Tác giả: Wilson Lee, người đóng góp cốt lõi cho Biteye
Biên tập viên: Người đóng góp cốt lõi cho Biteye Crush
Cộng đồng: @BiteyeCN
*Toàn văn khoảng 4.500 từ, thời gian đọc ước tính là 8 phút
Vào ngày 10 tháng 4, A16z Crypto đã phát hành Jolt, một giải pháp không cần kiến thức để tăng tốc và đơn giản hóa các hoạt động mở rộng quy mô blockchain.
Jolt tích hợp SNARK (bằng chứng không có kiến thức ngắn gọn không tương tác), cho phép các nhà phát triển nhanh chóng tạo ra các giải pháp L2 dựa trên SNARK. Nhóm cũng cho biết Jolt nhanh hơn tới 2 lần so với các zkVM hiện tại.
Công nghệ ZK là một trong những chủ đề chính xuyên suốt chu kỳ của ngành công nghiệp mã hóa và ZK-Rollup được Vitalik gọi là giải pháp dài hạn để mở rộng Ethereum.
Từ khi ra mắt Jolt vào tháng 8 năm ngoái cho đến khi A16z chính thức ra mắt trong năm nay, cho thấy ZK-Rollup vẫn là một đường đua có những con dốc dài và tuyết dày.
ZK-Rollup đã thu hút nhiều người chơi và hình thành nhiều danh mục kỹ thuật được chia nhỏ hơn để phân biệt sự khác biệt giữa các dự án. Khả năng tương thích với EVM là tiêu chuẩn phân loại tiêu biểu nhất.
Vì lý do lịch sử, EVM có một số lượng lớn các thiết kế không thân thiện với ZK. Tuy nhiên, một số lượng lớn các dự án hiện có đã được xây dựng dựa trên EVM trong những ngày đầu và ZK-Rollup cũng được coi là một giải pháp mở rộng trong tương lai. Các dự án ZK-Rollup Tất cả đều đương nhiên phải đối mặt với sự đánh đổi giữa việc liệu chúng tương thích hơn với EVM hay tương thích hơn với ZK.
ZKM do Metis DAO ươm tạo, đề xuất giải pháp zkMIPS phổ quát từ góc độ cấp thấp hơn.
zkMIPS sử dụng bộ hướng dẫn MIPS cấp thấp hơn để chuyển đổi quy trình thực thi chương trình thành ZKP. Ngoài việc tương thích với EVM, nó còn có thể tương thích với các máy ảo khác, chẳng hạn như MoveVM và RustVM, cho phép ZK-Rollup mở cửa cho nhà phát triển đa dạng hơn.
Bài viết này sẽ cung cấp cho độc giả lời giải thích sâu sắc về những nỗ lực và tiến bộ của Metis trong ZK và Trình sắp xếp chuỗi phi tập trung.
Hiệu suất vượt trội của Metis trên thị trường không thể tách rời khỏi cơ chế Hybrid Rollups cải tiến, kết hợp bằng chứng gian lận và bằng chứng hợp lệ để đạt được hiệu quả tốt nhất của cả hai thế giới.
Công nghệ zkMIPS của ZKM cung cấp khả năng tương thích vững chắc cho Hybrid Rollups của Metis, cho phép Metis đạt được sự tích hợp hữu cơ giữa ZK và EVM.
Trong Bản tổng hợp kết hợp, các vai trò chính bao gồm:
- Trình sắp xếp thứ tự: Chịu trách nhiệm nhận và xử lý các giao dịch của người dùng, xác định thứ tự giao dịch tốt nhất, đóng gói và xuất bản chúng lên lớp đồng thuận và sẵn có dữ liệu.
- Người đề xuất: Đánh giá các giao dịch và gốc trạng thái do Sequencer gửi và ghi lại chúng trong Chuỗi cam kết cấp bang (SCC).
- Người xác minh: Xác minh gốc trạng thái trên chuỗi Rollup để đảm bảo tính chính xác của các giao dịch và ngăn chặn gian lận.
Trong giải pháp L2 tiêu chuẩn, Sequencer thu thập và xử lý các giao dịch, sau đó xuất bản dữ liệu giao dịch lên mạng chính Ethereum (L1). Quá trình này yêu cầu L1 để xác minh và xác thực dữ liệu cuối cùng để đảm bảo tính bảo mật và nhất quán.
Trong giải pháp L2 tiêu chuẩn, Trình sắp xếp thứ tự thu thập và xử lý các giao dịch, sau đó xuất bản dữ liệu giao dịch lên mạng chính Ethereum (L1). Quá trình này yêu cầu L1 để xác minh và xác thực dữ liệu cuối cùng để đảm bảo tính bảo mật và nhất quán.
Nguồn: https://mirror.xyz/msfew.eth/WQJaOcFkpTOZLns8MBQaCS4OepRoaZ7uoctnLAnalVw
Bản tổng hợp kết hợp áp dụng phương pháp kết hợp khi xử lý và tối ưu hóa các giao dịch L2. Các bước cụ thể như sau:
1. Khởi tạo và xử lý giao dịch:
- Người dùng bắt đầu giao dịch tại L2.
- Trình sắp xếp thứ tự nhận và xử lý các giao dịch này cũng như xác định thứ tự của chúng trong Chuỗi giao dịch Canonical (CTC).
2. Nộp và xác minh trạng thái:
- Những người đề xuất đánh giá giao dịch và gửi gốc trạng thái cho SCC.
- Người xác minh xem xét gốc tiểu bang trong SCC để đảm bảo nó chính xác.
3. Tạo và xác minh bằng chứng không có kiến thức:
- Prover đọc dữ liệu từ L1 và tạo bằng chứng ZK. Đây là tính năng chính của Hybrid Rollups, cho phép hệ thống xác minh tính hợp lệ của giao dịch mà không tiết lộ nội dung giao dịch cụ thể.
- Sau khi bằng chứng ZK được tạo, nếu nó không được gửi đúng hạn, Người xác minh sẽ bắt đầu quy trình chứng minh gian lận và có thể trừng phạt Người sắp xếp chuỗi.
4. Xác nhận cuối cùng về dữ liệu và trạng thái:
- Thông qua hợp đồng thông minh, khi bằng chứng ZK được xác minh, giao dịch sẽ được hoàn tất.
- L1 và L2 được kết nối thông qua các hợp đồng thông minh để đảm bảo chuyển tiền và trạng thái an toàn.
Thiết kế của Hybrid Rollups mang lại một số lợi thế đáng kể:
- Hiệu quả và tiết kiệm chi phí: Bằng cách sử dụng bằng chứng ZK, Hybrid Rollups có thể xử lý nhiều giao dịch hơn trong khi tiêu thụ ít gas hơn.
- Bảo mật nâng cao: Kết hợp bằng chứng gian lận truyền thống và bằng chứng ZK, tính bảo mật và tính chính xác của giao dịch có thể được đảm bảo ngay cả khi gặp phải các hành vi độc hại tiềm ẩn.
- Khả năng mở rộng: Sử dụng bằng chứng đệ quy, Hybrid Rollups có thể xử lý các giao dịch quy mô lớn mà không làm giảm hiệu suất, hỗ trợ nhiều ứng dụng blockchain hơn.
- Khả năng tương thích và tính linh hoạt: Hỗ trợ nhiều hợp đồng thông minh và ngôn ngữ lập trình, cho phép các nhà phát triển dễ dàng di chuyển các ứng dụng hiện có sang Hybrid Rollups.
Ý tưởng cốt lõi của ZK là chuyển đổi quy trình thực hiện chương trình thành bằng chứng toán học có thể dễ dàng xác minh, để mọi người có thể dễ dàng xác minh tính đúng đắn của việc thực hiện chương trình mà không cần phải lặp lại chương trình. chuyển đổi logic chương trình tùy ý thành bằng chứng toán học tương đối ổn định.
Các nhà phát triển thường sử dụng các ngôn ngữ cấp cao để phát triển chương trình và các ngôn ngữ cấp cao khác nhau sử dụng logic khác nhau để "nói chuyện" với phần cứng.
Vì vậy, lộ trình triển khai của các dự án ZK hiện tại thường không tương thích với nhau. Scroll trực tiếp ghi các mạch cho từng opcode của EVM, đạt được mức tương đương với cấp độ opcode, phản ánh chính xác EVM nhưng mang lại khối lượng kỹ thuật khổng lồ;
Polygon zkEVM tạo một VM tùy chỉnh với hiệu suất được tối ưu hóa, chuyển đổi mã byte EVM trực tiếp thành mã byte VM và đạt được sự tương đương ở cấp độ mã hoạt động hiệu quả hơn, nhưng việc đưa ra một lượng lớn mã tùy chỉnh có thể gây ra vấn đề về lâu dài.
Polygon zkEVM tạo một VM tùy chỉnh với hiệu suất được tối ưu hóa, chuyển đổi mã byte EVM trực tiếp thành mã byte VM và đạt được sự tương đương ở cấp độ mã hoạt động hiệu quả hơn, nhưng việc đưa ra một lượng lớn mã tùy chỉnh có thể gây ra sự cố về lâu dài.
zkSync đã tạo VM (SyncVM) của riêng mình và xác định biểu diễn trung gian đại số (AIR) của riêng mình dựa trên các thanh ghi, sau đó xây dựng một trình biên dịch chuyên dụng để biên dịch Yul (một ngôn ngữ trung gian có thể được biên dịch thành các từ của các phiên bản EVM khác nhau). được coi là Solidity cấp thấp hơn) được biên dịch thành LLVM-IR, sau đó được biên dịch thành hướng dẫn cho máy ảo tùy chỉnh, do đó đạt được khả năng tương thích ở cấp độ Solidity, nhưng nó không thể sử dụng trực tiếp các công cụ Ethereum hiện có. Các chuyển đổi cũng có thể yêu cầu quy trình kiểm tra lại;
StarkNet từ bỏ khả năng tương thích EVM và trực tiếp sử dụng ngôn ngữ cấp thấp (Cairo) của riêng mình để chạy VM hợp đồng thông minh tùy chỉnh (Cairo VM) nhằm đạt được hiệu quả ZK cao nhất.
So với giải pháp của các dự án trên, ZKM đã chọn một con đường toàn diện hơn: zkMIPS.
MIPS, viết tắt của "Bộ vi xử lý không có các giai đoạn đường ống liên khóa", là một tập lệnh bộ vi xử lý được thiết kế đơn giản bắt đầu vào năm 1985.
Nguyên tắc cơ bản của MIPS là giảm thiểu các hướng dẫn phức tạp của bộ vi xử lý về dạng cơ bản nhất, điều này không chỉ làm tăng tốc độ xử lý mà còn giảm độ phức tạp khi thực thi các chương trình.
Trong hệ thống zkMIPS, tập lệnh này được sử dụng để chuyển đổi chương trình thành bằng chứng ZK.
Quá trình triển khai zkMIPS như sau:
- Chuyển đổi chương trình sang MIPS: Đầu tiên, các hợp đồng thông minh hoặc chương trình được viết bằng ngôn ngữ lập trình cấp cao (như Solidity hoặc Rust) được biên dịch thành tập lệnh MIPS. Bước này nói về việc chuyển đổi các trừu tượng ở cấp độ cao hơn thành các hoạt động cụ thể có thể được thực hiện ở cấp độ phần cứng.
- Tạo bằng chứng ZK: Các hướng dẫn MIPS này sau đó được sử dụng để tạo bằng chứng không có kiến thức tương ứng. Do tính chất đơn giản của MIPS, bước này hiệu quả hơn về mặt tính toán và có thể đưa ra bằng chứng nhanh hơn mà không ảnh hưởng đến tính bảo mật.
Ưu điểm của zkMIPS
- Khả năng tương thích: zkMIPS không chỉ hỗ trợ Solidity tương thích EVM mà còn hỗ trợ các ngôn ngữ phát triển chính thống khác như Rust và Move. Điều này cho phép zkMIPS phục vụ hệ sinh thái phát triển blockchain rộng hơn, dẫn đến nhiều khả năng ứng dụng hơn.
- Hiệu quả về chi phí: Do tính hiệu quả của tập lệnh MIPS, zkMIPS có thể giảm đáng kể chi phí tính toán khi tạo bằng chứng không có kiến thức, tăng tính bền vững chung của hệ thống.
- Bằng chứng đệ quy: zkMIPS hỗ trợ bằng chứng đệ quy, tổng hợp nhiều bằng chứng thành một đơn vị dễ quản lý hơn, điều này rất quan trọng trong việc cải thiện khả năng mở rộng hệ thống.
Trên thực tế, những ưu điểm của MIPS đã được các dự án như Optimism tích hợp. Cơ chế Cannon của Optimism chuyển đổi các chương trình đã thực thi thành MIPS, giúp việc tìm lỗi và thực thi lại dễ dàng và hiệu quả hơn khi quá trình thực thi gặp khó khăn.
Metis cũng đã đi theo xu hướng này và tích hợp Cannon vào hệ sinh thái của mình, điều này càng khẳng định tính thực tiễn và hiệu quả của công nghệ zkMIPS.
Ngoài việc sử dụng Hybrid Rollups để kết hợp các ưu điểm của OP và ZK, Metis còn tích cực thúc đẩy việc triển khai Sequencer phi tập trung và làm gương phi tập trung cho Rollup.
Trong mô hình Rollup truyền thống, mặc dù một Sequencer duy nhất có thể xử lý các giao dịch và dữ liệu một cách hiệu quả nhưng nó cũng tập trung rất nhiều quyền lực, điều này có thể dẫn đến nhiều rủi ro khác nhau:
- Rủi ro vận hành: Nếu trình tuần tự bị lỗi hoặc bị tấn công, quá trình xử lý giao dịch của toàn bộ hệ thống sẽ bị chặn.
- Rủi ro kiểm duyệt: Trình sắp xếp chuỗi có khả năng xử lý hoặc từ chối các giao dịch có chọn lọc, điều này có thể hạn chế quyền truy cập của người dùng vào các giao thức hoặc dịch vụ tài chính phi tập trung (DeFi) cụ thể.
- Rủi ro thao túng: Trong quá trình sắp xếp giao dịch, trình sắp xếp thứ tự có thể ưu tiên các giao dịch của chính nó và thu được những lợi ích không phù hợp bằng cách tăng phí giao dịch, tức là giá trị có thể trích xuất tối đa (MEV).
Để giải quyết các vấn đề trên, Metis đã thiết kế một nhóm Sequencer phi tập trung, bao gồm nhiều nút Sequencer để cùng nhau hoàn thành việc tổng hợp, sắp xếp và thực hiện các giao dịch. Thiết kế này đảm bảo tính công bằng và minh bạch của hệ thống:
- Cơ chế đồng thuận: Hơn 2/3 số nút Sequencer phải đạt được sự đồng thuận về trạng thái của từng khối mới trước khi lô giao dịch có thể được gửi tới mạng chính Ethereum (L1).
- Chữ ký tính toán nhiều bên (MPC): Trước khi lô giao dịch được gửi đến L1, tính xác thực của lô được xác minh thông qua chữ ký MPC để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu.
Ưu điểm của Trình sắp xếp thứ tự phi tập trung:
Ưu điểm của Trình sắp xếp thứ tự phi tập trung:
- Bảo mật nâng cao: Thông qua việc ra quyết định chung của nhiều nút, nguy cơ lỗi điểm đơn sẽ giảm và độ mạnh mẽ cũng như bảo mật của mạng được tăng lên.
- Giảm khả năng kiểm duyệt và thao túng: Sự tồn tại của nhiều Trình sắp xếp chuỗi khiến cho một nút duy nhất khó có thể thao túng hoặc kiểm duyệt các giao dịch, bảo vệ quyền tự do giao dịch của người dùng.
- Tính ổn định và dự phòng: Hệ thống hỗ trợ xoay Sequencer một cách trơn tru, giảm thiểu tác động của sự cố hoặc gián đoạn và cải thiện tính ổn định của toàn bộ mạng.
Trong mô hình Sequencer phi tập trung của Metis, mỗi nút bao gồm một số thành phần chính:
- L2 Geth (bao gồm OP-Node): Chịu trách nhiệm phân loại giao dịch và lắp ráp khối.
- Mô-đun bộ điều hợp: đóng vai trò trung gian để tương tác với các mô-đun bên ngoài khác (chủ yếu là các nút PoS).
- Người gửi hàng loạt (Người đề xuất): Chịu trách nhiệm xây dựng các lô giao dịch và gửi chúng đến L1 sau khi nhận được sự chấp thuận từ nhiều Người sắp xếp chuỗi.
- Nút PoS: Phối hợp giữa các lớp Ethereum, sự đồng thuận và Metis để đảm bảo tài sản được khóa an toàn và người xác thực được khen thưởng.
- Lớp đồng thuận: Chứa một nhóm các nút Tendermint PoS chạy song song với mạng chính Ethereum để đảm bảo hiệu quả hoạt động mà không cản trở quá trình của mạng chính.
Nguồn: https://ethresear.ch/t/pos-sequencer-pool-decentralizing-an-optimistic-rollup/16760
Thông qua thiết kế này, nhóm Sequencer phi tập trung của Metis không chỉ cải thiện tính công bằng và minh bạch trong quá trình xử lý giao dịch mà còn tăng cường tính bảo mật và ổn định của mạng thông qua sức mạnh phi tập trung. Đây đều là các bước để xây dựng một hệ sinh thái blockchain đáng tin cậy và bền vững. hệ thống.
Lợi thế về mặt công nghệ và ý tưởng của Metis tạo nền tảng vững chắc cho sự phát triển hơn nữa trong tương lai. Hybrid Rollups dựa trên zkMIPS của nó được kỳ vọng sẽ giải quyết vấn đề tương thích cho ZK-Rollup và mang lại một hệ sinh thái nhà phát triển đa dạng hơn;
Việc quảng bá Sequencer phi tập trung thể hiện tầm nhìn của nhóm trong việc theo đuổi sự phân cấp. Khi hệ sinh thái Metis tiếp tục phát triển, chúng tôi có lý do để tin rằng Metis sẽ trở thành chú ngựa ô tiếp tục chạy đua trong cuộc cạnh tranh L2 trong tương lai, tạo ra dòng giá trị ổn định cho người dùng và nhà phát triển.
về chúng tôi
Biteye là cộng đồng nghiên cứu Web3 hàng đầu châu Á. Nó tạo ra các công cụ và nội dung nghiên cứu đầu tư hướng tới tương lai thông qua các phương pháp dựa trên cộng đồng và AI để giúp các thành viên cộng đồng khám phá lỗ hổng Web3.
Nhóm WeChat: Thêm trợ lý @Biteye01 vào nhóm
Twitter: @BiteyeCN
Bất hòa: Discord.gg/ME582FXR4F
*Tuyên bố: Nội dung chia sẻ trong bài viết này chỉ nhằm mục đích học hỏi và trao đổi, không cấu thành bất kỳ lời khuyên đầu tư nào và không thể hiện quan điểm của Biteye. Nếu bạn thích bài viết của chúng tôi, hãy theo dõi chúng tôi!
Tất cả bình luận