Foresight Ventures: Que tipo de rollup Ethereum queremos?

Autor original: Maggie-Foresight Ventures

Foresight Ventures: Que tipo de Ethereum Rollup queremos?

Foresight Ventures: Que tipo de Ethereum Rollup queremos?

Boa tarde a todos e sejam bem-vindos. Meu nome é Maggie e sou Diretora Técnica da Foresight Ventures. Hoje passaremos 30 minutos falando sobre “Que tipo de Ethereum Rollup queremos?”

Foresight Ventures: Que tipo de Ethereum Rollup queremos?

Agora, gostaria de apresentar brevemente nossa empresa.

  • A Foresight Ventures é uma instituição de investimento voltada para pesquisas com foco na tecnologia blockchain e na indústria de criptografia. Nossa matriz de produtos inclui vários componentes principais.
  • Foresight News é a maior plataforma de mídia web3 multilíngue na região Ásia-Pacífico.
  • Também administramos o Foresight X, um acelerador que fornece suporte dedicado para startups de criptografia e constrói uma próspera comunidade global de desenvolvedores Web3 no processo.

Se você quiser saber mais sobre nós, fique à vontade para visitar nosso site oficial ou conectar-se conosco nas redes sociais.

Foresight Ventures: Que tipo de Ethereum Rollup queremos?

Passemos agora à agenda de hoje.

Primeiro, vamos revisar a recente controvérsia sobre “o que é Ethereum L2” e Rollups.

Depois disso, discutiremos “Que tipo de Ethereum Rollups podemos esperar?”

1. Controvérsia sobre "O que é Ethereum L2"

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No mês passado, Dankrad twittou: “Se não usar Ethereum como camada de disponibilidade de dados (DA), não é Rollup de Ethereum e, portanto, não é L2 de Ethereum.” Ele também disse que canais de plasma e de estado são considerados L2, mas Validium não.

Depois que Dankrad publicou sua opinião, muitos construtores e pesquisadores da área L2 começaram a questioná-la. Existem muitos projetos L2 que não usam Ethereum como camada de disponibilidade de dados para economizar custos. Se estes projetos não estiverem incluídos na lista L2, isso terá um impacto significativo nestes projetos de expansão da rede. Além disso, alguns argumentam que se o Validium não conta como L2, então o Plasma também não deveria.

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Portanto, se você se aprofundar na documentação do Ethereum, poderá perceber que eles não estão claros sobre se o Validium é uma plataforma L2. Mas eles mencionam que o Validium é mais seguro que o Plasma porque usa prova de validade. Isto parece contradizer o ponto de vista de Dankred, que acredita que o Plasma é mais seguro que o Validium de algumas perspectivas, porque os usuários podem sair usando o estado passado, que o Validium não pode suportar.

Portanto, não há uma resposta definitiva se Plasmas e Validiums devem ser incluídos em L2.

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No entanto, L 2B EAT aplicou um filtro “mostrar apenas Rollup” em seu site, permitindo aos usuários filtrar todos os projetos que não usam Ethereum como camada DA.

O debate sobre L2 e Rollup vai além disso. Também ouvimos muitas opiniões diferentes, como "disponibilidade de dados é um termo confuso, publicação de dados é melhor", "rollup clássico também é rollup soberano", "rollup soberano não é um rollup" e assim por diante.

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Então, em vez de ficarmos presos a essas definições, vamos nos concentrar em um tópico mais significativo: que tipo de Ethereum L2 queremos? **

2. Que tipo de Ethereum Rollup queremos?

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Por definição, a Camada 2 é uma blockchain independente que estende o Ethereum e herda as garantias de segurança do Ethereum.

As questões de segurança do Ethereum Rollup foram subestimadas. Esperamos que o Rollup melhore a segurança e que haja mais blockchains modulares personalizados para aplicações.

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Aqui estão os recursos que queremos ter em uma solução de Camada 2:

  1. Primeiro, Queremos que L2 seja capaz de estender o Ethereum, o que significa que L2 deve ter uma ponte de verificação para Ethereum, permitindo que os usuários transfiram ativos entre L2 e Ethereum e recebam segurança do Ethereum. Por exemplo, posso usar meu ETH no Arbitrum L2 para certas transações a um custo relativamente baixo, mantendo a segurança do Ethereum.
  2. Em segundo lugar, esperamos que L2 possa alcançar segurança ultra-alta herdando a segurança do Ethereum.
  • Em primeiro lugar, esperamos que L2 possa herdar a segurança do Ethereum. A melhor maneira de conseguir isso é usar Ethereum como camada de disponibilidade de dados (DA), atuando como um Rollup para Ethereum. Idealmente, gostaríamos de tornar o nó L2 um nó confiável e só precisaríamos confiar no Ethereum para garantir totalmente a segurança do Rollup.
  • Em segundo lugar, esperamos que Rollup possa herdar a atividade do Ethereum. Os usuários devem ser capazes de executar o Rollup por conta própria, mesmo que o nó Rollup não esteja funcionando, ou pelo menos ter uma maneira de sair do L2 e devolver os fundos ao L1.
  • Além disso, também esperamos que Rollup possa herdar a descentralização e a resistência à censura do Ethereum.

2.1 Herdar a segurança Ethereum

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Para melhor herdar a segurança do Ethereum (ETH), o Ethereum deve ser usado não apenas para disponibilidade de dados e ordenação de transações, mas também para liquidação. A camada Rollup é responsável por executar transações e transições de estado. Liquidação em Ethereum via prova de fraude ou prova de validade.

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Como você pode ver no diagrama, as funções dos nós Rollup podem ser divididas em 2 a 3 tipos diferentes: Sequenciador, Proponente e provador ZK.

  • O sequenciador desempenha um papel importante no Rollup: ele empacota as transações e as envia para a rede Ethereum, usando o Ethereum para garantir a disponibilidade dos dados e a ordem das transações.
  • Ao mesmo tempo, o Proponente executa essas transações e gera o estado mais recente do Rollup e, em seguida, envia a raiz Merkle do novo estado ao Ethereum. Se este for um rollup otimista e ninguém iniciar um desafio dentro do tempo especificado, a raiz do estado será aceita e a transação será confirmada.
  • No caso do ZK Rollup, o provador gera uma prova de conhecimento zero para provar a validade da raiz do estado. Assim que o ZKP for enviado e confirmado no Ethereum, a transação também será confirmada.

Portanto, uma vez que todos esses dados tenham sido confirmados e confirmados no Ethereum, a reversão da transação do Rollup requer a reversão do Ethereum, herdando assim as garantias de segurança do Ethereum. Além disso, estas três funções são por vezes desempenhadas pelo mesmo nó. Em alguns protocolos, como o Optimism, o sequenciador envia lotes de transações e raízes de estado Merkle ao mesmo tempo.

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Outra questão relacionada à segurança é a verificação do estado do Rollup. Como mencionado anteriormente, o Rollup otimista usa prova de fraude, enquanto o ZK Rollup usa prova de validade, como prova de conhecimento zero.

  • A vantagem de usar provas de fraude (como Optimism e Arbitrum) é que o Rollup pode ser equivalente à Máquina Virtual Ethereum (EVM). No entanto, os utilizadores devem verificar a cadeia para proteger os seus fundos, e a confirmação final das transacções é mais lenta devido ao seu longo período de desafio de aproximadamente 7 dias.
  • ZK Rollup, como Starknet, zkSync, Scroll e Polygon zkEVM, fornece segurança mais forte usando provas de conhecimento zero para provar que o estado foi calculado corretamente. Assim que o ZKP for verificado em L1, a transação será concluída imediatamente. Isso leva apenas alguns minutos ou no máximo algumas horas, muito mais rápido que o rollup otimista. No entanto, o ZK Rollup geralmente não é totalmente equivalente ao EVM.

**Do ponto de vista da segurança, as provas de conhecimento zero funcionam melhor. Eles contam com mecanismos criptográficos confiáveis para verificação do estado, em vez de confiar na honestidade de participantes incentivados, como rollups otimistas. **Mas as taxas de transação podem ser mais altas e não exatamente equivalentes ao EVM. Portanto, a escolha de qual utilizar depende dos objetivos da rede.

Em alguns casos, uma abordagem híbrida pode combinar recursos de ambos os Rollups. Um novo projeto chamado Morphism usa provas de validade ZK para responder aos desafios em projetos de rollup otimistas, o que pode reduzir a janela de desafio de 7 dias para 1 dia e reduzir os custos de DA. A pilha OP também explora o uso de ZKP para provar programas defeituosos do Otimismo.

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No entanto, existem enormes preocupações de segurança em relação à escalabilidade do Rollup. Quando o Rollup precisa de correções urgentes de bugs ou precisa ser atualizado para suportar novos recursos, às vezes é necessário atualizar o contrato inteligente Rollup no Ethereum. Portanto, quem controla esses contratos inteligentes é crucial.

  • Para muitos rollups, as chaves para controlar as atualizações são mantidas pelos membros principais da equipe. Em teoria, estes membros têm a capacidade de roubar fundos dos utilizadores através da utilização de mecanismos de escalonamento. Como diz Vitalic, isso é como uma “porta dos fundos” para os desenvolvedores.
  • Para evitar esse problema, a capacidade de atualização pode ser desativada. Por exemplo, o Fuel V1 desativou a capacidade de atualização, mas cada iteração de atualização exigia a reimplantação de contratos inteligentes e os usuários precisavam migrar manualmente seus ativos para a nova versão. Este processo é semelhante ao início de um novo projeto, resultando em liquidez fragmentada e flexibilidade significativamente reduzida.
  • **Uma abordagem melhor é usar um DAO para atualizações de governança e definir um atraso para permitir que os usuários que discordam da atualização saiam antes que ela ocorra. **Isso adiciona algumas suposições de segurança do DAO ao Rollup, como a suposição da maioria honesta.

**Em geral, para herdar a segurança do Ethereum, recomendamos que o Rollup use o Ethereum para disponibilidade de dados, ordenação e liquidação de transações. Para verificação de estado, o uso de provas de conhecimento zero é mais confiável. Se quisermos oferecer suporte à capacidade de atualização, é melhor usar um DAO para gerenciar atualizações e dar aos usuários tempo suficiente (por exemplo, 30 dias) para sair. **

2.2 Herdando a capacidade de sobrevivência do Ethereum

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Agora, vamos falar sobre como herdar a vivacidade do Ethereum.

Esperamos que mesmo que o serializador e proponente atual caia, com a ajuda da rede principal Ethereum, os usuários ainda possam recriar o estado L2 e manter o Rollup em execução, ou pelo menos haja uma maneira de os usuários saírem sem confiança do L1.

  1. No entanto, descobrimos que muitos Rollups existentes até agora não possuem esse mecanismo, como Optimism, zkSync Era e Base. Portanto, se isso acontecer, o Rollup deixará de funcionar e todos perderão seus fundos no L2.
  2. Alguns rollups permitem que os usuários forcem a saída e retirem seus fundos em L1, enviando uma prova Merkle ou ZK de fundos em L2.
  • Mas alguns Rollups não permitem retirar ativos, exceto garantias, o que significa que seus ativos locais L2 não podem ser retirados. Se você negociar sua garantia por tokens NFT ou LP, talvez não consiga recuperá-los no Ethereum L1.
  • Rollups como dYdX permitem impor a conversão de ativos nativos L2 em garantia e depois retirá-los em L1.
  • Alguns Rollups também suportam a extração de NFTs para L1.

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  • Uma solução melhor é permitir que os usuários também se tornem Sequenciadores e Proponentes para manter o Rollup funcionando. Por exemplo, Polygon zkEVM usa o Sequencer sem licença. O Arbitrum permite que os usuários forcem a inclusão de transações em um rollup, enviando-as para L1 (há um atraso de um dia para esta operação). Além disso, qualquer pessoa pode se tornar um proponente depois que o Proponente da lista de permissões atual estiver inativo por 6 dias consecutivos.

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Na verdade, a actividade também está relacionada com o grau de descentralização. Se os nós Rollup forem melhor descentralizados e resistentes à censura, o Rollup terá melhor atividade.

**Portanto, para melhorar a capacidade de sobrevivência do Rollup, recomendamos nós descentralizados que permitem aos próprios usuários solicitar e propor transações em caso de falha. **

2.3 Herdar a descentralização e a resistência à censura do Ethereum

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A pesquisa de descentralização rollup concentra-se principalmente no Sequenciador descentralizado.

  • Hoje, quase todas as redes Rollup usam apenas um sequenciador centralizado. Os sequenciadores têm a capacidade de rejeitar as transações dos usuários e extrair MEV maliciosamente, o que pode prejudicar financeiramente os usuários. Além disso, o uso de um único sequenciador carece de resistência à censura.
  • Portanto, um dos métodos promissores que Rollup está explorando para implementar uma sequência descentralizada é uma sequência descentralizada PoS sem permissão. Este método é usado no Morphism Rollup, onde o sequenciador é selecionado com base nas regras do POS e executa um algoritmo de consenso baseado em BFT para chegar a um consenso no lote de transações. Alguns outros rollups tentam usar o método de eleição de líder para eleger um sequenciador líder a cada época. *Outro método é através do leilão MEV. Em cada época, os participantes fazem lances com base no lucro que esperam das taxas de transação e no MEV que podem sacar como sequenciador. O vencedor paga o valor do seu lance ao tesouro Rollup e recebe o direito de solicitar negociações e capturar todos os lucros durante esse período. *A Prova de Eficiência do Polygon é outra abordagem onde qualquer pessoa pode se tornar um sequenciador ou agregador. Os sequenciadores exigem uma taxa adicional para evitar ataques de spam ao propor lotes de transações ao Ethereum L1. O agregador verifica as transações em lote emitidas pelo sequenciador. O primeiro agregador a enviar o certificado de validade receberá os tokens depositados pelo sequenciador. No entanto, os recursos computacionais dos agregadores retardados podem ser desperdiçados.
  • No método sequenciador compartilhado, um grupo de nós fornece serviços de sequenciamento para vários Rollups. Rollup se conecta a uma rede sequenciadora compartilhada para lidar com o pedido de transações e geração de blocos. Os pools de sequenciadores compartilhados são descentralizados (eles executam protocolos de consenso para concordar com transações e enviar lotes de transações)

Todas essas tecnologias para sequenciadores descentralizados ainda estão em sua infância e em evolução. Portanto, só podemos fornecer uma avaliação neutra neste momento.

Os provadores ZKP podem ser tão descentralizados e sem permissão quanto a Prova de Eficiência do Polygon porque não podem executar MEV e são difíceis de se comportar de forma maliciosa.

**Em resumo, precisamos de serializadores e provadores descentralizados para aumentar a descentralização e a resistência à censura do Rollup. **

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Além das questões de segurança, há muitos outros fatores a serem considerados. Aqui estão algumas questões relacionadas:

  • Como equilibrar os incentivos do sequenciador e do provador ZKP?

O sequenciador pode executar MEV, mas o provador não. Esse mecanismo torna as pessoas mais dispostas a se tornarem serializadores. No entanto, na verdade precisamos de mais provadores do que sequenciadores porque a geração de provas de conhecimento zero requer mais poder de computação do que o empacotamento de transações. Então, como equilibrar os incentivos entre os dois? Acho que precisamos projetar um modelo inteligente de taxas dinâmicas e um modelo de incentivos.

  • Após a atualização do EIP 4844, o Rollup usará blobs para armazenar dados, e os dados do blob só serão salvos no Ethereum por 1 a 3 meses, então isso afetará o Rollup?

Minha resposta é sim, acho que haverá um pequeno impacto, mas será facilmente corrigido. Os dados históricos do Rollup podem ser carregados em armazenamento descentralizado para arquivamento. Se todos os nós do Rollup ficarem offline (especialmente na situação atual do serializador único), os usuários precisarão baixar dados históricos do sistema de armazenamento descentralizado e combiná-los com dados de blob do Ethereum L1 para reconstruir o estado.

  • Como reduzir as taxas de transação do Rollup?

Ao projetar o Rollup, houve muitas compensações entre segurança, descentralização e economia. Por exemplo, usamos ZKP para verificar o estado para maior segurança, mas isso requer mais poder computacional e também torna as transações mais caras. Este é um compromisso entre segurança e custo. Alguns ZK Rollups usam provas recursivas para agregar ZKPs para vários lotes de transações e depois enviar as provas agregadas para L1. Isso pode economizar custos de gás no Ethereum e reduzir as taxas de transação L2, mas também prolongará o tempo para a confirmação final da transação.

Foresight Ventures: Que tipo de Ethereum Rollup queremos?

Resumir

Para resumir, voltando à nossa pergunta original, que tipo de Ethereum Rollup queremos?

  • Em primeiro lugar, esperamos que o Rollup herde não apenas a segurança do Ethereum, mas também a sua capacidade de sobrevivência, descentralização e resistência à censura.
  • Na prática, é muito difícil criar um Rollup L2 que não introduza suposições de confiança adicionais, pois a capacidade de atualização, os serializadores descentralizados e as configurações confiáveis de prova de conhecimento zero podem envolver suposições de confiança adicionais. Não se pode dizer que o L2 Rollup herda completamente a segurança da ETH sem confiar em nenhum nó L2 Rollup.
  • Para melhor segurança. **As atualizações de contrato inteligente L1 Rollup devem ser regidas pelo DAO, com atrasos definidos para permitir que os usuários tenham tempo suficiente para sair caso não concordem com a atualização. **No entanto, esta abordagem também introduz suposições de segurança DAO no sistema.
  • Por último, mas não menos importante, Não use um único serializador, mas use um serializador descentralizado para melhor capacidade de sobrevivência, descentralização e resistência à censura.

Antes de encerrar minha apresentação, quero enfatizar que se alguém aqui tiver ótimas ideias e precisar de recursos para implementá-las, não hesite em nos contatar na Foresight Ventures.

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Obrigado novamente pelo seu tempo; espero que todos tenham gostado e tenham um ótimo dia.

Para consultar o conteúdo PPT, clique aqui: 0920.pdf

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