Based Roll-Ups: Новий Підхід до Масштабування Ethereum

Що таке Based Roll-Ups? Посібник для початківців

Ця стаття є гостьовим постом від Blocmates. Blocmates - це безцінний ресурс новин про криптовалюти та освіти, який пропонує розуміння у часто заплутаному та наповненому жаргоном світі криптовалют. У цій статті автор Газ критикує нещодавні дії Віталіка Бутеріна, одночасно пояснюючи досягнення у рішеннях з масштабування Ethereum, таких як roll-ups, зокрема акцентуючи увагу на `based roll-ups`.

Схоже, що Віталік робить усе можливе, щоб утримати `биків` Ethereum у бідності.

Його жахливе спів, не зовсім вдале бачення DeFi та безкінечне скидання токенів через CowSwap TWAP замовлення для фінансування своїх біо-захисних інтересів і дівчини з великими потребами не зовсім те, на що сподівалися ETH максі від свого керівника проекту.

З початку 2024 року Фонд Ethereum в середньому має одну велику продаж кожні 11 днів, при цьому кожна продаж становить близько 420 000 доларів США в ETH.

На щастя, у нас є добрі самаритяни, такі як Іггі Азалія, які виконують божественну роботу та намагаються з’ясувати, куди він витрачає всі ці кошти на газ. Цирк триває.

Проте не все так погано.

Рішення з масштабування завжди були пріоритетом для успіху майбутнього Ethereum, і завдяки технології roll-up справи, безумовно, просуваються у правильному напрямку.

Як і в усьому криптопросторі, вдосконалення відбуваються, і все швидко оновлюється. Технологія roll-up не є винятком, і в останні місяці були зроблені деякі цікаві вдосконалення, на які варто звернути увагу.

Що таке roll-ups?

Перед тим, як обговорити деталі based roll-ups, важливо зрозуміти, з чого все почалося і як виглядає світ roll-up на даний момент.

Кожен, хто провів достатньо часу, вивчаючи мережу Ethereum, напевно помітив одну суттєву різницю в порівнянні з іншими ланцюгами... Це надто дорого!

Щоб вирішити цю проблему, було запущено вибух Layer 2 протоколів, які використовують всі можливості, які роблять Ethereum найзахищенішим ланцюгом, одночасно знижуючи витрати на його використання.

Використовуючи базову безпеку Ethereum, використовуючи власні секвенсори, будучи сумісними з смарт-контрактами і виконуючи транзакції поза основним ланцюгом, ці рішення Layer 2 roll-up підвищили масштабованість і продуктивність мережі Ethereum.

Термін `roll-up` виник тому, що ці протоколи об`єднують транзакції, виконують їх на ланцюгу 2-го рівня, а потім надсилають ці дані назад на основний ланцюг, у даному випадку, на Ethereum 1-го рівня.

До цього часу існувало два основних типи roll-ups: Optimistic roll-ups та Zero-Knowledge roll-ups. Що таке Optimistic roll-ups?

Optimistic roll-ups - це саме те, як вони називаються: оптимістичні. Вони припускають, що транзакції є дійсними за замовчуванням, усуваючи потребу в перевірці з боку базового Layer 1 і заощаджуючи дорогоцінний час і обчислювальну потужність.

Вони обробляють пакети транзакцій поза основною мережею, а потім повертають ці блоки даних на основний ланцюг, де не потрібно виконувати додаткові обчислення, зменшуючи навантаження на Layer 1.

Вони покладаються на механізм захисту від шахрайства, щоб стимулювати добру поведінку. Вони винагороджують валідаторів, які виявляють неправильні транзакції, і карають тих, хто валідовує блоки, що містять шахрайські транзакції.

Цей механізм безпеки від шахрайства створює деякі проблеми, які роблять його не зовсім оптимальним для ідеального рішення масштабування Ethereum.

Один із прикладів цього можна побачити в тривалих часах очікування при виведенні коштів з мережі, адже потрібно час, щоб переконатися, що жоден з валідаторів не відмічає блок за вмістом фальшивих транзакцій.

Що таке Zero-Knowledge roll-ups?

Zero-Knowledge (ZK) roll-ups також об`єднують транзакції поза основним ланцюгом, щоб зекономити час і обчислювальні витрати та, отже, підвищити масштабованість Layer 1.

ZK технологія використовує криптографічні докази, відомі як SNARK (стислі неінтерактивні аргументи знань) або STARK (масштабовані прозорі аргументи знань), щоб захистити базу даних.

Після того, як дані будуть захищені, вони надсилаються назад на Layer 1 із `доказом дійсності`, який можна розглядати як чек, що підтверджує роботу, виконану валідаторами, щоб забезпечити, що в блоці немає шахрайських транзакцій.

Цей механізм доказу дійсності усуває потребу в Layer 1 у виконанні цієї роботи самостійно, що значно збільшує час, необхідний для перевірки блоків, і, відповідно, суттєво підвищує пропускні спроможності.

Більше інформації про світ ZK-доказів можна знайти в цій темі від мене (безсоромне самопіар). Zero-knowledge може стати наступним великим досягненням.

Чи можеш ти довести свої знання про доказ нульових знань, чи немає ніяких знань, яких можна було б довести?

Ось усе, що тобі потрібно знати про технологію ZK

Проблеми з обома оптимістичними та ZK roll-ups викликані запитанням щодо процесу секвенції, що може негативно вплинути на децентралізацію, спричинити потенційне простоювання та створити проблеми з цензурою, не кажучи вже про велику складність усього цього.

Отже, враховуючи всі ці знання, перейдемо до світу based roll-ups і з’ясуємо, що робить їх набагато кращими, ніж roll-ups минулого.

Що таке based roll-ups?

Концепція based roll-up виникла в березні 2023 року завдяки зусиллям дослідника Ethereum Джастіна Дрейка.

Ідея behind based roll-ups стала можливим рішенням для деяких проблем, з якими стикається нинішня технологія roll-up, згадана вище.

Ці roll-ups не базуються на тому, щоб бути приземленими і не піддаватися впливу останніх психологічних операцій, а на тому, що секвенція цих roll-ups буде відбуватися на базовому рівні, у даному випадку, на Ethereum рівні 1.

Використовуючи базову інфраструктуру, яка вже існує в Ethereum L1, а саме searchers, builders і proposers для виконання секвенційних завдань, це значно підвищує децентралізацію, надійність та безпеку всього процесу.

Цей приріст децентралізації стає очевидним, адже будь-хто, хто може бачити mempool roll-ups, може брати участь у секвенційних завданнях без дозволу. Цей прогрес децентралізації може відбуватися без потреби у токенізованій операційній системі.

Використовуючи вже існуючі сутності, які управляють побудовою блоків у мережі Ethereum, based roll-ups можуть бути реалізовані з істотно підвищеним рівнем простоти порівняно з їх оптимістичними та ZK roll-up родичами.

Простими словами, транзакції, які зазвичай перевіряються L2, а потім надсилаються до мережі L1, тепер перевіряються самою L1, усуваючи додаткові кроки, які потрібні для інших рішень roll-up, що робить максимально ефективне використання існуючих механізмів Ethereum.

Спрощуючи механізми, використовувані для секвенції транзакцій на базовому шарі, витрати можна зменшити, швидкість можна збільшити, а вроджена безпека та децентралізація, які приходять із використанням мережі Ethereum, можуть бути збережені.

Усі ці фактори надають based roll-ups перевагу в порівнянні з традиційними roll-ups, які використовуються сьогодні.

Дизайн і секвенція based roll-ups

Based roll-ups складаються з чотирьох різних шарів. У вас є шар консенсусу, шар доступності даних, виконувальний шар і шар врегулювання.

З цих чотирьох шарів шар консенсусу, доступності даних і врегулювання є шарами базового шару 1, у даному випадку Ethereum. Лише виконувальний шар обробляється самими roll-up.

Структура секвенції є однією з найбільших точок фокуса, коли йдеться про всі roll-ups, і based roll-ups не є винятком. Співпраця - це ключове слово в світі based roll-ups і те, що робить велику різницю в порівнянні з традиційними roll-ups минулого.

Отже, що мається на увазі під співпрацею щодо структури секвенції?

У найпростішому вигляді співпраця стосується способу, яким шар 1 пропонує роботу разом із шукальниками та будівельниками шарів 2 для обробки об’єднаних транзакцій.

Життєвий цикл транзакції based roll-up складається з чотирьох основних етапів.

На першому етапі пошукачі L2 об`єднують транзакції, здійснені користувачами на L2.

Другий етап включає пошукачів L1 та будівельників блоків L2, які секвенують транзакції, щоб створити повні блоки L2. Варто зазначити, що пошукачі L1 також можуть бути будівельниками L2.

На третьому етапі пошукачі L1 беруть ці повні блоки L2 та подають їх до будівельників блоків L1.

На фінальному четвертому етапі будівельники блоків L1 передають блоки L1, які тепер містять дані з блоків L2, валідаторам L1, які обробляють їх так само, як будь-яку іншу транзакцію в мережі.

Весь цей процес можна побачити в діаграмі нижче.

https://modular.4pillars.io/BasedRollups

Цей процес є бездозвільним, що означає, що будь-який блок roll-up може бути доданий до основного блоку шару 1 без жодних спеціальних дозволів.

Це створює середовище, в якому транзакції додаються до блоку Ethereum з усіма перевагами базової безпеки Ethereum та гарантованого часу роботи.

Кінцевий результат - низькі витрати, швидкість та надійність, що й хочемо від мережі з високою продуктивністю. Фактор низької вартості походить з того, що витрати на газ тепер прибрані з підписання верифікацій контрактів.

Ще одна велика перевага дизайну based roll-up - їхнє використання попередніх підтверджень.

Попередні підтвердження дозволяють підтверджувати транзакції перед їх включенням в ланцюг. Це значно підвищує швидкість транзакцій і покращує загальний досвід користувачів.

Ці попередні підтвердження вимагають від пропонентів запровадження підвищених штрафних санкцій, щоб вимогти включення цих транзакцій у ланцюг. В основному, якщо якісь з обіцянок, зроблених у попередніх підтвердженнях, порушуються під час пересування цих транзакцій до ланцюга, то збільшення штрафів буде застосовано до тих пропонентів, які відповідальні.

Переваги, недоліки та виклики

Як і з усією новою технологією, існують переваги та недоліки, які потрібно враховувати; based roll-ups не є винятком. У світі криптовалют немає єдиного універсального рішення.

Переваги повинні бути відносно очевидними на тепер: підвищена децентралізація завдяки використанню базової інфраструктури L1 в порівнянні з самими roll-up; надійність і мінімальний ризик простою завдяки спиранню на секвенцію L1 і валідаторів; зниження витрат за рахунок усунення потреби у верифікації підпису секвенсора та витрат на газ, що створює середовище з нульовими накладними витратами на газ; підвищена простота шляхом використання існуючої технології L1, що, отже, усуває потребу в багатьох складностях, які супроводжують L2 секвенсори та механізми консенсусу.

Проте існує низка недоліків, які ці based roll-ups either потрібно вирішити або просто прийняти як частину угоди.

По-перше, в основі імплементації roll-ups немає одного й того ж економічного стимулу у вигляді максимальної вилучуваної вартості (MEV), ніж якби вони використовували свій секвенсор, як це видно в ZK і оптимістичних варіантах такої технології.

Натомість цей потік доходу поглинається самою L1, адже саме тут відбувається секвенція.

І також існує втрата гнучкості секвенсії, якою користувалися б інші дизайни roll-up.

Це може негативно вплинути на швидкість підтвердження транзакцій і усунути можливість для розумних розробників вносити зміни в дизайн секвенції для досягнення максимальної ефективності.

По суті, процес секвенції і потенційна масштабованість залежать від базової L1, і зовнішні розробники майже нічого не можуть зробити в цій ситуації.

Чи перевершують переваги недоліки – це вже вам вирішувати, але здається, що сам Віталік вже вирішив це питання і відтепер більше не буде згадувати нічого, окрім stage 1+ roll-ups.

Фінальні роздуми

Боротьба за перевагу у масштабуванні рівня 2 продовжується, а based roll-ups є новим конкурентом у цьому царстві.

Дивлячись на нинішній ринок roll-ups, ми можемо побачити, що оптимістичні roll-ups наразі домінують у цьому просторі, і лише дві, Arbitrum і Optimism, пройшли відбір на stage 1, щоб отримати честь, привернувши увагу самого Віталіка.

Часто based roll-ups ділять той же механізм захисту від шахрайства з оптимістичними roll-ups, вони явно прагнуть взяти найкраще від лідерів сектора та доповнити це більш децентралізованою системою секвенції.

Ця незначна різниця в технології дає based roll-ups перевагу в плані економії витрат для користувача та простоти для розробника і, сподіваємося, дозволить їм досягти вершини цього списку.

Очевидне питання, яке залишається, це хто насправді створює ці технології?

Щоб не перетворювати цю статтю на роман, я перелічу кілька проектів, над якими зможуть провести більше досліджень допитливі альфа-мисливці. Адже саме там знаходяться справжні нагороди.

Taiko, Espresso, Fairblock, Sorella та Chainbound займаються технологією based roll-up, тож обов’язково перевірте їх самостійно, якщо вас цікавить побачити, що чекає в майбутньому цього сектору.

А поки що можна лише сподіватися, що Віталік перестане нас розчаровувати, і що власники Ethereum колись будуть винагороджені за свою лояльність і терпіння.

Можна лише сподіватися!

Чи оптимістично ви ставитеся до майбутнього Ethereum? Поділіться своїми думками та поглядами з цього приводу в коментарях нижче.