Нещодавно Optimism на чолі з ETH Layer 2, а також zkSync, Polygon, Arbitrum і StarkNet запустили власні рішення Stack, усі вони мають на меті створити набір модульних кодів з відкритим кодом, які дозволяють розробникам налаштовувати свій власний рівень 2.
Як ми всі знаємо, поточний Ethereum відомий низькою продуктивністю та високим газом. Поява рівня 2, такого як OP та zkSync Era, вирішила ці проблеми. Однак незалежно від того, чи розгортається він на віртуальній машині EVM чи на рівні 2, по суті, існує проблема «сумісності». Це не лише базовий код Dapp, який має бути сумісний із EVM, а й суверенітет Dapp.
Перша частина — це рівень коду. Оскільки EVM має піклуватися про різні типи програм, розгорнутих на ньому, його було оптимізовано для середнього користувача, щоб врахувати всі типи користувачів. Але він не такий дружній до розгорнутих на ньому Dapps.Наприклад, додатки Gamefi приділятимуть більше уваги швидкості та продуктивності; користувачі Socialfi можуть приділяти більше уваги конфіденційності та безпеці. Однак через єдину природу EVM Dapp має відмовитися від дечого, а саме від сумісності на рівні коду.
Друга частина — це рівень суверенітету. Оскільки всі Dapps спільно використовують інфраструктуру, виникли дві концепції: керування додатками та базове керування. Управління додатками, безсумнівно, підпорядковується базовому керуванню. Специфічні потреби деяких Dapp вимагають оновлення через базову EVM. для підтримки, тому Dapp не має суверенітету. Наприклад, нові функції Uniswap V4 вимагають, щоб основний EVM підтримував Transient Storage та покладався на EIP-1153, який буде додано до оновлення Cancun.
Щоб вирішити вищезазначені проблеми низької продуктивності обробки Ethereum L1 і проблеми суверенітету, були створені Cosmos (2019) і Polkadot (2020). Обидва сподіваються допомогти в розробці та створенні власних налаштованих ланцюжків, дозволяючи блокчейн Dapps оволодіти суверенною автономією, досягти високопродуктивної сумісності крос-ланцюгів і реалізувати мережу сумісності з повним ланцюгом.
Сьогодні, через 4 роки, L2s також запустили власні мережеві рішення з гіперпосиланнями, від OP Stack до ZK Stack, до Polygon 2.0, Arbitrum Orbit і, нарешті, StarkNet, щоб не відставати, запустив концепцію Stack.
Які зіткнення та іскри відбуватимуться між піонером повної мережі CP (Cosmos Polkadot) і L2? Щоб надати вам вичерпну та глибоку перспективу, ми детально дослідимо цю тему в серії з трьох статей. **У цій статті, як у першому розділі цієї серії, розглядаються технічні рішення кожної компанії. У другому розділі розглядається економічна модель та екологія кожного рішення, а також підсумовуються відмінності між рівнем 1 і рівнем 1. 2 Стек вибирає характеристики, які потрібно враховувати.В останньому розділі ми обговорюємо, як рівень 2 розробляє власний суперланцюг, і підсумовуємо всю серію статей. **
1. Космос
Cosmos — це децентралізована мережа незалежних паралельних блокчейнів. Забезпечуючи загальну структуру розробки SDK, розробники можуть легко створювати власні блокчейни, а кілька незалежних і різних блокчейнів для певних програм можуть взаємодіяти один з одним. Зв’язки взаємодіють між собою, утворюючи сумісний і масштабована повноланцюгова мережа.
1. Структурна основа
Як згадувалося раніше, коли в екосистемі є великомасштабні ланцюжки додатків, і кожен ланцюжок використовує протокол IBC для зв’язку та передачі токенів, уся мережа буде такою ж громіздкою, що її важко розібрати, як павутину.
Щоб вирішити цю проблему, Cosmos запропонував багатошарову архітектуру, яка містить два типи блокчейнів: хаби (центральний ланцюг хабів) і зони (регіональний ланцюг).
**Зони — це звичайні ланцюжки додатків, а хаби — це блокчейни, спеціально розроблені для з’єднання зон між собою, головним чином для зв’язку між зонами. **Коли зона створює IBC-з’єднання з хабом, хаб може автоматично отримувати доступ (тобто надсилати й отримувати) до всіх підключених до нього зон. Ця структура значно зменшує складність зв’язку.
Крім того, слід зазначити, що Cosmos і Cosmos Hub — це дві абсолютно різні речі.Cosmos Hub — це лише один із ланцюжків, що існують в екосистемі Cosmos і в основному виступають емітентом і комунікаційним центром $ATOM. **Ви можете розуміти Hub як центр екосистеми, але насправді будь-яка мережа може стати Hub. Якщо Хаб стає центром екосистеми, це фактично суперечить початковому наміру Космосу. **Оскільки Космос по суті прагне до автономності кожного ланцюга та має абсолютний суверенітет. Якщо Хаб використовується як центр влади, тоді суверенітет більше не називається суверенітетом. Тому, розуміючи Hub, вам потрібно звернути особливу увагу на цей момент.
2. Ключові технології
2.1 IBC
IBC (Inter-Blockchain Communication), який є міжланцюговим зв’язком, дозволяє різнорідним ланцюгам передавати токени та дані один одному. В екосистемі Cosmos базова структура SDK однакова, і потрібно використовувати механізм консенсусу Tendermint. Однак гетерогенність все ще існує, оскільки ланцюги можуть мати різні функціональні можливості, варіанти використання та деталі реалізації всередині фреймворку.
Отже, як досягти зв'язку між різнорідними ланцюгами?
Це вимагає лише остаточності на рівні консенсусу. Миттєва завершеність означає, що поки більше ніж 1/3 валідаторів правильні, блок не розгалужується, гарантуючи, що транзакція є остаточною після створення блоку. Незалежно від відмінностей у прикладних випадках і консенсусу між гетерогенними ланцюжками, якщо гарантовано, що їхні рівні консенсусу відповідають остаточності, сумісність між ланцюгами визначатиметься уніфікованими правилами.
Нижче наведено базовий процес перехресного зв’язку.Припустімо, що ви хочете передати 10 $ATOM із ланцюга A до ланцюга B:
Трасування: кожен ланцюг запускає легкий вузол інших ланцюгів, тому кожен ланцюг може перевірити інші ланцюги.
З’єднання: спочатку заблокуйте 10 $ATOM у ланцюжку A, щоб користувачі не могли ними користуватися, і надішліть сертифікат блокування
Доказ блокування (реле): між ланцюгами AB є реле для надсилання доказу блокування
Перевірка: перевірте блоки ланцюга A на ланцюжку B. Якщо вони правильні, у ланцюжку B буде створено 10 $ATOM.
Наразі $ATOM у ланцюжку B не є справжнім $ATOM, а лише сертифікатом.$ATOM, заблокований у ланцюжку A, не можна використовувати, але той, що знаходиться в ланцюжку B, можна використовувати звичайним чином. Коли користувач використовує облікові дані на B, заблокований $ATOM у ланцюжку A також буде знищено.
Однак найбільша проблема, з якою стикається міжланцюгова комунікація, полягає не в тому, як представити дані одного ланцюга в іншому, а в тому, як впоратися з такими ситуаціями, як розгалуження ланцюга та реорганізація ланцюга.
Тому що кожен ланцюг у Cosmos є незалежним і автономним окремим ланцюжком зі своїм власним спеціальним верифікатором. Тому дуже ймовірно, що будуть розділи, які роблять зло.Наприклад, якщо ланцюг A передає повідомлення в ланцюг B, то вам потрібно заздалегідь перевірити валідатори ланцюга B, перш ніж вирішити, чи довіряти ланцюжку.
Наприклад, припустимо, що маленька червона крапка на зображенні представляє токен ETM, і всі користувачі в трьох розділах ABC хочуть використовувати EVMOS для запуску Dapps у розділах, оскільки передача активів здійснюється через міжланцюговий зв’язок. ETM.
Якщо в цей час розділ Ethermint запустить атаку подвійного витрачання, безсумнівно, це вплине на розділ ABC, але це буде обмежено лише цим. Решта мереж, не пов'язаних з ETM, не зазнають жодних атак.Це також гарантує Cosmos.Навіть якщо така шкідлива передача інформації відбудеться, це все одно не вплине на всю мережу.
2.2 Tendermint BFT
Cosmos використовує Tendermint BFT як базовий алгоритм консенсусу та механізм консенсусу Cosmos. Він об’єднує та упаковує базову інфраструктуру та рівень консенсусу блокчейну в універсальне рішення механізму та використовує технологію ABCI для підтримки інкапсуляції будь-якої мови програмування. Таким чином адаптується до базовий консенсусний рівень і мережа. **Тож розробники можуть вибирати будь-яку мову, яка їм подобається.
2.3 Cosmos SDK
Cosmos SDK — це модульна структура, запущена Cosmos, яка спрощує роботу зі створення Dapps на консенсусному рівні. Розробники можуть легко створювати конкретні додатки/ланцюжки без необхідності переписувати код для кожного модуля, що значно зменшує тиск на розробку та тепер дозволяє розробникам переносити додатки, розгорнуті на EVM, у Cosmos.
Джерело:
Крім того, блокчейни, побудовані з використанням Tendermint і Cosmos SDK, також створюють нові екосистеми та нові технології, які ведуть розвиток галузі, такі як Nym, ланцюжок конфіденційності, Celestia, яка забезпечує доступність даних, і так далі. Саме завдяки гнучкості та простоті використання, які надає Cosmos, розробники можуть зосередитися на інноваційних проектах без необхідності дублювати роботу.
2.4 Обліковий запис безпеки Interchain
1) Міжланцюгова безпека
Оскільки Cosmos відрізняється від екосистеми Ethereum, він має L1 і L2. Кожен ланцюжок додатків в екосистемі Cosmos дорівнює один одному, і немає прогресивного чи верхнього-нижнього зв’язку. Однак з цієї причини безпека між ланцюгами не така повна, як Ethereum. В Ethereum остаточність усіх транзакцій підтверджується Ethereum, успадковуючи базовий безпеку. Але як слід підтримувати безпеку для одного блокчейну, який створює власну безпеку?
Cosmos запустив Interchain Security, який, по суті, забезпечує спільну безпеку шляхом спільного використання великої кількості існуючих вузлів. Наприклад, монолітний ланцюг може ділитися набором вузлів перевірки з Cosmos Hub для створення нових блоків для монолітного ланцюга. Оскільки вузли обслуговують як Cosmos Hub, так і один ланцюг, вони можуть отримувати комісію та винагороду від обох ланцюгів.
Джерело:/tokenomics-dao/token-use-cases-part-1-atom-of-true-staking-token-5 fd 21 d 41161 e
Як показано на малюнку, транзакції, спочатку створені в ланцюжку X, генеруються вузлами X для перевірки. Якщо ви ділитеся вузлом із Cosmos Hub ($ATOM), транзакції, спочатку згенеровані в ланцюжку X, будуть перевірені та обчислені вузлами ланцюга Hub для створення нових блоків для X.
Логічно кажучи, вибір відносно зрілого ланцюга з великою кількістю вузлів, наприклад, ланцюга концентратора, є першим вибором для спільної безпеки. Тому що, якщо вони хочуть атакувати такий ланцюжок, зловмисники повинні мати велику кількість токенів $ATOM для застави, що збільшує складність атаки.
Мало того, механізм Interchain Security також значно зменшує перешкоди для створення нових ланцюжків. Загалом, якщо нова мережа не має особливо чудових ресурсів, їй, можливо, доведеться витратити багато часу на залучення валідаторів і розвиток екосистеми. Але в Cosmos, оскільки валідатори можна використовувати спільно з ланцюгом Hub, це значно зменшує тиск на новий ланцюг і прискорює процес розробки.
2) Interchain Account
В екосистемі Cosmos, оскільки кожен ланцюжок програм керується сам по собі, програми не можуть отримати доступ один до одного. Таким чином, Cosmos надає міжланцюжковий обліковий запис, який дозволяє користувачам отримувати прямий доступ до всіх ланцюжків Cosmos, які підтримують IBC, із Cosmos Hub, щоб користувачі могли отримати доступ до додатків ланцюга B у ланцюзі A для досягнення повної взаємодії.
2.Полькадот
Як і Cosmos, Polkadot прагне створити інфраструктуру, яка дозволяє розробникам вільно розгортати нові ланцюжки та досягати сумісності між ланцюжками.
1. Структурна основа
1.1 Ланцюг реле:
Ланцюг ретрансляції також можна назвати головним ланцюгом, який можна розуміти як сонце в Сонячній системі.Як основна частина всієї мережі, усі ланцюги розгалужень обертаються навколо нього. Як показано на малюнку, ланцюг ретрансляції (Relay Chain) пов’язаний з багатьма ланцюжками з різними функціями, такими як ланцюг транзакцій, ланцюг зберігання файлів, ланцюжок Інтернету речей тощо.
Джерело:/polkadot-network/polkadot-the-foundation-of-a-new-internet-e 8800 ec 81 c 7
Це рішення Polkadot для ієрархічного розширення. Один ланцюг ретрансляції з’єднується з іншим ланцюгом реле для досягнення необмеженої масштабованості. (Примітка: наприкінці червня цього року засновник Polkadot Гевін запропонував Polkadot 2.0, який може змінити погляд на розуміння Polkadot.)
1.2 Парачейн:
Ланцюг ретрансляції має кілька слотів Para-Chain, і параланцюг підключається до ланцюга реле через ці слоти, як показано на малюнку:
Джерело: om/cn/learn/slot-auction-cn
Однак, щоб отримати слот, парачейни-учасники повинні зробити ставку на $DOT. Після отримання слота парачейн може взаємодіяти з основною мережею Polkadot через цей слот і ділитися безпекою. Варто зазначити, що кількість слотів обмежена і буде поступово збільшуватися.Спочатку очікується, що вона підтримуватиме 100 слотів, і слоти будуть періодично перетасовуватися та розподілятися відповідно до механізму управління для підтримки активності парачейн-екології.
Парачейни, які отримують слоти, можуть користуватися спільною безпекою та міжланцюговою ліквідністю екосистеми Polkadot. У той же час паралельний ланцюг також повинен надавати певні переваги та внески в основну мережу Polkadot, наприклад, виконувати більшу частину обробки транзакцій у мережі.
1.3 Паралельні потоки:
Парапотоки — це ще один механізм обробки, подібний до парачейнів. Різниця полягає в тому, що парачейни мають слоти один за одним і мають спеціальні слоти, які можуть працювати безперервно без перерв. Але паралельні потоки стосуються спільного використання слота між паралельними потоками та використання цього слота по черзі для виконання. **
Коли паралельний потік отримує право використовувати слот, він може тимчасово працювати як парачейн, обробляючи транзакції, генеруючи блоки тощо. Але коли цей період часу закінчиться, слот має бути звільнений для використання іншими паралельними потоками.
Таким чином, паралельним потокам не потрібно заставляти активи на тривалий час. Їм потрібно лише сплачувати певну комісію під час придбання кожного періоду часу, тому можна сказати, що це метод оплати за використання слота. Звичайно, якщо парапотік отримує достатню підтримку та голоси, його можна оновити до парачейну та отримати фіксований слот.
У порівнянні з парачейнами паралельні потоки мають нижчу вартість і нижчий поріг входу для Polkadot, однак немає гарантії, коли ви зможете отримати право на використання слота, який не є стабільним. Отже, які з них більше підходять для тимчасового використання або тестування нових ланцюгів?Ті ланцюги, які сподіваються на стабільну роботу, ще потребують оновлення до парачейнів.
Міст адаптера 1.4:
Зв’язок між парачейнами може бути досягнутий лише через XCMP (буде представлено пізніше), і вони поділяють безпеку та той самий консенсус. То що, якщо це неоднорідний ланцюг?
Одна річ, яку тут слід зазначити, полягає в тому, що хоча фреймворк, наданий Substrate, робить усі ланцюги, пов’язані з екосистемою Polkadot, ізоморфними, з розвитком екосистеми неминуче з’являться деякі зрілі публічні ланцюги з великими системами, які бажають брати участь в екології. Якщо ви попросите їх передислокувати лише за допомогою Substrate, це практично неможливо. Отже, як реалізувати передачу повідомлень між різнорідними ланцюгами?
**Візьміть приклад із реального життя. Якщо ви хочете передати файли з телефону Apple на телефон Android через з’єднання, роз’єми відрізняються, тому вам потрібен конвертер для підключення. Це фактична роль моста передачі. **Це парачейн, який є посередником між ланцюгом ретрансляції та гетерогенним ланцюгом (зовнішнім ланцюгом). Смарт-контракти розгортаються на паралельному ланцюзі та гетерогенному ланцюзі, дозволяючи ланцюгу ретрансляції взаємодіяти із зовнішнім ланцюгом і досягати крос- ланцюгова функція.
2. Ключові технології
2.1 ДИТИНАДідусь
BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) — це механізм генерації блоків Polkadot. Простіше кажучи, він випадковим чином вибирає валідатори для створення нових блоків, і кожному валідатору призначається інший часовий інтервал. У цьому часовому інтервалі лише валідатори, призначені цьому інтервалу, можуть створювати блоки.
Додаткові інструкції:
Тимчасовий інтервал — це метод, який використовується для поділу часових рядів у механізмі генерації блоків блокчейну. Блокчейн буде розділено на часові інтервали, які з’являються через фіксовані проміжки часу. Кожен часовий інтервал представляє фіксований час блоку.
У межах кожного інтервалу часового інтервалу лише вузли, призначені цьому часовому інтервалу, можуть створювати блоки.
**Іншими словами, це ексклюзивний період часу. У періоді часу 1 валідатор 1, призначений цьому періоду часу 1, відповідає за створення блоків. Кожен валідатор має період часу і не може створювати блоки повторно. **
Перевагою цього є те, що випадковий розподіл максимізує справедливість, оскільки кожен має шанс бути розподіленим. А оскільки часовий проміжок відомий, кожен може підготуватися заздалегідь і несподіваної генерації блоку не буде.
Завдяки цьому випадковому методу генерації блоків забезпечується впорядкована та чесна робота екосистеми Polkadot. Тож як переконатися, що всі блоки приймають однаковий консенсус? Далі ми познайомимося з іншим механізмом Polkadot: Grandpa
Grandpa — це механізм для завершення блоків, який може вирішити проблему розгалуження, яка може виникнути через різні консенсуси, коли BABE створює блоки. Наприклад, вузол 1 і вузол BABE створили різні блоки одночасно, що призвело до розгалуження. У цей час у гру вступить Дідусь, який запитає всіх валідаторів: Який ланцюжок на вашу думку кращий?
Валідатори переглянуть обидва ланцюги та проголосують за той, який вони вважають кращим. Ланцюжок, який набере найбільшу кількість голосів, зрештою буде підтверджений дідусем і стане останнім ланцюжком. Відхилений ланцюжок буде залишено.
Таким чином, дідусь схожий на «дідуся» всіх валідаторів, відіграючи роль особи, яка приймає остаточне рішення, усуваючи ризик форків, які може принести BABE. Це дозволяє Blockchain завершити ланцюжок, з яким усі погоджуються.
Підводячи підсумок, BABE відповідає за випадкове виробництво блоків, а дідусь відповідає за вибір остаточного ланцюжка. Вони працюють разом, щоб забезпечити безпечну роботу екосистеми Polkadot.
2.2 Субстрат
Substrate — це фреймворк розробки, написаний мовою Rust, із базовими розширюваними компонентами, наданими FRAME, що дозволяє Substrate підтримувати різноманітні варіанти використання. Будь-який блокчейн, створений із використанням Substrate, не лише нативно сумісний із Polkadot, але й може спільно використовувати безпеку та працювати одночасно з іншими паралельними ланцюжками.Він також підтримує розробників у створенні власних ексклюзивних механізмів консенсусу, моделей управління тощо та постійно змінюється відповідно до потреб. розробників.
Крім того, Substrate забезпечує велику зручність під час самостійного оновлення, оскільки він є незалежним модулем під час виконання та може бути відокремлений від інших компонентів. Таким чином, цей запущений модуль можна безпосередньо замінити під час оновлення функцій. Як парачейн, який поділяє консенсус, якщо мережа та консенсус синхронізовані з ланцюгом ретрансляції, робочу логіку можна оновлювати безпосередньо без необхідності хардфорку.
2,3 XCM
Якщо ви можете пояснити XCM одним реченням, це буде: **Формат міжланцюгового зв’язку, який дозволяє взаємодіяти між різними блокчейнами. **
Наприклад, Polkadot має багато парачейнів. Якщо парачейн A хоче спілкуватися з парачейном B, йому потрібно запакувати інформацію у форматі XCM. **XCM схожий на мовний протокол. Якщо кожен використовує цей протокол для спілкування, вони зможуть спілкуватися без бар’єрів. **
Формат XCM (Cross-Consensus Message Format) — це стандартний формат повідомлень, який використовується для перехресного зв’язку в екосистемі Polkadot, і з нього походять три різні методи доставки повідомлень:
XCMP (межланцюгова передача повідомлень): розробляється. Повідомлення можна передавати безпосередньо або пересилати через ланцюг ретрансляції, причому пряма передача є швидшою, а пересилання через ланцюг ретрансляції є більш масштабованим, але збільшує затримку.
HRMP/XCMP-lite (горизонтальна релейна маршрутизація повідомлень): використовується. Це спрощена альтернатива XCMP. Усі повідомлення зберігаються в ланцюжку ретрансляції та наразі виконує основну роботу між ланцюжками обміну повідомленнями.
VMP (вертикальний обмін повідомленнями): у розробці. Це протокол для вертикальної передачі повідомлень між ланцюгами ретрансляції та паралельними ланцюгами. Повідомлення зберігаються в ланцюзі ретрансляції та аналізуються ланцюгом ретрансляції перед передачею.
Наприклад, оскільки формат XCM містить різноманітну інформацію, таку як сума активів, які потрібно передати, рахунок отримувача тощо. Під час надсилання повідомлення канал HRMP або ланцюг ретрансляції доставить це повідомлення у форматі XCM. Після того, як інший паралельний ланцюг отримає повідомлення, він перевірить, чи правильний формат, потім проаналізує вміст повідомлення, а потім виконає згідно з інструкціями в повідомленні, наприклад, перекаже активи на призначений обліковий запис. Таким чином, крос- ланцюгова взаємодія досягнута, і два ланцюги успішні.
Комунікаційні мости, такі як XCM, дуже важливі для багатоланцюгових екосистем, таких як Polkadot.
Зрозумівши Cosmos і Polkadot, я вважаю, що маю розуміння їх бачення та структури. Отже, далі ми детально пояснимо, що таке рішення Stack, запущені ETH L2s?
三. стек OP
1. Структурна основа
Згідно з офіційною документацією, OP Stack складається з серії компонентів і підтримується OP Collective. Спочатку він з’являється у формі програмного забезпечення за основною мережею, а нарешті з’являється у формі суперланцюга Optimism та його управління. L2, розроблений за допомогою OP Stack, може спільно використовувати рівні безпеки, зв’язку та загальний стек розробки. І розробники можуть вільно налаштовувати ланцюжок для обслуговування будь-якого конкретного випадку використання блокчейну.
З малюнка ми можемо зрозуміти, що всі гіперланцюжки OP Stack спілкуватимуться через суперланцюговий міст OP Bridge і використовуватимуть Ethereum як базовий консенсус безпеки для побудови суперланцюжка L2 і розділення внутрішньої структури кожного гіперланцюга. Для:
**1) Рівень доступності даних: **Ланцюжки, які використовують OP Stack, можуть використовувати цей модуль доступності даних для отримання вхідних даних. Оскільки всі ланцюжки отримують дані з цього рівня, цей рівень має значний вплив на безпеку. Якщо певну частину даних не можна отримати з нього, можливо, не буде можливості синхронізувати ланцюжок.
Як видно з цього малюнка, OP Stack використовує Ethereum і EIP-4844.Іншими словами, він по суті використовує блокчейн Ethereum для доступу до даних.
**2) Рівень секвенування: **Секвенсор визначає, як збирати транзакції користувача та публікувати їх на рівні доступності даних, які обробляються за допомогою єдиного спеціального секвенсора в стеку OP. Однак це може призвести до того, що сортувальник не зможе зберігати транзакції надто довго. У майбутньому OP Stack буде модульувати сортувальник, щоб ланцюжок міг легко змінювати механізм сортувальника.
На малюнку ви бачите один секвенсер і мультисеквенсор. Один секвенсер дозволяє будь-кому діяти як секвенсер у будь-який час (вищий ризик). Мультисеквенсор вибирається із попередньо визначеного набору можливих учасників. виберіть. Потім, якщо ви виберете кілька секвенсорів, кожен ланцюжок, розроблений на основі OP Stack, можна буде вибрати явно.
3) Рівень деривації: Цей рівень визначає, як обробляти оброблені вхідні дані для забезпечення доступності даних і передавати їх на рівень виконання через API Ethereum. Як видно на малюнку, стек OP складається з Rollup та Indexer.
**4) Рівень виконання: **Цей рівень визначає структуру стану в системі OP Stack. Коли API двигуна отримує вхідні дані від похідної системи, запускається перехід стану. На малюнку видно, що під стеком OP виконавчим рівнем є EVM. Однак у дещо модифікованій версії він також може підтримувати інші типи віртуальних машин.Наприклад, Pontem Network планує використовувати OP Stack для розробки Move VM L2.
**5) Рівень розрахунків: **Як випливає з назви, він використовується для обробки виведення активів із блокчейну, але таке виведення вимагає підтвердження статусу цільового ланцюжка сторонньому ланцюжку, а потім обробки активи за статусом. Суть полягає в тому, щоб дозволити сторонньому ланцюжку зрозуміти статус цільового ланцюга.
Після публікації та завершення транзакції на відповідному рівні доступності даних транзакція також завершується в ланцюжку стеку OP. Його більше не можна змінити або видалити без руйнування основного рівня доступності даних. Можливо, транзакція ще не була прийнята розрахунковим рівнем, оскільки розрахунковий рівень повинен мати можливість перевірити результат транзакції, але сама транзакція вже є незмінною.
Це також механізм для гетерогенних ланцюжків. Гетерогенні ланцюги мають різні механізми розрахунків. Тому в OP Stack рівень розрахунків доступний лише для читання, що дозволяє гетерогенним ланцюгам приймати рішення на основі статусу OP Stack.
На цьому рівні ми бачимо, що OP Stack використовує перевірку помилок у OP Rollup. Заявники можуть запропонувати дійсний статус, який вони оскаржують, і якщо протягом певного часу не буде доведено, що він неправильний, він автоматично вважатиметься правильним.
**6) Рівень керування: **Як видно на зображенні, мультипідпис + маркери $OP використовуються для керування в стеку OP. Зазвичай мультипідпис використовується для управління оновленням компонентів системи Stack Операції будуть виконуватись, коли в підписанні беруть участь усі учасники. Власники токенів $OP можуть голосувати за DAO спільноти для участі в управлінні.
**OP Stack схожий на комбінацію Cosmos і Polkadot. Він може вільно налаштовувати ексклюзивні ланцюжки, як Cosmos, а також може ділитися безпекою та консенсусом, як Polkadot. **
2. Ключові технології
2.1 OP Rollup
OP Rollup забезпечує безпеку через проблеми з доступністю даних і дозволяє паралельно виконувати транзакції. Нижче наведено конкретні кроки впровадження:
Користувач ініціює транзакцію на L2
Секвенсор пакує та обробляє пакетами, а потім синхронізує оброблені дані транзакції та новий кореневий стан зі смарт-контрактом, розгорнутим на L1 для перевірки безпеки. Слід зазначити, що коли Sequencer обробляє транзакцію, він також генерує власний корінь стану та синхронізує його з L1.
Після перевірки L1 повертає дані та корінь статусу на L2, і статус транзакції користувача надійно перевіряється та обробляється.
На даний момент OP Rollup вважає корінь стану, згенерований Sequencer, оптимістичним і правильним. Відкриється часове вікно для верифікатора, щоб перевірити, чи корінь стану, згенерований секвенсором, відповідає кореню стану транзакції.
Якщо протягом часового вікна немає валідатора для перевірки, транзакція автоматично вважатиметься правильною. Якщо буде підтверджено зловмисне шахрайство, секвенсор, який обробляє транзакцію, буде покараний відповідним чином.
2.2 Міжланцюгове перемикання
a) Так само, як обмін повідомленнями L2
Оскільки OP Rollup використовує перевірку помилок, транзакція має дочекатися завершення виклику. Цей процес займає багато часу, а користувачі мають низький досвід роботи. Однак ZKP (підтвердження з нульовим знанням) є дорогим і схильним до помилок, і впровадження пакетного ZKP займе деякий час.
**Тому, щоб вирішити проблему зв’язку між гіперланцюжками L2 OP, OP Stack запропонував модульне підтвердження: використовуючи дві системи підтвердження для одного ланцюжка, розробники, що створюють стеки L2, можуть вільно вибирати будь-який тип мосту. **
Наразі OP передбачає:
Високий рівень безпеки, велика затримка та запобігання помилкам (стандартний міст високого рівня безпеки)
Низький рівень безпеки, захист від помилок із низькою затримкою (короткий період перевірки для досягнення низької затримки)
Низький рівень безпеки, низька затримка перевірки дійсності (використовуйте довірений ланцюжок перевірки замість ZKP)
Підтвердження дійсності з високим рівнем безпеки та малою затримкою (коли ZKP буде готовий)
Розробники можуть вибрати напрямок з’єднання відповідно до потреб своїх ланцюжків. Наприклад, для активів високої вартості вони можуть вибрати з’єднання з високим рівнем безпеки... Різноманітні технології з’єднання дозволяють ефективно переміщувати активи та дані між різними ланцюгами.
b) Міжланцюгові транзакції
Традиційні міжланцюгові транзакції завершуються асинхронно, що означає, що транзакція може бути виконана не повністю.
OP Stack запропонував ідею спільного сортувальника для цього типу задач. Наприклад, якщо користувач хоче здійснити міжланцюговий арбітраж, то, спільним використанням секвенсора в ланцюжках A та B, він може досягти консенсусу щодо часу транзакції. Комісія буде сплачена лише після того, як транзакції будуть завантажені в ланцюга, і секвенсори з обох сторін розподіляють ризик.
c) Транзакція гіперпосилання
Оскільки доступність даних Ethereum L1 недостатньо масштабована (ємність обмежена), публікувати транзакції в суперланцюжку неможливо.
Тому в OP Stack пропонується використовувати протокол Plasma для розширення обсягу даних, до яких може отримати доступ ланцюжок OP, що може замінити DA (доступність даних), щоб доповнити більше даних L1. Доступність даних транзакцій відключається в ланцюжку Плазми, а зобов’язання щодо даних записуються лише на рівні L1, що значно покращує масштабованість.
4. ЗК Стек
1. Структурна основа
ZK Stack — це набір модульних кодів із відкритим вихідним кодом, які можна компонувати, побудованих на тій самій базовій технології (ZK Rollup), що й zkSync Era, що дозволяє розробникам налаштовувати власні гіперпосилання L2 і L3, керовані ZK.
Оскільки ZK Stack є безкоштовним і відкритим кодом, розробники можуть вільно налаштовувати гіперпосилання відповідно до своїх потреб. Незалежно від того, чи ви обираєте мережу рівня 2, що працює паралельно з zkSync Era, чи мережу рівня 3, що працює поверх неї, можливості налаштування будуть широкими.
Відповідно до Matter Labs, творці користуються повною автономією, щоб налаштовувати та формувати кожен аспект ланцюга, від вибору моделі доступності даних до використання власного децентралізованого впорядника токенів проекту.
Звичайно, ці гіперланцюги ZK Rollup працюють незалежно, але покладаються лише на Ethereum L1 для безпеки та перевірки.
Джерело: документ zkSync
Як видно з малюнка, кожне гіперпосилання має використовувати механізм zkEVM zkSync L2 для спільного використання безпеки. Кілька ланцюжків ZKP працюють одночасно, а докази блоків агрегуються на рівні розрахунків L1. Як і блоки стекування, його можна постійно розширювати, щоб створити більше L3, L4...
2. Ключові технології
1）ZK Rollup
Нижній рівень ZK Stack використовує ZK Rollup як основну технологію. Нижче наведено основний процес користувача:
Користувачі надсилають власні транзакції, а Sequencer збирає транзакції в упорядковані пакети, самостійно генерує сертифікати дійсності (STARK/SNARK) і оновлює статус. Оновлений статус буде передано в смарт-контракт, розгорнутий на L1, і перевірено. Якщо перевірку пройдено, статус ресурсу рівня L1 також буде оновлено. Перевага ZK Rollup полягає в тому, що він має можливість виконувати математичну перевірку за допомогою доказу з нульовим знанням, що є вищим з точки зору технології та безпеки.
2) Міст гіперпосилань
Як показано на структурній основі вище, ZK Stack може досягти бездротового розширення та постійно генерувати L3, L4 тощо. Отже, як слід досягти взаємодії між гіперпосиланнями?
**ZK Stack представляє гіперланцюжковий міст. Розгортаючи смарт-контракт спільного мосту на L1, він перевіряє підтвердження Merkle транзакцій, що відбуваються в гіперланцюжку. По суті, це те саме, що ZK Rollup, за винятком того, що він відрізняється від оригінального L2. -L1 Став з L3-L2. **
ZK Stack підтримує смарт-контракти в кожному гіперланцюжку та асинхронно викликає один одного в усіх ланцюжках. Користувачі можуть швидко передавати свої активи безпечним способом протягом декількох хвилин без будь-яких додаткових витрат. Наприклад, щоб обробити повідомлення за гіперпосиланням-одержувачем B, гіперпосилання-відправник A має завершити свій статус до самого раннього гіперпосилання, у якому A і B є спільними. Тож на практиці затримка зв’язку Hyperbridge становить лише лічені секунди, Hyperchain може завершувати блоки за секунду та бути дешевшим.
І не тільки це, але оскільки L3 може використовувати переваги технології стиснення, доказ упакований. L2 додатково розширить упаковку, таким чином сформувавши більш значний коефіцієнт стиснення та нижчу вартість (рекурсивне стиснення), що може забезпечити надійну, швидку (протягом кількох хвилин) і дешеву (вартість однієї транзакції) транскордонну взаємодію транзакцій.
5. Багатокутник 2.0
Polygon — це спеціальне рішення L2, технічно L1, як бічний ланцюг Ethereum. Команда Polygon нещодавно оголосила про план Polygon 2.0, який допоможе розробникам створювати власні ланцюги ZK L2 за допомогою ZK та об’єднувати їх за допомогою нового протоколу міжланцюгової координації, створюючи відчуття, що вся мережа використовує один ланцюг.
Polygon 2.0 прагне підтримувати необмежену кількість ланцюжків, і міжланцюгові взаємодії можуть відбуватися безпечно та миттєво без додаткових припущень щодо безпеки чи довіри, забезпечуючи необмежену масштабованість та єдину ліквідність.
1. Структурна основа
Джерело: Polygon Blog
Polygon 2.0 складається з 4 рівнів протоколу:
1) Шар застави
Рівень застави — це протокол на основі PoS (Proof of Stake), який використовує заставу $MATIC для досягнення децентралізованого управління для ефективного керування валідаторами та підвищення ефективності майнерів.
Як видно з малюнка, Polygon 2.0 пропонує менеджер валідатора та менеджер ланцюга на рівні застави.
Менеджер валідатора: це загальнодоступний пул валідаторів, який керує всіма ланцюжками Polygon 2.0. Включно з реєстрацією верифікаторів, запитів на заставу, запитів на звільнення від застави... це можна уявити як адміністративний відділ перевіряючих.
Менеджер ланцюга: використовується для керування набором валідаторів кожного ланцюжка Polygon 2.0. У порівнянні з першим, він більше зосереджений на управлінні верифікацією ланцюга, оскільки кожен ланцюжок Polygon має свій контракт Chain Manager, на відміну від менеджера валідатора. Державна служба. В основному він зосереджений на кількості валідаторів у відповідному ланцюжку (пов’язаних із рівнем децентралізації), додаткових вимогах до валідаторів, інших умовах тощо.
Рівень стейкингу вже сформулював основну структуру відповідних правил для кожного ланцюжка, і розробникам залишається лише зосередитися на розробці власних ланцюжків.
Джерело: Polygon Blog
2) Рівень сумісності
Протоколи крос-ланцюга мають вирішальне значення для сумісності всієї мережі. Кожне рішення гіперланцюга має продовжувати вдосконалювати те, як безпечно та безперешкодно здійснювати обмін повідомленнями між мережами.
Наразі Polygon використовує два контракти, агрегатор і чергу повідомлень, для підтримки.
Черга повідомлень: в основному змінено та оновлено для існуючого протоколу Polygon zkEVM. Кожен ланцюжок Polygon підтримує локальну чергу повідомлень у фіксованому форматі, і ці повідомлення включаються в доказ ZK, створений ланцюгом. Після перевірки ZK-доказу в Ethereum будь-яке повідомлення з цієї черги може бути безпечно використано його ланцюгом отримання та адресою.
Агрегатор: Агрегатор існує в надії надавати більш ефективні послуги між мережею Polygon і Ethereum. Наприклад, кілька доказів ZK об’єднуються в один доказ ZK і надсилаються в Ethereum для перевірки, щоб зменшити витрати на зберігання та підвищити продуктивність.
Після того, як агрегатор прийме підтвердження ZK, приймальний ланцюжок може почати оптимістично приймати повідомлення, оскільки всі приймальні ланцюжки вірять у підтвердження ZK, таким чином досягаючи безперебійної доставки повідомлень тощо.
3) Рівень виконання
Рівень виконання дозволяє будь-якому ланцюжку Polygon генерувати пакети впорядкованих транзакцій, які також називаються блоками. Більшість блокчейн-мереж (Ethereum, Bitcoin тощо) використовують його в подібному форматі.
Рівень виконання має кілька компонентів, наприклад:
Консенсус: консенсус, який дозволяє валідаторам досягти консенсусу
Mempool: збирайте транзакції, надіслані користувачами, і синхронізуйте їх між валідаторами. Користувачі також можуть переглядати статус своїх транзакцій у mempool.
P2P: дозволяє валідаторам і повним вузлам виявляти один одного й обмінюватися повідомленнями;
...
З огляду на те, що цей рівень є комерційним, але відносно складним для реалізації, існуючі високопродуктивні реалізації (такі як Erigon) слід повторно використовувати, де це можливо.
4) Доказовий рівень
Рівень доказів генерує докази для кожного багатокутника. Це високопродуктивний гнучкий протокол ZK proof, який зазвичай містить такі компоненти:
Common Prover: високопродуктивний ZK-прувер, який забезпечує чистий інтерфейс і розроблений для підтримки будь-якого типу транзакцій, тобто формат кінцевого автомата.
Конструктор кінцевого автомата: структура для визначення кінцевих автоматів і використовується для створення початкового Polygon zkEVM. Фреймворк абстрагує складність механізму перевірки та спрощує його до простого у використанні модульного інтерфейсу, що дозволяє розробникам налаштовувати параметри та створювати власні великомасштабні кінцеві машини.
Кінцевий автомат: моделювання середовища виконання та формату транзакцій, які перевіряє перевірка. Кінцевий автомат може бути реалізований за допомогою конструктора, описаного вище, або його можна повністю налаштувати, наприклад, за допомогою Rust.
2. Ключові технології
Джерело: Polygon Blog
1) zkEVM validium
В оновленні Polygon 2.0 команда оновила його до валідіуму zkEVM, зберігши оригінальний POS Polygon.
Джерело: Polygon Blog
Згідно з простою науково-популярною версією, Validium і Rollup є рішеннями рівня 2, і їх мета полягає в тому, щоб розширити пропускну здатність Ethereum і скоротити час транзакції. Порівняйте два:
Rollup пакує багато транзакцій, а потім надсилає їх до основного ланцюга Ethereum як пакет, використовуючи Ethereum для публікації даних транзакцій і перевірки підтвердження, таким чином повністю успадковуючи його безпрецедентну безпеку та децентралізацію. Однак публікація даних транзакцій в Ethereum є дорогою та обмежує пропускну здатність.
Validium не потрібно надсилати всі дані транзакцій до основного ланцюжка. Він використовує докази з нульовим знанням (ZKP), щоб довести, що транзакції є дійсними, а дані транзакцій надаються поза мережею. захищаючи конфіденційність користувачів. Однак Validium вимагає довіри до середовища виконання, яке є відносно централізованим.
Можна зрозуміти, що Validium — це зведений пакет із меншою вартістю та кращою масштабованістю. Однак принцип роботи Polygon zkEVM (механізм Polygon POS) до оновлення був (ZK) Rollup, і він також досяг значних результатів. Лише за 4 місяці з моменту запуску його TVL зросла до 33 мільйонів доларів США.
Джерело: Defilama
У довгостроковій перспективі вартість генерації доказів для zkEVM на основі Polygon PoS може стати перешкодою для майбутнього розширення. Незважаючи на те, що команда Polygon наполегливо працювала над зниженням вартості Batch, її вдалося знизити до надзвичайно вражаючої цифри: доведено, що вартість 10 мільйонів транзакцій становить лише 0,0259 доларів США. Але Vailidium коштує дешевше, то чому б не використовувати його?
Polygon офіційно опублікував документи. У майбутніх версіях **Validium візьме на себе попередню роботу POS, зберігаючи при цьому POS. Основна роль його верифікатора POS полягає в забезпеченні доступності даних і сортуванні транзакцій. **
Оновлений zkEVM Validium забезпечить дуже високу масштабованість і дуже низьку вартість. Оскільки він дуже підходить для програм із великим обсягом транзакцій і низькою комісією за транзакції, таких як Gamefi, Socialfi та DeFi тощо. Для розробників не потрібно жодних операцій. Їм потрібно лише оновити разом із основною мережею, щоб завершити оновлення Validium.
2) зведення zkEVM
Наразі Polygon PoS (незабаром буде оновлено до Polygon Validium) і Polygon zkEVM Rollup є двома публічними мережами екосистеми Polygon. Це залишиться так і після оновлення з додатковою перевагою обох мереж, які використовують передову технологію zkEVM, одну як агрегацію, а іншу як перевірку.
Polygon zkEVM Rollup вже забезпечує найвищий рівень безпеки, але ціною дещо вищої вартості та обмеженої пропускної здатності. Однак він добре підходить для додатків, які обробляють транзакції великої вартості та надають пріоритет безпеці, наприклад, дорогих DeFi Dapps.
六. Орбітальне рішення
Наразі Arbitrum є найважливішою публічною мережею L2. З моменту запуску в серпні 2021 року її TVL перевищив 5,1 мільярда доларів США, і як провідна L2 вона займає майже 54% частки ринку.
Арбітрум випустив версію Orbit у березні цього року, до цього Арбітрум випустив серію екологічних продуктів:
Arbitrum One: перший і основний зведений пакет екосистеми Arbitrum.
Arbitrum Nova: це друге згортання основної мережі Arbitrum, орієнтоване на проекти, які є економічно чутливими та мають високі вимоги до обсягу транзакцій.
Arbitrum Nitro: це стек технологічного програмного забезпечення, на якому працює Arbitrum L2, що робить Rollup швидшим, дешевшим і більш сумісним з EVM.
Arbitrum Orbit: платформа розробки для створення та розгортання L3 в основній мережі Arbitrum.
Сьогодні ми зосередимося на Arbitrum Orbit.
1. Структурна основа
Спочатку, якщо розробники хотіли використовувати Arbitrum Orbit для створення мережі L2, вони повинні були спочатку опублікувати пропозицію, за яку голосував Arbitrum DAO. Якщо вона була прийнята, була б створена нова мережа L2. Однак для розробки L3, 4, 5... на L2 не потрібен дозвіл. Будь-хто може надати структуру без дозволу для розгортання налаштованих ланцюжків на Arbitrum L2.
Джерело: Whitepaper
Як бачите, Arbitrum Orbit також прагне дозволити розробникам налаштувати власний ланцюжок Oribit L3 на основі рівня 2, наприклад Arbitrum One, Arbitrum Nova або Arbitrum Goerli. Розробники можуть налаштувати угоду про конфіденційність, ліцензію, економічну модель токенів, управління спільнотою тощо цього ланцюжка, надаючи розробникам максимальну автономію.
Серед них варто відзначити те, що Oribit дозволяє ланцюжку L3 використовувати токен цього ланцюга як одиницю розрахунку комісії, тим самим ефективно розвиваючи власну мережу.
2. Ключові технології
1）Зведення AnyTrust
Ці два протоколи підтримують відповідно Arbitrum One і Arbitrum Nova. Як було вказано раніше, Arbitrum One — це зведення основної основної мережі; Arbitrum Nova — друге зведення основної мережі, але воно підключено до протоколу AnyTrust. Його можна запровадити, запровадивши «безпеку» припущення» (Trust Assumption), щоб прискорити розрахунки та зменшити витрати.
Серед них Arbitrum Rollup є OP Rollup, тому без додаткових пояснень ми проведемо детальний аналіз протоколу AnyTrust.
Протокол AnyTrust в основному керує доступністю даних і схвалений низкою сторонніх організацій, таких як DAC (Комітет з доступності даних). А завдяки введенню «припущень щодо безпеки» трансакційні витрати значно зменшуються. Ланцюжок AnyTrust працює на Arbitrum One як сайдчейн, з нижчими витратами та вищою швидкістю транзакцій.
Отже, що ж таке «припущення довіри»? Чому його існування зменшує транзакційні витрати та вимагає менше довіри?
Відповідно до офіційної документації Arbitrum, ланцюг AnyTrust керується комітетом вузлів і використовує мінімальні припущення, щоб визначити, скільки членів комітету є чесними. Наприклад, скажімо, комітет складається з 20 осіб, і передбачається, що принаймні 2 члени є чесними. Порівняно з BFT, яка вимагає від ⅔ членів бути чесними, AnyTrust знижує поріг довіри до мінімуму.
У транзакції, оскільки комітет обіцяє надати дані транзакції, вузлу не потрібно записувати всі дані транзакції L2 на L1, а потрібно лише записати хеш-значення партії транзакції, що може значно заощадити кошти зведення.. Ось чому ланцюг AnyTrust може зменшити транзакційні витрати.
Щодо питання довіри, як згадувалося раніше, передбачається, що лише 2 із 20 членів є чесними, і це припущення вірне. Поки 19 із 20 членів комітету підпишуть, що підтверджують правильність угоди, її можна безпечно виконати. Тоді навіть якщо член, який не підписав, є чесним, один із 19 членів, які підписали, має бути чесним.
Що нам робити, якщо учасники не підписують або велика кількість учасників відмовляється співпрацювати, через що він не функціонує належним чином? Ланцюжок AnyTrust все ще може працювати, але він повернеться до вихідного протоколу Rollup, а дані все ще публікуються в Ethereum L1. Коли комітет запрацює належним чином, ланцюжок знову переключиться на більш дешевий і швидкий режим.
Aribtrum запустив цей протокол, сподіваючись задовольнити потреби додатків, які вимагають високої швидкості обробки та низької вартості, таких як поле Gamefi.
2）Нітро
Nitro — остання версія технології Arbitrum, основним елементом якої є Prover, який виконує традиційний інтерактивний доказ шахрайства на Arbitrum через код WASM. І всі його компоненти готові. Arbitrum завершив оновлення наприкінці серпня 2022 року, плавно перенісши/оновивши існуючий Arbitrum One до Aribitrum Nitro.
Nitro має такі особливості:
Двоетапна обробка транзакцій: транзакції користувача спочатку інтегруються в єдину впорядковану послідовність, а потім Nitro надсилає послідовність, послідовно обробляє транзакції та досягає детермінованих переходів між станами.
Geth: Nitro використовує найбільш підтримуваний клієнт Ethereum Geth (go-ethereum) для підтримки структури даних, формату та віртуальної машини Ethereum, що робить його більш сумісним з Ethereum.
Окреме виконання та перевірка: Nitro бере той самий вихідний код і компілює його двічі, один раз у власний код для виконання транзакцій у вузлах Nitro, а потім у WASM для перевірки.
OP Rollup з інтерактивними доказами шахрайства: Nitro використовує OP Rollups, включаючи перші у своєму роді інтерактивні докази шахрайства Arbitrum, для розрахунків за транзакціями в ланцюжку Ethereum рівня 1.
Ці функції Oribit забезпечують технічну підтримку для сценаріїв використання Arbitrum L3 і L 4. Arbitrum може залучити розробників, які шукають можливості настроювання, для створення власних налаштованих ланцюжків.
七. Стек Starknet
Співзасновник StarkWare Елі Бен-Сассон заявив на конференції EthCC у Парижі, що незабаром Starknet запустить Starknet Stack, який дозволить будь-якій програмі розгортати власний ланцюжок програм Starknet без дозволу.
Такі ключові технології, як підтвердження STARK у Starknet, мова програмування Cairo та абстракція рідного облікового запису, забезпечують потужну гарантію швидкого розвитку Starknet. Коли розробники використовують Stack для налаштування власного ланцюжка додатків Starknet, його можна масштабувати та вільно налаштовувати, що може значно збільшити пропускну здатність мережі та зменшити перевантаження основної мережі.
Хоча Starknet наразі є лише попередньою ідеєю, офіційні технічні документи ще не оприлюднені. Однак Madara Sequencer і LambdaClass розробляються відповідно як компоненти Sequencer і Stack, сумісні зі Starknet, щоб краще адаптуватися до Starknet. Офіційні особи також наполегливо працюють над майбутнім стеком Starknet, включаючи розробку повних вузлів/механізмів виконання/перевірки та інших компонентів.
Варто зазначити, що нещодавно StarkNet подала пропозицію «Простий децентралізований протокол», сподіваючись змінити поточний статус поточного одноточкового секвенсора операцій L2s. Ethereum децентралізований, але L2 – ні, і його дохід від MEV робить Sequencer поганим.
StarkNet перерахував деякі рішення в пропозиції, наприклад:
Ставки L1 і вибори лідера: члени спільноти можуть робити ставки на Ethereum без дозволу приєднуватися до колекції Staker. Потім на основі колективного розподілу активів і випадкового числа в ланцюжку L1 випадковим чином обирається група Стакерів як Лідер, відповідальний за створення блоку Епохи. Це не тільки знижує поріг для користувачів Staker, але його випадковість також може ефективно запобігти сірому доходу MEV.
Механізм консенсусу L2: заснований на Tendermint, візантійському механізмі консенсусу, що підтверджує консенсус, у якому Leader бере участь як вузол. Після підтвердження консенсусу він виконується Voter, а Proposer викликає Prover для створення ZKP.
Крім того, існують плани щодо сертифікації ZK, оновлення статусу L1 тощо, у поєднанні з попередньою великою ініціативою щодо підтримки спільноти для використання коду Prover без дозволу, пропозиція StarkNet спрямована на вирішення проблеми відсутності децентралізації L2 і спроби збалансувати неузгодженість блокчейну Можливо проблема трикутника дійсно помітна.
У цьому розділі, завдяки технічному поясненню CP та основних стеків рівня 2, ми можемо виявити, що поточне рішення стеку рівня 2 може ефективно вирішити проблему розширення Ethereum, але воно також приносить низку проблем і проблем, особливо в термінах сумісності. Технологія стекового рішення L2 не настільки зріла, як CP. Навіть технічну концепцію CP три-чотири роки тому все ще варто вчитися на поточних L2. Тож на технічному рівні поточний CP все ще значно перевершує рівень 2. Однак одних тільки передових технологій недостатньо. У наступній другій статті ми обговоримо відповідні переваги, недоліки та характеристики стеків CP і L2 з точки зору вартості маркера та екологічного розвитку, щоб покращити перспективу читачів.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Cosmos, Polkadot VS Layer2 Stacks Chapter (1)
Вступ
Нещодавно Optimism на чолі з ETH Layer 2, а також zkSync, Polygon, Arbitrum і StarkNet запустили власні рішення Stack, усі вони мають на меті створити набір модульних кодів з відкритим кодом, які дозволяють розробникам налаштовувати свій власний рівень 2.
Як ми всі знаємо, поточний Ethereum відомий низькою продуктивністю та високим газом. Поява рівня 2, такого як OP та zkSync Era, вирішила ці проблеми. Однак незалежно від того, чи розгортається він на віртуальній машині EVM чи на рівні 2, по суті, існує проблема «сумісності». Це не лише базовий код Dapp, який має бути сумісний із EVM, а й суверенітет Dapp.
Перша частина — це рівень коду. Оскільки EVM має піклуватися про різні типи програм, розгорнутих на ньому, його було оптимізовано для середнього користувача, щоб врахувати всі типи користувачів. Але він не такий дружній до розгорнутих на ньому Dapps.Наприклад, додатки Gamefi приділятимуть більше уваги швидкості та продуктивності; користувачі Socialfi можуть приділяти більше уваги конфіденційності та безпеці. Однак через єдину природу EVM Dapp має відмовитися від дечого, а саме від сумісності на рівні коду.
Друга частина — це рівень суверенітету. Оскільки всі Dapps спільно використовують інфраструктуру, виникли дві концепції: керування додатками та базове керування. Управління додатками, безсумнівно, підпорядковується базовому керуванню. Специфічні потреби деяких Dapp вимагають оновлення через базову EVM. для підтримки, тому Dapp не має суверенітету. Наприклад, нові функції Uniswap V4 вимагають, щоб основний EVM підтримував Transient Storage та покладався на EIP-1153, який буде додано до оновлення Cancun.
Щоб вирішити вищезазначені проблеми низької продуктивності обробки Ethereum L1 і проблеми суверенітету, були створені Cosmos (2019) і Polkadot (2020). Обидва сподіваються допомогти в розробці та створенні власних налаштованих ланцюжків, дозволяючи блокчейн Dapps оволодіти суверенною автономією, досягти високопродуктивної сумісності крос-ланцюгів і реалізувати мережу сумісності з повним ланцюгом.
Сьогодні, через 4 роки, L2s також запустили власні мережеві рішення з гіперпосиланнями, від OP Stack до ZK Stack, до Polygon 2.0, Arbitrum Orbit і, нарешті, StarkNet, щоб не відставати, запустив концепцію Stack.
Які зіткнення та іскри відбуватимуться між піонером повної мережі CP (Cosmos Polkadot) і L2? Щоб надати вам вичерпну та глибоку перспективу, ми детально дослідимо цю тему в серії з трьох статей. **У цій статті, як у першому розділі цієї серії, розглядаються технічні рішення кожної компанії. У другому розділі розглядається економічна модель та екологія кожного рішення, а також підсумовуються відмінності між рівнем 1 і рівнем 1. 2 Стек вибирає характеристики, які потрібно враховувати.В останньому розділі ми обговорюємо, як рівень 2 розробляє власний суперланцюг, і підсумовуємо всю серію статей. **
1. Космос
Cosmos — це децентралізована мережа незалежних паралельних блокчейнів. Забезпечуючи загальну структуру розробки SDK, розробники можуть легко створювати власні блокчейни, а кілька незалежних і різних блокчейнів для певних програм можуть взаємодіяти один з одним. Зв’язки взаємодіють між собою, утворюючи сумісний і масштабована повноланцюгова мережа.
1. Структурна основа
Як згадувалося раніше, коли в екосистемі є великомасштабні ланцюжки додатків, і кожен ланцюжок використовує протокол IBC для зв’язку та передачі токенів, уся мережа буде такою ж громіздкою, що її важко розібрати, як павутину.
Щоб вирішити цю проблему, Cosmos запропонував багатошарову архітектуру, яка містить два типи блокчейнів: хаби (центральний ланцюг хабів) і зони (регіональний ланцюг).
**Зони — це звичайні ланцюжки додатків, а хаби — це блокчейни, спеціально розроблені для з’єднання зон між собою, головним чином для зв’язку між зонами. **Коли зона створює IBC-з’єднання з хабом, хаб може автоматично отримувати доступ (тобто надсилати й отримувати) до всіх підключених до нього зон. Ця структура значно зменшує складність зв’язку.
Крім того, слід зазначити, що Cosmos і Cosmos Hub — це дві абсолютно різні речі.Cosmos Hub — це лише один із ланцюжків, що існують в екосистемі Cosmos і в основному виступають емітентом і комунікаційним центром $ATOM. **Ви можете розуміти Hub як центр екосистеми, але насправді будь-яка мережа може стати Hub. Якщо Хаб стає центром екосистеми, це фактично суперечить початковому наміру Космосу. **Оскільки Космос по суті прагне до автономності кожного ланцюга та має абсолютний суверенітет. Якщо Хаб використовується як центр влади, тоді суверенітет більше не називається суверенітетом. Тому, розуміючи Hub, вам потрібно звернути особливу увагу на цей момент.
2. Ключові технології
2.1 IBC
IBC (Inter-Blockchain Communication), який є міжланцюговим зв’язком, дозволяє різнорідним ланцюгам передавати токени та дані один одному. В екосистемі Cosmos базова структура SDK однакова, і потрібно використовувати механізм консенсусу Tendermint. Однак гетерогенність все ще існує, оскільки ланцюги можуть мати різні функціональні можливості, варіанти використання та деталі реалізації всередині фреймворку.
Отже, як досягти зв'язку між різнорідними ланцюгами?
Це вимагає лише остаточності на рівні консенсусу. Миттєва завершеність означає, що поки більше ніж 1/3 валідаторів правильні, блок не розгалужується, гарантуючи, що транзакція є остаточною після створення блоку. Незалежно від відмінностей у прикладних випадках і консенсусу між гетерогенними ланцюжками, якщо гарантовано, що їхні рівні консенсусу відповідають остаточності, сумісність між ланцюгами визначатиметься уніфікованими правилами.
Нижче наведено базовий процес перехресного зв’язку.Припустімо, що ви хочете передати 10 $ATOM із ланцюга A до ланцюга B:
Наразі $ATOM у ланцюжку B не є справжнім $ATOM, а лише сертифікатом.$ATOM, заблокований у ланцюжку A, не можна використовувати, але той, що знаходиться в ланцюжку B, можна використовувати звичайним чином. Коли користувач використовує облікові дані на B, заблокований $ATOM у ланцюжку A також буде знищено.
Однак найбільша проблема, з якою стикається міжланцюгова комунікація, полягає не в тому, як представити дані одного ланцюга в іншому, а в тому, як впоратися з такими ситуаціями, як розгалуження ланцюга та реорганізація ланцюга.
Тому що кожен ланцюг у Cosmos є незалежним і автономним окремим ланцюжком зі своїм власним спеціальним верифікатором. Тому дуже ймовірно, що будуть розділи, які роблять зло.Наприклад, якщо ланцюг A передає повідомлення в ланцюг B, то вам потрібно заздалегідь перевірити валідатори ланцюга B, перш ніж вирішити, чи довіряти ланцюжку.
Наприклад, припустимо, що маленька червона крапка на зображенні представляє токен ETM, і всі користувачі в трьох розділах ABC хочуть використовувати EVMOS для запуску Dapps у розділах, оскільки передача активів здійснюється через міжланцюговий зв’язок. ETM.
Якщо в цей час розділ Ethermint запустить атаку подвійного витрачання, безсумнівно, це вплине на розділ ABC, але це буде обмежено лише цим. Решта мереж, не пов'язаних з ETM, не зазнають жодних атак.Це також гарантує Cosmos.Навіть якщо така шкідлива передача інформації відбудеться, це все одно не вплине на всю мережу.
2.2 Tendermint BFT
Cosmos використовує Tendermint BFT як базовий алгоритм консенсусу та механізм консенсусу Cosmos. Він об’єднує та упаковує базову інфраструктуру та рівень консенсусу блокчейну в універсальне рішення механізму та використовує технологію ABCI для підтримки інкапсуляції будь-якої мови програмування. Таким чином адаптується до базовий консенсусний рівень і мережа. **Тож розробники можуть вибирати будь-яку мову, яка їм подобається.
2.3 Cosmos SDK
Cosmos SDK — це модульна структура, запущена Cosmos, яка спрощує роботу зі створення Dapps на консенсусному рівні. Розробники можуть легко створювати конкретні додатки/ланцюжки без необхідності переписувати код для кожного модуля, що значно зменшує тиск на розробку та тепер дозволяє розробникам переносити додатки, розгорнуті на EVM, у Cosmos.
Джерело:
Крім того, блокчейни, побудовані з використанням Tendermint і Cosmos SDK, також створюють нові екосистеми та нові технології, які ведуть розвиток галузі, такі як Nym, ланцюжок конфіденційності, Celestia, яка забезпечує доступність даних, і так далі. Саме завдяки гнучкості та простоті використання, які надає Cosmos, розробники можуть зосередитися на інноваційних проектах без необхідності дублювати роботу.
2.4 Обліковий запис безпеки Interchain
1) Міжланцюгова безпека
Оскільки Cosmos відрізняється від екосистеми Ethereum, він має L1 і L2. Кожен ланцюжок додатків в екосистемі Cosmos дорівнює один одному, і немає прогресивного чи верхнього-нижнього зв’язку. Однак з цієї причини безпека між ланцюгами не така повна, як Ethereum. В Ethereum остаточність усіх транзакцій підтверджується Ethereum, успадковуючи базовий безпеку. Але як слід підтримувати безпеку для одного блокчейну, який створює власну безпеку?
Cosmos запустив Interchain Security, який, по суті, забезпечує спільну безпеку шляхом спільного використання великої кількості існуючих вузлів. Наприклад, монолітний ланцюг може ділитися набором вузлів перевірки з Cosmos Hub для створення нових блоків для монолітного ланцюга. Оскільки вузли обслуговують як Cosmos Hub, так і один ланцюг, вони можуть отримувати комісію та винагороду від обох ланцюгів.
Джерело:/tokenomics-dao/token-use-cases-part-1-atom-of-true-staking-token-5 fd 21 d 41161 e
Як показано на малюнку, транзакції, спочатку створені в ланцюжку X, генеруються вузлами X для перевірки. Якщо ви ділитеся вузлом із Cosmos Hub ($ATOM), транзакції, спочатку згенеровані в ланцюжку X, будуть перевірені та обчислені вузлами ланцюга Hub для створення нових блоків для X.
Логічно кажучи, вибір відносно зрілого ланцюга з великою кількістю вузлів, наприклад, ланцюга концентратора, є першим вибором для спільної безпеки. Тому що, якщо вони хочуть атакувати такий ланцюжок, зловмисники повинні мати велику кількість токенів $ATOM для застави, що збільшує складність атаки.
Мало того, механізм Interchain Security також значно зменшує перешкоди для створення нових ланцюжків. Загалом, якщо нова мережа не має особливо чудових ресурсів, їй, можливо, доведеться витратити багато часу на залучення валідаторів і розвиток екосистеми. Але в Cosmos, оскільки валідатори можна використовувати спільно з ланцюгом Hub, це значно зменшує тиск на новий ланцюг і прискорює процес розробки.
2) Interchain Account
В екосистемі Cosmos, оскільки кожен ланцюжок програм керується сам по собі, програми не можуть отримати доступ один до одного. Таким чином, Cosmos надає міжланцюжковий обліковий запис, який дозволяє користувачам отримувати прямий доступ до всіх ланцюжків Cosmos, які підтримують IBC, із Cosmos Hub, щоб користувачі могли отримати доступ до додатків ланцюга B у ланцюзі A для досягнення повної взаємодії.
2.Полькадот
Як і Cosmos, Polkadot прагне створити інфраструктуру, яка дозволяє розробникам вільно розгортати нові ланцюжки та досягати сумісності між ланцюжками.
1. Структурна основа
1.1 Ланцюг реле:
Ланцюг ретрансляції також можна назвати головним ланцюгом, який можна розуміти як сонце в Сонячній системі.Як основна частина всієї мережі, усі ланцюги розгалужень обертаються навколо нього. Як показано на малюнку, ланцюг ретрансляції (Relay Chain) пов’язаний з багатьма ланцюжками з різними функціями, такими як ланцюг транзакцій, ланцюг зберігання файлів, ланцюжок Інтернету речей тощо.
Джерело:/polkadot-network/polkadot-the-foundation-of-a-new-internet-e 8800 ec 81 c 7
Це рішення Polkadot для ієрархічного розширення. Один ланцюг ретрансляції з’єднується з іншим ланцюгом реле для досягнення необмеженої масштабованості. (Примітка: наприкінці червня цього року засновник Polkadot Гевін запропонував Polkadot 2.0, який може змінити погляд на розуміння Polkadot.)
1.2 Парачейн:
Ланцюг ретрансляції має кілька слотів Para-Chain, і параланцюг підключається до ланцюга реле через ці слоти, як показано на малюнку:
Джерело: om/cn/learn/slot-auction-cn
Однак, щоб отримати слот, парачейни-учасники повинні зробити ставку на $DOT. Після отримання слота парачейн може взаємодіяти з основною мережею Polkadot через цей слот і ділитися безпекою. Варто зазначити, що кількість слотів обмежена і буде поступово збільшуватися.Спочатку очікується, що вона підтримуватиме 100 слотів, і слоти будуть періодично перетасовуватися та розподілятися відповідно до механізму управління для підтримки активності парачейн-екології.
Парачейни, які отримують слоти, можуть користуватися спільною безпекою та міжланцюговою ліквідністю екосистеми Polkadot. У той же час паралельний ланцюг також повинен надавати певні переваги та внески в основну мережу Polkadot, наприклад, виконувати більшу частину обробки транзакцій у мережі.
1.3 Паралельні потоки:
Парапотоки — це ще один механізм обробки, подібний до парачейнів. Різниця полягає в тому, що парачейни мають слоти один за одним і мають спеціальні слоти, які можуть працювати безперервно без перерв. Але паралельні потоки стосуються спільного використання слота між паралельними потоками та використання цього слота по черзі для виконання. **
Коли паралельний потік отримує право використовувати слот, він може тимчасово працювати як парачейн, обробляючи транзакції, генеруючи блоки тощо. Але коли цей період часу закінчиться, слот має бути звільнений для використання іншими паралельними потоками.
Таким чином, паралельним потокам не потрібно заставляти активи на тривалий час. Їм потрібно лише сплачувати певну комісію під час придбання кожного періоду часу, тому можна сказати, що це метод оплати за використання слота. Звичайно, якщо парапотік отримує достатню підтримку та голоси, його можна оновити до парачейну та отримати фіксований слот.
У порівнянні з парачейнами паралельні потоки мають нижчу вартість і нижчий поріг входу для Polkadot, однак немає гарантії, коли ви зможете отримати право на використання слота, який не є стабільним. Отже, які з них більше підходять для тимчасового використання або тестування нових ланцюгів?Ті ланцюги, які сподіваються на стабільну роботу, ще потребують оновлення до парачейнів.
Міст адаптера 1.4:
Зв’язок між парачейнами може бути досягнутий лише через XCMP (буде представлено пізніше), і вони поділяють безпеку та той самий консенсус. То що, якщо це неоднорідний ланцюг?
Одна річ, яку тут слід зазначити, полягає в тому, що хоча фреймворк, наданий Substrate, робить усі ланцюги, пов’язані з екосистемою Polkadot, ізоморфними, з розвитком екосистеми неминуче з’являться деякі зрілі публічні ланцюги з великими системами, які бажають брати участь в екології. Якщо ви попросите їх передислокувати лише за допомогою Substrate, це практично неможливо. Отже, як реалізувати передачу повідомлень між різнорідними ланцюгами?
**Візьміть приклад із реального життя. Якщо ви хочете передати файли з телефону Apple на телефон Android через з’єднання, роз’єми відрізняються, тому вам потрібен конвертер для підключення. Це фактична роль моста передачі. **Це парачейн, який є посередником між ланцюгом ретрансляції та гетерогенним ланцюгом (зовнішнім ланцюгом). Смарт-контракти розгортаються на паралельному ланцюзі та гетерогенному ланцюзі, дозволяючи ланцюгу ретрансляції взаємодіяти із зовнішнім ланцюгом і досягати крос- ланцюгова функція.
2. Ключові технології
2.1 ДИТИНАДідусь
BABE (Blind Assignment for Blockchain Extension) — це механізм генерації блоків Polkadot. Простіше кажучи, він випадковим чином вибирає валідатори для створення нових блоків, і кожному валідатору призначається інший часовий інтервал. У цьому часовому інтервалі лише валідатори, призначені цьому інтервалу, можуть створювати блоки.
Додаткові інструкції:
**Іншими словами, це ексклюзивний період часу. У періоді часу 1 валідатор 1, призначений цьому періоду часу 1, відповідає за створення блоків. Кожен валідатор має період часу і не може створювати блоки повторно. **
Перевагою цього є те, що випадковий розподіл максимізує справедливість, оскільки кожен має шанс бути розподіленим. А оскільки часовий проміжок відомий, кожен може підготуватися заздалегідь і несподіваної генерації блоку не буде.
Завдяки цьому випадковому методу генерації блоків забезпечується впорядкована та чесна робота екосистеми Polkadot. Тож як переконатися, що всі блоки приймають однаковий консенсус? Далі ми познайомимося з іншим механізмом Polkadot: Grandpa
Grandpa — це механізм для завершення блоків, який може вирішити проблему розгалуження, яка може виникнути через різні консенсуси, коли BABE створює блоки. Наприклад, вузол 1 і вузол BABE створили різні блоки одночасно, що призвело до розгалуження. У цей час у гру вступить Дідусь, який запитає всіх валідаторів: Який ланцюжок на вашу думку кращий?
Валідатори переглянуть обидва ланцюги та проголосують за той, який вони вважають кращим. Ланцюжок, який набере найбільшу кількість голосів, зрештою буде підтверджений дідусем і стане останнім ланцюжком. Відхилений ланцюжок буде залишено.
Таким чином, дідусь схожий на «дідуся» всіх валідаторів, відіграючи роль особи, яка приймає остаточне рішення, усуваючи ризик форків, які може принести BABE. Це дозволяє Blockchain завершити ланцюжок, з яким усі погоджуються.
Підводячи підсумок, BABE відповідає за випадкове виробництво блоків, а дідусь відповідає за вибір остаточного ланцюжка. Вони працюють разом, щоб забезпечити безпечну роботу екосистеми Polkadot.
2.2 Субстрат
Substrate — це фреймворк розробки, написаний мовою Rust, із базовими розширюваними компонентами, наданими FRAME, що дозволяє Substrate підтримувати різноманітні варіанти використання. Будь-який блокчейн, створений із використанням Substrate, не лише нативно сумісний із Polkadot, але й може спільно використовувати безпеку та працювати одночасно з іншими паралельними ланцюжками.Він також підтримує розробників у створенні власних ексклюзивних механізмів консенсусу, моделей управління тощо та постійно змінюється відповідно до потреб. розробників.
Крім того, Substrate забезпечує велику зручність під час самостійного оновлення, оскільки він є незалежним модулем під час виконання та може бути відокремлений від інших компонентів. Таким чином, цей запущений модуль можна безпосередньо замінити під час оновлення функцій. Як парачейн, який поділяє консенсус, якщо мережа та консенсус синхронізовані з ланцюгом ретрансляції, робочу логіку можна оновлювати безпосередньо без необхідності хардфорку.
2,3 XCM
Якщо ви можете пояснити XCM одним реченням, це буде: **Формат міжланцюгового зв’язку, який дозволяє взаємодіяти між різними блокчейнами. **
Наприклад, Polkadot має багато парачейнів. Якщо парачейн A хоче спілкуватися з парачейном B, йому потрібно запакувати інформацію у форматі XCM. **XCM схожий на мовний протокол. Якщо кожен використовує цей протокол для спілкування, вони зможуть спілкуватися без бар’єрів. **
Формат XCM (Cross-Consensus Message Format) — це стандартний формат повідомлень, який використовується для перехресного зв’язку в екосистемі Polkadot, і з нього походять три різні методи доставки повідомлень:
Наприклад, оскільки формат XCM містить різноманітну інформацію, таку як сума активів, які потрібно передати, рахунок отримувача тощо. Під час надсилання повідомлення канал HRMP або ланцюг ретрансляції доставить це повідомлення у форматі XCM. Після того, як інший паралельний ланцюг отримає повідомлення, він перевірить, чи правильний формат, потім проаналізує вміст повідомлення, а потім виконає згідно з інструкціями в повідомленні, наприклад, перекаже активи на призначений обліковий запис. Таким чином, крос- ланцюгова взаємодія досягнута, і два ланцюги успішні.
Комунікаційні мости, такі як XCM, дуже важливі для багатоланцюгових екосистем, таких як Polkadot.
Зрозумівши Cosmos і Polkadot, я вважаю, що маю розуміння їх бачення та структури. Отже, далі ми детально пояснимо, що таке рішення Stack, запущені ETH L2s?
三. стек OP
1. Структурна основа
Згідно з офіційною документацією, OP Stack складається з серії компонентів і підтримується OP Collective. Спочатку він з’являється у формі програмного забезпечення за основною мережею, а нарешті з’являється у формі суперланцюга Optimism та його управління. L2, розроблений за допомогою OP Stack, може спільно використовувати рівні безпеки, зв’язку та загальний стек розробки. І розробники можуть вільно налаштовувати ланцюжок для обслуговування будь-якого конкретного випадку використання блокчейну.
З малюнка ми можемо зрозуміти, що всі гіперланцюжки OP Stack спілкуватимуться через суперланцюговий міст OP Bridge і використовуватимуть Ethereum як базовий консенсус безпеки для побудови суперланцюжка L2 і розділення внутрішньої структури кожного гіперланцюга. Для:
**1) Рівень доступності даних: **Ланцюжки, які використовують OP Stack, можуть використовувати цей модуль доступності даних для отримання вхідних даних. Оскільки всі ланцюжки отримують дані з цього рівня, цей рівень має значний вплив на безпеку. Якщо певну частину даних не можна отримати з нього, можливо, не буде можливості синхронізувати ланцюжок.
Як видно з цього малюнка, OP Stack використовує Ethereum і EIP-4844.Іншими словами, він по суті використовує блокчейн Ethereum для доступу до даних.
**2) Рівень секвенування: **Секвенсор визначає, як збирати транзакції користувача та публікувати їх на рівні доступності даних, які обробляються за допомогою єдиного спеціального секвенсора в стеку OP. Однак це може призвести до того, що сортувальник не зможе зберігати транзакції надто довго. У майбутньому OP Stack буде модульувати сортувальник, щоб ланцюжок міг легко змінювати механізм сортувальника.
На малюнку ви бачите один секвенсер і мультисеквенсор. Один секвенсер дозволяє будь-кому діяти як секвенсер у будь-який час (вищий ризик). Мультисеквенсор вибирається із попередньо визначеного набору можливих учасників. виберіть. Потім, якщо ви виберете кілька секвенсорів, кожен ланцюжок, розроблений на основі OP Stack, можна буде вибрати явно.
3) Рівень деривації: Цей рівень визначає, як обробляти оброблені вхідні дані для забезпечення доступності даних і передавати їх на рівень виконання через API Ethereum. Як видно на малюнку, стек OP складається з Rollup та Indexer.
**4) Рівень виконання: **Цей рівень визначає структуру стану в системі OP Stack. Коли API двигуна отримує вхідні дані від похідної системи, запускається перехід стану. На малюнку видно, що під стеком OP виконавчим рівнем є EVM. Однак у дещо модифікованій версії він також може підтримувати інші типи віртуальних машин.Наприклад, Pontem Network планує використовувати OP Stack для розробки Move VM L2.
**5) Рівень розрахунків: **Як випливає з назви, він використовується для обробки виведення активів із блокчейну, але таке виведення вимагає підтвердження статусу цільового ланцюжка сторонньому ланцюжку, а потім обробки активи за статусом. Суть полягає в тому, щоб дозволити сторонньому ланцюжку зрозуміти статус цільового ланцюга.
Після публікації та завершення транзакції на відповідному рівні доступності даних транзакція також завершується в ланцюжку стеку OP. Його більше не можна змінити або видалити без руйнування основного рівня доступності даних. Можливо, транзакція ще не була прийнята розрахунковим рівнем, оскільки розрахунковий рівень повинен мати можливість перевірити результат транзакції, але сама транзакція вже є незмінною.
Це також механізм для гетерогенних ланцюжків. Гетерогенні ланцюги мають різні механізми розрахунків. Тому в OP Stack рівень розрахунків доступний лише для читання, що дозволяє гетерогенним ланцюгам приймати рішення на основі статусу OP Stack.
На цьому рівні ми бачимо, що OP Stack використовує перевірку помилок у OP Rollup. Заявники можуть запропонувати дійсний статус, який вони оскаржують, і якщо протягом певного часу не буде доведено, що він неправильний, він автоматично вважатиметься правильним.
**6) Рівень керування: **Як видно на зображенні, мультипідпис + маркери $OP використовуються для керування в стеку OP. Зазвичай мультипідпис використовується для управління оновленням компонентів системи Stack Операції будуть виконуватись, коли в підписанні беруть участь усі учасники. Власники токенів $OP можуть голосувати за DAO спільноти для участі в управлінні.
**OP Stack схожий на комбінацію Cosmos і Polkadot. Він може вільно налаштовувати ексклюзивні ланцюжки, як Cosmos, а також може ділитися безпекою та консенсусом, як Polkadot. **
2. Ключові технології
2.1 OP Rollup
OP Rollup забезпечує безпеку через проблеми з доступністю даних і дозволяє паралельно виконувати транзакції. Нижче наведено конкретні кроки впровадження:
Користувач ініціює транзакцію на L2
Секвенсор пакує та обробляє пакетами, а потім синхронізує оброблені дані транзакції та новий кореневий стан зі смарт-контрактом, розгорнутим на L1 для перевірки безпеки. Слід зазначити, що коли Sequencer обробляє транзакцію, він також генерує власний корінь стану та синхронізує його з L1.
Після перевірки L1 повертає дані та корінь статусу на L2, і статус транзакції користувача надійно перевіряється та обробляється.
На даний момент OP Rollup вважає корінь стану, згенерований Sequencer, оптимістичним і правильним. Відкриється часове вікно для верифікатора, щоб перевірити, чи корінь стану, згенерований секвенсором, відповідає кореню стану транзакції.
Якщо протягом часового вікна немає валідатора для перевірки, транзакція автоматично вважатиметься правильною. Якщо буде підтверджено зловмисне шахрайство, секвенсор, який обробляє транзакцію, буде покараний відповідним чином.
2.2 Міжланцюгове перемикання
a) Так само, як обмін повідомленнями L2
Оскільки OP Rollup використовує перевірку помилок, транзакція має дочекатися завершення виклику. Цей процес займає багато часу, а користувачі мають низький досвід роботи. Однак ZKP (підтвердження з нульовим знанням) є дорогим і схильним до помилок, і впровадження пакетного ZKP займе деякий час.
**Тому, щоб вирішити проблему зв’язку між гіперланцюжками L2 OP, OP Stack запропонував модульне підтвердження: використовуючи дві системи підтвердження для одного ланцюжка, розробники, що створюють стеки L2, можуть вільно вибирати будь-який тип мосту. **
Наразі OP передбачає:
Розробники можуть вибрати напрямок з’єднання відповідно до потреб своїх ланцюжків. Наприклад, для активів високої вартості вони можуть вибрати з’єднання з високим рівнем безпеки... Різноманітні технології з’єднання дозволяють ефективно переміщувати активи та дані між різними ланцюгами.
b) Міжланцюгові транзакції
Традиційні міжланцюгові транзакції завершуються асинхронно, що означає, що транзакція може бути виконана не повністю.
OP Stack запропонував ідею спільного сортувальника для цього типу задач. Наприклад, якщо користувач хоче здійснити міжланцюговий арбітраж, то, спільним використанням секвенсора в ланцюжках A та B, він може досягти консенсусу щодо часу транзакції. Комісія буде сплачена лише після того, як транзакції будуть завантажені в ланцюга, і секвенсори з обох сторін розподіляють ризик.
c) Транзакція гіперпосилання
Оскільки доступність даних Ethereum L1 недостатньо масштабована (ємність обмежена), публікувати транзакції в суперланцюжку неможливо.
Тому в OP Stack пропонується використовувати протокол Plasma для розширення обсягу даних, до яких може отримати доступ ланцюжок OP, що може замінити DA (доступність даних), щоб доповнити більше даних L1. Доступність даних транзакцій відключається в ланцюжку Плазми, а зобов’язання щодо даних записуються лише на рівні L1, що значно покращує масштабованість.
4. ЗК Стек
1. Структурна основа
ZK Stack — це набір модульних кодів із відкритим вихідним кодом, які можна компонувати, побудованих на тій самій базовій технології (ZK Rollup), що й zkSync Era, що дозволяє розробникам налаштовувати власні гіперпосилання L2 і L3, керовані ZK.
Оскільки ZK Stack є безкоштовним і відкритим кодом, розробники можуть вільно налаштовувати гіперпосилання відповідно до своїх потреб. Незалежно від того, чи ви обираєте мережу рівня 2, що працює паралельно з zkSync Era, чи мережу рівня 3, що працює поверх неї, можливості налаштування будуть широкими.
Відповідно до Matter Labs, творці користуються повною автономією, щоб налаштовувати та формувати кожен аспект ланцюга, від вибору моделі доступності даних до використання власного децентралізованого впорядника токенів проекту.
Звичайно, ці гіперланцюги ZK Rollup працюють незалежно, але покладаються лише на Ethereum L1 для безпеки та перевірки.
Джерело: документ zkSync
Як видно з малюнка, кожне гіперпосилання має використовувати механізм zkEVM zkSync L2 для спільного використання безпеки. Кілька ланцюжків ZKP працюють одночасно, а докази блоків агрегуються на рівні розрахунків L1. Як і блоки стекування, його можна постійно розширювати, щоб створити більше L3, L4...
2. Ключові технології
1）ZK Rollup
Нижній рівень ZK Stack використовує ZK Rollup як основну технологію. Нижче наведено основний процес користувача:
Користувачі надсилають власні транзакції, а Sequencer збирає транзакції в упорядковані пакети, самостійно генерує сертифікати дійсності (STARK/SNARK) і оновлює статус. Оновлений статус буде передано в смарт-контракт, розгорнутий на L1, і перевірено. Якщо перевірку пройдено, статус ресурсу рівня L1 також буде оновлено. Перевага ZK Rollup полягає в тому, що він має можливість виконувати математичну перевірку за допомогою доказу з нульовим знанням, що є вищим з точки зору технології та безпеки.
2) Міст гіперпосилань
Як показано на структурній основі вище, ZK Stack може досягти бездротового розширення та постійно генерувати L3, L4 тощо. Отже, як слід досягти взаємодії між гіперпосиланнями?
**ZK Stack представляє гіперланцюжковий міст. Розгортаючи смарт-контракт спільного мосту на L1, він перевіряє підтвердження Merkle транзакцій, що відбуваються в гіперланцюжку. По суті, це те саме, що ZK Rollup, за винятком того, що він відрізняється від оригінального L2. -L1 Став з L3-L2. **
ZK Stack підтримує смарт-контракти в кожному гіперланцюжку та асинхронно викликає один одного в усіх ланцюжках. Користувачі можуть швидко передавати свої активи безпечним способом протягом декількох хвилин без будь-яких додаткових витрат. Наприклад, щоб обробити повідомлення за гіперпосиланням-одержувачем B, гіперпосилання-відправник A має завершити свій статус до самого раннього гіперпосилання, у якому A і B є спільними. Тож на практиці затримка зв’язку Hyperbridge становить лише лічені секунди, Hyperchain може завершувати блоки за секунду та бути дешевшим.
Джерело: ocs/reference/concepts/hyperscaleng.html#l3s
І не тільки це, але оскільки L3 може використовувати переваги технології стиснення, доказ упакований. L2 додатково розширить упаковку, таким чином сформувавши більш значний коефіцієнт стиснення та нижчу вартість (рекурсивне стиснення), що може забезпечити надійну, швидку (протягом кількох хвилин) і дешеву (вартість однієї транзакції) транскордонну взаємодію транзакцій.
5. Багатокутник 2.0
Polygon — це спеціальне рішення L2, технічно L1, як бічний ланцюг Ethereum. Команда Polygon нещодавно оголосила про план Polygon 2.0, який допоможе розробникам створювати власні ланцюги ZK L2 за допомогою ZK та об’єднувати їх за допомогою нового протоколу міжланцюгової координації, створюючи відчуття, що вся мережа використовує один ланцюг.
Polygon 2.0 прагне підтримувати необмежену кількість ланцюжків, і міжланцюгові взаємодії можуть відбуватися безпечно та миттєво без додаткових припущень щодо безпеки чи довіри, забезпечуючи необмежену масштабованість та єдину ліквідність.
1. Структурна основа
Джерело: Polygon Blog
Polygon 2.0 складається з 4 рівнів протоколу:
1) Шар застави
Рівень застави — це протокол на основі PoS (Proof of Stake), який використовує заставу $MATIC для досягнення децентралізованого управління для ефективного керування валідаторами та підвищення ефективності майнерів.
Як видно з малюнка, Polygon 2.0 пропонує менеджер валідатора та менеджер ланцюга на рівні застави.
Рівень стейкингу вже сформулював основну структуру відповідних правил для кожного ланцюжка, і розробникам залишається лише зосередитися на розробці власних ланцюжків.
Джерело: Polygon Blog
2) Рівень сумісності
Протоколи крос-ланцюга мають вирішальне значення для сумісності всієї мережі. Кожне рішення гіперланцюга має продовжувати вдосконалювати те, як безпечно та безперешкодно здійснювати обмін повідомленнями між мережами.
Наразі Polygon використовує два контракти, агрегатор і чергу повідомлень, для підтримки.
Після того, як агрегатор прийме підтвердження ZK, приймальний ланцюжок може почати оптимістично приймати повідомлення, оскільки всі приймальні ланцюжки вірять у підтвердження ZK, таким чином досягаючи безперебійної доставки повідомлень тощо.
3) Рівень виконання
Рівень виконання дозволяє будь-якому ланцюжку Polygon генерувати пакети впорядкованих транзакцій, які також називаються блоками. Більшість блокчейн-мереж (Ethereum, Bitcoin тощо) використовують його в подібному форматі.
Рівень виконання має кілька компонентів, наприклад:
З огляду на те, що цей рівень є комерційним, але відносно складним для реалізації, існуючі високопродуктивні реалізації (такі як Erigon) слід повторно використовувати, де це можливо.
4) Доказовий рівень
Рівень доказів генерує докази для кожного багатокутника. Це високопродуктивний гнучкий протокол ZK proof, який зазвичай містить такі компоненти:
2. Ключові технології
Джерело: Polygon Blog
1) zkEVM validium
В оновленні Polygon 2.0 команда оновила його до валідіуму zkEVM, зберігши оригінальний POS Polygon.
Джерело: Polygon Blog
Згідно з простою науково-популярною версією, Validium і Rollup є рішеннями рівня 2, і їх мета полягає в тому, щоб розширити пропускну здатність Ethereum і скоротити час транзакції. Порівняйте два:
Можна зрозуміти, що Validium — це зведений пакет із меншою вартістю та кращою масштабованістю. Однак принцип роботи Polygon zkEVM (механізм Polygon POS) до оновлення був (ZK) Rollup, і він також досяг значних результатів. Лише за 4 місяці з моменту запуску його TVL зросла до 33 мільйонів доларів США.
Джерело: Defilama
У довгостроковій перспективі вартість генерації доказів для zkEVM на основі Polygon PoS може стати перешкодою для майбутнього розширення. Незважаючи на те, що команда Polygon наполегливо працювала над зниженням вартості Batch, її вдалося знизити до надзвичайно вражаючої цифри: доведено, що вартість 10 мільйонів транзакцій становить лише 0,0259 доларів США. Але Vailidium коштує дешевше, то чому б не використовувати його?
Polygon офіційно опублікував документи. У майбутніх версіях **Validium візьме на себе попередню роботу POS, зберігаючи при цьому POS. Основна роль його верифікатора POS полягає в забезпеченні доступності даних і сортуванні транзакцій. **
Оновлений zkEVM Validium забезпечить дуже високу масштабованість і дуже низьку вартість. Оскільки він дуже підходить для програм із великим обсягом транзакцій і низькою комісією за транзакції, таких як Gamefi, Socialfi та DeFi тощо. Для розробників не потрібно жодних операцій. Їм потрібно лише оновити разом із основною мережею, щоб завершити оновлення Validium.
2) зведення zkEVM
Наразі Polygon PoS (незабаром буде оновлено до Polygon Validium) і Polygon zkEVM Rollup є двома публічними мережами екосистеми Polygon. Це залишиться так і після оновлення з додатковою перевагою обох мереж, які використовують передову технологію zkEVM, одну як агрегацію, а іншу як перевірку.
Polygon zkEVM Rollup вже забезпечує найвищий рівень безпеки, але ціною дещо вищої вартості та обмеженої пропускної здатності. Однак він добре підходить для додатків, які обробляють транзакції великої вартості та надають пріоритет безпеці, наприклад, дорогих DeFi Dapps.
六. Орбітальне рішення
Наразі Arbitrum є найважливішою публічною мережею L2. З моменту запуску в серпні 2021 року її TVL перевищив 5,1 мільярда доларів США, і як провідна L2 вона займає майже 54% частки ринку.
Арбітрум випустив версію Orbit у березні цього року, до цього Арбітрум випустив серію екологічних продуктів:
Сьогодні ми зосередимося на Arbitrum Orbit.
1. Структурна основа
Спочатку, якщо розробники хотіли використовувати Arbitrum Orbit для створення мережі L2, вони повинні були спочатку опублікувати пропозицію, за яку голосував Arbitrum DAO. Якщо вона була прийнята, була б створена нова мережа L2. Однак для розробки L3, 4, 5... на L2 не потрібен дозвіл. Будь-хто може надати структуру без дозволу для розгортання налаштованих ланцюжків на Arbitrum L2.
Джерело: Whitepaper
Як бачите, Arbitrum Orbit також прагне дозволити розробникам налаштувати власний ланцюжок Oribit L3 на основі рівня 2, наприклад Arbitrum One, Arbitrum Nova або Arbitrum Goerli. Розробники можуть налаштувати угоду про конфіденційність, ліцензію, економічну модель токенів, управління спільнотою тощо цього ланцюжка, надаючи розробникам максимальну автономію.
Серед них варто відзначити те, що Oribit дозволяє ланцюжку L3 використовувати токен цього ланцюга як одиницю розрахунку комісії, тим самим ефективно розвиваючи власну мережу.
2. Ключові технології
1）Зведення AnyTrust
Ці два протоколи підтримують відповідно Arbitrum One і Arbitrum Nova. Як було вказано раніше, Arbitrum One — це зведення основної основної мережі; Arbitrum Nova — друге зведення основної мережі, але воно підключено до протоколу AnyTrust. Його можна запровадити, запровадивши «безпеку» припущення» (Trust Assumption), щоб прискорити розрахунки та зменшити витрати.
Серед них Arbitrum Rollup є OP Rollup, тому без додаткових пояснень ми проведемо детальний аналіз протоколу AnyTrust.
Протокол AnyTrust в основному керує доступністю даних і схвалений низкою сторонніх організацій, таких як DAC (Комітет з доступності даних). А завдяки введенню «припущень щодо безпеки» трансакційні витрати значно зменшуються. Ланцюжок AnyTrust працює на Arbitrum One як сайдчейн, з нижчими витратами та вищою швидкістю транзакцій.
Отже, що ж таке «припущення довіри»? Чому його існування зменшує транзакційні витрати та вимагає менше довіри?
Відповідно до офіційної документації Arbitrum, ланцюг AnyTrust керується комітетом вузлів і використовує мінімальні припущення, щоб визначити, скільки членів комітету є чесними. Наприклад, скажімо, комітет складається з 20 осіб, і передбачається, що принаймні 2 члени є чесними. Порівняно з BFT, яка вимагає від ⅔ членів бути чесними, AnyTrust знижує поріг довіри до мінімуму.
У транзакції, оскільки комітет обіцяє надати дані транзакції, вузлу не потрібно записувати всі дані транзакції L2 на L1, а потрібно лише записати хеш-значення партії транзакції, що може значно заощадити кошти зведення.. Ось чому ланцюг AnyTrust може зменшити транзакційні витрати.
Щодо питання довіри, як згадувалося раніше, передбачається, що лише 2 із 20 членів є чесними, і це припущення вірне. Поки 19 із 20 членів комітету підпишуть, що підтверджують правильність угоди, її можна безпечно виконати. Тоді навіть якщо член, який не підписав, є чесним, один із 19 членів, які підписали, має бути чесним.
Що нам робити, якщо учасники не підписують або велика кількість учасників відмовляється співпрацювати, через що він не функціонує належним чином? Ланцюжок AnyTrust все ще може працювати, але він повернеться до вихідного протоколу Rollup, а дані все ще публікуються в Ethereum L1. Коли комітет запрацює належним чином, ланцюжок знову переключиться на більш дешевий і швидкий режим.
Aribtrum запустив цей протокол, сподіваючись задовольнити потреби додатків, які вимагають високої швидкості обробки та низької вартості, таких як поле Gamefi.
2）Нітро
Nitro — остання версія технології Arbitrum, основним елементом якої є Prover, який виконує традиційний інтерактивний доказ шахрайства на Arbitrum через код WASM. І всі його компоненти готові. Arbitrum завершив оновлення наприкінці серпня 2022 року, плавно перенісши/оновивши існуючий Arbitrum One до Aribitrum Nitro.
Nitro має такі особливості:
Ці функції Oribit забезпечують технічну підтримку для сценаріїв використання Arbitrum L3 і L 4. Arbitrum може залучити розробників, які шукають можливості настроювання, для створення власних налаштованих ланцюжків.
七. Стек Starknet
Співзасновник StarkWare Елі Бен-Сассон заявив на конференції EthCC у Парижі, що незабаром Starknet запустить Starknet Stack, який дозволить будь-якій програмі розгортати власний ланцюжок програм Starknet без дозволу.
Такі ключові технології, як підтвердження STARK у Starknet, мова програмування Cairo та абстракція рідного облікового запису, забезпечують потужну гарантію швидкого розвитку Starknet. Коли розробники використовують Stack для налаштування власного ланцюжка додатків Starknet, його можна масштабувати та вільно налаштовувати, що може значно збільшити пропускну здатність мережі та зменшити перевантаження основної мережі.
Хоча Starknet наразі є лише попередньою ідеєю, офіційні технічні документи ще не оприлюднені. Однак Madara Sequencer і LambdaClass розробляються відповідно як компоненти Sequencer і Stack, сумісні зі Starknet, щоб краще адаптуватися до Starknet. Офіційні особи також наполегливо працюють над майбутнім стеком Starknet, включаючи розробку повних вузлів/механізмів виконання/перевірки та інших компонентів.
Варто зазначити, що нещодавно StarkNet подала пропозицію «Простий децентралізований протокол», сподіваючись змінити поточний статус поточного одноточкового секвенсора операцій L2s. Ethereum децентралізований, але L2 – ні, і його дохід від MEV робить Sequencer поганим.
StarkNet перерахував деякі рішення в пропозиції, наприклад:
Крім того, існують плани щодо сертифікації ZK, оновлення статусу L1 тощо, у поєднанні з попередньою великою ініціативою щодо підтримки спільноти для використання коду Prover без дозволу, пропозиція StarkNet спрямована на вирішення проблеми відсутності децентралізації L2 і спроби збалансувати неузгодженість блокчейну Можливо проблема трикутника дійсно помітна.
Джерело: esource/the-starknet-stacks-growth-spurt/
8. Висновок
У цьому розділі, завдяки технічному поясненню CP та основних стеків рівня 2, ми можемо виявити, що поточне рішення стеку рівня 2 може ефективно вирішити проблему розширення Ethereum, але воно також приносить низку проблем і проблем, особливо в термінах сумісності. Технологія стекового рішення L2 не настільки зріла, як CP. Навіть технічну концепцію CP три-чотири роки тому все ще варто вчитися на поточних L2. Тож на технічному рівні поточний CP все ще значно перевершує рівень 2. Однак одних тільки передових технологій недостатньо. У наступній другій статті ми обговоримо відповідні переваги, недоліки та характеристики стеків CP і L2 з точки зору вартості маркера та екологічного розвитку, щоб покращити перспективу читачів.
Література:
/@eternal1 997 л
/polkadot-network/a-brief-summary-of-everything-substrate-and-polkadot-f1f21071499d
ocs/reference/concepts/hyperscaling.html#what-are-hyperchains
/offchainlabs