Bitcoin Magazine: В чем заключаются трудности Rollup?

Источник: Bitcoin Magazine; Подборка: Пять Бат, Золотые Финансы

Роллапы недавно стали фокусом масштабирования BTC и стали первым настоящим конкурентом Сети Lighting в плане широкого внимания. Роллапы предназначены стать вторым уровнем вне блокчейна, который не ограничен или ограничен ограничениями ядра Сети Lighting в отношении ликвидности, то есть конечному пользователю нужно заранее выделить (или «заимствовать») средства, чтобы получить деньги, или промежуточный узел-маршрутизатору нужен баланс канала, чтобы обеспечить полный поток платежей от отправителя к получателю.

Эти системы изначально были запущены 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 планируется обсуждать текущее состояние реализации на BTC, а скорее обсудить функциональность идеального Rollup, которую люди давно преследуют, и которая зависит от возможностей, которые в настоящее время не поддерживаются в BTC, а именно возможности прямой проверки Доказательств с нулевым разглашением (ZKP) на BTC.

Базовая архитектура Roll выглядит следующим образом: один счет (в BTC - это UTXO) содержит балансы всех пользователей в Rollup. Этот UTXO содержит обязательство в виде корня Merkle tree, которое обещает текущие балансы всех счетов в Rollup. Все эти счета авторизованы открытым/закрытым ключом, поэтому для изъятия средств вне блокчейна пользователи все еще должны подписывать некоторые данные с помощью секретного ключа. Эта часть структуры позволяет пользователям выходить в любое время без разрешения, отправляя транзакцию, доказывающую, что их счет является частью дерева Merkle, и они могут односторонне выйти из Rollup без разрешения оператора.

Операторы Rollup должны включать ZKP в транзакцию, чтобы обновить баланс счета в блокчейне в процессе завершения вне блокчейна транзакции merkle root, если этого ZKP нет, транзакция будет недействительной и не может быть включена в блокчейн. Это доказательство позволяет людям проверить, получили ли все изменения счета вне блокчейна соответствующее разрешение владельца счета, а также, не злоупотребляют ли операторы обновлением баланса для кражи средств пользователей или нечестно перераспределяют его другим пользователям.

Проблема заключается в том, что если только корень дерева Меркля опубликован в блокчейне, и пользователи могут просматривать и получать к нему доступ, то как они могут поместить свои ветви в дерево, чтобы в любое время выйти без необходимости разрешения?

Подходящий Rollup

В подходящем Rollup каждый раз, когда подтверждается новая транзакция вне блокчейна и изменяется состояние Rollup счета, информация непосредственно помещается в блокчейн. Это не вся дерево, это было бы слишком неразумно, а только информация, необходимая для восстановления дерева. В простой реализации резюме все существующие счета Rollup будут содержать сводку баланса, и счета будут только добавляться в обновления транзакций Rollup.

В более продвинутой реализации используется разница в балансе. Это в основном краткое изложение того, какие счета увеличились или уменьшились в процессе обновления. Это позволяет каждому обновлению Rollup содержать только изменения баланса счета, которые произошли. Затем пользователь может просто просканировать цепочку и «рассчитать» текущее состояние баланса счета с начала Rollup, что позволяет им восстановить текущее состояние баланса Мерклево дерево.

Таким образом можно сэкономить много расходов и места в Блоках (тем самым сэкономив деньги), одновременно позволяя пользователям гарантировать доступ к информации, необходимой для одностороннего выхода. Согласно правилам rollup, эти данные должны быть включены в формальный rollup, предоставляемый пользователям с использованием Блокчейна, и транзакции, не содержащие сводную информацию о счете или различия счета, считаются недействительными.

Срок действия

Ещё один способ решения проблемы доступности данных для пользователей - размещение данных в другом месте, отдельно от блокчейна. Это вводит тонкую проблему - rollup все равно должен гарантировать доступность данных в другом месте. Традиционно, для этой цели использовались другие блокчейны, специально разработанные в качестве уровня доступности данных для систем, таких как rollup.

Это создает одинаково сильные трудности в обеспечении безопасности. Когда данные напрямую публикуются в блокчейн Биткойн, соглашение может гарантировать их абсолютную правильность. Однако, когда они публикуются во внешней системе, лучшее, что они могут сделать, это проверить доказательство SPV, то есть, что данные были опубликованы в другой системе.

Для этого требуется доказательство того, что данные проверяются в других блоках на блокчейне, что в конечном итоге является проблемой машины Oracle. Блокчейн Биткойна не может полностью проверить ничего, что происходит за его собственным блоком, лучшее, что он может сделать, это проверить ZKP. Однако ZKP не может проверить, был ли блок, содержащий данные rollup, действительно опубликован после его создания. Он не может проверить, является ли внешняя информация действительно открытой для всех.

Это открыло двери для атаки на задержку данных, то есть создание обязательства по опубликованным данным и их использование для продвижения роллапа, но данные фактически недоступны. Это приводит к невозможности пользователям извлекать средства. Единственным настоящим решением является полная зависимость от стоимости и структуры стимулирования системы, отличной от BTC.

Замкнутый круг

Это создает дилемму для rollup. Когда речь идет о проблемах доступности данных, фактически существует двоичный выбор между публикацией данных на блокчейне BTC или в другом месте. Этот выбор имеет серьезное влияние на безопасность, суверенитет и масштабируемость rollup.

С одной стороны, использование BTC в качестве уровня доступности данных для rollup устанавливает жесткий лимит масштабируемости. Блокчейн имеет ограниченное пространство, что устанавливает предел для количества существующих rollup и общего количества транзакций, которые можно обработать вне блокчейна. Каждое обновление rollup требует блокчейна в размере, пропорциональном количеству счетов, у которых изменился баланс с момента последнего обновления. По информационной теории данные можно сжать только до определенной степени, и в этом смысле нет больше потенциала для масштабирования.

С другой стороны, использование различных уровней для обеспечения доступности данных устранит жесткий предел масштабируемости, но также приведет к новым вопросам безопасности и суверенитета. В Rollup, использующем BTC для обеспечения доступности данных, если данные, которые пользователь хочет извлечь, не автоматически публикуются в блокчейне, состояние Rollup не может измениться. При использовании Validiums это зависит исключительно от способности используемой внешней системы противодействовать мошенничеству и скрытию данных.

Сейчас любой Блокпроизводитель на системе доступности внешних данных может захватить средства пользователей BTCRollup, производя Блок вместо фактической трансляции этого Блока, чтобы сделать данные доступными.

Итак, каким бы это было, если бы мы действительно реализовали идеальную реализацию Rollup на BTC и действительно добились одностороннего вывода пользователей?