Autor: Ed Felten, cofundador de Offchain Labs; Compilado por: Luffy, Foresight NewsArbitrum es un protocolo de expansión de Ethereum que utiliza Optimistic Rollup. La gente a menudo nos pregunta por qué Arbitrum eligió Optimistic y si esperamos que Arbitrum pase a la prueba ZK. Ya respondí esta pregunta antes, pero eso fue hace casi dos años. Esta es mi opinión personal actual y otros pueden no estar de acuerdo.
Creo firmemente en el pragmatismo a la hora de diseñar sistemas. En lugar de enamorarnos de un enfoque técnico y aplicarlo a toda costa, deberíamos preguntarnos qué enfoque satisface mejor las necesidades de los usuarios y desarrolladores. El mejor enfoque puede cambiar con el tiempo y, de ser así, estamos dispuestos a realizar el cambio.
Elegimos Optimistic para Arbitrum por consideraciones pragmáticas. Creo que la prueba optimista sigue siendo una mejor opción que la prueba ZK y puede satisfacer mejor las necesidades de los usuarios y desarrolladores. En pocas palabras, Optimistic es más barato, más simple y más flexible que ZK. Abordaré cada una de estas afirmaciones a continuación.
Dicho esto, si las cosas cambian y ZK se convierte en una mejor opción, creo que Arbitrum debería cambiar. Pero no espero que eso suceda pronto.
Menor costo optimista
La belleza de las pruebas optimistas es que el costo de la prueba siempre es cero para las partes honestas. En situaciones comunes, no se requiere evidencia porque solo se emiten declaraciones verdaderas y nunca pueden ser cuestionadas. Si existen desafíos, habrá algún costo asociado con resolverlos. Pero cada parte deshonesta perderá el desafío y perderá su parte apostada, que puede usarse para pagar el costo del desafío.
Los protocolos optimistas se basan en la ejecución por parte de múltiples partes para que puedan verificar cualquier afirmación publicada sobre los resultados de la ejecución. En otras palabras, la cadena necesita tener nodos. Pero cualquier cadena con un propósito importante tendrá una gran cantidad de nodos ordinarios, administrados por usuarios o proveedores de infraestructura, para respaldar las actividades de la cadena. Naturalmente, estos nodos servirán como torres de vigilancia para el protocolo optimista.
Por el contrario, ZK requiere que se genere una prueba criptográfica para cada reclamo publicado, y la prueba debe verificarse en la Capa 1. Con el tiempo, los investigadores de ZK han reducido el coste de generar estas pruebas, pero nunca a cero.
De hecho, el costo de las pruebas ZK es bastante alto en comparación con la ejecución optimista. Si un contrato inteligente realiza una operación AND bit a bit, cada validador del sistema Optimistic solo realizará una operación AND bit a bit. El probador ZK necesita realizar una instrucción AND bit a bit y luego realizar una gran cantidad de costosas operaciones criptográficas para probar el resultado de la instrucción AND bit a bit. Si Alice y Bob van a comprar fruta, Alice compra una uva y Bob compra una uva y una sandía, entonces el costo de Alice siempre será menor que el de Bob.
En Optimistic Rollup y ZK Rollup, los nodos ordinarios deben ejecutar cada transacción para comprender el historial de evolución de la cadena, por lo que esta parte no es diferente.
Entonces, Optimistic cuesta menos.
Optimista es más simple
En ingeniería de software, y especialmente en ingeniería de seguridad, cuanto más simple, mejor. La complejidad aumenta los riesgos de seguridad y hace que todo sea más lento y difícil.
No hay duda de que la prueba optimista es más sencilla que la prueba ZK. Los desarrolladores entienden fácilmente las pruebas optimistas, mientras que las pruebas ZK se basan en matemáticas complejas y teoremas criptográficos esotéricos y sutiles que pocas personas entienden. Incluso los profesores que enseñan criptografía deben tener dificultades para comprender el sistema de prueba ZK.
Optimista es más flexible
La prueba es necesaria para cualquier L2. Pero las pruebas no son lo único que quieren los usuarios y desarrolladores. Quieren nuevas capacidades que puedan desarrollarse en los sistemas Optimistic de forma más fácil y rápida.
Un buen ejemplo es Arbitrum Stylus, que permite a los desarrolladores escribir contratos inteligentes utilizando lenguajes de uso general como Rust y C++ y ejecutar estos programas en la máquina virtual WASM, que están en la misma cadena que el contrato EVM y son totalmente componibles. . Funciones como Stylus son difíciles de construir y requieren la integración de dos máquinas virtuales en un sistema integrado.
Una razón por la que dicha funcionalidad se puede incorporar a los sistemas Optimistic es que las implementaciones Optimistic pueden utilizar lenguajes y herramientas de programación estándar, lo que facilita el desarrollo de software. Por el contrario, ZK requiere diferentes herramientas de programación, ya sea construyendo el circuito ZK manualmente o usando algún compilador intermedio para reducir todo a un circuito. Las herramientas personalizadas y los métodos de programación son siempre más lentos y engorrosos de usar, lo que significa que el desarrollo general del sistema avanza más lentamente.
El sencillo funcionamiento de los sistemas Optimistic se traduce en una mayor flexibilidad y una evolución más rápida.
El tiempo de finalización es el mismo.
La gente suele preguntar cuándo se finalizarán los Optimistic Rollups y ZK Rollups, y la respuesta es que son lo mismo.
Una transacción es definitiva cuando su resultado es completamente seguro y conocido por todos los participantes en el acuerdo. La cadena Rollup, ya sea la cadena Optimistic o la cadena ZK, opera en dos etapas: primero, el secuenciador publica y registra la secuencia de transacciones que ha llegado a la cadena; segundo, la capa de liquidación de ejecución calcula y prueba los resultados de las operaciones ejecutadas. transacciones en secuencia, una por una. La finalidad se logra cuando una transacción tiene una posición finalizada en la secuencia de la transacción, momento en el cual el resultado de la transacción está completamente determinado por la secuencia de la transacción finalizada y todos conocen el resultado.
Debido a que la finalidad está determinada por la salida del secuenciador publicado en Ethereum (que es el mismo para los procesos Optimistic y ZK), en lugar del probador, los sistemas Optimistic y ZK tienen exactamente el mismo comportamiento final.
Tiempo de comunicación entre cadenas
Donde ZK tiene una ventaja inherente es en la latencia de la comunicación entre cadenas, es decir, cuánto tiempo tarda un contrato en una cadena en enviar un mensaje a un contrato en otra cadena sin confianza.
Las transferencias entre cadenas de activos fungibles (ETH o tokens) generalmente se realizan a través de servicios de puente rápido, y sus operaciones no dependen de pruebas Optimistic y ZK, por lo que los usuarios comunes no verán ninguna diferencia en los tiempos de transferencia de activos entre cadenas.
Para otros tipos de mensajes entre cadenas, ZK puede ser más rápido porque la cadena ZK puede verificar su estado en la cadena principal (es decir, L2 Ethereum) más rápido que la cadena Optimistic. Esto significa que si la cadena de envío utiliza pruebas ZK, la mensajería entre cadenas sin confianza será más rápida para casos de uso distintos de las transferencias de activos.
No está claro exactamente qué tan importante es esta diferencia. Hoy en día, la gran mayoría de las actividades entre cadenas son transferencias de activos y la experiencia del usuario no es muy diferente.
en conclusión
Para mí, la respuesta es clara: las ventajas de Optimistic (bajo costo, simplicidad y flexibilidad) son más prominentes que las ventajas de ZK (velocidad de transferencia de funcionalidad entre cadenas sin activos).
Por eso Arbitrum todavía utiliza pruebas optimistas.
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Offchain Labs Lianchuang: Por qué soy optimista sobre Optimistic Rollup
Autor: Ed Felten, cofundador de Offchain Labs; Compilado por: Luffy, Foresight NewsArbitrum es un protocolo de expansión de Ethereum que utiliza Optimistic Rollup. La gente a menudo nos pregunta por qué Arbitrum eligió Optimistic y si esperamos que Arbitrum pase a la prueba ZK. Ya respondí esta pregunta antes, pero eso fue hace casi dos años. Esta es mi opinión personal actual y otros pueden no estar de acuerdo.
Creo firmemente en el pragmatismo a la hora de diseñar sistemas. En lugar de enamorarnos de un enfoque técnico y aplicarlo a toda costa, deberíamos preguntarnos qué enfoque satisface mejor las necesidades de los usuarios y desarrolladores. El mejor enfoque puede cambiar con el tiempo y, de ser así, estamos dispuestos a realizar el cambio.
Elegimos Optimistic para Arbitrum por consideraciones pragmáticas. Creo que la prueba optimista sigue siendo una mejor opción que la prueba ZK y puede satisfacer mejor las necesidades de los usuarios y desarrolladores. En pocas palabras, Optimistic es más barato, más simple y más flexible que ZK. Abordaré cada una de estas afirmaciones a continuación.
Dicho esto, si las cosas cambian y ZK se convierte en una mejor opción, creo que Arbitrum debería cambiar. Pero no espero que eso suceda pronto.
Menor costo optimista
La belleza de las pruebas optimistas es que el costo de la prueba siempre es cero para las partes honestas. En situaciones comunes, no se requiere evidencia porque solo se emiten declaraciones verdaderas y nunca pueden ser cuestionadas. Si existen desafíos, habrá algún costo asociado con resolverlos. Pero cada parte deshonesta perderá el desafío y perderá su parte apostada, que puede usarse para pagar el costo del desafío.
Los protocolos optimistas se basan en la ejecución por parte de múltiples partes para que puedan verificar cualquier afirmación publicada sobre los resultados de la ejecución. En otras palabras, la cadena necesita tener nodos. Pero cualquier cadena con un propósito importante tendrá una gran cantidad de nodos ordinarios, administrados por usuarios o proveedores de infraestructura, para respaldar las actividades de la cadena. Naturalmente, estos nodos servirán como torres de vigilancia para el protocolo optimista.
Por el contrario, ZK requiere que se genere una prueba criptográfica para cada reclamo publicado, y la prueba debe verificarse en la Capa 1. Con el tiempo, los investigadores de ZK han reducido el coste de generar estas pruebas, pero nunca a cero.
De hecho, el costo de las pruebas ZK es bastante alto en comparación con la ejecución optimista. Si un contrato inteligente realiza una operación AND bit a bit, cada validador del sistema Optimistic solo realizará una operación AND bit a bit. El probador ZK necesita realizar una instrucción AND bit a bit y luego realizar una gran cantidad de costosas operaciones criptográficas para probar el resultado de la instrucción AND bit a bit. Si Alice y Bob van a comprar fruta, Alice compra una uva y Bob compra una uva y una sandía, entonces el costo de Alice siempre será menor que el de Bob.
En Optimistic Rollup y ZK Rollup, los nodos ordinarios deben ejecutar cada transacción para comprender el historial de evolución de la cadena, por lo que esta parte no es diferente.
Entonces, Optimistic cuesta menos.
Optimista es más simple
En ingeniería de software, y especialmente en ingeniería de seguridad, cuanto más simple, mejor. La complejidad aumenta los riesgos de seguridad y hace que todo sea más lento y difícil.
No hay duda de que la prueba optimista es más sencilla que la prueba ZK. Los desarrolladores entienden fácilmente las pruebas optimistas, mientras que las pruebas ZK se basan en matemáticas complejas y teoremas criptográficos esotéricos y sutiles que pocas personas entienden. Incluso los profesores que enseñan criptografía deben tener dificultades para comprender el sistema de prueba ZK.
Optimista es más flexible
La prueba es necesaria para cualquier L2. Pero las pruebas no son lo único que quieren los usuarios y desarrolladores. Quieren nuevas capacidades que puedan desarrollarse en los sistemas Optimistic de forma más fácil y rápida.
Un buen ejemplo es Arbitrum Stylus, que permite a los desarrolladores escribir contratos inteligentes utilizando lenguajes de uso general como Rust y C++ y ejecutar estos programas en la máquina virtual WASM, que están en la misma cadena que el contrato EVM y son totalmente componibles. . Funciones como Stylus son difíciles de construir y requieren la integración de dos máquinas virtuales en un sistema integrado.
Una razón por la que dicha funcionalidad se puede incorporar a los sistemas Optimistic es que las implementaciones Optimistic pueden utilizar lenguajes y herramientas de programación estándar, lo que facilita el desarrollo de software. Por el contrario, ZK requiere diferentes herramientas de programación, ya sea construyendo el circuito ZK manualmente o usando algún compilador intermedio para reducir todo a un circuito. Las herramientas personalizadas y los métodos de programación son siempre más lentos y engorrosos de usar, lo que significa que el desarrollo general del sistema avanza más lentamente.
El sencillo funcionamiento de los sistemas Optimistic se traduce en una mayor flexibilidad y una evolución más rápida.
El tiempo de finalización es el mismo.
La gente suele preguntar cuándo se finalizarán los Optimistic Rollups y ZK Rollups, y la respuesta es que son lo mismo.
Una transacción es definitiva cuando su resultado es completamente seguro y conocido por todos los participantes en el acuerdo. La cadena Rollup, ya sea la cadena Optimistic o la cadena ZK, opera en dos etapas: primero, el secuenciador publica y registra la secuencia de transacciones que ha llegado a la cadena; segundo, la capa de liquidación de ejecución calcula y prueba los resultados de las operaciones ejecutadas. transacciones en secuencia, una por una. La finalidad se logra cuando una transacción tiene una posición finalizada en la secuencia de la transacción, momento en el cual el resultado de la transacción está completamente determinado por la secuencia de la transacción finalizada y todos conocen el resultado.
Debido a que la finalidad está determinada por la salida del secuenciador publicado en Ethereum (que es el mismo para los procesos Optimistic y ZK), en lugar del probador, los sistemas Optimistic y ZK tienen exactamente el mismo comportamiento final.
Tiempo de comunicación entre cadenas
Donde ZK tiene una ventaja inherente es en la latencia de la comunicación entre cadenas, es decir, cuánto tiempo tarda un contrato en una cadena en enviar un mensaje a un contrato en otra cadena sin confianza.
Las transferencias entre cadenas de activos fungibles (ETH o tokens) generalmente se realizan a través de servicios de puente rápido, y sus operaciones no dependen de pruebas Optimistic y ZK, por lo que los usuarios comunes no verán ninguna diferencia en los tiempos de transferencia de activos entre cadenas.
Para otros tipos de mensajes entre cadenas, ZK puede ser más rápido porque la cadena ZK puede verificar su estado en la cadena principal (es decir, L2 Ethereum) más rápido que la cadena Optimistic. Esto significa que si la cadena de envío utiliza pruebas ZK, la mensajería entre cadenas sin confianza será más rápida para casos de uso distintos de las transferencias de activos.
No está claro exactamente qué tan importante es esta diferencia. Hoy en día, la gran mayoría de las actividades entre cadenas son transferencias de activos y la experiencia del usuario no es muy diferente.
en conclusión
Para mí, la respuesta es clara: las ventajas de Optimistic (bajo costo, simplicidad y flexibilidad) son más prominentes que las ventajas de ZK (velocidad de transferencia de funcionalidad entre cadenas sin activos).
Por eso Arbitrum todavía utiliza pruebas optimistas.