Bitcoin Magazine: В чем заключается затруднение Rollup?

Источник: Bitcoin Magazine; Перевод: Ву Чжу, Золотая финансовая журналистика

Роллапы в последнее время стали фокусом масштабирования BTC, став первым, что действительно «украло шоу» у Сеть Lighting с точки зрения более широкого внимания. Роллапы спроектированы как внешний блокчейна layer 2, который не ограничен и не ограничен ограничениями ликвидности ядра Сети Lightning, т.е. конечному пользователю нужно, чтобы кто-то заранее выделил (или «одолжил») средства для получения денег, или промежуточный маршрут Узел нуждается в балансе канала, чтобы обеспечить полный поток суммы платежа от отправителя к получателю.

Эти системы изначально работали на платформе Ethereum и других Тьюринг завершенных системах, но в последнее время основное внимание переключилось на их портирование на основанные на UTXO блокчейны (например, BTC). В этой статье не будет обсуждаться текущее состояние внедрения на BTC, а будет обсуждаться функциональность идеального роллапа, которую люди давно преследуют и которая зависит от функций, которые в настоящее время не поддерживаются BTC, а именно от возможности прямой проверки Доказательств с нулевым разглашением (ZKP) на BTC.

Базовая структура Roll выглядит следующим образом: отдельный счет (UTXO в BTC) сохраняет балансы всех пользователей в Rollup. Этот UTXO содержит обязательство, которое представлено в виде корневого хеша Merkle-дерева и содержит текущие балансы всех счетов в Rollup. Все эти счета авторизованы с помощью открытого/закрытого ключей, поэтому для совершения внеблокчейн-транзакций пользователь все равно должен подписать определенное содержимое с помощью секретного ключа. Эта часть структуры позволяет пользователям выйти в любое время без разрешения, просто представив транзакцию, доказывающую, что их счет является частью Merkle-дерева, и они могут односторонне выйти из Rollup без разрешения оператора.

Оператор Rollup должен включать в транзакцию ZKP, чтобы обновлять корень Merkle баланса счета в блокчейне при завершении вне блокчейна транзакции. Без этого ZKP транзакция будет недействительной и не может быть включена в блокчейн. Это доказательство позволяет людям проверить, были ли все изменения баланса счета вне блокчейна правомерно авторизованы владельцем счета и является ли оператор злоумышленником, который обновляет баланс для кражи средств пользователей или нечестно перераспределяет их другим пользователям.

Вопрос заключается в том, если только корень merkle-дерева опубликован в блокчейне, и пользователи могут просматривать и получать к нему доступ, как они могут добавить свои ветви в дерево, чтобы иметь возможность выйти без разрешения в любое время, когда им это нужно?

Подходящий Rollup

В подходящей Rollup информация напрямую помещается в блокчейн каждый раз, когда подтверждаются новые вне блокчейна сделки и изменяется состояние счета Rollup. Это не вся дерево, так слишком глупо делать, а только информация, необходимая для восстановления дерева. В простой реализации сводный отчет всех счетов в Rollup будет содержать балансы и счета будут добавляться только в обновлениях сделок Rollup.

В более продвинутой реализации используйте разницу в балансе. По сути, это краткое изложение того, какие счета увеличили или уменьшили свои средства в процессе обновления. Это позволяет каждому обновлению Rollup содержать только изменения баланса счета, которые произошли. Затем пользователь может просто просканировать цепочку и «произвести вычисления» с начала Rollup, чтобы получить текущее состояние баланса счета, что позволяет им восстановить текущий баланс дерева Меркля.

Это экономит много накладных расходов и места (и, следовательно, денег), в то же время предоставляя пользователю гарантированный доступ к информации, необходимой для одностороннего выхода. Правила роллапа требуют, чтобы эти данные были включены в официальный роллап, предоставляемый пользователю с помощью цепочки Блок, т.е. транзакции, которые не содержат сводок счетов или разниц по счету, считаются недействительными.

Срок действия

Еще один способ решения проблемы доступности данных для извлечения пользователей - размещение данных в другом месте, отличном от Блокчейна. Это вводит тонкую проблему, rollup все еще должен обязательно гарантировать доступность данных в другом месте. Традиционно для этой цели использовались другие Блокчейны, специально разработанные в качестве слоя доступности данных для систем rollup и т. д.

Это создает трудности в обеспечении такого же высокого уровня безопасности. Когда данные напрямую публикуются в блокчейн BTC, правила соглашения могут гарантировать их абсолютную правильность. Однако, когда они публикуются во внешнюю систему, лучшее, что они могут сделать, это подтвердить SPV-доказательство, то есть данные уже опубликованы в другой системе.

Это требует доказательства того, что данные существуют в другом блокчейне, что в конечном итоге является вопросом машины Oracle. Блокчейн BTC не может полностью проверить что-либо, что происходит за пределами его собственного блока, лучшее, что он может сделать, это проверить ZKP. Однако ZKP не может проверить, были ли Блоки, содержащие данные rollup, действительно публично транслированы после их генерации. Он не может проверить, является ли внешняя информация действительно общедоступной для всех.

Это открыло дверь для атаки задержки данных, что означает создание обязательства по опубликованию данных и использование их для продвижения rollup, но данные фактически недоступны. Это приводит к тому, что пользователи не могут извлекать свои средства. Единственным настоящим решением является полная зависимость от стоимости и структуры стимулов систем, отличных от BTC.

Дилемма

Это создает дилемму для Rollup. Когда речь идет о проблеме доступности данных, фактически существует двоичный выбор между публикацией данных в блокчейне BTC или в другом месте. Этот выбор имеет значительное влияние на безопасность и суверенитет Rollup, а также на его масштабируемость.

С одной стороны, использование BTC в качестве уровня доступности данных для роллапа устанавливает жесткий предел масштабируемости. Блокчейн имеет ограниченное пространство, что устанавливает предел для количества роллапов, которые могут существовать одновременно, а также общее количество транзакций, которые могут быть обработаны вне блокчейна. Каждое обновление роллапа требует Блокчейн-пространства, пропорционального количеству счетов, у которых изменился баланс с момента последнего обновления. Согласно информационной теории, данные могут быть сжаты только до определенной степени, и на этом этапе нет больше потенциала для масштабирования.

С другой стороны, использование различных слоев для обеспечения доступности данных устраняет жесткий верхний предел масштабируемости, но также создает новые проблемы безопасности и суверенитета. В Rollup, использующем BTC для обеспечения доступности данных, если данные, которые пользователь хочет извлечь, не были автоматически опубликованы в блокчейне, состояние Rollup не может измениться. При использовании Validiums эта гарантия полностью зависит от способности используемой внешней системы противостоять мошенничеству и скрытию данных.

Теперь любой Блокпроизводитель на системе доступности внешних данных может захватить средства пользователей BTCRollup, производя Блоки, а не фактически транслируя этот Блок, чтобы обеспечить доступность данных.

Итак, как бы это было, если бы мы действительно реализовали идеальную реализацию Rollup на BTC и действительно обеспечили одностороннее снятие средств пользователем?