Комбинация OP Rollup и ZKP, первая система защиты от мошенничества zk

Автор: Layer N, RISC Zero. Перевод: Huohuo/Blockchain на местном языке.

Layer N — это новая сеть второго уровня, основанная на Ethereum, использующая виртуальную машину RISC Zero с нулевым разглашением, обеспечивающая безопасность за счет доказательства мошенничества с нулевым разглашением (ZKFP), избегая повторных транзакций в цепочке и достигая высокой производительности, мгновенного вывода средств и децентрализованности. Finance, впервые применив новый подход к масштабированию финансовых продуктов и протоколов следующего поколения.

1. Введение

**При разработке накопительного пакета ключевым соображением было то, как обеспечить безопасность и доверие, при этом улучшая масштабируемость базового уровня 1. **Для оптимистичных сверток безопасность гарантируется в виде доказательств мошенничества: доказательств того, что уровень свертки был выполнен неправильно и это состояние необходимо восстановить.

В отличие от существующих OP Rollups, Layer N не полагается на транзакции воспроизведения в цепочке для доказательства мошенничества. Вместо этого N-Tier использует новый подход, использующий доказательства с нулевым разглашением и виртуальную машину с нулевым разглашением RISC Zero.

2. Начало работы с воспроизведением доказательств

Op Rollups публикует обновления состояния на базовом уровне L1 вместе с соответствующими транзакциями, которые перемещают предыдущее состояние в обновленное состояние. **Предположим, что мы, как валидаторы агрегации, заявляем, что конечное состояние, которое мы наблюдали для публикации в Ethereum, недействительно (или, другими словами, обновленное состояние не соответствует транзакции, которую агрегация отправила в DA). Отсюда мы представляем доказательство мошенничества и, в случае принятия, получаем существенное денежное вознаграждение. **

Самый простой метод доказательства мошенничества — заставить смарт-контракт повторно выполнить транзакцию на Ethereum (L1) и проверить, является ли полученное состояние точным, мы называем это «простым доказательством воспроизведения».

Это может быть довольно дорого, если блоки большие. Однако здесь можно сделать приятное наблюдение: если транзакция не приводит к ожидаемому состоянию, значит, в какой-то момент инструкция выполняется неправильно. «Интерактивное доказательство мошенничества» просто нужно найти команду. Чтобы построить интерактивные доказательства мошенничества, верификатор выполняет бинарный поиск с помощью серии запросов между пользователями и операторами, разделяя пространство поиска пополам на каждом этапе. Как только верификатор указывает на первую неправильно выполненную инструкцию, смарт-контракт повторно выполняет ее и проверяет, правильно ли она была выполнена. Этот аккуратный метод — то, что Arbitrum называет рассечением, которое, по сути, является расширением введенного нами доказательства воспроизведения.

Однако это поднимает важный вопрос: как мы можем гарантировать, что выполнение в сети будет вести себя точно так же, как выполнение вне сети? **

3. Сложность доказательства воспроизведения

Ключевым ограничением простых доказательств воспроизведения и интерактивных доказательств является то, что инструкции должны иметь возможность выполняться одинаково на базовом уровне и уровне свертки. **** Другими словами, обе реализации должны использовать одну и ту же виртуальную машину (ВМ) и обеспечивать соответствие поведения. **

** В случае Optimism их предыдущая реализация была слегка модифицированной виртуальной машиной Ethereum, которую они назвали виртуальной машиной оптимизма на основе Geth (OVM). **Недавно они разработали онлайн-симулятор инструкций MIPS в Solidity для запуска интерпретатора Minigeth, что позволяет им моделировать и проверять переходы состояний EVM. Arbitrum использует модифицированную версию WASM, которую они называют WAVM. Такой дизайн означает, что Optimism и Arbitrum могут поддерживать любой язык, ориентированный на MIPS и WASM соответственно.

Однако для Optimism и Arbitrum это означало, что их соответствующие виртуальные машины должны быть реализованы в Solidity, чтобы Ethereum мог его эмулировать. Мало того, каждая реализация должна иметь точно такое же поведение. Стоимость газа также значительно выше в случае неинтерактивных доказательств (например, Optimism), поскольку нам нужно воспроизводить каждую транзакцию в блоке.

4. Введите ноль RISC

Нам не нужно воспроизводить все транзакции в цепочке, но необходимо предоставить доказательство того, что переход состояния был неправильным. Именно здесь на помощь приходит RISC Zero zkVM, универсальная виртуальная машина с нулевым разглашением**. **

С RISC Zero любой валидатор может генерировать краткие доказательства того, что он взял правильную транзакцию DA, соответствующую конкретному блоку, и применил ее к начальному состоянию. **RISC Zero достигает этого, перенося N-уровневую среду выполнения в свою zkVM и генерируя подтверждения для правильного выполнения доверенным образом. **** В случае возникновения спора валидатор отправляет это доказательство смарт-контракту уровня N на Ethereum, который затем проверяет действительность доказательства. **Если доказательство действительно, и заявленное состояние вывода доказательства не соответствует состоянию вывода, опубликованному на L1, имеет место мошенничество, и мы должны восстановить блок.

Вместо использования WASM или EVM мы используем RISC Zero, ориентируясь на набор инструкций RISC-V, который является общей целью компиляции и поэтому поддерживается многими языками программирования. Это открывает более широкий спектр возможностей для конфигурации и совместимости будущих виртуальных машин N-уровня.

Наконец, несмотря на эти преимущества методов с нулевым разглашением, полные свертки с нулевым разглашением в настоящее время ограничены медленным временем проверки и дорогостоящими вычислениями. **Вот почему Layer N использует гибридный подход — генерация доказательств требуется только тогда, когда существует вероятность мошенничества. Мы называем этот подход доказательствами мошенничества с нулевым разглашением (ZKFP). **

5. Сведение за пределы OP

Требование предоставить пользователям достаточно времени, чтобы заметить мошенничество и представить доказательства мошенничества, требует длительного времени вывода средств (обычно около 7 дней) для текущих накопительных пакетов OP: недостаточные требования для составных финансовых продуктов. **Хотя ZKFP не решают эту проблему полностью, они могут значительно сократить время вывода средств благодаря своему подходу «одного выстрела». Вместо длинного двустороннего бинарного протокола в ETH ZKFP позволяет за одну двустороннюю транзакцию доказать/опровергнуть мошенничество. **

В дальнейшем Layer N стремится использовать самые современные технологии в своей экосистеме Rollup. Например, с Bonsai, универсальной сетью с нулевым разглашением RISC Zero, уровень N сможет полностью перейти на ZK-свертывание, что означает предоставление гарантий криптографической безопасности и мгновенное снятие средств при сохранении высокой производительности. Поскольку Bonsai позволяет любой цепочке, протоколу или приложению подключиться к своей сети проверки, он может действовать как безопасный уровень выполнения и вычислений вне цепочки для различных вариантов использования.

Таким образом, Layer N в партнерстве с RISC Zero может стать пионером в новом подходе к масштабированию с меньшим количеством компромиссов. В результате мы можем создавать действительно полезные финансовые продукты и протоколы нового поколения.

6. О слое N

Layer N — это новая сеть уровня 2, предназначенная для обеспечения гипермасштабных децентрализованных финансов на Ethereum. Слой N направлен на обеспечение производительности и взаимодействия с пользователем, аналогичных современным финансовым сетям, но полностью ончейн и децентрализован. Разработчики могут использовать общую ликвидность и бесшовную компоновку для создания высокопроизводительных финансовых приложений. Layer N переносит глобальную финансовую систему в Ethereum.