Recentemente, o Optimism, liderado pela ETH Layer 2, e zkSync, Polygon, Arbitrum e StarkNet lançaram suas próprias soluções Stack, todas com o objetivo de construir um conjunto de códigos modulares de código aberto que permitem aos desenvolvedores personalizar sua própria Camada 2.
Como todos sabemos, o Ethereum atual é notório pelo baixo desempenho e alto Gas. O surgimento da Camada 2, como OP e zkSync Era, resolveu esses problemas. No entanto, quer seja implementado numa máquina virtual EVM ou na Camada 2, existe essencialmente um problema de “compatibilidade”. Este não é apenas o código subjacente do Dapp que deve ser compatível com o EVM, mas também a soberania do Dapp.
A primeira parte é o nível do código. Como o EVM precisa cuidar dos vários tipos de aplicativos implantados nele, ele foi otimizado no Caso de Usuário Médio para levar em consideração todos os tipos de usuários. Mas não é tão amigável para os Dapps implantados nele. Por exemplo, os aplicativos Gamefi prestarão mais atenção à velocidade e ao desempenho; os usuários do Socialfi poderão prestar mais atenção à privacidade e segurança. No entanto, devido à natureza única do EVM, o Dapp deve abrir mão de algo, que é a compatibilidade em nível de código.
A segunda parte é o nível de soberania. Como todos os Dapps compartilham infraestrutura, surgiram dois conceitos: governança de aplicativos e governança subjacente. A governança de aplicativos está, sem dúvida, sujeita à governança subjacente. As necessidades específicas de alguns Dapps exigem atualização por meio do EVM subjacente. para apoiar, então Dapp não tem soberania. Por exemplo, os novos recursos do Uniswap V4 exigem que o EVM subjacente suporte armazenamento transitório e dependa do EIP-1153 para ser adicionado à atualização de Cancún.
A fim de resolver os problemas acima mencionados de baixo desempenho de processamento e questões de soberania do Ethereum L1, Cosmos (2019) e Polkadot (2020) surgiram. Ambos esperam ajudar a desenvolver e construir suas próprias cadeias personalizadas, permitindo que os Dapps blockchain controlem a autonomia soberana, alcancem interoperabilidade entre cadeias de alto desempenho e realizem uma rede de interoperabilidade de cadeia completa.
Hoje, 4 anos depois, os L2s também lançaram suas próprias soluções de rede de hiperlink, do OP Stack, ao ZK Stack, ao Polygon 2.0, Arbitrum Orbit e finalmente a StarkNet, para não ficar atrás, lançou o conceito Stack.
Que tipo de colisões e faíscas acontecerão entre o pioneiro da rede de cadeia completa CP (Cosmos Polkadot) e L2s? Para lhe fornecer uma perspectiva abrangente e aprofundada, exploraremos este tópico em profundidade através de uma série de três artigos. **Este artigo, como o primeiro capítulo desta série, irá classificar as soluções técnicas de cada empresa. O segundo capítulo irá classificar o modelo econômico e a ecologia de cada solução e resumir as diferenças entre a Camada 1 e a Camada 1. 2 Stack seleciona as características que precisam ser consideradas.No último capítulo, discutimos como a Camada 2 desenvolve sua própria supercadeia e resume toda a série de artigos. **
1. Cosmos
Cosmos é uma rede descentralizada de blockchains paralelos independentes. Ao fornecer uma estrutura de desenvolvimento comum SDK, os desenvolvedores podem facilmente construir seus próprios blockchains, e vários blockchains independentes e diferentes específicos de aplicativos podem interagir uns com os outros. Os links se comunicam entre si, formando um sistema interoperável. e rede escalável de cadeia completa.
1. Quadro estrutural
Como mencionado anteriormente, quando existem cadeias de aplicações em grande escala no ecossistema, e cada cadeia utiliza o protocolo IBC para comunicar e transmitir tokens, toda a rede será tão pesada e difícil de resolver como uma teia de aranha.
Então, para resolver esse problema, a Cosmos propôs uma arquitetura em camadas, que contém dois tipos de blockchains: Hubs (cadeia de hub central) e Zonas (cadeia regional).
**Zonas são cadeias de aplicativos convencionais e Hubs são blockchains especialmente projetados para conectar Zonas, servindo principalmente à comunicação entre Zonas. **Quando uma Zona cria uma conexão IBC com o Hub, o Hub pode acessar automaticamente (ou seja, enviar e receber) todas as Zonas conectadas a ela. Esta estrutura reduz bastante a complexidade da comunicação.
Além disso, deve-se notar que Cosmos e Cosmos Hub são duas coisas completamente diferentes. Cosmos Hub é apenas uma das cadeias, existentes no ecossistema Cosmos, e servindo principalmente como emissor e centro de comunicação de $ATOM. **Você pode entender o Hub como o centro do ecossistema, mas na verdade qualquer rede pode se tornar um Hub. Se o Hub se tornar o centro do ecossistema, isso será na verdade contrário à intenção original do Cosmos. **Porque o Cosmos está essencialmente comprometido com a autonomia de cada cadeia e tem soberania absoluta. Se o Centro for usado como centro de poder, então a soberania não é mais chamada de soberania. Portanto, ao entender o Hub, você precisa prestar atenção especial a esse ponto.
2. Tecnologias-chave
2.1 IBC
IBC (Inter-Blockchain Communication), que é comunicação entre cadeias, permite que cadeias heterogêneas transfiram tokens e dados entre si. No ecossistema Cosmos, a estrutura subjacente do SDK é a mesma e o mecanismo de consenso Tendermint deve ser usado. No entanto, a heterogeneidade ainda existe, pois as cadeias podem ter diferentes funcionalidades, casos de uso e detalhes de implementação dentro da estrutura.
Então, como conseguir a comunicação entre cadeias heterogêneas?
Requer apenas finalidade no nível de consenso. Finalidade Instantânea significa que, desde que mais de 1/3 dos validadores estejam corretos, o bloco não será bifurcado, garantindo que a transação seja final assim que o bloco for produzido. Independentemente das diferenças nos casos de aplicação e do consenso entre cadeias heterogêneas, desde que seja garantido que seus níveis de consenso atendam à finalidade, a interoperabilidade entre cadeias será determinada por regras unificadas.
A seguir está um processo básico de comunicação entre cadeias: suponha que você queira transferir 10 $ATOM da cadeia A para a cadeia B:
Rastreamento: Cada cadeia executa um nó leve de outras cadeias, para que cada cadeia possa verificar outras cadeias.
Vinculação: primeiro bloqueie 10 $ATOMs na cadeia A para que os usuários não possam usá-los e envie um certificado de bloqueio
Prova de bloqueio (Relé): Existe um relé entre as cadeias AB para enviar prova de bloqueio
Validação: Verifique os blocos da cadeia A na cadeia B. Se estiverem corretos, serão criados 10 $ATOMs na cadeia B.
Neste momento, o $ATOM na cadeia B não é o $ATOM real, mas é apenas um certificado.O $ATOM bloqueado na cadeia A não pode ser usado, mas o da cadeia B pode ser usado normalmente. Quando o usuário consumir as credenciais em B, o $ATOM bloqueado na cadeia A também será destruído.
No entanto, o maior desafio enfrentado pela comunicação entre cadeias não é como representar dados de uma cadeia em outra cadeia, mas como lidar com situações como bifurcações e reorganizações de cadeias.
Porque cada cadeia no Cosmos é uma cadeia individual independente e autônoma com seu próprio verificador dedicado. Portanto, é muito provável que haja partições que façam o mal.Por exemplo, se a cadeia A transmite mensagens para a cadeia B, então você precisa verificar os validadores da cadeia B com antecedência antes de decidir se deve confiar na cadeia.
Por exemplo, suponha que o pequeno ponto vermelho na imagem represente um token ETM, e todos os usuários nas três partições do ABC desejam usar EVMOS para executar Dapps nas partições, porque as transferências de ativos são realizadas por meio de comunicação entre cadeias. ETM.
Se a partição Ethermint lançar um ataque de gasto duplo neste momento, a partição ABC será sem dúvida afetada, mas será limitada apenas a isso. As restantes redes não relacionadas com o ETM não receberão quaisquer ataques, o que também é garantido pelo Cosmos e, mesmo que ocorra tal transmissão de informação maliciosa, ainda assim não afetará toda a rede.
2.2 TendermintBFT
O Cosmos usa o Tendermint BFT como algoritmo de consenso subjacente e mecanismo de consenso do Cosmos. Ele combina e empacota a infraestrutura subjacente e a camada de consenso do blockchain em uma solução de mecanismo universal e usa a tecnologia ABCI para suportar o encapsulamento de qualquer linguagem de programação. Adaptando-se assim a a camada e rede de consenso subjacentes. **Assim, os desenvolvedores são livres para escolher qualquer idioma que desejarem.
2.3 SDK do Cosmos
Cosmos SDK é uma estrutura modular lançada pela Cosmos que simplifica a operação de construção de Dapps na camada de consenso. Os desenvolvedores podem criar facilmente aplicativos/cadeias específicas sem precisar reescrever o código de cada módulo, o que reduz bastante a pressão de desenvolvimento e agora permite que os desenvolvedores portem aplicativos implantados no EVM para o Cosmos.
Fonte:
Além disso, os blockchains construídos usando Tendermint e Cosmos SDK também estão criando novos ecossistemas e novas tecnologias que lideram o desenvolvimento da indústria, como Nym, a cadeia de privacidade, Celestia, que fornece disponibilidade de dados, e assim por diante. É precisamente por causa da flexibilidade e facilidade de uso proporcionadas pelo Cosmos que os desenvolvedores podem se concentrar na inovação do projeto sem ter que considerar a duplicação de trabalho.
2.4 Conta de segurança entre cadeias
1) Segurança Intercadeia
Como o Cosmos é diferente do ecossistema Ethereum, ele possui L1 e L2. Cada cadeia de aplicativos no ecossistema Cosmos é igual entre si e não há relacionamento progressivo ou superior-inferior. Porém, por esse motivo, a segurança entre cadeias não é tão completa quanto a do Ethereum. No Ethereum, a finalidade de todas as transações é confirmada pelo Ethereum, herdando o título subjacente. Mas para uma única blockchain que constrói a sua própria segurança, como a segurança deve ser mantida?
A Cosmos lançou o Interchain Security, que essencialmente permite segurança compartilhada ao compartilhar um grande número de nós existentes. Por exemplo, a cadeia monolítica pode compartilhar um conjunto de nós de verificação com o Cosmos Hub para gerar novos blocos para a cadeia monolítica. Como os nós atendem tanto ao Cosmos Hub quanto à cadeia única, eles podem receber taxas e recompensas de ambas as cadeias.
Fonte:/tokenomics-dao/token-use-cases-part-1-atom-of-true-staking-token-5 fd 21 d 41161 e
Conforme mostrado na figura, as transações geradas originalmente na cadeia X são geradas pelos nós de X para verificação. Se você compartilhar um nó com o Cosmos Hub ($ATOM), as transações geradas originalmente na cadeia X serão verificadas e calculadas pelos nós da cadeia Hub para gerar novos blocos para X.
Falando logicamente, escolher uma cadeia relativamente madura com um grande número de nós, como a cadeia Hub, é a primeira escolha para segurança compartilhada. Porque se quiserem atacar tal cadeia, os invasores precisam ter uma grande quantidade de tokens $ATOM para penhorar, o que aumenta a dificuldade do ataque.
Além disso, o mecanismo de segurança interchain também reduz bastante as barreiras para a criação de novas cadeias. De modo geral, se uma nova cadeia não tiver recursos particularmente excelentes, poderá ser necessário gastar muito tempo atraindo validadores e cultivando o ecossistema. Mas no Cosmos, como os validadores podem ser partilhados com a cadeia Hub, isto reduz enormemente a pressão sobre a nova cadeia e acelera o processo de desenvolvimento.
2) Conta Interchain
No ecossistema Cosmos, como cada cadeia de aplicativos é governada por si mesma, os aplicativos não podem acessar uns aos outros. Portanto, o Cosmos fornece uma conta entre cadeias que permite aos usuários acessar diretamente todas as cadeias Cosmos que suportam IBC a partir do Cosmos Hub, para que os usuários possam acessar os aplicativos da cadeia B na cadeia A para obter interação de cadeia completa.
2.Polkadot
Assim como o Cosmos, Polkadot está comprometido em construir uma infraestrutura que permita aos desenvolvedores implantar livremente novas cadeias e alcançar interoperabilidade entre cadeias.
1. Quadro estrutural
1.1 Cadeia de Relés:
A cadeia de retransmissão também pode ser chamada de cadeia principal, que pode ser entendida como o Sol no sistema solar.Como parte central de toda a rede, todas as cadeias ramificadas giram em torno dela. Conforme mostrado na figura, uma cadeia de retransmissão (Relay Chain) está ligada a muitas cadeias com diferentes funções, como cadeia de transações, cadeia de armazenamento de arquivos, cadeia da Internet das Coisas, etc.
Fonte:/polkadot-network/polkadot-the-foundation-of-a-new-internet-e 8800 ec 81 c 7
Esta é a solução de expansão hierárquica da Polkadot: uma cadeia de retransmissão é conectada a outra cadeia de retransmissão para obter escalabilidade ilimitada. (Observação: no final de junho deste ano, o fundador do Polkadot, Gavin, propôs o Polkadot 2.0, que pode mudar uma nova perspectiva na compreensão do Polkadot.)
1.2 Parachain:
A cadeia de relés possui vários slots de Para-Chain, e o parachain é conectado à cadeia de relés através desses slots, conforme mostrado na figura:
Fonte:om/cn/learn/slot-auction-cn
No entanto, para obter uma vaga, os parachains participantes devem apostar seus $DOT. Uma vez obtido um slot, o parachain pode interagir com a rede principal Polkadot através deste slot e compartilhar segurança. Vale ressaltar que o número de slots é limitado e aumentará gradativamente, prevendo-se inicialmente suportar 100 slots, e os slots serão periodicamente reembaralhados e alocados de acordo com o mecanismo de governança para manter a atividade da ecologia parachain.
Parachains que obtiverem slots podem desfrutar da segurança compartilhada e da liquidez entre cadeias do ecossistema Polkadot. Ao mesmo tempo, a cadeia paralela também deve fornecer em troca certos benefícios e contribuições para a rede principal Polkadot, como realizar a maior parte do processamento de transações da rede.
1.3 Tópicos Paralelos:
Parathreads são outro mecanismo de processamento semelhante aos parachains. A diferença é que os parachains possuem slots um por um e possuem slots dedicados que podem funcionar continuamente sem interrupção. Mas threads paralelos referem-se ao compartilhamento de um slot entre threads paralelos e à alternância no uso desse slot para execução. **
Quando um thread paralelo obtém o direito de uso do slot, ele pode funcionar temporariamente como um parachain, processando transações, gerando blocos, etc. Mas quando esse período terminar, o slot deverá ser liberado para uso por outras threads paralelas.
Portanto, os threads paralelos não precisam hipotecar ativos por um longo período, eles só precisam pagar uma determinada taxa ao adquirir cada período de tempo, portanto, pode-se dizer que é um método pré-pago para usar o slot. Claro, se um parathread receber apoio e votos suficientes, ele poderá ser atualizado para um parachain e obter um slot fixo.
Em comparação com os parachains, os threads paralelos têm custos mais baixos e diminuem o limite de entrada para Polkadot, mas não há garantia de quando você poderá obter o direito de uso do slot, que não é estável. Portanto, quais são mais adequados para uso temporário ou teste de novas cadeias?Essas cadeias que esperam operar de forma estável ainda precisam ser atualizadas para parachains.
Ponte adaptadora 1.4:
A comunicação entre parachains só pode ser alcançada através do XCMP (será introduzido posteriormente), e eles compartilham segurança e o mesmo consenso. E daí se for uma cadeia heterogênea?
Uma coisa que precisa ser observada aqui é que embora a estrutura fornecida pelo Substrate faça com que todas as cadeias conectadas ao ecossistema Polkadot sejam isomórficas, com o desenvolvimento do ecossistema, inevitavelmente haverá algumas cadeias públicas maduras com grandes sistemas que desejam participar ... na ecologia. Se você solicitar que eles reimplantem usando apenas o Substrate, será basicamente impossível. Então, como implementar a transmissão de mensagens entre cadeias heterogêneas?
**Veja um exemplo da vida real. Se você deseja transferir arquivos de um telefone Apple para um telefone Android por meio de uma conexão, os soquetes são diferentes, então você precisa de um conversor para conectar. Esta é a função real da ponte de transferência. **É um parachain que é um intermediário entre a cadeia de retransmissão e a cadeia heterogênea (cadeia externa).Os contratos inteligentes são implantados na cadeia paralela e na cadeia heterogênea, permitindo que a cadeia de retransmissão interaja com a cadeia externa e alcance cross- Função de cadeia.
2. Tecnologias-chave
2.1 BABEVovô
BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) é o mecanismo de geração de blocos do Polkadot. Simplificando, ele seleciona validadores aleatoriamente para produzir novos blocos, e cada validador é atribuído a um intervalo de tempo diferente. Dentro deste intervalo de tempo, apenas os validadores atribuídos a este intervalo podem produzir blocos.
Instruções adicionais:
Time slot é um método usado para dividir séries temporais no mecanismo de geração de blocos do blockchain. O blockchain será dividido em intervalos de tempo que aparecem em intervalos fixos. Cada intervalo de tempo representa um tempo de bloco fixo.
Dentro de cada intervalo de intervalo de tempo, apenas os nós atribuídos a esse intervalo de tempo podem produzir blocos.
**Ou seja, é um período exclusivo. No período de tempo 1, o validador 1 atribuído a este período de tempo 1 é responsável pela produção dos blocos. Cada validador possui um período de tempo e não pode produzir blocos repetidamente. **
A vantagem disto é que a atribuição aleatória maximiza a justiça porque todos têm a oportunidade de ser atribuídos. E como o horário é conhecido, todos podem se preparar com antecedência e não haverá geração inesperada de blocos.
Através deste método de geração de blocos alocados aleatoriamente, o funcionamento ordenado e justo do ecossistema Polkadot é garantido. Então, como garantir que todos os blocos adotem o mesmo consenso? A seguir, apresentaremos outro mecanismo do Polkadot: Vovô
Vovô é um mecanismo de finalização de blocos, que pode resolver o problema de fork que pode ocorrer devido a diferentes consensos quando o BABE produz blocos. Por exemplo, o nó 1 e o nó 2 do BABE produziram blocos diferentes ao mesmo tempo, o que resultou em uma bifurcação. Nesse momento entrará em cena o Vovô, que perguntará a todos os validadores: Qual corrente vocês acham melhor?
Os validadores analisarão ambas as cadeias e votarão naquela que consideram melhor. A cadeia com mais votos será eventualmente confirmada pelo vovô e se tornará a cadeia final. A cadeia rejeitada será abandonada.
Portanto, o Vovô é como o “avô” de todos os validadores, desempenhando o papel de decisor final, eliminando o risco de forks que o BABE possa trazer. Permite que o Blockchain finalize uma cadeia com a qual todos concordam.
Resumindo, o BABE é responsável por produzir blocos aleatoriamente e o Vovô é responsável por selecionar a cadeia final. Os dois trabalham juntos para permitir que o ecossistema Polkadot opere com segurança.
2.2 Substrato
Substrate é uma estrutura de desenvolvimento escrita na linguagem Rust, com componentes extensíveis subjacentes fornecidos pelo FRAME, permitindo que o Substrate suporte uma variedade de casos de uso diferentes. Qualquer blockchain construído usando Substrate não é apenas nativamente compatível com Polkadot, mas pode compartilhar segurança e funcionar simultaneamente com outras cadeias paralelas. Ele também ajuda os desenvolvedores a construir seus próprios mecanismos de consenso exclusivos, modelos de governança, etc., e muda constantemente de acordo com as necessidades. de desenvolvedores.
Além disso, o Substrate oferece grande comodidade na autoatualização, pois é um módulo independente em tempo de execução e pode ser separado de outros componentes. Portanto, este módulo em execução pode ser substituído diretamente ao atualizar funções. Como um parachain que compartilha consenso, desde que a rede e o consenso estejam sincronizados com a cadeia de retransmissão, a lógica operacional pode ser atualizada diretamente sem a necessidade de um hard fork.
2,3XCM
Se você pudesse explicar o XCM em uma frase, seria: **Um formato de comunicação entre cadeias que permite a interação de diferentes blockchains. **
Por exemplo, Polkadot tem muitos parachains. Se o parachain A quiser se comunicar com o parachain B, ele precisará empacotar as informações no formato XCM. **XCM é como um protocolo de linguagem. Se todos usarem esse protocolo para se comunicar, eles poderão se comunicar sem barreiras. **
O formato XCM (Cross-Consensus Message Format) é o formato de mensagem padrão usado para comunicação entre cadeias no ecossistema Polkadot, e três métodos diferentes de entrega de mensagens são derivados dele:
XCMP (Mensagens de cadeia cruzada): Em desenvolvimento. As mensagens podem ser transmitidas diretamente ou encaminhadas através de uma cadeia de retransmissão, sendo a transmissão direta mais rápida e o encaminhamento através de uma cadeia de retransmissão sendo mais escalonável, mas aumentando a latência.
HRMP/XCMP-lite (Mensagens de roteamento de retransmissão horizontal): Em uso. É uma alternativa simplificada ao XCMP. Todas as mensagens são armazenadas na cadeia de retransmissão e atualmente realiza o principal trabalho de mensagens entre cadeias.
VMP (Mensagens Verticais): Em desenvolvimento. É um protocolo para transmissão vertical de mensagens entre cadeias de retransmissão e cadeias paralelas.As mensagens são armazenadas na cadeia de retransmissão e analisadas pela cadeia de retransmissão antes de serem transmitidas.
Por exemplo, como o formato XCM contém diversas informações, como a quantidade de ativos a serem transferidos, a conta receptora, etc. Ao enviar uma mensagem, o canal HRMP ou cadeia de retransmissão entregará esta mensagem no formato XCM. Depois que a outra cadeia paralela receber a mensagem, ela verificará se o formato está correto, analisará o conteúdo da mensagem e executará de acordo com as instruções da mensagem, como transferir ativos para uma conta designada. a interação em cadeia é alcançada e as duas cadeias são bem-sucedidas.
Pontes de comunicação como XCM são muito importantes para ecossistemas multicadeias como Polkadot.
Depois de compreender o Cosmos e o Polkadot, acredito ter compreendido sua visão e estrutura. A seguir explicaremos em detalhes quais são as soluções Stack lançadas pela ETH L2s?
三. Pilha OP
1. Quadro estrutural
De acordo com a documentação oficial, o OP Stack é composto por uma série de componentes e é mantido pelo OP Collective, aparecendo primeiro na forma de software por trás da rede principal e, finalmente, aparece na forma da supercadeia Optimism e sua governança. L2 desenvolvido usando OP Stack pode compartilhar segurança, camadas de comunicação e pilha de desenvolvimento comum. E os desenvolvedores são livres para personalizar a cadeia para atender a qualquer caso de uso específico do blockchain.
A partir da figura, podemos entender que todas as hipercadeias do OP Stack se comunicarão através da ponte de super cadeia OP Bridge e usarão Ethereum como o consenso de segurança subjacente para construir uma super cadeia L2 e dividir a estrutura interna de cada hiperchain.
**1) Camada de disponibilidade de dados: **Cadeias que usam OP Stack podem usar este módulo de disponibilidade de dados para obter seus dados de entrada. Como todas as cadeias obtêm dados desta camada, esta camada tem um impacto significativo na segurança. Se um determinado dado não puder ser recuperado dela, pode não haver maneira de sincronizar a cadeia.
Como você pode ver nesta figura, o OP Stack usa Ethereum e EIP-4844. Em outras palavras, ele usa essencialmente o blockchain Ethereum para acessar dados.
**2) Camada de sequenciamento: **O sequenciador determina como coletar as transações do usuário e publicá-las na camada de disponibilidade de dados, que é processada usando um único sequenciador dedicado na pilha OP. No entanto, isso pode fazer com que o classificador não consiga reter transações por muito tempo.No futuro, o OP Stack modularizará o classificador para que a cadeia possa alterar facilmente o mecanismo do classificador.
Na figura você pode ver um único sequenciador e um multi-sequenciador. O único sequenciador permite que qualquer pessoa atue como sequenciador a qualquer momento (risco maior). O multi-sequenciador é extraído de um conjunto predefinido de possíveis participantes. Então, se você escolher vários sequenciadores, cada cadeia desenvolvida com base no OP Stack poderá ser selecionada explicitamente.
3) Camada de derivação: Esta camada determina como processar a entrada processada de dados brutos para disponibilidade de dados e transmiti-los para a camada de execução através da API do Ethereum. Como pode ser visto na imagem, o OP Stack é composto por Rollup e Indexer.
**4) Camada de execução: **Esta camada define a estrutura de estado dentro do sistema OP Stack. Quando a API do mecanismo recebe entrada da derivação, a transição de estado será acionada. Pode-se observar na figura que no OP Stack, a camada de execução é EVM. No entanto, com uma versão ligeiramente modificada, também pode suportar outros tipos de VMs.Por exemplo, a Pontem Network planeja usar o OP Stack para desenvolver um Move VM L2.
**5) Camada de liquidação: **Como o nome sugere, é usada para lidar com a retirada de ativos do blockchain, mas tal retirada requer a prova do status da cadeia alvo para uma cadeia de terceiros e, em seguida, o processamento do ativos de acordo com o status. O núcleo é permitir que a cadeia terceirizada entenda o status da cadeia alvo.
Depois que uma transação é publicada e finalizada na camada de disponibilidade de dados correspondente, a transação também é finalizada na cadeia OP Stack. Ele não pode mais ser modificado ou excluído sem destruir a camada subjacente de disponibilidade de dados. Pode ser que a transação ainda não tenha sido aceita pela camada de liquidação, porque a camada de liquidação precisa ser capaz de verificar o resultado da transação, mas a transação em si já é imutável.
Este também é um mecanismo para cadeias heterogêneas. Cadeias heterogêneas têm mecanismos de liquidação diferentes. Portanto, no OP Stack, a camada de liquidação é somente leitura, permitindo que cadeias heterogêneas tomem decisões com base no status do OP Stack.
Nesta camada, vemos que o OP Stack usa a prova de falhas no OP Rollup. Os proponentes podem propor um estatuto válido que contestem e, se não se provar que está errado dentro de um período de tempo, será automaticamente considerado correto.
**6) Camada de governança: **Como você pode ver na imagem, tokens de múltiplas assinaturas + $OP são usados para governança na Pilha OP. Normalmente, a assinatura múltipla é usada para gerenciar a atualização dos componentes do sistema Stack. As operações serão realizadas quando todos os participantes participarem da assinatura. Os detentores de tokens $OP podem votar no DAO da comunidade para participar da governança.
**OP Stack é como uma combinação de Cosmos e Polkadot. Ele pode personalizar livremente cadeias exclusivas como Cosmos e também pode compartilhar segurança e consenso como Polkadot. **
2. Tecnologias-chave
2.1 Acúmulo de OP
O OP Rollup garante a segurança por meio de desafios de disponibilidade de dados e permite a execução paralela de transações. A seguir estão as etapas específicas de implementação:
O usuário inicia uma transação em L2
O sequenciador empacotará e processará em lotes e, em seguida, sincronizará os dados da transação processada e a nova raiz de estado com o contrato inteligente implantado em L1 para verificação de segurança. Deve-se observar que quando o Sequencer processa uma transação, ele também irá gerar sua própria raiz de estado e sincronizá-la com L1.
Após a verificação, L1 retorna os dados e a raiz do status para L2, e o status da transação do usuário é verificado e processado com segurança.
Neste momento, o OP Rollup considera a raiz de estado gerada pelo Sequencer como otimista e correta. E uma janela de tempo será aberta para o verificador desafiar e verificar se a raiz de estado gerada pelo Sequenciador corresponde à raiz de estado da transação.
Caso não haja validador para verificar durante o intervalo de tempo, a transação será automaticamente considerada correta. Caso seja verificada fraude maliciosa, o Sequenciador que processa a transação será punido adequadamente.
2.2 Ponte entre cadeias
a) Igual às mensagens L2
Como o OP Rollup usa prova de falhas, a transação precisa aguardar a conclusão do desafio. Esse processo leva muito tempo e a experiência do usuário é baixa. No entanto, o ZKP (prova de conhecimento zero) é caro e sujeito a erros, e levará algum tempo para implementar o ZKP em lote.
**Portanto, para resolver o problema de comunicação entre hiperchains L2 OP, OP Stack propôs prova modular: usando dois sistemas de prova para a mesma cadeia, os desenvolvedores que constroem L2 Stacks podem escolher livremente qualquer tipo de ponte. **
Atualmente o OP fornece:
Alta segurança, alto atraso e prevenção de falhas (ponte padrão de alta segurança)
Baixa segurança e baixa latência à prova de erros (curto período de desafio para atingir baixa latência)
Prova de validade de baixa segurança e baixa latência (use provador de cadeia confiável em vez de ZKP)
Prova de validade de alta segurança e baixa latência (quando o ZKP estiver pronto)
Os desenvolvedores podem escolher o foco da ponte de acordo com as necessidades de suas próprias cadeias. Por exemplo, para ativos de alto valor, eles podem escolher pontes de alta segurança... Diversas tecnologias de ponte permitem a movimentação eficiente de ativos e dados entre diferentes cadeias.
b) Transações entre cadeias
As transações tradicionais entre cadeias são concluídas de forma assíncrona, o que significa que a transação pode não ser totalmente executada.
OP Stack propôs a ideia de um classificador compartilhado para esse tipo de problema. Por exemplo, se um usuário quiser realizar arbitragem entre cadeias, então, ao compartilhar o sequenciador na cadeia A e na cadeia B, ele poderá chegar a um consenso sobre o momento da transação. As taxas serão pagas somente depois que as transações forem carregadas no cadeia, e os sequenciadores de ambos os lados compartilham o risco.
c)Transação de hiperlink
Como a disponibilidade de dados do Ethereum L1 não é escalonável o suficiente (a capacidade é limitada), não é escalável publicar transações na supercadeia.
Portanto, no OP Stack, propõe-se a utilização do protocolo Plasma para ampliar a quantidade de dados que a cadeia OP pode acessar, o que pode substituir o DA (disponibilidade de dados) para complementar mais dados L1. A disponibilidade de dados de transação é transferida para a cadeia Plasma e os compromissos de dados são registrados apenas em L1, o que melhora muito a escalabilidade.
4. Pilha ZK
1. Quadro estrutural
ZK Stack é um conjunto de códigos modulares de código aberto construídos na mesma tecnologia subjacente (ZK Rollup) do zkSync Era, permitindo que os desenvolvedores personalizem seus próprios hiperlinks L2 e L3 baseados em ZK.
Como o ZK Stack é gratuito e de código aberto, os desenvolvedores são livres para personalizar hiperlinks de acordo com suas necessidades específicas. Quer você escolha uma rede Camada 2 rodando em paralelo com zkSync Era ou uma rede Camada 3 rodando sobre ela, as possibilidades de personalização serão extensas.
De acordo com o Matter Labs, os criadores desfrutam de total autonomia para personalizar e moldar cada aspecto da cadeia, desde a escolha de um modelo de disponibilidade de dados até o uso do ordenador descentralizado de tokens do próprio projeto.
É claro que essas hipercadeias ZK Rollup operam de forma independente, mas dependerão apenas do Ethereum L1 para segurança e verificação.
Fonte: Documento zkSync
Como pode ser visto na figura, cada hiperlink deve usar o mecanismo zkEVM do zkSync L2 para compartilhar segurança. Múltiplas cadeias ZKP são executadas simultaneamente e agregam provas de blocos na camada de liquidação de L1, que pode ser continuamente expandida para construir mais L3, L4... assim como empilhar blocos.
2. Tecnologias-chave
1）Acúmulo ZK
A camada inferior do ZK Stack usa ZK Rollup como tecnologia principal. A seguir está o processo principal do usuário:
Os usuários enviam suas próprias transações e o Sequencer coleta as transações em lotes ordenados, gera certificados de validade (STARK/SNARK) por conta própria e atualiza o status. O status atualizado será enviado ao contrato inteligente implantado em L1 e verificado. Se a verificação for aprovada, o status do ativo da camada L1 também será atualizado. A vantagem do ZK Rollup é que ele possui a capacidade de realizar verificação matemática por meio da prova de conhecimento zero, o que é superior em termos de tecnologia e segurança.
2) Ponte de hiperlink
Conforme mostrado na estrutura estrutural acima, o ZK Stack pode alcançar expansão sem fio e gerar continuamente L3, L 4, etc. Então, como deve ser alcançada a interoperabilidade entre hiperlinks?
**ZK Stack apresenta a ponte hiperchain. Ao implantar o contrato inteligente da ponte compartilhada em L1, ele verifica a prova Merkle de transações que ocorrem na hiperchain. É essencialmente o mesmo que ZK Rollup, exceto que muda do L2 original -L1.Tornou-se de L3-L2. **
ZK Stack suporta contratos inteligentes em cada hiperchain e chama uns aos outros de forma assíncrona entre cadeias.Os usuários podem transferir rapidamente seus ativos de maneira confiável em poucos minutos, sem incorrer em quaisquer custos adicionais. Por exemplo, para processar uma mensagem no hiperlink receptor B, o hiperlink remetente A deve finalizar seu status até o hiperlink mais antigo no qual A e B são comuns. Então, na prática, a latência de comunicação do Hyperbridge é apenas uma questão de segundos, o Hyperchain pode completar blocos por segundo e ser mais barato.
Não só isso, mas como o L3 pode tirar proveito da tecnologia de compressão, a prova está embalada. L2 expandirá ainda mais o pacote, formando assim um fator de compressão mais considerável e menor custo (compressão recursiva), que pode alcançar transações transfronteiriças sem confiança, rápidas (em poucos minutos) e baratas (custo de transação único).
5. Polígono 2.0
Polygon é uma solução L2 especial, tecnicamente L1, como uma cadeia lateral do Ethereum. A equipe Polygon anunciou recentemente o plano Polygon 2.0, que apoiará os desenvolvedores na criação de suas próprias cadeias ZK L2 usando ZK e unificá-las por meio de um novo protocolo de coordenação entre cadeias, fazendo com que os usuários sintam que toda a rede está usando uma cadeia.
O Polygon 2.0 está comprometido em oferecer suporte a um número ilimitado de cadeias, e as interações entre cadeias podem ocorrer de forma segura e instantânea, sem suposições adicionais de segurança ou confiança, permitindo escalabilidade ilimitada e liquidez unificada.
1. Quadro estrutural
Fonte: Blog Polígono
O Polygon 2.0 consiste em 4 camadas de protocolo:
1) Camada de compromisso
A camada de penhor é um protocolo baseado em PoS (Proof of Stake), que usa penhor $MATIC para alcançar governança descentralizada para gerenciar validadores com eficiência e melhorar a eficiência da mineradora.
Como pode ser visto na figura, o Polygon 2.0 propõe um gerenciador validador e um gerenciador de cadeia na camada de promessa.
Validator Manager: É um pool de validadores público que gerencia todas as cadeias do Polygon 2.0. Incluindo o cadastro de verificadores, solicitações de penhores, solicitações de liberação de penhores... pode ser imaginado como o departamento administrativo dos verificadores.
Chain Manager: É utilizado para gerenciar o conjunto de validadores de cada cadeia Polygon 2.0. Comparado com o anterior, é mais focado no gerenciamento de verificação da cadeia, pois cada cadeia Polygon possui seu contrato Chain Manager, ao contrário do gerenciador de validadores .Serviço Público. Centra-se principalmente no número de validadores por cadeia correspondente (relacionado ao nível de descentralização), requisitos adicionais para validadores, outras condições, etc.
A camada de piquetagem já formulou a estrutura subjacente das regras correspondentes para cada cadeia, e os desenvolvedores só precisam se concentrar no desenvolvimento de suas próprias cadeias.
Fonte: Blog Polígono
2) Camada de interoperabilidade
Os protocolos entre cadeias são cruciais para a interoperabilidade de toda a rede. Como realizar mensagens entre cadeias de forma segura e contínua é algo que toda solução de hiperlink deve continuar a melhorar.
Atualmente, o Polygon usa dois contratos, o agregador e a fila de mensagens, para suporte.
Fila de mensagens: Modificada e atualizada principalmente para o protocolo Polygon zkEVM existente. Cada cadeia Polygon mantém uma fila de mensagens local em formato fixo, e essas mensagens são incluídas na prova ZK gerada pela cadeia. Depois que uma prova ZK for verificada no Ethereum, qualquer mensagem dessa fila poderá ser consumida com segurança por sua cadeia de recebimento e endereço.
Agregador: O agregador existe na esperança de fornecer serviços mais eficientes entre a cadeia Polygon e Ethereum. Por exemplo, múltiplas provas ZK são agregadas em uma prova ZK e enviadas ao Ethereum para verificação para reduzir custos de armazenamento e melhorar o desempenho.
Uma vez que a prova ZK é aceita pelo agregador, a cadeia receptora pode começar a aceitar mensagens de forma otimista, porque toda a cadeia receptora acredita na prova ZK, conseguindo assim uma entrega perfeita de mensagens e assim por diante.
3) Camada de execução
A camada de execução permite que qualquer cadeia Polygon gere lotes de transações ordenadas, também chamadas de blocos. A maioria das redes blockchain (Ethereum, Bitcoin, etc.) o utiliza em um formato semelhante.
A camada de execução possui vários componentes, como:
Consenso: Um consenso que permite aos validadores chegar a um consenso
Mempool: Colete transações enviadas pelos usuários e sincronize-as entre os validadores. Os usuários também podem visualizar o status de suas transações no mempool.
P2P: permite que validadores e nós completos se descubram e troquem mensagens;
...
Dado que esta camada é comoditizada, mas relativamente complexa de implementar, as implementações existentes de alto desempenho (como o Erigon) devem ser reutilizadas sempre que possível.
4) Camada de prova
A camada de prova gera provas para cada polígono.É um protocolo de prova ZK flexível e de alto desempenho que geralmente possui os seguintes componentes:
Common Prover: Um provador ZK de alto desempenho que fornece uma interface limpa e é projetado para suportar qualquer tipo de transação, ou seja, um formato de máquina de estado.
Construtor de máquina de estado: uma estrutura para definir máquinas de estado e usada para construir o polígono zkEVM inicial. A estrutura abstrai a complexidade do mecanismo de prova e o simplifica em uma interface modular fácil de usar, permitindo que os desenvolvedores personalizem parâmetros e construam suas próprias máquinas de estado em grande escala.
Máquina de estado: Uma simulação do ambiente de execução e do formato da transação que o provador está provando. A máquina de estados pode ser implementada usando o construtor descrito acima, ou pode ser totalmente customizada, por exemplo, usando Rust.
2. Tecnologias-chave
Fonte: Blog Polígono
1) validade zkEVM
Na atualização do Polygon 2.0, a equipe o atualizou para zkEVM validium, mantendo o Polygon POS original.
Fonte: Blog Polígono
De acordo com a ciência popular simples aqui, Validium e Rollup são soluções de Camada 2 e seu objetivo é expandir a capacidade de transação do Ethereum e reduzir o tempo de transação. Compare os dois:
Rollup empacota muitas transações e depois as envia para a cadeia principal do Ethereum como um lote, usando o Ethereum para publicar dados de transações e verificar a prova, herdando assim totalmente sua segurança e descentralização incomparáveis. No entanto, publicar dados de transações no Ethereum é caro e limita o rendimento.
Validium não precisa enviar todos os dados da transação para a cadeia principal. Ele usa provas de conhecimento zero (ZKP) para provar que as transações são válidas, com dados de transação fornecidos fora da cadeia. ao mesmo tempo que protege a privacidade do usuário. Porém, o Validium exige confiança no ambiente de execução, que é relativamente centralizado.
Pode-se entender que Validium é um Rollup com menor custo e maior escalabilidade. No entanto, o princípio de funcionamento do Polygon zkEVM (mecanismo Polygon POS) antes da atualização era (ZK) Rollup, e também alcançou resultados consideráveis. Em apenas 4 meses desde o seu lançamento, seu TVL disparou para US$ 33 milhões.
Fonte: Defilama
No longo prazo, o custo de geração de provas para zkEVM baseado em Polygon PoS pode se tornar um obstáculo para expansão futura. Embora a equipe Polygon tenha trabalhado duro para reduzir o custo do Batch, ele foi reduzido a um número extremamente impressionante: provando que o custo de 10 milhões de transações é de apenas US$ 0,0259. Mas o Vailidium custa menos, então porque não usá-lo?
Polygon lançou documentos oficialmente. Em versões futuras, **Validium assumirá o trabalho anterior de PDV e também manterá o PDV. A principal função de seu verificador de PDV é garantir a disponibilidade de dados e classificar as transações. **
O zkEVM Validium atualizado fornecerá escalabilidade muito alta e custo muito baixo. Porque é muito adequado para aplicações com grande volume de transações e baixas taxas de transação, como Gamefi, Socialfi e DeFi, etc. Para os desenvolvedores, nenhuma operação é necessária, eles só precisam atualizar junto com a rede principal para concluir a atualização do Validium.
2) acúmulo de zkEVM
Atualmente, Polygon PoS (a ser atualizado em breve para Polygon Validium) e Polygon zkEVM Rollup são as duas redes públicas do ecossistema Polygon. Este continua a ser o caso após a atualização, com o benefício adicional de ambas as redes utilizarem tecnologia de ponta zkEVM, uma como agregação e outra como verificação.
O Polygon zkEVM Rollup já oferece o mais alto nível de segurança, mas ao custo de um custo um pouco mais alto e rendimento limitado. No entanto, é adequado para aplicações que lidam com transações de alto valor e priorizam a segurança, como DeFi Dapps de alto valor.
六. Decisão de órbita
A Arbitrum é atualmente a rede pública L2 mais importante. Desde o seu lançamento em agosto de 2021, seu TVL ultrapassou US$ 5,1 bilhões e, como L2 líder, ocupa quase 54% da participação de mercado.
A Arbitrum lançou a versão Orbit em março deste ano. Antes disso, a Arbitrum lançou uma série de produtos ecológicos:
Arbitrum One: O primeiro e principal rollup da rede principal do ecossistema Arbitrum.
Arbitrum Nova: Este é o segundo rollup mainnet da Arbitrum, visando projetos que são sensíveis a custos e têm requisitos de alto volume de transações.
Arbitrum Nitro: Esta é a pilha de software de tecnologia que alimenta o Arbitrum L2, tornando o Rollup mais rápido, mais barato e mais compatível com EVM.
Arbitrum Orbit: Uma estrutura de desenvolvimento para criar e implantar L3 na rede principal da Arbitrum.
Hoje vamos nos concentrar em Arbitrum Orbit.
1. Quadro estrutural
Originalmente, se os desenvolvedores quisessem usar o Arbitrum Orbit para criar uma rede L2, eles primeiro emitiriam uma proposta, que seria votada pelo Arbitrum DAO. Se aprovada, uma nova cadeia L2 seria criada. No entanto, nenhuma permissão é necessária para desenvolver L3, 4, 5... em L2. Qualquer pessoa pode fornecer uma estrutura sem permissão para implantar cadeias personalizadas no Arbitrum L2.
Fonte: white paper
Como você pode ver, o Arbitrum Orbit também se esforça para permitir que os desenvolvedores personalizem sua própria cadeia Oribit L3 com base na Camada 2, como Arbitrum One, Arbitrum Nova ou Arbitrum Goerli. Os desenvolvedores podem personalizar o acordo de privacidade, licença, modelo econômico de token, gerenciamento de comunidade, etc. desta cadeia, dando aos desenvolvedores a maior autonomia.
Entre eles, o que mais chama a atenção é que a Oribit permite que a cadeia L3 utilize o Token desta cadeia como unidade de liquidação de taxas, desenvolvendo assim efetivamente sua própria rede.
2. Tecnologias-chave
1）Acumular AnyTrust
Esses dois protocolos suportam Arbitrum One e Arbitrum Nova, respectivamente. Conforme apresentado anteriormente, Arbitrum One é um rollup de rede principal principal; Arbitrum Nova é o segundo rollup de rede principal, mas está conectado ao protocolo AnyTrust. Ele pode ser introduzido introduzindo "segurança suposições" (Suposição de confiança) para acelerar a liquidação e reduzir custos.
Entre eles, Arbitrum Rollup é um OP Rollup, portanto, sem maiores explicações, realizaremos uma análise detalhada do protocolo AnyTrust.
O protocolo AnyTrust gerencia principalmente a disponibilidade de dados e é aprovado por uma série de organizações terceirizadas, como o DAC (Comitê de Disponibilidade de Dados). E ao introduzir “pressupostos de segurança”, os custos de transação são bastante reduzidos. A cadeia AnyTrust funciona no Arbitrum One como uma cadeia lateral, com custos mais baixos e velocidades de transação mais rápidas.
Então, o que é exatamente uma “suposição de confiança”?Por que a sua existência reduz os custos de transação e exige menos confiança?
De acordo com a documentação oficial da Arbitrum, a cadeia AnyTrust é operada por um comitê de nós e usa suposições mínimas para determinar quantos membros do comitê são honestos. Por exemplo, digamos que o comitê seja composto por 20 pessoas e presuma-se que pelo menos 2 membros sejam honestos. Comparado ao BFT, que exige que ⅔ dos membros sejam honestos, o AnyTrust reduz o limite de confiança ao mínimo.
Em uma transação, como o comitê promete fornecer os dados da transação, o nó não precisa registrar todos os dados da transação L2 em L1, mas apenas registrar o valor hash do lote de transação, o que pode economizar muito o custo de Rollup. . É por isso que a cadeia AnyTrust pode reduzir os custos de transação.
No que diz respeito à questão da confiança, como mencionado anteriormente, assume-se que apenas 2 dos 20 membros são honestos, e a suposição é verdadeira. Contanto que 19 dos 20 membros do comitê assinem e comprometam o acordo com sua correção, ele poderá ser executado com segurança. Então, mesmo que o membro que não assinou seja honesto, um dos 19 membros que assinaram deve ser honesto.
O que devemos fazer se os membros não assinarem ou se um grande número de membros se recusar a cooperar, fazendo com que esta não funcione adequadamente? A cadeia AnyTrust ainda pode ser executada, mas retornará ao protocolo Rollup original e os dados ainda serão publicados no Ethereum L1. Quando o comité estiver a funcionar adequadamente, a cadeia voltará a um modo mais barato e mais rápido.
A Aribtrum lançou este protocolo na esperança de atender às necessidades de aplicações que exigem alta velocidade de processamento e baixo custo, como a área Gamefi.
2）Nitro
Nitro é a última versão da tecnologia Arbitrum, cujo principal elemento é o Prover, que realiza a tradicional prova interativa de fraude no Arbitrum através do código WASM. E todos os seus componentes estão completos.O Arbitrum concluiu a atualização no final de agosto de 2022, migrando/atualizando perfeitamente o Arbitrum One existente para o Aribitrum Nitro.
O Nitro possui os seguintes recursos:
Processamento de transações em dois estágios: as transações do usuário são primeiro integradas em uma única sequência ordenada e, em seguida, o Nitro envia a sequência, processa as transações em sequência e obtém transições de estado determinísticas.
Geth: Nitro usa o cliente Ethereum Geth (go-ethereum) mais suportado atualmente para oferecer suporte à estrutura de dados, formato e máquina virtual do Ethereum, tornando-o mais compatível com Ethereum.
Execução e prova separadas: o Nitro pega o mesmo código-fonte e o compila duas vezes, uma vez no código nativo para executar transações nos nós do Nitro e novamente no WASM para prova.
OP Rollup com provas de fraude interativas: Nitro usa OP Rollup, incluindo as primeiras provas de fraude interativas da Arbitrum para liquidar transações na camada 1 da cadeia Ethereum.
Esses recursos do Oribit fornecem suporte técnico para os casos de uso L3 e L 4 da Arbitrum. A Arbitrum pode atrair desenvolvedores que buscam personalização para criar suas próprias cadeias customizadas.
七. Pilha Starknet
O cofundador da StarkWare, Eli Ben-Sasson, disse na conferência EthCC em Paris que a Starknet lançará em breve o Starknet Stack, permitindo que qualquer aplicativo implante sua própria cadeia de aplicativos Starknet sem permissão.
Tecnologias-chave, como prova STARK em Starknet, linguagem de programação Cairo e abstração de conta nativa, fornecem garantia de poder para o rápido desenvolvimento do Starknet. Quando os desenvolvedores usam Stack para personalizar sua própria cadeia de aplicativos Starknet, ela é escalonável e livremente configurável, o que pode expandir significativamente o rendimento da rede e aliviar o congestionamento da rede principal.
Embora Starknet seja atualmente apenas uma ideia preliminar, os documentos técnicos oficiais ainda não foram divulgados. No entanto, Madara Sequencer e LambdaClass estão sendo desenvolvidos como componentes Sequencer e Stack compatíveis com Starknet, respectivamente, para melhor se adaptarem ao Starknet. As autoridades também estão trabalhando duro no próximo Starknet Stack, incluindo o desenvolvimento de nós completos/mecanismos de execução/verificação e outros componentes.
É importante notar que não muito tempo atrás, a StarkNet apresentou uma proposta de “Protocolo Descentralizado Simples”, na esperança de mudar o status atual do atual sequenciador de operação de ponto único do L2. Ethereum é descentralizado, mas L2s não, e sua renda MEV torna o Sequencer ruim.
A StarkNet listou algumas soluções na proposta como:
Staking L1 e Eleição de Líder: Os membros da comunidade podem apostar no Ethereum sem permissão para ingressar na coleção Staker. Então, com base na distribuição coletiva de ativos e no número aleatório na cadeia L1, um grupo de Staker é selecionado aleatoriamente como o Líder responsável pela produção de um bloco de Época. Isso não apenas reduz o limite para usuários do Staker, mas sua aleatoriedade também pode prevenir efetivamente a renda cinza do MEV.
Mecanismo de consenso L2: Baseado no Tendermint, o mecanismo de consenso bizantino à prova de consenso no qual o Leader participa como um nó. Após a confirmação do consenso, ele é executado pelo Voter e o Proponente chama o Prover para gerar o ZKP.
Além disso, há planos para certificação ZK, atualizações de status L1, etc., combinados com a grande iniciativa anterior para apoiar a comunidade a operar o código Prover sem permissão, a proposta da StarkNet busca resolver o problema de descentralização insuficiente de L2 e tentar equilibrar a inconsistência do blockchain.Talvez o problema triangular seja realmente perceptível.
Fonte:esource/the-starknet-stacks-growth-spurt/
8. Conclusão
Neste capítulo, através da explicação técnica do CP e dos principais Stacks da Camada 2, podemos realmente descobrir que a solução atual do Stack da Camada 2 pode efetivamente resolver o problema de expansão do Ethereum, mas também traz uma série de desafios e problemas, especialmente em termos de compatibilidade.Sexualmente. A tecnologia na solução Stack de L2s não é tão madura quanto a CP. Mesmo o conceito técnico da CP há três ou quatro anos ainda vale a pena aprender com os L2s atuais. Portanto, a nível técnico, o CP atual ainda é muito superior à Camada 2. No entanto, a tecnologia avançada por si só não é suficiente.No próximo segundo artigo, discutiremos as respectivas vantagens, desvantagens e características das pilhas CP e L2 do ponto de vista do valor do token e do desenvolvimento ecológico, de modo a melhorar a perspectiva dos leitores.
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Cosmos, Polkadot VS Layer2 Stacks Capítulo (1)
Introdução
Recentemente, o Optimism, liderado pela ETH Layer 2, e zkSync, Polygon, Arbitrum e StarkNet lançaram suas próprias soluções Stack, todas com o objetivo de construir um conjunto de códigos modulares de código aberto que permitem aos desenvolvedores personalizar sua própria Camada 2.
Como todos sabemos, o Ethereum atual é notório pelo baixo desempenho e alto Gas. O surgimento da Camada 2, como OP e zkSync Era, resolveu esses problemas. No entanto, quer seja implementado numa máquina virtual EVM ou na Camada 2, existe essencialmente um problema de “compatibilidade”. Este não é apenas o código subjacente do Dapp que deve ser compatível com o EVM, mas também a soberania do Dapp.
A primeira parte é o nível do código. Como o EVM precisa cuidar dos vários tipos de aplicativos implantados nele, ele foi otimizado no Caso de Usuário Médio para levar em consideração todos os tipos de usuários. Mas não é tão amigável para os Dapps implantados nele. Por exemplo, os aplicativos Gamefi prestarão mais atenção à velocidade e ao desempenho; os usuários do Socialfi poderão prestar mais atenção à privacidade e segurança. No entanto, devido à natureza única do EVM, o Dapp deve abrir mão de algo, que é a compatibilidade em nível de código.
A segunda parte é o nível de soberania. Como todos os Dapps compartilham infraestrutura, surgiram dois conceitos: governança de aplicativos e governança subjacente. A governança de aplicativos está, sem dúvida, sujeita à governança subjacente. As necessidades específicas de alguns Dapps exigem atualização por meio do EVM subjacente. para apoiar, então Dapp não tem soberania. Por exemplo, os novos recursos do Uniswap V4 exigem que o EVM subjacente suporte armazenamento transitório e dependa do EIP-1153 para ser adicionado à atualização de Cancún.
A fim de resolver os problemas acima mencionados de baixo desempenho de processamento e questões de soberania do Ethereum L1, Cosmos (2019) e Polkadot (2020) surgiram. Ambos esperam ajudar a desenvolver e construir suas próprias cadeias personalizadas, permitindo que os Dapps blockchain controlem a autonomia soberana, alcancem interoperabilidade entre cadeias de alto desempenho e realizem uma rede de interoperabilidade de cadeia completa.
Hoje, 4 anos depois, os L2s também lançaram suas próprias soluções de rede de hiperlink, do OP Stack, ao ZK Stack, ao Polygon 2.0, Arbitrum Orbit e finalmente a StarkNet, para não ficar atrás, lançou o conceito Stack.
Que tipo de colisões e faíscas acontecerão entre o pioneiro da rede de cadeia completa CP (Cosmos Polkadot) e L2s? Para lhe fornecer uma perspectiva abrangente e aprofundada, exploraremos este tópico em profundidade através de uma série de três artigos. **Este artigo, como o primeiro capítulo desta série, irá classificar as soluções técnicas de cada empresa. O segundo capítulo irá classificar o modelo econômico e a ecologia de cada solução e resumir as diferenças entre a Camada 1 e a Camada 1. 2 Stack seleciona as características que precisam ser consideradas.No último capítulo, discutimos como a Camada 2 desenvolve sua própria supercadeia e resume toda a série de artigos. **
1. Cosmos
Cosmos é uma rede descentralizada de blockchains paralelos independentes. Ao fornecer uma estrutura de desenvolvimento comum SDK, os desenvolvedores podem facilmente construir seus próprios blockchains, e vários blockchains independentes e diferentes específicos de aplicativos podem interagir uns com os outros. Os links se comunicam entre si, formando um sistema interoperável. e rede escalável de cadeia completa.
1. Quadro estrutural
Como mencionado anteriormente, quando existem cadeias de aplicações em grande escala no ecossistema, e cada cadeia utiliza o protocolo IBC para comunicar e transmitir tokens, toda a rede será tão pesada e difícil de resolver como uma teia de aranha.
Então, para resolver esse problema, a Cosmos propôs uma arquitetura em camadas, que contém dois tipos de blockchains: Hubs (cadeia de hub central) e Zonas (cadeia regional).
**Zonas são cadeias de aplicativos convencionais e Hubs são blockchains especialmente projetados para conectar Zonas, servindo principalmente à comunicação entre Zonas. **Quando uma Zona cria uma conexão IBC com o Hub, o Hub pode acessar automaticamente (ou seja, enviar e receber) todas as Zonas conectadas a ela. Esta estrutura reduz bastante a complexidade da comunicação.
Além disso, deve-se notar que Cosmos e Cosmos Hub são duas coisas completamente diferentes. Cosmos Hub é apenas uma das cadeias, existentes no ecossistema Cosmos, e servindo principalmente como emissor e centro de comunicação de $ATOM. **Você pode entender o Hub como o centro do ecossistema, mas na verdade qualquer rede pode se tornar um Hub. Se o Hub se tornar o centro do ecossistema, isso será na verdade contrário à intenção original do Cosmos. **Porque o Cosmos está essencialmente comprometido com a autonomia de cada cadeia e tem soberania absoluta. Se o Centro for usado como centro de poder, então a soberania não é mais chamada de soberania. Portanto, ao entender o Hub, você precisa prestar atenção especial a esse ponto.
2. Tecnologias-chave
2.1 IBC
IBC (Inter-Blockchain Communication), que é comunicação entre cadeias, permite que cadeias heterogêneas transfiram tokens e dados entre si. No ecossistema Cosmos, a estrutura subjacente do SDK é a mesma e o mecanismo de consenso Tendermint deve ser usado. No entanto, a heterogeneidade ainda existe, pois as cadeias podem ter diferentes funcionalidades, casos de uso e detalhes de implementação dentro da estrutura.
Então, como conseguir a comunicação entre cadeias heterogêneas?
Requer apenas finalidade no nível de consenso. Finalidade Instantânea significa que, desde que mais de 1/3 dos validadores estejam corretos, o bloco não será bifurcado, garantindo que a transação seja final assim que o bloco for produzido. Independentemente das diferenças nos casos de aplicação e do consenso entre cadeias heterogêneas, desde que seja garantido que seus níveis de consenso atendam à finalidade, a interoperabilidade entre cadeias será determinada por regras unificadas.
A seguir está um processo básico de comunicação entre cadeias: suponha que você queira transferir 10 $ATOM da cadeia A para a cadeia B:
Neste momento, o $ATOM na cadeia B não é o $ATOM real, mas é apenas um certificado.O $ATOM bloqueado na cadeia A não pode ser usado, mas o da cadeia B pode ser usado normalmente. Quando o usuário consumir as credenciais em B, o $ATOM bloqueado na cadeia A também será destruído.
No entanto, o maior desafio enfrentado pela comunicação entre cadeias não é como representar dados de uma cadeia em outra cadeia, mas como lidar com situações como bifurcações e reorganizações de cadeias.
Porque cada cadeia no Cosmos é uma cadeia individual independente e autônoma com seu próprio verificador dedicado. Portanto, é muito provável que haja partições que façam o mal.Por exemplo, se a cadeia A transmite mensagens para a cadeia B, então você precisa verificar os validadores da cadeia B com antecedência antes de decidir se deve confiar na cadeia.
Por exemplo, suponha que o pequeno ponto vermelho na imagem represente um token ETM, e todos os usuários nas três partições do ABC desejam usar EVMOS para executar Dapps nas partições, porque as transferências de ativos são realizadas por meio de comunicação entre cadeias. ETM.
Se a partição Ethermint lançar um ataque de gasto duplo neste momento, a partição ABC será sem dúvida afetada, mas será limitada apenas a isso. As restantes redes não relacionadas com o ETM não receberão quaisquer ataques, o que também é garantido pelo Cosmos e, mesmo que ocorra tal transmissão de informação maliciosa, ainda assim não afetará toda a rede.
2.2 TendermintBFT
O Cosmos usa o Tendermint BFT como algoritmo de consenso subjacente e mecanismo de consenso do Cosmos. Ele combina e empacota a infraestrutura subjacente e a camada de consenso do blockchain em uma solução de mecanismo universal e usa a tecnologia ABCI para suportar o encapsulamento de qualquer linguagem de programação. Adaptando-se assim a a camada e rede de consenso subjacentes. **Assim, os desenvolvedores são livres para escolher qualquer idioma que desejarem.
2.3 SDK do Cosmos
Cosmos SDK é uma estrutura modular lançada pela Cosmos que simplifica a operação de construção de Dapps na camada de consenso. Os desenvolvedores podem criar facilmente aplicativos/cadeias específicas sem precisar reescrever o código de cada módulo, o que reduz bastante a pressão de desenvolvimento e agora permite que os desenvolvedores portem aplicativos implantados no EVM para o Cosmos.
Fonte:
Além disso, os blockchains construídos usando Tendermint e Cosmos SDK também estão criando novos ecossistemas e novas tecnologias que lideram o desenvolvimento da indústria, como Nym, a cadeia de privacidade, Celestia, que fornece disponibilidade de dados, e assim por diante. É precisamente por causa da flexibilidade e facilidade de uso proporcionadas pelo Cosmos que os desenvolvedores podem se concentrar na inovação do projeto sem ter que considerar a duplicação de trabalho.
2.4 Conta de segurança entre cadeias
1) Segurança Intercadeia
Como o Cosmos é diferente do ecossistema Ethereum, ele possui L1 e L2. Cada cadeia de aplicativos no ecossistema Cosmos é igual entre si e não há relacionamento progressivo ou superior-inferior. Porém, por esse motivo, a segurança entre cadeias não é tão completa quanto a do Ethereum. No Ethereum, a finalidade de todas as transações é confirmada pelo Ethereum, herdando o título subjacente. Mas para uma única blockchain que constrói a sua própria segurança, como a segurança deve ser mantida?
A Cosmos lançou o Interchain Security, que essencialmente permite segurança compartilhada ao compartilhar um grande número de nós existentes. Por exemplo, a cadeia monolítica pode compartilhar um conjunto de nós de verificação com o Cosmos Hub para gerar novos blocos para a cadeia monolítica. Como os nós atendem tanto ao Cosmos Hub quanto à cadeia única, eles podem receber taxas e recompensas de ambas as cadeias.
Fonte:/tokenomics-dao/token-use-cases-part-1-atom-of-true-staking-token-5 fd 21 d 41161 e
Conforme mostrado na figura, as transações geradas originalmente na cadeia X são geradas pelos nós de X para verificação. Se você compartilhar um nó com o Cosmos Hub ($ATOM), as transações geradas originalmente na cadeia X serão verificadas e calculadas pelos nós da cadeia Hub para gerar novos blocos para X.
Falando logicamente, escolher uma cadeia relativamente madura com um grande número de nós, como a cadeia Hub, é a primeira escolha para segurança compartilhada. Porque se quiserem atacar tal cadeia, os invasores precisam ter uma grande quantidade de tokens $ATOM para penhorar, o que aumenta a dificuldade do ataque.
Além disso, o mecanismo de segurança interchain também reduz bastante as barreiras para a criação de novas cadeias. De modo geral, se uma nova cadeia não tiver recursos particularmente excelentes, poderá ser necessário gastar muito tempo atraindo validadores e cultivando o ecossistema. Mas no Cosmos, como os validadores podem ser partilhados com a cadeia Hub, isto reduz enormemente a pressão sobre a nova cadeia e acelera o processo de desenvolvimento.
2) Conta Interchain
No ecossistema Cosmos, como cada cadeia de aplicativos é governada por si mesma, os aplicativos não podem acessar uns aos outros. Portanto, o Cosmos fornece uma conta entre cadeias que permite aos usuários acessar diretamente todas as cadeias Cosmos que suportam IBC a partir do Cosmos Hub, para que os usuários possam acessar os aplicativos da cadeia B na cadeia A para obter interação de cadeia completa.
2.Polkadot
Assim como o Cosmos, Polkadot está comprometido em construir uma infraestrutura que permita aos desenvolvedores implantar livremente novas cadeias e alcançar interoperabilidade entre cadeias.
1. Quadro estrutural
1.1 Cadeia de Relés:
A cadeia de retransmissão também pode ser chamada de cadeia principal, que pode ser entendida como o Sol no sistema solar.Como parte central de toda a rede, todas as cadeias ramificadas giram em torno dela. Conforme mostrado na figura, uma cadeia de retransmissão (Relay Chain) está ligada a muitas cadeias com diferentes funções, como cadeia de transações, cadeia de armazenamento de arquivos, cadeia da Internet das Coisas, etc.
Fonte:/polkadot-network/polkadot-the-foundation-of-a-new-internet-e 8800 ec 81 c 7
Esta é a solução de expansão hierárquica da Polkadot: uma cadeia de retransmissão é conectada a outra cadeia de retransmissão para obter escalabilidade ilimitada. (Observação: no final de junho deste ano, o fundador do Polkadot, Gavin, propôs o Polkadot 2.0, que pode mudar uma nova perspectiva na compreensão do Polkadot.)
1.2 Parachain:
A cadeia de relés possui vários slots de Para-Chain, e o parachain é conectado à cadeia de relés através desses slots, conforme mostrado na figura:
Fonte:om/cn/learn/slot-auction-cn
No entanto, para obter uma vaga, os parachains participantes devem apostar seus $DOT. Uma vez obtido um slot, o parachain pode interagir com a rede principal Polkadot através deste slot e compartilhar segurança. Vale ressaltar que o número de slots é limitado e aumentará gradativamente, prevendo-se inicialmente suportar 100 slots, e os slots serão periodicamente reembaralhados e alocados de acordo com o mecanismo de governança para manter a atividade da ecologia parachain.
Parachains que obtiverem slots podem desfrutar da segurança compartilhada e da liquidez entre cadeias do ecossistema Polkadot. Ao mesmo tempo, a cadeia paralela também deve fornecer em troca certos benefícios e contribuições para a rede principal Polkadot, como realizar a maior parte do processamento de transações da rede.
1.3 Tópicos Paralelos:
Parathreads são outro mecanismo de processamento semelhante aos parachains. A diferença é que os parachains possuem slots um por um e possuem slots dedicados que podem funcionar continuamente sem interrupção. Mas threads paralelos referem-se ao compartilhamento de um slot entre threads paralelos e à alternância no uso desse slot para execução. **
Quando um thread paralelo obtém o direito de uso do slot, ele pode funcionar temporariamente como um parachain, processando transações, gerando blocos, etc. Mas quando esse período terminar, o slot deverá ser liberado para uso por outras threads paralelas.
Portanto, os threads paralelos não precisam hipotecar ativos por um longo período, eles só precisam pagar uma determinada taxa ao adquirir cada período de tempo, portanto, pode-se dizer que é um método pré-pago para usar o slot. Claro, se um parathread receber apoio e votos suficientes, ele poderá ser atualizado para um parachain e obter um slot fixo.
Em comparação com os parachains, os threads paralelos têm custos mais baixos e diminuem o limite de entrada para Polkadot, mas não há garantia de quando você poderá obter o direito de uso do slot, que não é estável. Portanto, quais são mais adequados para uso temporário ou teste de novas cadeias?Essas cadeias que esperam operar de forma estável ainda precisam ser atualizadas para parachains.
Ponte adaptadora 1.4:
A comunicação entre parachains só pode ser alcançada através do XCMP (será introduzido posteriormente), e eles compartilham segurança e o mesmo consenso. E daí se for uma cadeia heterogênea?
Uma coisa que precisa ser observada aqui é que embora a estrutura fornecida pelo Substrate faça com que todas as cadeias conectadas ao ecossistema Polkadot sejam isomórficas, com o desenvolvimento do ecossistema, inevitavelmente haverá algumas cadeias públicas maduras com grandes sistemas que desejam participar ... na ecologia. Se você solicitar que eles reimplantem usando apenas o Substrate, será basicamente impossível. Então, como implementar a transmissão de mensagens entre cadeias heterogêneas?
**Veja um exemplo da vida real. Se você deseja transferir arquivos de um telefone Apple para um telefone Android por meio de uma conexão, os soquetes são diferentes, então você precisa de um conversor para conectar. Esta é a função real da ponte de transferência. **É um parachain que é um intermediário entre a cadeia de retransmissão e a cadeia heterogênea (cadeia externa).Os contratos inteligentes são implantados na cadeia paralela e na cadeia heterogênea, permitindo que a cadeia de retransmissão interaja com a cadeia externa e alcance cross- Função de cadeia.
2. Tecnologias-chave
2.1 BABEVovô
BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) é o mecanismo de geração de blocos do Polkadot. Simplificando, ele seleciona validadores aleatoriamente para produzir novos blocos, e cada validador é atribuído a um intervalo de tempo diferente. Dentro deste intervalo de tempo, apenas os validadores atribuídos a este intervalo podem produzir blocos.
Instruções adicionais:
**Ou seja, é um período exclusivo. No período de tempo 1, o validador 1 atribuído a este período de tempo 1 é responsável pela produção dos blocos. Cada validador possui um período de tempo e não pode produzir blocos repetidamente. **
A vantagem disto é que a atribuição aleatória maximiza a justiça porque todos têm a oportunidade de ser atribuídos. E como o horário é conhecido, todos podem se preparar com antecedência e não haverá geração inesperada de blocos.
Através deste método de geração de blocos alocados aleatoriamente, o funcionamento ordenado e justo do ecossistema Polkadot é garantido. Então, como garantir que todos os blocos adotem o mesmo consenso? A seguir, apresentaremos outro mecanismo do Polkadot: Vovô
Vovô é um mecanismo de finalização de blocos, que pode resolver o problema de fork que pode ocorrer devido a diferentes consensos quando o BABE produz blocos. Por exemplo, o nó 1 e o nó 2 do BABE produziram blocos diferentes ao mesmo tempo, o que resultou em uma bifurcação. Nesse momento entrará em cena o Vovô, que perguntará a todos os validadores: Qual corrente vocês acham melhor?
Os validadores analisarão ambas as cadeias e votarão naquela que consideram melhor. A cadeia com mais votos será eventualmente confirmada pelo vovô e se tornará a cadeia final. A cadeia rejeitada será abandonada.
Portanto, o Vovô é como o “avô” de todos os validadores, desempenhando o papel de decisor final, eliminando o risco de forks que o BABE possa trazer. Permite que o Blockchain finalize uma cadeia com a qual todos concordam.
Resumindo, o BABE é responsável por produzir blocos aleatoriamente e o Vovô é responsável por selecionar a cadeia final. Os dois trabalham juntos para permitir que o ecossistema Polkadot opere com segurança.
2.2 Substrato
Substrate é uma estrutura de desenvolvimento escrita na linguagem Rust, com componentes extensíveis subjacentes fornecidos pelo FRAME, permitindo que o Substrate suporte uma variedade de casos de uso diferentes. Qualquer blockchain construído usando Substrate não é apenas nativamente compatível com Polkadot, mas pode compartilhar segurança e funcionar simultaneamente com outras cadeias paralelas. Ele também ajuda os desenvolvedores a construir seus próprios mecanismos de consenso exclusivos, modelos de governança, etc., e muda constantemente de acordo com as necessidades. de desenvolvedores.
Além disso, o Substrate oferece grande comodidade na autoatualização, pois é um módulo independente em tempo de execução e pode ser separado de outros componentes. Portanto, este módulo em execução pode ser substituído diretamente ao atualizar funções. Como um parachain que compartilha consenso, desde que a rede e o consenso estejam sincronizados com a cadeia de retransmissão, a lógica operacional pode ser atualizada diretamente sem a necessidade de um hard fork.
2,3XCM
Se você pudesse explicar o XCM em uma frase, seria: **Um formato de comunicação entre cadeias que permite a interação de diferentes blockchains. **
Por exemplo, Polkadot tem muitos parachains. Se o parachain A quiser se comunicar com o parachain B, ele precisará empacotar as informações no formato XCM. **XCM é como um protocolo de linguagem. Se todos usarem esse protocolo para se comunicar, eles poderão se comunicar sem barreiras. **
O formato XCM (Cross-Consensus Message Format) é o formato de mensagem padrão usado para comunicação entre cadeias no ecossistema Polkadot, e três métodos diferentes de entrega de mensagens são derivados dele:
Por exemplo, como o formato XCM contém diversas informações, como a quantidade de ativos a serem transferidos, a conta receptora, etc. Ao enviar uma mensagem, o canal HRMP ou cadeia de retransmissão entregará esta mensagem no formato XCM. Depois que a outra cadeia paralela receber a mensagem, ela verificará se o formato está correto, analisará o conteúdo da mensagem e executará de acordo com as instruções da mensagem, como transferir ativos para uma conta designada. a interação em cadeia é alcançada e as duas cadeias são bem-sucedidas.
Pontes de comunicação como XCM são muito importantes para ecossistemas multicadeias como Polkadot.
Depois de compreender o Cosmos e o Polkadot, acredito ter compreendido sua visão e estrutura. A seguir explicaremos em detalhes quais são as soluções Stack lançadas pela ETH L2s?
三. Pilha OP
1. Quadro estrutural
De acordo com a documentação oficial, o OP Stack é composto por uma série de componentes e é mantido pelo OP Collective, aparecendo primeiro na forma de software por trás da rede principal e, finalmente, aparece na forma da supercadeia Optimism e sua governança. L2 desenvolvido usando OP Stack pode compartilhar segurança, camadas de comunicação e pilha de desenvolvimento comum. E os desenvolvedores são livres para personalizar a cadeia para atender a qualquer caso de uso específico do blockchain.
A partir da figura, podemos entender que todas as hipercadeias do OP Stack se comunicarão através da ponte de super cadeia OP Bridge e usarão Ethereum como o consenso de segurança subjacente para construir uma super cadeia L2 e dividir a estrutura interna de cada hiperchain.
**1) Camada de disponibilidade de dados: **Cadeias que usam OP Stack podem usar este módulo de disponibilidade de dados para obter seus dados de entrada. Como todas as cadeias obtêm dados desta camada, esta camada tem um impacto significativo na segurança. Se um determinado dado não puder ser recuperado dela, pode não haver maneira de sincronizar a cadeia.
Como você pode ver nesta figura, o OP Stack usa Ethereum e EIP-4844. Em outras palavras, ele usa essencialmente o blockchain Ethereum para acessar dados.
**2) Camada de sequenciamento: **O sequenciador determina como coletar as transações do usuário e publicá-las na camada de disponibilidade de dados, que é processada usando um único sequenciador dedicado na pilha OP. No entanto, isso pode fazer com que o classificador não consiga reter transações por muito tempo.No futuro, o OP Stack modularizará o classificador para que a cadeia possa alterar facilmente o mecanismo do classificador.
Na figura você pode ver um único sequenciador e um multi-sequenciador. O único sequenciador permite que qualquer pessoa atue como sequenciador a qualquer momento (risco maior). O multi-sequenciador é extraído de um conjunto predefinido de possíveis participantes. Então, se você escolher vários sequenciadores, cada cadeia desenvolvida com base no OP Stack poderá ser selecionada explicitamente.
3) Camada de derivação: Esta camada determina como processar a entrada processada de dados brutos para disponibilidade de dados e transmiti-los para a camada de execução através da API do Ethereum. Como pode ser visto na imagem, o OP Stack é composto por Rollup e Indexer.
**4) Camada de execução: **Esta camada define a estrutura de estado dentro do sistema OP Stack. Quando a API do mecanismo recebe entrada da derivação, a transição de estado será acionada. Pode-se observar na figura que no OP Stack, a camada de execução é EVM. No entanto, com uma versão ligeiramente modificada, também pode suportar outros tipos de VMs.Por exemplo, a Pontem Network planeja usar o OP Stack para desenvolver um Move VM L2.
**5) Camada de liquidação: **Como o nome sugere, é usada para lidar com a retirada de ativos do blockchain, mas tal retirada requer a prova do status da cadeia alvo para uma cadeia de terceiros e, em seguida, o processamento do ativos de acordo com o status. O núcleo é permitir que a cadeia terceirizada entenda o status da cadeia alvo.
Depois que uma transação é publicada e finalizada na camada de disponibilidade de dados correspondente, a transação também é finalizada na cadeia OP Stack. Ele não pode mais ser modificado ou excluído sem destruir a camada subjacente de disponibilidade de dados. Pode ser que a transação ainda não tenha sido aceita pela camada de liquidação, porque a camada de liquidação precisa ser capaz de verificar o resultado da transação, mas a transação em si já é imutável.
Este também é um mecanismo para cadeias heterogêneas. Cadeias heterogêneas têm mecanismos de liquidação diferentes. Portanto, no OP Stack, a camada de liquidação é somente leitura, permitindo que cadeias heterogêneas tomem decisões com base no status do OP Stack.
Nesta camada, vemos que o OP Stack usa a prova de falhas no OP Rollup. Os proponentes podem propor um estatuto válido que contestem e, se não se provar que está errado dentro de um período de tempo, será automaticamente considerado correto.
**6) Camada de governança: **Como você pode ver na imagem, tokens de múltiplas assinaturas + $OP são usados para governança na Pilha OP. Normalmente, a assinatura múltipla é usada para gerenciar a atualização dos componentes do sistema Stack. As operações serão realizadas quando todos os participantes participarem da assinatura. Os detentores de tokens $OP podem votar no DAO da comunidade para participar da governança.
**OP Stack é como uma combinação de Cosmos e Polkadot. Ele pode personalizar livremente cadeias exclusivas como Cosmos e também pode compartilhar segurança e consenso como Polkadot. **
2. Tecnologias-chave
2.1 Acúmulo de OP
O OP Rollup garante a segurança por meio de desafios de disponibilidade de dados e permite a execução paralela de transações. A seguir estão as etapas específicas de implementação:
O usuário inicia uma transação em L2
O sequenciador empacotará e processará em lotes e, em seguida, sincronizará os dados da transação processada e a nova raiz de estado com o contrato inteligente implantado em L1 para verificação de segurança. Deve-se observar que quando o Sequencer processa uma transação, ele também irá gerar sua própria raiz de estado e sincronizá-la com L1.
Após a verificação, L1 retorna os dados e a raiz do status para L2, e o status da transação do usuário é verificado e processado com segurança.
Neste momento, o OP Rollup considera a raiz de estado gerada pelo Sequencer como otimista e correta. E uma janela de tempo será aberta para o verificador desafiar e verificar se a raiz de estado gerada pelo Sequenciador corresponde à raiz de estado da transação.
Caso não haja validador para verificar durante o intervalo de tempo, a transação será automaticamente considerada correta. Caso seja verificada fraude maliciosa, o Sequenciador que processa a transação será punido adequadamente.
2.2 Ponte entre cadeias
a) Igual às mensagens L2
Como o OP Rollup usa prova de falhas, a transação precisa aguardar a conclusão do desafio. Esse processo leva muito tempo e a experiência do usuário é baixa. No entanto, o ZKP (prova de conhecimento zero) é caro e sujeito a erros, e levará algum tempo para implementar o ZKP em lote.
**Portanto, para resolver o problema de comunicação entre hiperchains L2 OP, OP Stack propôs prova modular: usando dois sistemas de prova para a mesma cadeia, os desenvolvedores que constroem L2 Stacks podem escolher livremente qualquer tipo de ponte. **
Atualmente o OP fornece:
Os desenvolvedores podem escolher o foco da ponte de acordo com as necessidades de suas próprias cadeias. Por exemplo, para ativos de alto valor, eles podem escolher pontes de alta segurança... Diversas tecnologias de ponte permitem a movimentação eficiente de ativos e dados entre diferentes cadeias.
b) Transações entre cadeias
As transações tradicionais entre cadeias são concluídas de forma assíncrona, o que significa que a transação pode não ser totalmente executada.
OP Stack propôs a ideia de um classificador compartilhado para esse tipo de problema. Por exemplo, se um usuário quiser realizar arbitragem entre cadeias, então, ao compartilhar o sequenciador na cadeia A e na cadeia B, ele poderá chegar a um consenso sobre o momento da transação. As taxas serão pagas somente depois que as transações forem carregadas no cadeia, e os sequenciadores de ambos os lados compartilham o risco.
c)Transação de hiperlink
Como a disponibilidade de dados do Ethereum L1 não é escalonável o suficiente (a capacidade é limitada), não é escalável publicar transações na supercadeia.
Portanto, no OP Stack, propõe-se a utilização do protocolo Plasma para ampliar a quantidade de dados que a cadeia OP pode acessar, o que pode substituir o DA (disponibilidade de dados) para complementar mais dados L1. A disponibilidade de dados de transação é transferida para a cadeia Plasma e os compromissos de dados são registrados apenas em L1, o que melhora muito a escalabilidade.
4. Pilha ZK
1. Quadro estrutural
ZK Stack é um conjunto de códigos modulares de código aberto construídos na mesma tecnologia subjacente (ZK Rollup) do zkSync Era, permitindo que os desenvolvedores personalizem seus próprios hiperlinks L2 e L3 baseados em ZK.
Como o ZK Stack é gratuito e de código aberto, os desenvolvedores são livres para personalizar hiperlinks de acordo com suas necessidades específicas. Quer você escolha uma rede Camada 2 rodando em paralelo com zkSync Era ou uma rede Camada 3 rodando sobre ela, as possibilidades de personalização serão extensas.
De acordo com o Matter Labs, os criadores desfrutam de total autonomia para personalizar e moldar cada aspecto da cadeia, desde a escolha de um modelo de disponibilidade de dados até o uso do ordenador descentralizado de tokens do próprio projeto.
É claro que essas hipercadeias ZK Rollup operam de forma independente, mas dependerão apenas do Ethereum L1 para segurança e verificação.
Fonte: Documento zkSync
Como pode ser visto na figura, cada hiperlink deve usar o mecanismo zkEVM do zkSync L2 para compartilhar segurança. Múltiplas cadeias ZKP são executadas simultaneamente e agregam provas de blocos na camada de liquidação de L1, que pode ser continuamente expandida para construir mais L3, L4... assim como empilhar blocos.
2. Tecnologias-chave
1）Acúmulo ZK
A camada inferior do ZK Stack usa ZK Rollup como tecnologia principal. A seguir está o processo principal do usuário:
Os usuários enviam suas próprias transações e o Sequencer coleta as transações em lotes ordenados, gera certificados de validade (STARK/SNARK) por conta própria e atualiza o status. O status atualizado será enviado ao contrato inteligente implantado em L1 e verificado. Se a verificação for aprovada, o status do ativo da camada L1 também será atualizado. A vantagem do ZK Rollup é que ele possui a capacidade de realizar verificação matemática por meio da prova de conhecimento zero, o que é superior em termos de tecnologia e segurança.
2) Ponte de hiperlink
Conforme mostrado na estrutura estrutural acima, o ZK Stack pode alcançar expansão sem fio e gerar continuamente L3, L 4, etc. Então, como deve ser alcançada a interoperabilidade entre hiperlinks?
**ZK Stack apresenta a ponte hiperchain. Ao implantar o contrato inteligente da ponte compartilhada em L1, ele verifica a prova Merkle de transações que ocorrem na hiperchain. É essencialmente o mesmo que ZK Rollup, exceto que muda do L2 original -L1.Tornou-se de L3-L2. **
ZK Stack suporta contratos inteligentes em cada hiperchain e chama uns aos outros de forma assíncrona entre cadeias.Os usuários podem transferir rapidamente seus ativos de maneira confiável em poucos minutos, sem incorrer em quaisquer custos adicionais. Por exemplo, para processar uma mensagem no hiperlink receptor B, o hiperlink remetente A deve finalizar seu status até o hiperlink mais antigo no qual A e B são comuns. Então, na prática, a latência de comunicação do Hyperbridge é apenas uma questão de segundos, o Hyperchain pode completar blocos por segundo e ser mais barato.
Fonte:ocs/reference/concepts/hyperscaling.html#l3s
Não só isso, mas como o L3 pode tirar proveito da tecnologia de compressão, a prova está embalada. L2 expandirá ainda mais o pacote, formando assim um fator de compressão mais considerável e menor custo (compressão recursiva), que pode alcançar transações transfronteiriças sem confiança, rápidas (em poucos minutos) e baratas (custo de transação único).
5. Polígono 2.0
Polygon é uma solução L2 especial, tecnicamente L1, como uma cadeia lateral do Ethereum. A equipe Polygon anunciou recentemente o plano Polygon 2.0, que apoiará os desenvolvedores na criação de suas próprias cadeias ZK L2 usando ZK e unificá-las por meio de um novo protocolo de coordenação entre cadeias, fazendo com que os usuários sintam que toda a rede está usando uma cadeia.
O Polygon 2.0 está comprometido em oferecer suporte a um número ilimitado de cadeias, e as interações entre cadeias podem ocorrer de forma segura e instantânea, sem suposições adicionais de segurança ou confiança, permitindo escalabilidade ilimitada e liquidez unificada.
1. Quadro estrutural
Fonte: Blog Polígono
O Polygon 2.0 consiste em 4 camadas de protocolo:
1) Camada de compromisso
A camada de penhor é um protocolo baseado em PoS (Proof of Stake), que usa penhor $MATIC para alcançar governança descentralizada para gerenciar validadores com eficiência e melhorar a eficiência da mineradora.
Como pode ser visto na figura, o Polygon 2.0 propõe um gerenciador validador e um gerenciador de cadeia na camada de promessa.
A camada de piquetagem já formulou a estrutura subjacente das regras correspondentes para cada cadeia, e os desenvolvedores só precisam se concentrar no desenvolvimento de suas próprias cadeias.
Fonte: Blog Polígono
2) Camada de interoperabilidade
Os protocolos entre cadeias são cruciais para a interoperabilidade de toda a rede. Como realizar mensagens entre cadeias de forma segura e contínua é algo que toda solução de hiperlink deve continuar a melhorar.
Atualmente, o Polygon usa dois contratos, o agregador e a fila de mensagens, para suporte.
Uma vez que a prova ZK é aceita pelo agregador, a cadeia receptora pode começar a aceitar mensagens de forma otimista, porque toda a cadeia receptora acredita na prova ZK, conseguindo assim uma entrega perfeita de mensagens e assim por diante.
3) Camada de execução
A camada de execução permite que qualquer cadeia Polygon gere lotes de transações ordenadas, também chamadas de blocos. A maioria das redes blockchain (Ethereum, Bitcoin, etc.) o utiliza em um formato semelhante.
A camada de execução possui vários componentes, como:
Dado que esta camada é comoditizada, mas relativamente complexa de implementar, as implementações existentes de alto desempenho (como o Erigon) devem ser reutilizadas sempre que possível.
4) Camada de prova
A camada de prova gera provas para cada polígono.É um protocolo de prova ZK flexível e de alto desempenho que geralmente possui os seguintes componentes:
2. Tecnologias-chave
Fonte: Blog Polígono
1) validade zkEVM
Na atualização do Polygon 2.0, a equipe o atualizou para zkEVM validium, mantendo o Polygon POS original.
Fonte: Blog Polígono
De acordo com a ciência popular simples aqui, Validium e Rollup são soluções de Camada 2 e seu objetivo é expandir a capacidade de transação do Ethereum e reduzir o tempo de transação. Compare os dois:
Pode-se entender que Validium é um Rollup com menor custo e maior escalabilidade. No entanto, o princípio de funcionamento do Polygon zkEVM (mecanismo Polygon POS) antes da atualização era (ZK) Rollup, e também alcançou resultados consideráveis. Em apenas 4 meses desde o seu lançamento, seu TVL disparou para US$ 33 milhões.
Fonte: Defilama
No longo prazo, o custo de geração de provas para zkEVM baseado em Polygon PoS pode se tornar um obstáculo para expansão futura. Embora a equipe Polygon tenha trabalhado duro para reduzir o custo do Batch, ele foi reduzido a um número extremamente impressionante: provando que o custo de 10 milhões de transações é de apenas US$ 0,0259. Mas o Vailidium custa menos, então porque não usá-lo?
Polygon lançou documentos oficialmente. Em versões futuras, **Validium assumirá o trabalho anterior de PDV e também manterá o PDV. A principal função de seu verificador de PDV é garantir a disponibilidade de dados e classificar as transações. **
O zkEVM Validium atualizado fornecerá escalabilidade muito alta e custo muito baixo. Porque é muito adequado para aplicações com grande volume de transações e baixas taxas de transação, como Gamefi, Socialfi e DeFi, etc. Para os desenvolvedores, nenhuma operação é necessária, eles só precisam atualizar junto com a rede principal para concluir a atualização do Validium.
2) acúmulo de zkEVM
Atualmente, Polygon PoS (a ser atualizado em breve para Polygon Validium) e Polygon zkEVM Rollup são as duas redes públicas do ecossistema Polygon. Este continua a ser o caso após a atualização, com o benefício adicional de ambas as redes utilizarem tecnologia de ponta zkEVM, uma como agregação e outra como verificação.
O Polygon zkEVM Rollup já oferece o mais alto nível de segurança, mas ao custo de um custo um pouco mais alto e rendimento limitado. No entanto, é adequado para aplicações que lidam com transações de alto valor e priorizam a segurança, como DeFi Dapps de alto valor.
六. Decisão de órbita
A Arbitrum é atualmente a rede pública L2 mais importante. Desde o seu lançamento em agosto de 2021, seu TVL ultrapassou US$ 5,1 bilhões e, como L2 líder, ocupa quase 54% da participação de mercado.
A Arbitrum lançou a versão Orbit em março deste ano. Antes disso, a Arbitrum lançou uma série de produtos ecológicos:
Hoje vamos nos concentrar em Arbitrum Orbit.
1. Quadro estrutural
Originalmente, se os desenvolvedores quisessem usar o Arbitrum Orbit para criar uma rede L2, eles primeiro emitiriam uma proposta, que seria votada pelo Arbitrum DAO. Se aprovada, uma nova cadeia L2 seria criada. No entanto, nenhuma permissão é necessária para desenvolver L3, 4, 5... em L2. Qualquer pessoa pode fornecer uma estrutura sem permissão para implantar cadeias personalizadas no Arbitrum L2.
Fonte: white paper
Como você pode ver, o Arbitrum Orbit também se esforça para permitir que os desenvolvedores personalizem sua própria cadeia Oribit L3 com base na Camada 2, como Arbitrum One, Arbitrum Nova ou Arbitrum Goerli. Os desenvolvedores podem personalizar o acordo de privacidade, licença, modelo econômico de token, gerenciamento de comunidade, etc. desta cadeia, dando aos desenvolvedores a maior autonomia.
Entre eles, o que mais chama a atenção é que a Oribit permite que a cadeia L3 utilize o Token desta cadeia como unidade de liquidação de taxas, desenvolvendo assim efetivamente sua própria rede.
2. Tecnologias-chave
1）Acumular AnyTrust
Esses dois protocolos suportam Arbitrum One e Arbitrum Nova, respectivamente. Conforme apresentado anteriormente, Arbitrum One é um rollup de rede principal principal; Arbitrum Nova é o segundo rollup de rede principal, mas está conectado ao protocolo AnyTrust. Ele pode ser introduzido introduzindo "segurança suposições" (Suposição de confiança) para acelerar a liquidação e reduzir custos.
Entre eles, Arbitrum Rollup é um OP Rollup, portanto, sem maiores explicações, realizaremos uma análise detalhada do protocolo AnyTrust.
O protocolo AnyTrust gerencia principalmente a disponibilidade de dados e é aprovado por uma série de organizações terceirizadas, como o DAC (Comitê de Disponibilidade de Dados). E ao introduzir “pressupostos de segurança”, os custos de transação são bastante reduzidos. A cadeia AnyTrust funciona no Arbitrum One como uma cadeia lateral, com custos mais baixos e velocidades de transação mais rápidas.
Então, o que é exatamente uma “suposição de confiança”?Por que a sua existência reduz os custos de transação e exige menos confiança?
De acordo com a documentação oficial da Arbitrum, a cadeia AnyTrust é operada por um comitê de nós e usa suposições mínimas para determinar quantos membros do comitê são honestos. Por exemplo, digamos que o comitê seja composto por 20 pessoas e presuma-se que pelo menos 2 membros sejam honestos. Comparado ao BFT, que exige que ⅔ dos membros sejam honestos, o AnyTrust reduz o limite de confiança ao mínimo.
Em uma transação, como o comitê promete fornecer os dados da transação, o nó não precisa registrar todos os dados da transação L2 em L1, mas apenas registrar o valor hash do lote de transação, o que pode economizar muito o custo de Rollup. . É por isso que a cadeia AnyTrust pode reduzir os custos de transação.
No que diz respeito à questão da confiança, como mencionado anteriormente, assume-se que apenas 2 dos 20 membros são honestos, e a suposição é verdadeira. Contanto que 19 dos 20 membros do comitê assinem e comprometam o acordo com sua correção, ele poderá ser executado com segurança. Então, mesmo que o membro que não assinou seja honesto, um dos 19 membros que assinaram deve ser honesto.
O que devemos fazer se os membros não assinarem ou se um grande número de membros se recusar a cooperar, fazendo com que esta não funcione adequadamente? A cadeia AnyTrust ainda pode ser executada, mas retornará ao protocolo Rollup original e os dados ainda serão publicados no Ethereum L1. Quando o comité estiver a funcionar adequadamente, a cadeia voltará a um modo mais barato e mais rápido.
A Aribtrum lançou este protocolo na esperança de atender às necessidades de aplicações que exigem alta velocidade de processamento e baixo custo, como a área Gamefi.
2）Nitro
Nitro é a última versão da tecnologia Arbitrum, cujo principal elemento é o Prover, que realiza a tradicional prova interativa de fraude no Arbitrum através do código WASM. E todos os seus componentes estão completos.O Arbitrum concluiu a atualização no final de agosto de 2022, migrando/atualizando perfeitamente o Arbitrum One existente para o Aribitrum Nitro.
O Nitro possui os seguintes recursos:
Esses recursos do Oribit fornecem suporte técnico para os casos de uso L3 e L 4 da Arbitrum. A Arbitrum pode atrair desenvolvedores que buscam personalização para criar suas próprias cadeias customizadas.
七. Pilha Starknet
O cofundador da StarkWare, Eli Ben-Sasson, disse na conferência EthCC em Paris que a Starknet lançará em breve o Starknet Stack, permitindo que qualquer aplicativo implante sua própria cadeia de aplicativos Starknet sem permissão.
Tecnologias-chave, como prova STARK em Starknet, linguagem de programação Cairo e abstração de conta nativa, fornecem garantia de poder para o rápido desenvolvimento do Starknet. Quando os desenvolvedores usam Stack para personalizar sua própria cadeia de aplicativos Starknet, ela é escalonável e livremente configurável, o que pode expandir significativamente o rendimento da rede e aliviar o congestionamento da rede principal.
Embora Starknet seja atualmente apenas uma ideia preliminar, os documentos técnicos oficiais ainda não foram divulgados. No entanto, Madara Sequencer e LambdaClass estão sendo desenvolvidos como componentes Sequencer e Stack compatíveis com Starknet, respectivamente, para melhor se adaptarem ao Starknet. As autoridades também estão trabalhando duro no próximo Starknet Stack, incluindo o desenvolvimento de nós completos/mecanismos de execução/verificação e outros componentes.
É importante notar que não muito tempo atrás, a StarkNet apresentou uma proposta de “Protocolo Descentralizado Simples”, na esperança de mudar o status atual do atual sequenciador de operação de ponto único do L2. Ethereum é descentralizado, mas L2s não, e sua renda MEV torna o Sequencer ruim.
A StarkNet listou algumas soluções na proposta como:
Além disso, há planos para certificação ZK, atualizações de status L1, etc., combinados com a grande iniciativa anterior para apoiar a comunidade a operar o código Prover sem permissão, a proposta da StarkNet busca resolver o problema de descentralização insuficiente de L2 e tentar equilibrar a inconsistência do blockchain.Talvez o problema triangular seja realmente perceptível.
Fonte:esource/the-starknet-stacks-growth-spurt/
8. Conclusão
Neste capítulo, através da explicação técnica do CP e dos principais Stacks da Camada 2, podemos realmente descobrir que a solução atual do Stack da Camada 2 pode efetivamente resolver o problema de expansão do Ethereum, mas também traz uma série de desafios e problemas, especialmente em termos de compatibilidade.Sexualmente. A tecnologia na solução Stack de L2s não é tão madura quanto a CP. Mesmo o conceito técnico da CP há três ou quatro anos ainda vale a pena aprender com os L2s atuais. Portanto, a nível técnico, o CP atual ainda é muito superior à Camada 2. No entanto, a tecnologia avançada por si só não é suficiente.No próximo segundo artigo, discutiremos as respectivas vantagens, desvantagens e características das pilhas CP e L2 do ponto de vista do valor do token e do desenvolvimento ecológico, de modo a melhorar a perspectiva dos leitores.
Referências:
/@eterno1 997 L
/polkadot-network/um-breve-resumo-de-tudo-substrato-e-polkadot-f1f21071499d
ocs/reference/concepts/hyperscaling.html#what-are-hyperchains
/offchainlabs