При разработке роллапа одним из ключевых соображений дизайна является то, как обеспечить безопасность и доверие, одновременно увеличивая масштабируемость базового Layer 1. Для оптимистичных роллапов, безопасность обеспечивается в виде доказательств мошенничества: доказательства того, что исполнение на уровне роллапа было неправильным, и это состояние должно быть возвращено
В отличие от существующих оптимистичных роллапов, Layer N не полагается на воспроизведение транзакций onchain для доказательства мошенничества. Вместо этого на Layer N используется новый подход, использующий доказательства с нулевым разглашением и виртуальную машину с нулевым разглашением RISC Zero
Оптимистичный роллап публикует обновления состояния на базовом L1 вместе с соответствующими транзакциями, которые переводят предыдущее состояние в обновленное состояние. Предположим, мы, как верификатор роллапа, заявляем, что окончательное состояние, которое мы наблюдаем, отправленное в Ethereum, недействительно (или, другими словами, что обновленное состояние не соответствует транзакциям, которые роллап отправляет в DA). Отсюда мы представляем доказательство мошенничества, которое, если оно будет принято, приведет к значительному денежному вознаграждению
Самый простой подход к доказательству мошенничества - использовать смарт-контракт для повторного исполнения транзакций в Ethereum (L1) и проверки точности полученного состояния, что мы будем называть “простым доказательством воспроизведения”
Если блок большой, становится довольно дорого. Однако здесь можно сделать хорошее наблюдение: если транзакции не приводят к ожидаемому состоянию, значит, в какой-то момент инструкция была выполнена неправильно. “Интерактивное доказательство мошенничества” просто находит эту инструкцию. Чтобы создать интерактивное доказательство мошенничества, верификатор выполняет двоичный поиск посредством серии задач между пользователем и оператором, деля пространство поиска пополам на каждом этапе. Как только верификатор указывает на первую неправильно выполненную инструкцию, смарт-контракт повторно выполняет ее и проверяет, правильно ли она была выполнена. Этот умный метод - то, что Arbitrum называет рассечением, и который, по сути, является расширением представленных нами доказательств воспроизведения
Однако это поднимает важный вопрос: как мы можем гарантировать, что поведение исполнения ончейн и исполнения оффчейн будет абсолютно одинаковым?
Ключевое ограничение как для простых доказательств воспроизведения, так и для интерактивных доказательств заключается в том, что инструкции должны выполняться одинаково на базовом уровне и на роллапе. Другими словами, обеим реализациям нужно использовать одну и ту же виртуальную машину (VM) и обеспечивать одинаковое поведение
В случае с Optimism, их предыдущая реализация была слегка модифицированной виртуальной машиной Ethereum, которую они называют виртуальной машиной Optimism (OVM), основанной на Geth. Совсем недавно они разработали ончейн эмулятор инструкций MIPS на Solidity для запуска интерпретатора Minigeth, что позволяет им моделировать и проверять переходы EVM состояний. Вместо этого Arbitrum использует модифицированную версию WASM, которую они называют WAVM. Такой дизайн означает, что Optimism и Arbitrum могут поддерживать любой язык, которые нацелены на MIPS и WASM соответственно
Однако как для Optimism, так и для Arbitrum это означает, что их соответствующие виртуальные машины должны быть реализованы в Solidity, чтобы Ethereum мог ее имитировать. Более того, каждая реализация должна иметь одинаковое поведение. В случае неинтерактивных доказательств, таких как Optimism, стоимость газа также значительно выше, поскольку нам необходимо воспроизводить каждую транзакцию в блоке
Вместо воспроизведения всех ончейн транзакций, все что нам нужно сделать - это предоставить доказательство того, что переход состояния неверен. Вот где появляется RISC Zero zkVM - виртуальная машина общего назначения с нулевым разглашением
С помощью RISC Zero любой верификатор может создать краткое доказательство того, что он взял правильные DA транзакции, соответствующие конкретному блоку, и применил их к начальному состоянию. RISC Zero делает это путем переноса среды исполнения Layer N в свою zkVM и без доверия выдает квитанцию о правильном исполнении. В случае возникновения спора верификатор отправляет это доказательство в смарт-контракт Layer N на Ethereum, который затем проверяет, действительно ли доказательство. Если доказательство действительно и состояние вывода, заявленное доказательством не соответствует состоянию, опубликованному на L1, то это мошенничество, и мы должны вернуть блок
Вместо WASM или EVM мы используем RISC Zero, ориентируясь на набор команд RISC-V, который является общей целью компиляции и, следовательно, поддерживается многими языками программирования. Это открывает более широкий спектр возможностей для формы и совместимости будущих виртуальных машин Layer N
Наконец, несмотря на такие преимущества технологии с нулевым разглашением, роллапы с полным нулевым разглашением в настоящее время ограниченны медленным временем проверки и дорогостоящими вычислениями. Вот почему Layer N использует гибридный подход - требует создание доказательств только в том случае, если существует возможность мошенничества. Мы называем этот подход “доказательством мошенничества с нулевым разглашением” (ZKFP)
Требование предоставить пользователям достаточно времени, чтобы заметить мошенничество и предоставить доказательства мошенничества, влечет за собой длительное время вывода средств (обычно около 7 дней) для текущих оптимистичных роллапов: неадекватное требование для составного финансового продукта. Хотя ZKFP не решают эту проблему полностью, оно способно значительно сократить время вывода средств благодаря своей “однократной” методологией. Вместо длинного двухсекционного протокола на ETH туда и обратно, ZKFP допускают одну обратную транзакцию для доказательства/опровержения мошенничества
Заглядывая в будущее, Layer N стремится использовать новейшие технологии для своей роллапной экосистемы. Например, с помощью Bonsai, доказывающей сети общего назначения с нулевым разглашением от RISC Zero, Layer N сможет полностью перейти на ZK роллап, что означает гарантия криптографической безопасности и мгновенный вывод средств при сохранении высокой производительности. Поскольку Bonsai позволяет любому чейну, протоколу или приложению подключаться к своей доказывающей сети, он способен действовать в качестве безопасного оффчейн исполнения и вычислительного слоя для широкого диапазона различных использований
В заключение, Layer N в сотрудничестве с RISC Zero может стать пионером новой методологии масштабирования с меньшим количеством компромиссов. Таким образом, мы можем создать следующее поколение действительно полезных финансовых продуктов и протоколов
Layer N - это новая Layer 2 сеть, предназначенная для гипермасштабирования децентрализованных финансов на Ethereum. Layer N направлен на обеспечение производительности и пользовательского опыта, аналогичных современным финансовым сетям, но полностью ончейн и децентрализованных. Разработчики могут создавать сверхпроизводительные финансовые приложения, используя общую ликвидность и возможность простой компоновки. Layer N переносит глобальную финансовую систему в Ethereum
RISC Zero - это стартап, который создает виртуальную машину с нулевым разглашением RISC Zero (zkVM) в качестве важного шага на пути к повышению безопасности и надежности распределенных приложений. zkVM от RISC Zero устраняет разрыв между исследованиями доказательства с нулевым разглашением (ZKP) и широко поддерживаемыми языками программирования, такими как C++ и Rust
Сноски: