Arbitrum é um protocolo de escalonamento Ethereum que usa Optimistic Rollup. As pessoas muitas vezes nos perguntam por que a Arbitrum escolheu o Optimistic e se esperamos que a Arbitrum mude para a prova ZK. Já respondi a essa pergunta antes, mas isso foi há quase dois anos. Esta é a minha opinião pessoal atual e outros podem discordar.
Acredito firmemente no pragmatismo quando se trata de projetar sistemas. Em vez de nos apaixonarmos por uma abordagem técnica e aplicá-la a todo custo, deveríamos perguntar qual abordagem atende melhor às necessidades dos usuários e desenvolvedores. A melhor abordagem pode mudar com o tempo e, nesse caso, estamos dispostos a fazer a mudança.
Escolhemos Optimistic for Arbitrum por considerações pragmáticas. Acredito que a prova Optimistic ainda é uma escolha melhor do que a prova ZK e pode atender melhor às necessidades de usuários e desenvolvedores. Simplificando, o Optimistic é mais barato, mais simples e mais flexível que o ZK. Abordarei cada uma dessas reivindicações abaixo.
Dito isto, se as coisas mudarem e o ZK se tornar uma escolha melhor, acho que o Arbitrum deveria mudar. Mas não espero que isso aconteça tão cedo.
Custo mais baixo otimista
A beleza das provas otimistas é que o custo da prova é sempre zero para as partes honestas. Em situações comuns, nenhuma prova é necessária porque apenas declarações verdadeiras são emitidas e nunca podem ser contestadas. Se existirem desafios, haverá algum custo associado à sua resolução. Mas todas as partes desonestas perderão o desafio e perderão a sua parte apostada, que pode ser usada para pagar o custo do desafio.
Os protocolos otimistas dependem da execução por múltiplas partes para que possam verificar quaisquer afirmações publicadas sobre os resultados da execução. Em outras palavras, a cadeia precisa ter nós. Mas qualquer cadeia com um propósito significativo terá um grande número de nós comuns, geridos por utilizadores ou fornecedores de infra-estruturas, para apoiar as actividades da cadeia. Esses nós servirão naturalmente como torres de vigia para o protocolo Optimistic.
Em contraste, ZK exige que uma prova criptográfica seja gerada para cada reivindicação publicada, e a prova deve ser verificada na Camada 1. Com o tempo, os pesquisadores do ZK reduziram o custo de geração dessas provas, mas nunca a zero.
Na verdade, o custo das provas ZK é bastante alto em comparação com a execução Otimista. Se um contrato inteligente realizar uma operação AND bit a bit, cada validador do sistema Optimistic executará apenas uma operação AND bit a bit. O provador ZK precisa executar uma instrução AND bit a bit e, em seguida, executar um grande número de operações criptográficas caras para provar o resultado da instrução AND bit a bit. Se Alice e Bob forem comprar frutas, Alice comprar uma uva e Bob comprar uma uva e uma melancia, então o custo de Alice será sempre menor que o de Bob.
No Optimistic Rollup e no ZK Rollup, os nós comuns precisam executar todas as transações para entender o histórico de evolução da cadeia, então esta parte não é diferente.
Portanto, o Optimistic custa menos.
Otimista é mais simples
Na engenharia de software, e especialmente na engenharia de segurança, quanto mais simples, melhor. A complexidade aumenta os riscos de segurança e torna tudo mais lento e difícil.
Não há dúvida de que a prova Otimista é mais simples que a prova ZK. As provas otimistas são facilmente compreendidas pelos desenvolvedores, enquanto as provas ZK dependem de matemática complexa e teoremas criptográficos esotéricos e sutis que poucas pessoas entendem. Mesmo os professores que ensinam criptografia devem ter dificuldade para entender o sistema de prova ZK.
Otimista é mais flexível
A prova é necessária para qualquer L2. Mas a prova não é a única coisa que os usuários e desenvolvedores desejam. Eles querem novos recursos que possam ser desenvolvidos em sistemas Optimistic de maneira mais fácil e rápida.
Um bom exemplo é o Arbitrum Stylus, que permite aos desenvolvedores escrever contratos inteligentes usando linguagens de uso geral, como Rust e C++, e executar esses programas na máquina virtual WASM. Eles estão na mesma cadeia do contrato EVM e são totalmente combináveis. Recursos como o Stylus são difíceis de construir, exigindo a integração de duas máquinas virtuais em um sistema contínuo.
Uma razão pela qual tal funcionalidade pode ser incorporada aos sistemas Optimistic é que as implementações do Optimistic podem usar linguagens e ferramentas de programação padrão, o que torna o desenvolvimento de software mais fácil. Em contraste, ZK requer diferentes ferramentas de programação, seja construindo o circuito ZK manualmente ou usando algum compilador intermediário para reduzir tudo a um circuito. Ferramentas personalizadas e métodos de programação são sempre mais lentos e complicados de usar, o que significa que o desenvolvimento geral do sistema progride mais lentamente.
O simples desempenho dos sistemas Optimistic se traduz em maior flexibilidade e evolução mais rápida.
O tempo de finalização é o mesmo
As pessoas costumam perguntar quando os Optimistic Rollups e ZK Rollups serão finalizados, e a resposta é que são a mesma coisa.
Uma transação é definitiva quando seu resultado é completamente certo e conhecido por todos os participantes do acordo. A cadeia Rollup, seja a cadeia Optimistic ou a cadeia ZK, opera em dois estágios: primeiro, o sequenciador publica e registra a sequência de transações que atingiu a cadeia; segundo, a camada de liquidação de execução calcula e comprova os resultados do executado. transações em sequência, uma por uma. A finalidade é alcançada quando uma transação tem uma posição finalizada na sequência de transações, ponto em que o resultado da transação é inteiramente determinado pela sequência de transações finalizada e todos sabem o resultado.
Como a finalidade é determinada pela saída do sequenciador publicado no Ethereum (que é o mesmo para os processos Optimistic e ZK), e não pelo provador, os sistemas Optimistic e ZK têm exatamente o mesmo comportamento final.
Tempo de comunicação entre cadeias
Onde o ZK tem uma vantagem inerente é na latência da comunicação entre cadeias, ou seja, quanto tempo leva para um contrato em uma cadeia enviar uma mensagem para um contrato em outra cadeia sem confiança.
As transferências entre cadeias de ativos fungíveis (ETH ou tokens) são geralmente realizadas por meio de serviços de ponte rápida e suas operações não dependem de provas otimistas e provas ZK, portanto, os usuários comuns não verão nenhuma diferença nos tempos de transferência de ativos entre cadeias.
Para outros tipos de mensagens entre cadeias, ZK pode ser mais rápido porque a cadeia ZK pode verificar seu estado para a cadeia pai (ou seja, L2 Ethereum) mais rápido do que a cadeia Otimista. Isso significa que se a cadeia de envio usar provas ZK, as mensagens entre cadeias confiáveis serão mais rápidas para casos de uso que não sejam transferências de ativos.
Não está claro exatamente quão importante é essa diferença. Hoje, a grande maioria das atividades entre cadeias são transferências de ativos e a experiência do usuário não é muito diferente.
para concluir
Para mim, a resposta é clara: as vantagens do Optimistic (baixo custo, simplicidade e flexibilidade) são mais proeminentes do que as vantagens do ZK (velocidade da funcionalidade cross-chain de transferência de não ativos).
É por isso que a Arbitrum ainda usa provas otimistas.
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Offchain Labs Lianchuang: De uma perspectiva prática, por que a Arbitrum finalmente escolheu o Optimistic Rollup?
Escrito por Ed Felten, cofundador, Offchain Labs
Compilado por: Luffy, Foresight News
Arbitrum é um protocolo de escalonamento Ethereum que usa Optimistic Rollup. As pessoas muitas vezes nos perguntam por que a Arbitrum escolheu o Optimistic e se esperamos que a Arbitrum mude para a prova ZK. Já respondi a essa pergunta antes, mas isso foi há quase dois anos. Esta é a minha opinião pessoal atual e outros podem discordar.
Acredito firmemente no pragmatismo quando se trata de projetar sistemas. Em vez de nos apaixonarmos por uma abordagem técnica e aplicá-la a todo custo, deveríamos perguntar qual abordagem atende melhor às necessidades dos usuários e desenvolvedores. A melhor abordagem pode mudar com o tempo e, nesse caso, estamos dispostos a fazer a mudança.
Escolhemos Optimistic for Arbitrum por considerações pragmáticas. Acredito que a prova Optimistic ainda é uma escolha melhor do que a prova ZK e pode atender melhor às necessidades de usuários e desenvolvedores. Simplificando, o Optimistic é mais barato, mais simples e mais flexível que o ZK. Abordarei cada uma dessas reivindicações abaixo.
Dito isto, se as coisas mudarem e o ZK se tornar uma escolha melhor, acho que o Arbitrum deveria mudar. Mas não espero que isso aconteça tão cedo.
Custo mais baixo otimista
A beleza das provas otimistas é que o custo da prova é sempre zero para as partes honestas. Em situações comuns, nenhuma prova é necessária porque apenas declarações verdadeiras são emitidas e nunca podem ser contestadas. Se existirem desafios, haverá algum custo associado à sua resolução. Mas todas as partes desonestas perderão o desafio e perderão a sua parte apostada, que pode ser usada para pagar o custo do desafio.
Os protocolos otimistas dependem da execução por múltiplas partes para que possam verificar quaisquer afirmações publicadas sobre os resultados da execução. Em outras palavras, a cadeia precisa ter nós. Mas qualquer cadeia com um propósito significativo terá um grande número de nós comuns, geridos por utilizadores ou fornecedores de infra-estruturas, para apoiar as actividades da cadeia. Esses nós servirão naturalmente como torres de vigia para o protocolo Optimistic.
Em contraste, ZK exige que uma prova criptográfica seja gerada para cada reivindicação publicada, e a prova deve ser verificada na Camada 1. Com o tempo, os pesquisadores do ZK reduziram o custo de geração dessas provas, mas nunca a zero.
Na verdade, o custo das provas ZK é bastante alto em comparação com a execução Otimista. Se um contrato inteligente realizar uma operação AND bit a bit, cada validador do sistema Optimistic executará apenas uma operação AND bit a bit. O provador ZK precisa executar uma instrução AND bit a bit e, em seguida, executar um grande número de operações criptográficas caras para provar o resultado da instrução AND bit a bit. Se Alice e Bob forem comprar frutas, Alice comprar uma uva e Bob comprar uma uva e uma melancia, então o custo de Alice será sempre menor que o de Bob.
No Optimistic Rollup e no ZK Rollup, os nós comuns precisam executar todas as transações para entender o histórico de evolução da cadeia, então esta parte não é diferente.
Portanto, o Optimistic custa menos.
Otimista é mais simples
Na engenharia de software, e especialmente na engenharia de segurança, quanto mais simples, melhor. A complexidade aumenta os riscos de segurança e torna tudo mais lento e difícil.
Não há dúvida de que a prova Otimista é mais simples que a prova ZK. As provas otimistas são facilmente compreendidas pelos desenvolvedores, enquanto as provas ZK dependem de matemática complexa e teoremas criptográficos esotéricos e sutis que poucas pessoas entendem. Mesmo os professores que ensinam criptografia devem ter dificuldade para entender o sistema de prova ZK.
Otimista é mais flexível
A prova é necessária para qualquer L2. Mas a prova não é a única coisa que os usuários e desenvolvedores desejam. Eles querem novos recursos que possam ser desenvolvidos em sistemas Optimistic de maneira mais fácil e rápida.
Um bom exemplo é o Arbitrum Stylus, que permite aos desenvolvedores escrever contratos inteligentes usando linguagens de uso geral, como Rust e C++, e executar esses programas na máquina virtual WASM. Eles estão na mesma cadeia do contrato EVM e são totalmente combináveis. Recursos como o Stylus são difíceis de construir, exigindo a integração de duas máquinas virtuais em um sistema contínuo.
Uma razão pela qual tal funcionalidade pode ser incorporada aos sistemas Optimistic é que as implementações do Optimistic podem usar linguagens e ferramentas de programação padrão, o que torna o desenvolvimento de software mais fácil. Em contraste, ZK requer diferentes ferramentas de programação, seja construindo o circuito ZK manualmente ou usando algum compilador intermediário para reduzir tudo a um circuito. Ferramentas personalizadas e métodos de programação são sempre mais lentos e complicados de usar, o que significa que o desenvolvimento geral do sistema progride mais lentamente.
O simples desempenho dos sistemas Optimistic se traduz em maior flexibilidade e evolução mais rápida.
O tempo de finalização é o mesmo
As pessoas costumam perguntar quando os Optimistic Rollups e ZK Rollups serão finalizados, e a resposta é que são a mesma coisa.
Uma transação é definitiva quando seu resultado é completamente certo e conhecido por todos os participantes do acordo. A cadeia Rollup, seja a cadeia Optimistic ou a cadeia ZK, opera em dois estágios: primeiro, o sequenciador publica e registra a sequência de transações que atingiu a cadeia; segundo, a camada de liquidação de execução calcula e comprova os resultados do executado. transações em sequência, uma por uma. A finalidade é alcançada quando uma transação tem uma posição finalizada na sequência de transações, ponto em que o resultado da transação é inteiramente determinado pela sequência de transações finalizada e todos sabem o resultado.
Como a finalidade é determinada pela saída do sequenciador publicado no Ethereum (que é o mesmo para os processos Optimistic e ZK), e não pelo provador, os sistemas Optimistic e ZK têm exatamente o mesmo comportamento final.
Tempo de comunicação entre cadeias
Onde o ZK tem uma vantagem inerente é na latência da comunicação entre cadeias, ou seja, quanto tempo leva para um contrato em uma cadeia enviar uma mensagem para um contrato em outra cadeia sem confiança.
As transferências entre cadeias de ativos fungíveis (ETH ou tokens) são geralmente realizadas por meio de serviços de ponte rápida e suas operações não dependem de provas otimistas e provas ZK, portanto, os usuários comuns não verão nenhuma diferença nos tempos de transferência de ativos entre cadeias.
Para outros tipos de mensagens entre cadeias, ZK pode ser mais rápido porque a cadeia ZK pode verificar seu estado para a cadeia pai (ou seja, L2 Ethereum) mais rápido do que a cadeia Otimista. Isso significa que se a cadeia de envio usar provas ZK, as mensagens entre cadeias confiáveis serão mais rápidas para casos de uso que não sejam transferências de ativos.
Não está claro exatamente quão importante é essa diferença. Hoje, a grande maioria das atividades entre cadeias são transferências de ativos e a experiência do usuário não é muito diferente.
para concluir
Para mim, a resposta é clara: as vantagens do Optimistic (baixo custo, simplicidade e flexibilidade) são mais proeminentes do que as vantagens do ZK (velocidade da funcionalidade cross-chain de transferência de não ativos).
É por isso que a Arbitrum ainda usa provas otimistas.