¿Expulsión de Validium?: Re-entender Layer2 desde la perspectiva del proponente de Danksharding

Autor: Fausto

Fuente original: Geek Web3

Introducción: Recientemente, Dankrad Feist, el creador de Danksharding e investigador de la Fundación Ethereum, hizo algunos comentarios controvertidos en Twitter. Señaló claramente que una cadena de bloques modular que no usa ETH como capa DA (capa de disponibilidad de datos) no es Rollup, ni es Ethereum Layer 2. Según Dankrad, Arbitrum Nova, Immutable X y Mantle serán "eliminados" de la lista de Capa 2 porque solo divulgan datos de transacciones fuera de ETH (construyeron su propia red DA fuera de la cadena llamada DAC).

Al mismo tiempo, Dankrad también dijo que las soluciones como Plasmas y canales estatales que no requieren Disponibilidad de datos en cadena (Disponibilidad de datos) para garantizar la seguridad siguen siendo la Capa 2, pero Validium (ZKRollup que no usa ETH como la capa DA) no es la capa 2.

Tan pronto como salió a la luz el comentario de Dankrad, muchos fundadores o investigadores en el campo de Rollup lo cuestionaron. Después de todo, hay muchos proyectos de "Capa 2" que no usan ETH como la capa DA (Disponibilidad de datos) para ahorrar costos. Si estos proyectos se eliminan de la lista L2, inevitablemente afectará bastante la expansión. redes; al mismo tiempo, si validium no se considera L2, Plasma tampoco debería calificar como L2.

En este sentido, Dankrad dijo que cuando DA no está disponible (es decir, la red de capa DA debajo de la cadena se involucra en la retención de datos y no divulga datos de transacciones), los usuarios de Plasma aún pueden retirar sus activos de manera segura a L1; pero bajo las mismas circunstancias. , Validium (la mayoría de los proyectos que utilizan el esquema StarkEx son validium), pero puede evitar que los usuarios retiren fondos a L1 y congelar el dinero.

Obviamente, Dankrad tiene la intención de definir si un proyecto de expansión es Ethereum Layer 2 a partir de "si es seguro o no". Desde la perspectiva de la "seguridad", Validium puede congelar activos de usuario en L2 y no puede mencionar L1 en el caso extremo de falla del secuenciador + capa DA lanzando un ataque de retención de datos (ocultando nuevos datos); Diferente de Validium en diseño, aunque la mayoría de Por el momento, la seguridad no es tan buena como la de Validium, pero cuando la falla del secuenciador + la capa DA lanza un ataque de retención de datos (oculta nuevos datos), permite a los usuarios evacuar activos de forma segura a L1. Así que la retórica de Dankrad tiene sentido.

Este artículo tiene la intención de comenzar desde la perspectiva de Dankrad y analizar más a fondo los detalles de la Capa 2 para obtener una comprensión profunda de por qué Validium no es estrictamente "Capa 2".

¿Cómo definir la Capa 2?

Según la definición del sitio web ethereum.org y la mayoría de los miembros de la comunidad Ethereum, la Capa 2 es "una cadena de bloques independiente que amplía la capacidad de Ethereum + hereda la seguridad de Ethereum". En primer lugar, "expandir la capacidad de Ethereum" se refiere a desviar el tráfico que Ethereum no puede transportar y compartir la presión de TPS. Y "heredar la seguridad de Ethereum" en realidad puede traducirse como "proteger su propia seguridad con la ayuda de Ethereum".

Por ejemplo, todas las transacciones Tx en la Capa 2 deben finalizarse en ETH, y no se liberarán Tx con datos incorrectos; si desea revertir el bloque de Capa 2, primero debe revertir el bloque Ethereum, siempre que Ethereum Si no hay una reversión de bloqueo similar al ataque del 51 % en la red de Fangzhu, el bloque L2 no se revertirá.

Si exploramos más a fondo la seguridad de la Capa 2, en realidad hay muchos casos de esquina a considerar. Por ejemplo, si la parte del proyecto L2 se escapa, el secuenciador falla y la capa DA fuera de la cadena cuelga, ¿pueden los usuarios retirar sus fondos de forma segura en L2 a L1 cuando ocurren estos eventos extremos?

Mecanismo de "retirada forzada" de capa 2

Independientemente de factores como actualizaciones de contratos L2/peligros ocultos de firmas múltiples, de hecho, como Arbitrum o StarkEx, hay salidas para que los usuarios establezcan retiros obligatorios. Suponiendo que el secuenciador de L2 lanza un ataque de censura, rechaza intencionalmente la transacción/solicitud de retiro del usuario, o simplemente se apaga permanentemente, el usuario de Arbitrum puede llamar a la función de inclusión forzada del contrato de la bandeja de entrada del secuenciador en L1 para enviar directamente los datos de la transacción a L1 ; Dentro de las 24 horas, el secuenciador no procesó la transacción/retiro que requiere "inclusión obligatoria", y la transacción se incluirá directamente en la secuencia de transacciones del libro mayor Rollup, lo que crea un "retiro forzado" para los usuarios de L2. exit" .

En comparación, la solución StarkEx con el mecanismo Escape Hetch no es menos. Si el usuario de L2 no obtiene una respuesta del secuenciador al final de la ventana de 7 días para la solicitud de retiro forzoso enviada por L1, el usuario puede llamar a la función de solicitud de congelación para que L2 ingrese al período de congelación. En este momento, el secuenciador L2 no podrá actualizar el estado de L2 en L1, y el estado de L2 tardará 1 año en descongelarse después de congelarse.

Después de que se congela el estado L2, el usuario puede construir una prueba de Merkle relacionada con el estado actual para demostrar que tiene XX cantidad de fondos en L2 y retirar dinero a través del contrato relacionado con Escape Hetch en L1. Este es el servicio de "retiro completo" proporcionado por el programa StarkEx. Incluso si la parte del proyecto L2 se ha ido y el secuenciador falla permanentemente, los usuarios todavía tienen una forma de retirar fondos de L2.

Pero aquí hay un problema: la mayoría de L2 que usa el esquema StarkEx es Validium (como Immutable X y ApeX), y no publicará los datos requeridos por DA a ETH, y la información para construir el árbol de estado L2 actual se almacena fuera de la cadena Si el usuario no puede obtener los datos para construir Merkle Proof fuera de la cadena (por ejemplo, la capa DA fuera de la cadena lanza un ataque de retención de datos), es imposible retirar dinero a través de la cápsula de escape.

Hasta ahora, la razón por la que Dankrad mencionó al comienzo del artículo que Validium no es seguro es muy clara: debido a que Validium no envía datos DA a la cadena como Rollup, es posible que los usuarios no puedan construir el Merkle requerido para "forzado". retirada". Prueba.

La diferencia entre Validium y Plasma en caso de un ataque de retención de datos

De hecho, el secuenciador de Validium solo publica el Stateroot más reciente (la raíz del árbol de estado) de L2 en la cadena L1 y luego envía una Prueba de validez (Prueba ZK) para probar la transición de estado (cambio de fondos de usuario) involucrada en el nuevo Stateroot proceso de generación. , son todos correctos.

(Fuente: eckoDAO)

Sin embargo, stateroot por sí solo no puede restaurar el estado del mundo del árbol de estado en este momento, y no puede conocer el estado específico de cada cuenta L2 (incluido el saldo de fondos), y los usuarios de L2 no pueden construir una prueba de Merkle correspondiente al Stateroot legal actual. Aquí es donde Validium está en desventaja.

(La prueba Merkle es en realidad los datos requeridos en el proceso de generación de raíz, que es la parte oscura de la figura. Para construir una prueba Merkle correspondiente a Stateroot, debe conocer la estructura del árbol de estado y necesita datos DA)

Aquí hay que recalcar lo del DAC. Los datos involucrados en el DA de Validium, como el último lote de transacciones procesadas por el secuenciador, se sincronizarán con la red DA exclusiva de L2 llamada Comité de disponibilidad de datos (DAC). Y los miembros de la comunidad u otras unidades son responsables de la operación y supervisión ( pero esto es solo en la superficie, de hecho, es difícil para el mundo exterior verificar quiénes son los miembros del DAC).

Lo interesante es que los miembros del DAC de Validium deben enviar firmas múltiples en L1 con frecuencia para demostrar que el nuevo Stateroot y Validity Proof enviados por el secuenciador L2 en L1 pueden coincidir con los datos DA sincronizados por el DAC. Después de la presentación de múltiples firmas de DAC, el nuevo Stateroot y Validity Proof se considerarán legales.

En la actualidad, el DAC de Immutable X adopta 5/7 multisig.Aunque dYdX es un ZKRollup, también tiene DAC, que utiliza 1/2 multisig. (dYdX solo publica State diff en L1, es decir, cambios de estado, no datos de transacción completos. Sin embargo, después de obtener State diff en el registro histórico, se puede restaurar el saldo de activos de todas las direcciones L2. En este momento, Merkle Proof puede construirse para retirarse en su totalidad).

Dankrad tiene razón. Si los miembros de DAC de Validium conspiran para lanzar un ataque de retención de datos, evitar que otros nodos L2 sincronicen los datos más recientes en este momento y actualizar el Stateroot legal de L2 en este momento, el usuario no puede construir la Prueba Merkle correspondiente a la legal. root en el momento de retirar dinero (porque los datos de DA no están disponibles, los datos de DA anteriores están disponibles).

Pero Dankrad solo considera los extremos teóricos. En realidad, la mayoría de los secuenciadores de Validium transmitirán los datos de transacciones recién procesados a otros nodos L2 en tiempo real, incluidos muchos nodos honestos. Siempre que haya un nodo honesto que pueda obtener datos DA a tiempo, el usuario puede escapar de L2.

En teoría, el problema existe en Validium, pero ¿por qué no existe en Plasma? Esto se debe a que la forma en que Plasma determina el Stateroot legal es diferente de Validium, porque hay un período de prueba de fraude. Plasma es la solución de expansión de L2 anterior a OPRollup. Al igual que OPR, se basa en pruebas de fraude para garantizar la seguridad de L2.

Plasma, como OPR, tiene una configuración de período de ventana. El nuevo stateroot lanzado por el secuenciador no se considerará legal inmediatamente. Tiene que esperar hasta que se cierre el período de ventana y ningún nodo L2 emita un certificado de fraude. Por lo tanto, los Stateroots legales actuales de Plasma y OPR se enviaron hace unos días (esto es como la luz de las estrellas que vemos, que en realidad se emitió hace mucho tiempo), y los usuarios a menudo pueden obtener datos DA en el pasado.

Al mismo tiempo, el requisito previo para que el mecanismo a prueba de fraude surta efecto en este momento es que el L2 DA esté disponible en este momento, es decir, el nodo Verificador de Plasma pueda obtener los datos involucrados en el DA en este momento, por lo que que se pueda generar la prueba de fraude en el momento (en caso de ser necesario).

Entonces todo es simple: el requisito previo para que Plasma funcione correctamente es que los datos DA de L2 estén disponibles en este momento. Si a partir de ahora, el DA de L2 no está disponible, ¿pueden los usuarios retirar fondos de forma segura?

Este problema no es difícil de analizar, asumiendo que el período de ventana de Plasma es de 7 días, si a partir de un cierto punto de tiempo T 0, los nuevos datos de DA no estarán disponibles (DAC lanza un ataque de retención de datos para evitar que los nodos L2 honestos obteniendo T 0 Los datos). Debido a que el Stateroot legal en T 0 y durante un período de tiempo posterior se envió antes de T 0, y los datos históricos anteriores a T 0 se pueden rastrear, los usuarios pueden construir Merkle Proof para forzar el retiro.

Aunque muchas personas no pueden detectar la anomalía inmediatamente, porque hay un período de ventana (OP es de 7 días), siempre que el Stateroot enviado en el momento T 0 no haya sido legalizado, y los datos DA antes de T 0 sean rastreables, los usuarios pueden retirar dinero de forma segura fuera de L2.

Resumir

Hasta ahora podemos entender aproximadamente la diferencia entre Validium y Plasma en términos de seguridad:

Después de que el secuenciador de Validium publique Stateroot, siempre que publique inmediatamente Validity Proof y DAC multi-firma, puede hacerlo legal y convertirse en el último Stateroot legal; si los usuarios y los nodos L2 honestos encuentran ataques de retención de datos, no pueden construir el Merkle correspondiente a el Stateroot legal actual. Prueba, no puede retirar dinero a L1.

Sin embargo, después de que Plasma envía un nuevo Stateroot, no puede ser legal hasta el final del período de ventana En este momento, el Stateroot legal se envió en el pasado. Debido a que hay un período de ventana (ARB es de 3 días, OP es de 7 días), incluso si los datos de DA del Stateroot recién enviado no están disponibles, el usuario todavía tiene los datos de DA del Stateroot legal actual (la raíz legal se envió en el pasado), y hay tiempo suficiente para forzar Retiro a L1.

Entonces, lo que dijo Dankrad tiene sentido. Cuando ocurre un ataque de retención de datos, Validium puede atrapar los activos del usuario en L2, pero Plasma no tiene este problema.

(Lo que dijo Dankrad en la imagen a continuación es un poco incorrecto. Plasma no debería permitir la construcción de un Stateroot legal obsoleto correspondiente a la prueba de Merkle para retirar dinero, porque esto conducirá a un pago doble)

Por lo tanto, los ataques de retención de datos en la capa DA fuera de la cadena pueden causar muchos riesgos de seguridad, pero es precisamente este problema el que Celestia está tratando de resolver. Además, dado que la mayoría de los proyectos de capa 2 proporcionan puertos de servicio que mantienen sincronizados los nodos L2 y los secuenciadores fuera de la cadena, las preocupaciones de Dankrad suelen ser más teóricas que reales.

Si usamos una actitud quisquillosa y presentamos una suposición más extrema: todos los nodos fuera de la cadena de Plasma no están disponibles, entonces los usuarios normales que no han pasado por los nodos L2 no pueden forzar retiros a L1. Pero la probabilidad de que tal cosa suceda es equivalente a la probabilidad de que todos los nodos de una cadena pública se desactiven colectivamente de forma permanente, y es posible que nunca suceda.

Entonces, muchas veces, la gente solo habla de cosas que nunca sucedieron. Al igual que la frase de oro que el vicepresidente de Rick Gerb le dijo al protagonista del drama estadounidense "Chernobyl": "¿Por qué preocuparse por cosas que nunca sucederán?"