Validity Rollups: Pilihan Terbaik untuk Skalabilitas Ethereum
Validity Rollups (juga dikenal sebagai zk-rollups) dianggap sebagai solusi paling menjanjikan untuk meningkatkan kapasitas pemrosesan Ethereum dengan cara yang aman dan terdesentralisasi. Inti dari solusi skalabilitas ini adalah penggunaan bukti validitas untuk perhitungan yang dapat diverifikasi. Cara kerjanya adalah sebagai berikut:
Operator memindahkan pemrosesan transaksi ke lingkungan off-chain (disebut sebagai lapisan kedua), alih-alih memproses setiap transaksi di jaringan utama Ethereum. Setelah memproses sejumlah besar transaksi, operator lapisan kedua mengembalikan hasilnya untuk diterapkan pada status Ethereum, sambil memberikan bukti validitas yang membuktikan integritas eksekusi off-chain. Bukti ini menjamin validitas semua transaksi dalam batch, dan secara otomatis diverifikasi oleh kontrak validator di on-chain. Ini memungkinkan Ethereum untuk menerapkan hasil ke statusnya sendiri.
Perlu dicatat bahwa Validity Rollups sering salah disebut sebagai zero-knowledge rollups, tetapi ini tidak akurat. Kebanyakan Validity Rollup tidak menggunakan ZKP dan tidak digunakan untuk memastikan privasi. Oleh karena itu, istilah "Validity Rollup" lebih tepat.
Mesin Virtual Off-Chain
Sebelum membahas lebih dalam, kita perlu memahami konsep mesin virtual (VM). Singkatnya, VM adalah lingkungan yang dapat menjalankan program, seperti menjalankan sistem operasi Windows di Mac. Ia bertransisi antara berbagai status setelah melakukan perhitungan berdasarkan input tertentu. Mesin Virtual Ethereum (EVM) adalah VM yang menjalankan kontrak pintar Ethereum.
Zero Knowledge Virtual Machine (zkVM) adalah lingkungan eksekusi program yang mampu menghasilkan bukti validitas yang mudah diverifikasi, untuk membuktikan bahwa program telah dieksekusi dengan benar. Istilah "zkEVM" biasanya merujuk pada penggunaan Ethereum Virtual Machine (EVM) dan kemampuan untuk membuktikan eksekusi EVM. Istilah ini mungkin menyesatkan, karena EVM itu sendiri tidak menghasilkan bukti tersebut; sebaliknya, bukti dihasilkan oleh mekanisme pembuktian terpisah yang mengambil hasil eksekusi EVM sebagai titik awal. Selain itu, bukti ini terutama fokus pada validitas dan bukan pada privasi, sehingga tidak sepenuhnya merupakan bukti zero knowledge.
Meskipun semua Validity Rollups dirancang untuk memanfaatkan bukti validitas untuk memperluas Ethereum, ada perbedaan dalam pemilihan VM untuk mengeksekusi transaksi di bawah rantai. Banyak Validity Rollups memilih untuk menyalin desain EVM (sehingga disebut "zkEVM rollups"), berusaha untuk meniru pengalaman Ethereum di rollup L2. Sementara itu, Starknet menggunakan VM baru - Cairo VM (CVM) - yang dirancang khusus untuk mengoptimalkan efisiensi bukti validitas.
Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing: zkEVM mengorbankan kinerja demi kompatibilitas Ethereum, sedangkan Cairo VM menempatkan kinerja di atas kompatibilitas, dengan mengutamakan kemampuan skalabilitas.
Pendekatan zkEVM
zkEVM bertujuan untuk membawa pengalaman Ethereum sepenuhnya ke dalam blockchain Layer-2. Tujuannya adalah untuk mereplikasi lingkungan pengembang Ethereum dalam agregasi. Dengan zkEVM, pengembang tidak perlu mengubah kode atau meninggalkan alat EVM dan kontrak pintar yang ada saat menulis kontrak pintar atau memindahkannya ke solusi yang lebih dapat diskalakan.
Namun, salah satu kelemahan utama dari metode ini adalah bahwa ia membatasi potensi skala dari bukti keefektifan. Karena zkEVM berkomitmen untuk kompatibel dengan Ethereum, kecepatan menjadi lebih lambat dan konsumsi sumber daya lebih besar. Berbeda dengan CVM, EVM tidak dirancang dengan mempertimbangkan efisiensi bukti. Ini membatasi langkah-langkah optimasi yang dapat meningkatkan efisiensi dan skala, yang pada akhirnya mempengaruhi kinerja keseluruhan sistem.
Tantangan Pembuktian EVM
Tantangan inti yang dihadapi metode zkEVM berasal dari desain asli EVM—itu tidak dirancang untuk berjalan dalam lingkungan pembuktian validitas. Oleh karena itu, upaya untuk menyalin fungsinya tidak dapat memaksimalkan potensi pembuktian validitas, yang mengakibatkan efisiensi yang buruk. Ketidakefisiensian ini pada akhirnya akan membebani kinerja keseluruhan sistem. Kompatibilitas EVM dengan pembuktian validitas terhambat oleh faktor-faktor berikut:
EVM mengadopsi model berbasis tumpukan, sedangkan bukti validitas lebih cocok untuk model berbasis register. Karakteristik tumpukan EVM membuatnya lebih sulit untuk membuktikan kebenaran eksekusinya dan memberikan dukungan langsung untuk alat bantu native-nya.
Penyimpanan layout Ethereum sangat bergantung pada Keccak dan Merkle Patricia Tree besar, keduanya tidak menguntungkan untuk pembuktian efisiensi dan menambah beban pembuktian yang besar. Misalnya, Keccak berjalan sangat cepat pada arsitektur x86, tetapi membutuhkan 90k langkah untuk membuktikan. Sebaliknya, Pedersen (sebuah fungsi hash yang ramah terhadap zk) hanya membutuhkan 32 langkah.
Oleh karena itu, berbagai zkEVM memberikan tingkat dukungan yang berbeda untuk alat Ethereum - semakin tinggi kompatibilitas zkEVM dengan Ethereum, semakin buruk kinerjanya.
Metode Cairo-VM
Berbeda dengan zkEVM yang menghabiskan banyak waktu pengembangan untuk "menyesuaikan EVM dengan Validity Rollups", ada pilihan lain: menggunakan mesin virtual khusus yang sepenuhnya baru, dan menambahkan dukungan untuk alat Ethereum sebagai lapisan tambahan di atasnya. Inilah metode yang diadopsi Starknet, yang merupakan Validity Rollup tanpa izin yang diluncurkan pada November 2021. Starknet adalah Validity Rollup pertama yang menawarkan platform kontrak pintar umum di jaringan yang sepenuhnya dapat dikombinasikan.
Starknet menggunakan Cairo-VM (CVM), yang merupakan bahasa tingkat tinggi dengan nama yang sama. Cairo-VM dirancang khusus untuk menghasilkan bukti keabsahan pelaksanaan program secara efisien.
Menggunakan Cairo (mesin virtual dan bahasa) memberikan keuntungan berikut:
Pembuktian efektivitas yang dioptimalkan——setiap instruksi memiliki representasi aljabar yang valid
Bahasa Rust yang digunakan untuk menulis program yang dapat dibuktikan
Representasi menengah antara Cairo tingkat lanjut dan perakitan Cairo (instruksi VM) (Sierra), memungkinkan eksekusi kode Cairo yang efisien
Mengembangkan bahasa baru memungkinkan untuk disesuaikan dengan kebutuhan spesifik, dan dilengkapi dengan fungsi yang dapat memenuhi kebutuhan yang sebelumnya tidak terpenuhi.
Cairo dan diversifikasi pengkodean
Starknet mendorong inovasi, yang tercermin dalam pendekatan kode yang beragam. Cairo menggunakan STARK untuk mendapatkan kemampuan skalabilitas terbaik yang tidak terbatas pada pengembang yang langsung menulis kontrak di Cairo. Para pengembang dapat memilih pendekatan yang paling sesuai untuk mereka:
Menulis kode secara natif di Cairo: Dengan peluncuran Cairo 1.0, pengembang sekarang dapat menggunakan bahasa yang ergonomis dan aman yang mirip Rust.
Kompatibilitas Solidity: Pengembang Solidity dapat menulis kode yang dapat digunakan oleh Cairo VM. Pendekatan ini memberikan pengalaman pengembangan yang mirip dengan Ethereum, dan membuat kontrak pintar Solidity dapat dipindahkan ke Starknet. Ada dua cara implementasi:
Transkripsi: Menggunakan Warp Transpiler untuk mengonversi kode Solidity menjadi Cairo.
zkEVM di Starknet: menggunakan Kakarot, sebuah zkEVM yang ditulis dengan Cairo, dapat menjalankan kontrak pintar Ethereum di Starknet.
Meskipun waktu keberadaannya relatif singkat, Cairo telah menjadi bahasa kontrak pintar yang paling populer dengan peringkat TVL keempat, dan telah mendapatkan dukungan dana lebih dari 350 juta dolar.
Ringkasan
zkEVM bertujuan untuk menyalin lingkungan Ethereum sebagai rollup, memungkinkan pengembang menggunakan alat Ethereum yang akrab. Namun, pendekatan ini membatasi potensi bukti validitas dan mungkin menghabiskan banyak sumber daya.
Cairo VM dirancang khusus untuk sistem bukti validitas, tidak terikat oleh EVM. Ini didukung oleh bahasa pemrograman kelas Rust yang baru, aman, dan ergonomis, yaitu Cairo 1.0, membentuk alat yang kuat yang bertujuan untuk memaksimalkan efisiensi skalabilitas Ethereum dengan menggunakan bukti STARK.
Kemajuan berkelanjutan dari Cairo, pertumbuhan pilihan pengembangan yang beragam seperti Kakarot zkEVM dan Warp sangat menggembirakan. Dengan masuknya dApp Starknet ke tahap produksi, menunjukkan kemampuan kuat Cairo, diyakini bahwa ini akan digunakan untuk proyek yang lebih ambisius di masa depan.
Berkat berbagai cara yang diperluas oleh STARK, serta kemungkinan metode baru yang muncul dalam beberapa bulan mendatang, pengembang sekarang memiliki kontrol yang belum pernah terjadi sebelumnya atas skalabilitas blockchain.
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
5 Suka
Hadiah
5
3
Posting ulang
Bagikan
Komentar
0/400
TokenomicsTrapper
· 12jam yang lalu
sebenarnya jika kamu membaca spesifikasinya... zk proofs hanyalah ilusi untuk infrastruktur terpusat lmao sudah mengatakan ini sejak 2021
Validity Rollups: Solusi terbaik untuk skalabilitas Ethereum dan kontroversinya
Validity Rollups: Pilihan Terbaik untuk Skalabilitas Ethereum
Validity Rollups (juga dikenal sebagai zk-rollups) dianggap sebagai solusi paling menjanjikan untuk meningkatkan kapasitas pemrosesan Ethereum dengan cara yang aman dan terdesentralisasi. Inti dari solusi skalabilitas ini adalah penggunaan bukti validitas untuk perhitungan yang dapat diverifikasi. Cara kerjanya adalah sebagai berikut:
Operator memindahkan pemrosesan transaksi ke lingkungan off-chain (disebut sebagai lapisan kedua), alih-alih memproses setiap transaksi di jaringan utama Ethereum. Setelah memproses sejumlah besar transaksi, operator lapisan kedua mengembalikan hasilnya untuk diterapkan pada status Ethereum, sambil memberikan bukti validitas yang membuktikan integritas eksekusi off-chain. Bukti ini menjamin validitas semua transaksi dalam batch, dan secara otomatis diverifikasi oleh kontrak validator di on-chain. Ini memungkinkan Ethereum untuk menerapkan hasil ke statusnya sendiri.
Perlu dicatat bahwa Validity Rollups sering salah disebut sebagai zero-knowledge rollups, tetapi ini tidak akurat. Kebanyakan Validity Rollup tidak menggunakan ZKP dan tidak digunakan untuk memastikan privasi. Oleh karena itu, istilah "Validity Rollup" lebih tepat.
Mesin Virtual Off-Chain
Sebelum membahas lebih dalam, kita perlu memahami konsep mesin virtual (VM). Singkatnya, VM adalah lingkungan yang dapat menjalankan program, seperti menjalankan sistem operasi Windows di Mac. Ia bertransisi antara berbagai status setelah melakukan perhitungan berdasarkan input tertentu. Mesin Virtual Ethereum (EVM) adalah VM yang menjalankan kontrak pintar Ethereum.
Zero Knowledge Virtual Machine (zkVM) adalah lingkungan eksekusi program yang mampu menghasilkan bukti validitas yang mudah diverifikasi, untuk membuktikan bahwa program telah dieksekusi dengan benar. Istilah "zkEVM" biasanya merujuk pada penggunaan Ethereum Virtual Machine (EVM) dan kemampuan untuk membuktikan eksekusi EVM. Istilah ini mungkin menyesatkan, karena EVM itu sendiri tidak menghasilkan bukti tersebut; sebaliknya, bukti dihasilkan oleh mekanisme pembuktian terpisah yang mengambil hasil eksekusi EVM sebagai titik awal. Selain itu, bukti ini terutama fokus pada validitas dan bukan pada privasi, sehingga tidak sepenuhnya merupakan bukti zero knowledge.
Meskipun semua Validity Rollups dirancang untuk memanfaatkan bukti validitas untuk memperluas Ethereum, ada perbedaan dalam pemilihan VM untuk mengeksekusi transaksi di bawah rantai. Banyak Validity Rollups memilih untuk menyalin desain EVM (sehingga disebut "zkEVM rollups"), berusaha untuk meniru pengalaman Ethereum di rollup L2. Sementara itu, Starknet menggunakan VM baru - Cairo VM (CVM) - yang dirancang khusus untuk mengoptimalkan efisiensi bukti validitas.
Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing: zkEVM mengorbankan kinerja demi kompatibilitas Ethereum, sedangkan Cairo VM menempatkan kinerja di atas kompatibilitas, dengan mengutamakan kemampuan skalabilitas.
Pendekatan zkEVM
zkEVM bertujuan untuk membawa pengalaman Ethereum sepenuhnya ke dalam blockchain Layer-2. Tujuannya adalah untuk mereplikasi lingkungan pengembang Ethereum dalam agregasi. Dengan zkEVM, pengembang tidak perlu mengubah kode atau meninggalkan alat EVM dan kontrak pintar yang ada saat menulis kontrak pintar atau memindahkannya ke solusi yang lebih dapat diskalakan.
Namun, salah satu kelemahan utama dari metode ini adalah bahwa ia membatasi potensi skala dari bukti keefektifan. Karena zkEVM berkomitmen untuk kompatibel dengan Ethereum, kecepatan menjadi lebih lambat dan konsumsi sumber daya lebih besar. Berbeda dengan CVM, EVM tidak dirancang dengan mempertimbangkan efisiensi bukti. Ini membatasi langkah-langkah optimasi yang dapat meningkatkan efisiensi dan skala, yang pada akhirnya mempengaruhi kinerja keseluruhan sistem.
Tantangan Pembuktian EVM
Tantangan inti yang dihadapi metode zkEVM berasal dari desain asli EVM—itu tidak dirancang untuk berjalan dalam lingkungan pembuktian validitas. Oleh karena itu, upaya untuk menyalin fungsinya tidak dapat memaksimalkan potensi pembuktian validitas, yang mengakibatkan efisiensi yang buruk. Ketidakefisiensian ini pada akhirnya akan membebani kinerja keseluruhan sistem. Kompatibilitas EVM dengan pembuktian validitas terhambat oleh faktor-faktor berikut:
EVM mengadopsi model berbasis tumpukan, sedangkan bukti validitas lebih cocok untuk model berbasis register. Karakteristik tumpukan EVM membuatnya lebih sulit untuk membuktikan kebenaran eksekusinya dan memberikan dukungan langsung untuk alat bantu native-nya.
Penyimpanan layout Ethereum sangat bergantung pada Keccak dan Merkle Patricia Tree besar, keduanya tidak menguntungkan untuk pembuktian efisiensi dan menambah beban pembuktian yang besar. Misalnya, Keccak berjalan sangat cepat pada arsitektur x86, tetapi membutuhkan 90k langkah untuk membuktikan. Sebaliknya, Pedersen (sebuah fungsi hash yang ramah terhadap zk) hanya membutuhkan 32 langkah.
Oleh karena itu, berbagai zkEVM memberikan tingkat dukungan yang berbeda untuk alat Ethereum - semakin tinggi kompatibilitas zkEVM dengan Ethereum, semakin buruk kinerjanya.
Metode Cairo-VM
Berbeda dengan zkEVM yang menghabiskan banyak waktu pengembangan untuk "menyesuaikan EVM dengan Validity Rollups", ada pilihan lain: menggunakan mesin virtual khusus yang sepenuhnya baru, dan menambahkan dukungan untuk alat Ethereum sebagai lapisan tambahan di atasnya. Inilah metode yang diadopsi Starknet, yang merupakan Validity Rollup tanpa izin yang diluncurkan pada November 2021. Starknet adalah Validity Rollup pertama yang menawarkan platform kontrak pintar umum di jaringan yang sepenuhnya dapat dikombinasikan.
Starknet menggunakan Cairo-VM (CVM), yang merupakan bahasa tingkat tinggi dengan nama yang sama. Cairo-VM dirancang khusus untuk menghasilkan bukti keabsahan pelaksanaan program secara efisien.
Menggunakan Cairo (mesin virtual dan bahasa) memberikan keuntungan berikut:
Mengembangkan bahasa baru memungkinkan untuk disesuaikan dengan kebutuhan spesifik, dan dilengkapi dengan fungsi yang dapat memenuhi kebutuhan yang sebelumnya tidak terpenuhi.
Cairo dan diversifikasi pengkodean
Starknet mendorong inovasi, yang tercermin dalam pendekatan kode yang beragam. Cairo menggunakan STARK untuk mendapatkan kemampuan skalabilitas terbaik yang tidak terbatas pada pengembang yang langsung menulis kontrak di Cairo. Para pengembang dapat memilih pendekatan yang paling sesuai untuk mereka:
Menulis kode secara natif di Cairo: Dengan peluncuran Cairo 1.0, pengembang sekarang dapat menggunakan bahasa yang ergonomis dan aman yang mirip Rust.
Kompatibilitas Solidity: Pengembang Solidity dapat menulis kode yang dapat digunakan oleh Cairo VM. Pendekatan ini memberikan pengalaman pengembangan yang mirip dengan Ethereum, dan membuat kontrak pintar Solidity dapat dipindahkan ke Starknet. Ada dua cara implementasi:
Meskipun waktu keberadaannya relatif singkat, Cairo telah menjadi bahasa kontrak pintar yang paling populer dengan peringkat TVL keempat, dan telah mendapatkan dukungan dana lebih dari 350 juta dolar.
Ringkasan
zkEVM bertujuan untuk menyalin lingkungan Ethereum sebagai rollup, memungkinkan pengembang menggunakan alat Ethereum yang akrab. Namun, pendekatan ini membatasi potensi bukti validitas dan mungkin menghabiskan banyak sumber daya.
Cairo VM dirancang khusus untuk sistem bukti validitas, tidak terikat oleh EVM. Ini didukung oleh bahasa pemrograman kelas Rust yang baru, aman, dan ergonomis, yaitu Cairo 1.0, membentuk alat yang kuat yang bertujuan untuk memaksimalkan efisiensi skalabilitas Ethereum dengan menggunakan bukti STARK.
Kemajuan berkelanjutan dari Cairo, pertumbuhan pilihan pengembangan yang beragam seperti Kakarot zkEVM dan Warp sangat menggembirakan. Dengan masuknya dApp Starknet ke tahap produksi, menunjukkan kemampuan kuat Cairo, diyakini bahwa ini akan digunakan untuk proyek yang lebih ambisius di masa depan.
Berkat berbagai cara yang diperluas oleh STARK, serta kemungkinan metode baru yang muncul dalam beberapa bulan mendatang, pengembang sekarang memiliki kontrol yang belum pernah terjadi sebelumnya atas skalabilitas blockchain.