Membahas Bitcoin Rollup: Solusi Penskalaan Terbaik?

Pengarang | Callum@Web3CN.Pro

Bitcoin, sebagai blockchain paling awal dan terpopuler, memiliki ratusan ribu transaksi setiap harinya. Namun, pada awal desain Bitcoin, keamanan diprioritaskan dalam kerangka kerja terdesentralisasi, yang menyebabkan masalah skalabilitas diabaikan dan membuat orang menganggap Bitcoin hanya sebagai aset digital dan sarana penyimpanan nilai.

Meskipun keamanan dan desentralisasi Bitcoin selalu menjadi kelebihannya, kecepatan transaksi dan skala transaksinya yang terbatas telah mempengaruhi perkembangan ekologi Bitcoin. Dalam beberapa tahun terakhir, berbagai solusi telah muncul untuk mengatasi masalah ini dan memungkinkan pembangun mengeksploitasi seluruh ekosistem Bitcoin. Solusi penskalaan sekarang menjadi fokus tidak hanya dari jaringan blockchain lainnya, tetapi juga dari Bitcoin.

Dalam artikel Menjelajahi Jalur dan Peluang Lapisan 2 BTC, kami berbicara tentang mengapa Bitcoin perlu berkembang, dan memperkenalkan solusi Lapisan 2 Bitcoin terkait, seperti: Jaringan Petir, rantai samping, dll.

Pada artikel ini, kami akan fokus pada solusi lain untuk ekspansi Bitcoin: Rollups. Dibandingkan dengan Lightning Network dan sidechains, Rollups memiliki potensi untuk meningkatkan skalabilitas, privasi, dan programabilitas Bitcoin tanpa mengorbankan nilai inti dan fungsionalitas Bitcoin sebagai sistem kas elektronik peer-to-peer.

Perlunya Rollup Bitcoin

Rollup sering dikaitkan dengan jaringan Ethereum. Setelah beralih ke proof-of-stake pada September 2022, blockchain Ethereum menjadi lebih tersentralisasi. Selain itu, banyak Rollup sebenarnya mengandalkan pemesan transaksi terpusat di L2. Desentralisasi memang dapat membawa keamanan yang lebih tinggi, terutama di Bitcoin, tetapi dengan perkembangan Bitcoin, kontradiksi antara desentralisasi dan skala daya komputasi menjadi semakin menonjol. pengguna dan jumlah kalkulasi saat memverifikasi blok, dan kunci untuk mengurangi kontradiksi ini adalah meningkatkan skalabilitas blockchain.

Jaringan kilat yang kita bicarakan sebelumnya menggunakan teknologi seperti multi-signature dan kunci waktu Hash untuk menyimpan data di bawah rantai dan menggabungkan beberapa transaksi menjadi satu pemrosesan transaksi, yang dapat mewujudkan pembayaran cepat dan murah; rantai samping adalah untuk membuat Rantai terpisah , tanpa memengaruhi rantai utama Bitcoin, mengunci Bitcoin dari rantai utama, dan kemudian mewujudkan pemrosesan sejumlah besar transaksi di rantai samping, yang dapat sangat meningkatkan kecepatan transaksi tanpa memengaruhi keamanan rantai utama Bitcoin. Rollup adalah untuk memutakhirkan arsitektur teknis atau sistem teknis jaringan Bitcoin, dan itu akan mengoptimalkan data pada rantai.

Rollup bertindak sebagai solusi penskalaan untuk jaringan blockchain layer 1. Mereka memindahkan transaksi off-chain, di mana ia diproses (biasanya pada lapisan 2), dan beberapa transaksi digabungkan menjadi satu batch dan dikirim kembali ke rantai lapisan 1. Kontrak pintar kemudian memverifikasi kumpulan transaksi dan memperbarui status blockchain.

Bagan ini secara visual menunjukkan lapisan Bitcoin Rollup. Dalam contoh ini, ada dua L2 Rollup: satu didedikasikan untuk ketersediaan data dan satu lagi didedikasikan untuk pembayaran dan kontrak dengan keamanan tinggi. Selain rollup ketersediaan data L2, ada tiga rollup L3, masing-masing didedikasikan untuk kasus penggunaan yang berbeda: pembayaran p2p pribadi, kontrak keuangan, serta kepemilikan dan transfer aset dalam game. Karena L3 Rollups mengandalkan node penuh L2 untuk ketersediaan data, mereka dapat dianggap kurang aman dibandingkan L2 Rollups yang mengandalkan node penuh Bitcoin L1 untuk keamanan ketersediaan data.

Rollup menjadi semakin populer karena meningkatkan throughput transaksi sekaligus mengurangi biaya transaksi. Itu karena Rollup berarti blockchain tidak perlu memproses ribuan transaksi satu per satu, mereka secara teknis hanya perlu memproses satu transaksi. Ini sangat berguna untuk dApps, yang membutuhkan transaksi yang sering dan cepat agar berfungsi secara efektif. Inilah mengapa Rollup dianggap sebagai solusi penskalaan yang layak untuk blockchain seperti Bitcoin.

Saat ini, jenis-jenis Bitcoin Rollup terutama mencakup ZK Rollup dan Sovereign Rollup.

Penerapan ZK Rollup pada Bitcoin

Pembatalan ZK

ZK Rollup menggunakan "bukti validitas" kriptografis untuk memastikan bahwa blok Rollup baru mengikuti aturan protokol Rollup. Setiap kali produsen blok Rollup membuat blok Rollup yang valid, produsen blok mengirimkan transaksi pembaruan status ke rantai induk. Transaksi pemutakhiran status Rollup berisi data tentang setiap transisi status di blok Rollup, menerapkan root status Rollup baru setelah transisi status di blok, dan membuktikan ketersediaan data dan bukti validitas bahwa root status Rollup baru adalah pemutakhiran valid yang dikonfirmasi ke induk rantai Akar status Rollup terakhir yang valid, hanya transaksi pembaruan status dengan bukti valid yang dapat berhasil memajukan status Rollup setelah konfirmasi.

ZK Rollup mengemas data transaksi ke jaringan utama, dan pada saat yang sama menyerahkan sertifikat validitas untuk membuktikan bahwa transaksi ini valid. Saat menerima transaksi ini, langsung memverifikasi sertifikat validitas ini. Jika tidak ada masalah dengan sertifikat, artinya transaksi tersebut sah, dan pengguna tidak perlu menunggu lebih lama lagi saat penarikan aset.

Di ZK Rollup, pengguna mereproduksi dan memverifikasi semua perubahan status berdasarkan data paket, tetapi ZK Rollup menerbitkan lebih sedikit data, dan hanya perlu menerbitkan data minimum yang diperlukan untuk merekonstruksi saldo akun dan status terbaru, sehingga ZK Rollup dapat Memproses lebih banyak transaksi pada saat yang sama, lebih sedikit komputasi dan sumber daya penyimpanan yang disertakan pada rantai utama juga mengurangi kemacetan pada rantai, dan kecepatan juga berkurang karena tidak ada simpanan data transaksi, sehingga biaya transaksi pada rantai menjadi lebih cepat dan lebih murah.

Peningkatan Ekstensi ZK Rollup ke Bitcoin

ZK Rollup meningkatkan throughput. Karena semakin banyak transaksi di jaringan Bitcoin perlu dibuktikan valid di setiap lapisan Rollup, kesulitan untuk membuat bukti validitas yang diperlukan semakin meningkat. Solusi ZK Rollup untuk komputasi yang diperlukan untuk membuat bukti ini adalah memparalelkannya menggunakan komposisi bukti rekursif. Rekursi pada dasarnya adalah "membuktikan validitas suatu bukti", sehingga banyak komputer dapat membuktikan validitas transaksi yang berbeda, dan kemudian bukti ini pada akhirnya dapat digabungkan menjadi satu bukti, yang memungkinkan banyak komputer untuk menskalakan secara horizontal pada saat yang sama, sehingga membantu untuk membuktikan efektivitas transaksi. Bukti SNARK dan STARK dapat mengimplementasikan kombinasi bukti rekursif tanpa kepercayaan.

Dalam hal aplikasi, bukti rekursif ini akan memungkinkan model akun ZK Rollup untuk mengompresi transaksi lapis kedua, meningkatkan skalabilitas dengan meningkatkan jumlah transaksi, dan kapasitas transaksi ekstra yang dibawa dapat digunakan untuk mendukung lebih banyak transaksi Jaringan Petir, yang dapat ditingkatkan menjadi self-host Jumlah pengguna yang bergabung dan menggunakan Lightning Network dengan cara yang juga memperluas Lightning Network.

Rollup Berdaulat pada Bitcoin

Rollup berdaulat

Sovereign Rollups berbeda dari desain Rollup saat ini. Di masa lalu, baik OP Rollup maupun ZK Rollup perlu menggunakan smart contract untuk mengonfirmasi eksekusi Rollup, tetapi Sovereign Rollup tidak memerlukan smart contract atau lapisan penyelesaian, oleh karena itu dinamai "Sovereign" .

Mencermati OP dan ZK Rollup, mereka cenderung menggunakan L1 sebagai lapisan ketersediaan data dan lapisan konsensus. Namun, Sovereign Rollup hanya menggunakan lapisan 1 untuk ketersediaan data, memastikan mereka memiliki koneksi yang lebih langsung ke lapisan dasar. Rollup Berdaulat berbeda dari Rollup biasa karena memiliki aturan pemilihan fork yang memungkinkannya untuk melakukan fork secara independen dari lapisan dasarnya. Sebaliknya, Rollup normal akan mendelegasikan pilihan forknya ke lapisan penyelesaiannya, karena diperlukan untuk memastikan kebenaran Rollup.

Pada intinya, Sovereign Rollup adalah blockchain yang menerbitkan transaksinya ke lapisan ketersediaan data untuk konsensus dan ketersediaan data. Lapisan Ketersediaan Data tidak memastikan bahwa transaksi Rollup Berdaulat sudah benar. Itu hanya menyortir transaksi dan memeriksa apakah tersedia. OP dan ZK Rollup sebelumnya mengandalkan kontrak pintar Ethereum untuk memeriksa apakah transaksi mereka benar, biasanya melalui penipuan atau bukti validitas. Di Sovereign Rollup, node menentukan apakah transaksi sudah benar. Nodenya akan mengunduh semua transaksi dan memeriksa apakah valid. Jika transaksi tidak valid, transaksi akan ditolak.

Peningkatan Penskalaan Rollup Berdaulat pada Bitcoin

Sovereign Rollup saat ini merupakan solusi paling populer di Bitcoin Rollup Perbedaan utama antara itu dan ZK Rollup adalah bahwa Sovereign Rollup tidak bergantung pada jaringan utama. ZK Rollup menggunakan jaringan utama sebagai lapisan ketersediaan data dan lapisan penyelesaian. Data yang relevan tidak hanya akan disimpan di jaringan utama, tetapi transaksi juga akan diverifikasi oleh kontrak pintar di jaringan utama, sedangkan Sovereign Rollup hanya menggunakan satu lapisan blockchain sebagai lapisan ketersediaan data, tetapi tidak menggunakan lapisan untuk melakukan penyelesaian. Oleh karena itu, untuk Bitcoin dengan daya komputasi jaringan utama yang terbatas, skema ini akan lebih bersahabat daripada ZK Rollup.

Dalam solusi ini, menggunakan kerangka kerja modular Rollup, pengembang dapat memasukkan lapisan eksekusi khusus dan lapisan ketersediaan data, Sovereign Rollup mengelola eksekusi dan penyelesaiannya sendiri, sembari mentransfer konsensus dan ketersediaan data ke jaringan utama lapisan 1 Bitcoin. Solusi ini tidak memerlukan kontrak pintar atau menggunakan lapisan penyelesaian untuk verifikasi Rollup Lapisan kedua tidak terpengaruh oleh serangan pada jaringan utama lapisan pertama, dan memiliki konsensusnya sendiri, yang lebih dapat diskalakan.

Dalam hal aplikasi, Sovereign Rollup lebih seperti RaaS di masa depan, menggunakan ketersediaan data Bitcoin, pengembang dapat membuat Rollup dengan lingkungan eksekusi apa pun, mewarisi jaminan ketersediaan data dan jaminan keamanan Bitcoin. Misalnya, Rollkit, produk kerangka kerja Rollup modular dari blockchain Celestia modular, dapat menjalankan EVM pada Bitcoin sebagai Rollkit Sovereign Rollup dengan mengintegrasikan lapisan ketersediaan data Bitcoin Sovereign Rollup, memperluas aplikasi Rollup dan membantu Bitcoin membuka pasar ekologi yang lebih luas.

Ringkas

Dalam skema ZK Rollup, keamanannya sangat bergantung pada hubungannya dengan rantai utamanya.Berbagai aplikasi pada ZK Rollup akan dapat mewarisi desentralisasi dan keamanan jaringan Bitcoin dan meningkatkan skalabilitas pertanyaan model ekonomi jaringan Bitcoin. Hubungan ini menyelesaikan dua fitur utama Rollup yang tidak dimiliki oleh protokol "off-chain" lainnya: keamanan pembelanjaan ganda yang diwariskan dan penghubungan dua arah yang aman. Sementara manfaat yang dapat diberikannya pada Bitcoin termasuk peningkatan throughput transaksi, privasi transaksi yang lebih baik, dan fleksibilitas yang lebih besar, keuntungan ini bukan tanpa biaya atau risiko, karena juga memerlukan pembaruan perangkat lunak Bitcoin dan perubahan konsensus.

Dalam skema Sovereign Rollup, ia memiliki konsensusnya sendiri, dapat berjalan secara independen dari lapisan blockchain, dapat menentukan verifikasi transaksi dan aturan penyelesaiannya sendiri, dan memiliki otonomi yang lebih tinggi. Tetapi independensi inilah yang juga kehilangan lapisan keamanan blockchain sampai batas tertentu, dan karena mekanisme konsensus yang terpisah, penerapan pemutakhiran Sovereign Rollup mungkin rumit. Perkembangan Sovereign Rollup saat ini masih dalam tahap awal, dengan penelitian dan pendalaman bidang ini, bagaimana teknologi masa depan akan berkembang untuk membangun keamanannya juga patut kita tindak lanjuti.

Perkembangan seputar Rollup membuktikan bahwa Bitcoin dapat menjadi rantai dasar untuk lebih banyak operasi daripada sebelumnya. Secara umum, apakah itu di Bitcoin atau L1 lainnya, Rollup mengubah cara kami memandang data transaksi on-chain, verifikasi bukti, dan transaksi on-chain yang melibatkan data dalam jumlah besar, mendorong cara kami menyimpan, membaca, dan memanfaatkan on-chain Perkembangan terbaru dalam diskusi data, yang pada gilirannya memberikan dimensi lain pada diskusi skalabilitas Bitcoin, terutama karena pengembang mencoba menciptakan ekonomi ekologis yang lengkap di blockchain Bitcoin. Rollup masih dalam tahap awal, namun dampak potensialnya cukup menjanjikan.

referensi