmap do "centro de rollups". Esta estratégia envolve bloquear ETH em contratos de ponte, executar transações fora da cadeia e utilizar provas - seja provas de fraude ou provas de conhecimento zero (ZKP) - para verificar o estado da Camada 2 (L2) e processar levantamentos.
No entanto, existe um desafio significativo: o Ethereum não verifica nativamente a execução do EVM, o que obriga as rollups a implementarem independentemente o seu próprio sistema de prova na cadeia para verificar a transição de estados.
A Ethereum passou por muitos hard forks, o que pode alterar o EVM, o que significa que as equipas de rollup devem ser responsáveis pela manutenção e atualização das suas implementações personalizadas. Isso geralmente requer a formação de um comité de segurança ou a adoção de um sistema de governação baseado em votação de tokens para gerir as atualizações dos seus contratos de ponte e mecanismos de prova.
Na nossa série anterior, explorámos o rollup baseado e o rollup de impulso. Agora, vamos aprofundar o conceito de rollup nativo.
Qual é a diferença entre Based, Booster e nativo?
Entre as definições de rollup baseado, rollup de impulso e rollup nativo pode haver muita confusão. Nas séries anteriores, já apresentamos o rollup baseado e o rollup de impulso, portanto, recomendamos que consulte esses conteúdos antes de ler este artigo. No entanto, faremos uma revisão rápida destes três tipos.
Os rollups baseados usam um conjunto de verificadores L1 para ordenar transações, promovendo a descentralização, mas devido ao tempo de bloco L1 relativamente longo (por exemplo, 12 segundos), pode afetar a capacidade de processamento. No entanto, estão a trabalhar arduamente para melhorar esta experiência, utilizando tecnologia de pré-confirmação, permitindo aos utilizadores desfrutar de confirmações de transação mais rápidas enquanto a comunidade continua a inovar.
Booster Rollups através da simulação do processamento da L1 no L2 para expandir a execução e o armazenamento, permitindo que as aplicações cresçam sem a necessidade de redesenho. Embora este método forneça escalabilidade, em comparação com rollups tradicionais, introduz complexidades adicionais, exigindo esforços de engenharia mais complexos para desenvolvimento e manutenção.
Os Rollups nativos utilizam a sua própria funcionalidade de transferência de estado (STF) da L1 como validadores de transferência de estado da Camada de aplicação. No entanto, embora o Optimismo, o Arbitrum e outros rollups funcionem num ambiente EVM equivalente, geralmente contêm modificações personalizadas complexas ou impraticáveis que não podem ser implementadas diretamente no Ethereum.
Os rollups nativos costumavam ser chamados de rollups on-chain e foram discutidos detalhadamente em vários escritos. Além disso, o termo 'rollup de especificação' foi brevemente usado por @apolynya. No entanto, o termo 'on-chain' acabou por substituir o termo 'legal' para indicar que os rollups existentes, como o EVM, podem ser atualizados para este modelo. O termo 'on-chain' foi proposto por @danrobinson e um colaborador anônimo da Lido.
Como funciona o rollup nativo?
A proposta rollup nativa introduziu a pré-compilação EXECUTE, destinada a servir como validador de transição de estado rollup. Esta pré-compilação permitirá que as equipas rollup a utilizem nos seus contratos de validação, fornecendo Based ao sistema de prova e permitindo que o rollup herde a validação nativa do Ethereum.
Devido a este novo pré-compilado ser em certa medida semelhante ao conceito de 'EVM dentro do EVM', ele será atualizado por meio de hard forks do Ethereum sob seu consenso social. Isso garante que as alterações na EVM sejam refletidas no pré-compilado, permitindo que os rollups herdem a validação do Ethereum e aliviem a responsabilidade de governança das equipes de rollup em termos de comitês de segurança ou multiassinaturas, tornando os rollups mais seguros para os usuários.
EXECUTE pré-compilado como validador de transições de estado EVM, permitindo que rollups utilizem as instalações nativas do Ethereum na Camada de aplicação. Ele usa entradas como pre_state_root, post_state_root, trace e gas_used para validar a transição, aproveitando um mecanismo de precificação de gas semelhante ao EIP-1559. Para atender às necessidades de escalabilidade do rollup, os validadores podem fazer cumprir a correção da transição de estado do rollup por meio de reexecução ou prova SNARK. Além disso, é integrada uma demora de um slot para mitigar riscos centralizados, como competição de prova baseada em MEV.
Esta pré-compilação simplifica o desenvolvimento de rollups ao suportar 'rollup sem confiança' no sistema de prova. Quando combinado com o design Based rollup, onde tanto a ordenação quanto o sistema de prova são geridos pela Ethereum, esta estrutura pode alcançar total ausência de confiança, muitas vezes referida como 'rollup ultrassônico'. Aumenta a composabilidade e tem o potencial de liquidação em tempo real, incentivando assim um design de rollup mais componível e seguro.
A ação proposta de pré-compilação é semelhante à EVM, reexecutando transações de rollup para verificar a correção. Isso vai contra a principal vantagem do rollup, pois a vantagem do rollup está na execução fora da cadeia, apenas enviando provas de validade para Ethereum. Em vez disso, a pré-compilação essencialmente reflete o que o Ethereum já está fazendo e não adiciona valor significativo na redução da carga computacional do L1.
Escolher validadores semelhantes ao EVM em vez de validadores zk é devido à imaturidade atual da tecnologia ZK. O zkVM amplamente utilizado já mostrou vulnerabilidades, e a rápida evolução do ZKP torna arriscado e inflexível codificar especificamente validadores zk na cadeia. O Ethereum, por outro lado, prioriza a diversidade e a neutralidade, permitindo experimentar com diferentes clientes zk em vez de ficar preso a um único validador.
No entanto, isso não significa que a pré-compilação não contribui para a escalabilidade do Ethereum. Embora o Ethereum mantenha os validadores de provas zk fora da cadeia para garantir sua segurança, ele utiliza esta pré-compilação para verificar as provas zk submetidas pelos rollups. Isso permite que os validadores do Ethereum evitem simular todas as transações de rollup do início ao fim. Pelo contrário, ao depender das provas zk fora da cadeia, a rede mantém sua garantia de segurança, ao mesmo tempo que se esforça para alcançar a escalabilidade na execução.
Quais são as principais vantagens do rollup nativo?
Através de rollups nativos, muitas tarefas complexas podem ser pré-processadas, tornando a prova de fraude ou verificações SNARK mais simples. Isso significa menos código a ser escrito e mantido, sem a necessidade de sistemas adicionais, como redes de prova ou comitês de segurança.
A verificação de SNARK on-chain é dispendiosa, portanto, muitos zk-rollup optam por não liquidar transações com frequência para poupar custos. O pré-compilador EXECUTE pode ajudar a reduzir esses custos ao agrupar várias provas usando SNARK recursivo. Este método pode tornar a verificação de transações rollup mais eficiente, tornando a verificação off-chain mais rentável.
Em rollups tradicionais, garantir operações sem erros é um desafio e geralmente requer verificações extensivas. Muitas equipes reduzem o risco adotando ordenação centralizada para evitar a geração de blocos maliciosos. No entanto, um mecanismo de ordenação pré-compilado e nativo pode potencialmente oferecer uma abordagem mais segura e sem permissão. Esse método pode permitir que os rollups herdem não apenas a segurança do L1, mas também a fungibilidade dos ativos, já que as transações são verificadas diretamente em um ambiente confiável do Ethereum.
Existem muitos rollups compatíveis com o EVM, mas há quase nenhum equivalente ao EVM: manter-se sincronizado com a blockchain principal normalmente requer uma equipe ou sistema de votação para atualizar o rollup, o que pode trazer riscos. O rollup nativo pode ser atualizado automaticamente com a blockchain principal, mantendo tudo sincronizado, sem a necessidade de regras ou votantes adicionais.
Para os rollups zk, alcançar um tempo de prova extremamente baixo, como 100 milissegundos, é uma tarefa de engenharia altamente desafiadora. Por outro lado, os rollups nativos podem permitir uma programação de tempo de prova mais 'folgada', estendendo-a para um slot completo. Esse método alivia a pressão de gerar provas imediatamente, potencialmente aumentando a confiabilidade e reforçando a integração com L1.
Todos os rollups serão nativos?
Atualmente, todos os rollup stacks, como o OP Stack e o Arbitrum Orbit Stack, têm o potencial de se transformar em "rollups nativos", herdando diretamente as características de segurança do Ethereum. Esta atualização proporcionará uma maior satisfação aos utilizadores, uma vez que a segurança é reforçada, e as equipas de rollup sentir-se-ão mais confortáveis por não necessitarem mais de comissões de segurança. Ao mesmo tempo, as equipas de rollup ainda podem competir e capturar taxas de ordenação, maximizando MEV, ao fornecer uma camada de ordenação partilhada eficiente.
No entanto, nem todos os rollups vão transitar para a forma nativa. Algumas características L2 são incompatíveis por natureza com os rollups nativos, incluindo tipos de transações únicas, métodos de contabilização de gas diferentes e pré-compilações não encontradas na blockchain principal L1. A diversidade das VMs entre os rollups L2, compartilhando cada um uma Base de segurança comum, é uma grande vantagem do ecossistema L2 de hoje, por exemplo
Como apontado por @doganeth_en, os futuros rollups serão divididos em três categorias: rollups corporativos, rollups orientados para o desempenho e rollups nativos 'all-in-one'.
As empresas vão se concentrar em gerenciar, classificar e possuir seus rollups, o que é ideal para empresas que desejam ter um controle semelhante ao web2 sobre a ordem das transações, a execução e os aplicativos.
Os rollups focados no desempenho usarão a liquidação do Ethereum, mas dependerão da disponibilidade de dados alternativos para obter o melhor desempenho, por exemplo, @megaeth_labs usa @eigen_da para obter disponibilidade de dados. Estes rollups têm um nível inferior de descentralização, mas aumentam a utilidade do ETH, sacrificando certas características do Ethereum.
Os rollups nativos serão totalmente integrados à infraestrutura Base da Ethereum e fornecerão: descentralização de nível Ethereum, execução compartilhada com acesso direto ao estado e verificação mais barata de provas ZK fora da cadeia. Esses rollups contribuem para o efeito de rede do Ethereum, podem compartilhar receitas, mas sua sustentabilidade depende de incentivos econômicos naturais.
Conclusão
Rollups nativos representam um avanço significativo no roadmap do rollup do Ethereum, fornecendo uma abordagem mais alinhada com a infraestrutura baseada em Ethereum. Ao introduzir a pré-compilação EXECUTE, os rollups nativos simplificam a governança, eliminando a dependência de multisig, comitês de segurança ou sistemas de votação baseados em tokens. Este método não apenas aumenta a segurança, mas também permite que os rollups se expandam de forma mais eficiente, aproveitando as provas zk off-chain, garantindo assim a minimização da confiança e escalabilidade.
Embora a perspectiva desta proposta seja ampla, não está isenta de desafios. Embora a maioria dos rollups existentes seja considerada equivalente ao EVM, eles geralmente têm modificações leves no EVM. Portanto, a transição para o modelo de rollup nativo pode impor uma carga adicional de desenvolvimento aos rollups com implementações personalizadas do EVM.
No entanto, os rollups nativos oferecem um caminho notável que combina a segurança e a flexibilidade do Ethereum com o design de rollup. Ao incentivar a alinhamento com L1, eles promovem a inovação, ao mesmo tempo que reduzem a fragmentação, tornando o ecossistema Ethereum mais coeso e resiliente no futuro.