Хіба це не вважається Rollup, якщо ви не використовуєте Ethereum як рівень DA? Розуміння рівня 2 з точки зору автора Danksharding

Автор: Фауст, гік web3

Вступ: нещодавно Данкрад Файст, творець Danksharding і дослідник Ethereum Foundation, зробив кілька суперечливих зауважень у Twitter. Він чітко зазначив, що модульний блокчейн, який не використовує ETH як рівень DA (рівень доступності даних), не є Rollup, а також рівнем 2 Ethereum. За словами Данкрада, Arbitrum Nova, Immutable X, ApeX і Metis можуть бути «видалені» зі списку рівня 2, оскільки вони розкривають дані транзакцій лише за межами ETH (вони створили власну мережу DA поза ланцюгом під назвою DAC).

У той же час Данкрад також сказав, що такі рішення, як Plasmas і державні канали, які не вимагають доступності даних у мережі (Data Availability) для забезпечення безпеки, все ще є рівнем 2, але Validium (ZKRollup, який не використовує ETH як рівень DA) не є рівнем 2.

Як тільки з’явилося зауваження Данкрада, багато засновників або дослідників у галузі Rollup поставили його під сумнів. Зрештою, є багато проектів «Рівня 2», які не використовують ETH як рівень DA (Доступність даних) з метою економії коштів. Якщо ці проекти буде виключено зі списку L2, це неминуче вплине на досить значне розширення мереж; у той же час, якщо валідіум не вважається L2, Плазма також не повинна кваліфікуватися як L2.

У зв’язку з цим Данкрад сказав, що коли DA недоступний (тобто мережа рівня DA в ланцюжку бере участь у приховуванні даних і не розкриває дані транзакцій), користувачі Plasma можуть безпечно вивести свої активи на L1; але за тих самих обставин , Валідіум (Більшість проектів, які використовують схему StarkEx, є валідіумними), але він може перешкодити користувачам виводити кошти на L1 і заморозити гроші.

Очевидно, Dankrad має намір визначити, чи є проект розширення Ethereum Layer 2, виходячи з того, чи безпечний він чи ні. З точки зору «безпеки», Validium справді може заморозити активи користувача в L2 і не може згадати L1 у крайньому випадку збою секвенсора + рівень DA, що запускає атаку із затримкою даних (приховування нових даних); відрізняється від Validium за дизайном, хоча більшість час безпека не така хороша, як у Validium, але коли збій секвенсора + рівень DA запускає атаку із затримкою даних (приховування нових даних), це дозволяє користувачам безпечно евакуювати активи на L1. Отже, риторика Данкрада має сенс.

Ця стаття має на меті розпочати з точки зору Dankrad і далі проаналізувати деталі Layer2, щоб зрозуміти, чому Validium не є строго «Layer2».

Як визначити Layer2?

Згідно з визначенням веб-сайту ethereum.org і більшості членів спільноти Ethereum, рівень 2 — це «незалежний блокчейн, який розширює можливості Ethereum + успадковує безпеку Ethereum». Перш за все, «розширення потужності Ethereum» означає перенаправлення трафіку, який Ethereum не може перенести, і розподіл тиску TPS. А «успадкування безпеки Ethereum» насправді можна перекласти як «захист власної безпеки за допомогою Ethereum».

Наприклад, усі транзакції Tx на рівні 2 мають бути завершені на ETH, і Tx з неправильними даними не буде видалено; якщо ви хочете відкотити блок рівня 2, ви повинні спочатку відкотити блок Ethereum, доки Ethereum Блоки L2 основної мережі не будуть відкочуватися без відкату блоку, подібного до атаки 51%.

Якщо ми глибше дослідимо безпеку рівня 2, насправді є багато кутових випадків, які слід розглянути. Наприклад, якщо сторона проекту L2 втікає, секвенсор виходить з ладу, а рівень DA поза ланцюгом зависає, чи можуть користувачі безпечно вивести свої кошти з L2 на L1, коли відбуваються ці екстремальні події?

Механізм «примусового вилучення» Layer2

Незалежно від таких факторів, як оновлення контракту L2/приховані небезпеки з кількома підписами, фактично, такі як Arbitrum або StarkEx, користувачі мають виходи для встановлення обов’язкових вилучень. Якщо припустити, що секвенсор L2 запускає атаку цензури, навмисно відхиляє транзакцію/запит користувача на зняття коштів або просто вимикається назавжди, користувач Arbitrum може викликати функцію примусового включення контракту секвенсора «Вхідні» на L1, щоб безпосередньо надіслати дані транзакції в L1. ; Протягом 24 годин секвенсор не обробив транзакцію/вилучення, які потрібно «обов’язково включити», і транзакція буде безпосередньо включена в послідовність транзакцій зведеної книги, що створює «обов’язкове зняття» для користувачів L2. ВХІД".

Навпаки, схема StarkEx з механізмом Escape Hetch для аварійної капсули ще гірша. Якщо користувач L2 не отримує відповіді від секвенсора, коли запит на примусове вилучення, надісланий L1, закінчується протягом 7-денного вікна, користувач може викликати функцію запиту на заморожування, щоб дозволити L2 увійти в період заморожування. У цей час секвенсор L2 не зможе оновити стан L2 на L1, і для розморожування знадобиться 1 рік після заморожування стану L2.

Після того, як стан L2 заморожено, користувач може створити доказ Merkle, пов’язаний із поточним станом, щоб підтвердити, що він має XX суму коштів на L2, і зняти гроші через контракт, пов’язаний з Escape Hetch, на L1. Це послуга «повного виведення», яка надається програмою StarkEx. Навіть якщо сторона проекту L2 зникла, а секвенсор вийшов з ладу назавжди, користувачі все ще мають спосіб зняти кошти з L2.

Але тут є проблема: більшість L2, що використовує схему StarkEx, є Validium (наприклад, Immutable X і ApeX), і не публікуватиме дані, необхідні DA, в ETH, а інформація для побудови поточного дерева стану L2 зберігається поза мережею. Якщо користувач не може отримати дані для створення оф-чейну Merkle Proof (наприклад, рівень DA поза ланцюгом запускає атаку із затримкою даних), вивести кошти через аварійну капсулу неможливо.

Поки що причина, згадана на початку статті, яку Данкрад вважає Validium небезпечним, насправді дуже ясна: оскільки Validium не надсилає дані DA до ланцюжка, як Rollup, користувачі можуть не мати змоги створити Merkle, необхідний для «примусового вилучення». Доведення.

Різниця між Validium і Plasma у випадку атаки із затримкою даних

Насправді секвенсор Validium публікує лише останній Stateroot (корінь дерева станів) L2 у ланцюжку L1, а потім подає підтвердження дійсності (ZK Proof), щоб підтвердити перехід стану (зміну фонду користувача), пов’язаний із новим Stateroot. процес генерації. , все правильно.

Однак державний корень сам по собі не може відновити дерево станів світового стану в даний момент, і неможливо знати конкретний стан кожного облікового запису L2 (включно з балансом коштів), а користувачі L2 не можуть створити доказ Merkle, що відповідає поточному законному державному кореню. Ось де Validium знаходиться в невигідному становищі.

Тут слід підкреслити ЦАП. Дані, задіяні в DA Validium, такі як останній пакет транзакцій, оброблених секвенсором, будуть синхронізовані з ексклюзивною мережею DA L2 під назвою «Комітет доступності даних» (DAC). DAC складається з кількох серверів вузлів, як правило, офіційними особами L2. І члени спільноти або інші підрозділи відповідають за роботу та нагляд (але це тільки на поверхні, насправді, зовнішньому світу важко перевірити, хто є членами DAC).

Цікаво те, що учасникам Validium DAC потрібно часто надсилати повідомлення в L1 Мультипідпис, який доводить, що новий Stateroot і Validity Proof, надані секвенсором L2 в L1, можуть бути зіставлені з даними DA, синхронізованими DAC. Після подання мультипідпису DAC новий Stateroot і Validity Proof вважатимуться законними.

Наразі DAC Immutable X використовує мультипідпис 5/7. Хоча dYdX є ZKRollup, він також має DAC, який використовує мультипідпис 1/2. (dYdX публікує лише різницю стану в L1, тобто зміни стану, а не повні дані транзакції. Але після отримання різниці стану в історичних записах баланс активів усіх адрес L2 можна відновити, а доказ Merkle можна побудувати на цього разу вилучити повністю ).

Данкрад має рацію. Якщо учасники DAC Validium змовляються розпочати атаку на приховування даних, перешкодити іншим вузлам L2 синхронізувати останні дані на даний момент і оновити законний кореневий корень L2 на даний момент, користувач не зможе створити доказ Merkle, що відповідає правовому root у даний момент, щоб зняти гроші (оскільки поточні дані DA більше не доступні, доступні попередні дані DA).

Але Dankrad розглядає лише теоретичні екстремуми.Насправді більшість секвенсорів Validium транслюватимуть нещодавно оброблені дані транзакцій на інші вузли L2 у режимі реального часу, включаючи багато чесних вузлів. Поки є один чесний вузол, який може вчасно отримати дані DA, користувачі можуть уникнути L2.

Але проблема, яка теоретично існує на Validium, чому вона не існує на Plasma? Це пояснюється тим, що спосіб, у який Plasma визначає законний Stateroot, відрізняється від Validium, оскільки існує період вікна для захисту від шахрайства. Plasma — це рішення для розширення L2 перед OPRollup. Як і OPR, воно покладається на докази шахрайства для забезпечення безпеки L2.

Плазма, як і OPR, має налаштування періоду вікна. Новий корінь стану, випущений секвенсором, не буде негайно визнаний законним. Він має зачекати, доки період вікна закриється та не буде видано сертифікат шахрайства вузлом L2. Таким чином, поточні юридичні державні корені Plasma та OPR були подані кілька днів тому (це як світло зірок, яке ми бачимо, яке насправді було видано давно), і користувачі часто можуть отримати дані DA в минулі моменти.

У той же час необхідною умовою для того, щоб механізм захисту від шахрайства набув чинності на даний момент, є те, що L2 DA доступний на даний момент, тобто вузол верифікатора Plasma може отримати дані, задіяні в DA в даний момент, тому що докази шахрайства можуть бути згенеровані на даний момент (за потреби).

Тоді все дуже просто: передумовою нормальної роботи Плазми є те, що дані DA L2 доступні в цей момент. Якщо відтепер DA L2 буде недоступний, чи зможуть користувачі безпечно виводити кошти?

Цю проблему неважко проаналізувати, якщо припустити, що період вікна Plasma становить 7 днів, якщо, починаючи з певного моменту часу T0, нові дані DA будуть недоступні (DAC запускає атаку із затримкою даних, щоб запобігти отриманню чесними вузлами L2 дані після T0 ). Оскільки законний державний корінь на T0 та протягом певного періоду часу після цього було подано до T0, а історичні дані до T0 можна відстежити, користувачі можуть створити Merkle Proof, щоб примусово вивести кошти.

Незважаючи на те, що багато людей не можуть відразу виявити аномалію, оскільки існує віконний період (OP становить 7 днів), якщо Stateroot, поданий у T0, не було легалізовано, а дані DA до T0 можна відстежити, користувачі можуть безпечно відмовитися гроші з L2 .

Підведіть підсумки

Поки що ми можемо приблизно зрозуміти різницю між Validium і Plasma з точки зору безпеки:

Після того, як секвенсор Validium випустить Stateroot, якщо він негайно випустить Validity Proof і мультипідпис DAC, він може зробити це легальним і стати останнім легальним Stateroot; якщо користувачі та чесні вузли L2 стикаються з атаками із затримкою даних, вони не можуть створити Merkle, що відповідає поточний законний Stateroot. Доказ, ви не можете виводити гроші на L1.

Однак після того, як Plasma подає новий Stateroot, він не може бути законним до кінця періоду вікна. На цей час легальний Stateroot був поданий у минулому. Оскільки існує віконний період (ARB — 3 дні, OP — 7 днів), навіть якщо нещодавно надіслані дані Stateroot DA недоступні, користувач усе ще матиме поточні юридичні дані Stateroot DA (юридичний кореневий дані було подано в минулому) , і є достатньо часу, щоб змусити Відступити до L1.

Отже, те, що сказав Данкрад, має сенс. Коли відбувається атака на приховування даних, Validium може перехопити ресурси користувача в L2, але Plasma не має цієї проблеми.

Таким чином, атаки із затримкою даних на позаланцюжковому рівні DA спричинять багато ризиків безпеці, але саме цю проблему намагається вирішити Celestia. Крім того, оскільки більшість проектів рівня 2 забезпечуватимуть сервісні порти для підтримки синхронізації вузлів L2 і секвенсорів поза ланцюгом, занепокоєння Dankrad часто є теоретичними, а не реальними.

Якщо ми використовуємо прискіпливе ставлення та висуваємо більш екстремальну гіпотезу: усі вузли Plasma поза ланцюгом недоступні, тоді звичайні користувачі, які не проходили через вузли L2, не зможуть примусово зняти кошти на L1. Але ймовірність того, що таке станеться, еквівалентна ймовірності того, що всі вузли загальнодоступного ланцюга разом вийдуть з ладу назавжди, і цього може ніколи не статися.

Тому часто люди просто говорять про те, чого ніколи не було. Так само, як те золоте речення, яке заступник голови правління Рік Герб сказав головному герою американської драми «Чорнобиль»: «Навіщо хвилюватися про те, чого ніколи не станеться?»