Інтерпретація проекту Ethereum zkRollup Head Taiko запропонувала нове рішення для масштабування: базовий спірний Rollup (BCR)

Суперечливі зведення пропонують компроміс, який дозволяє ланцюжкам додатків починати з більш економічної конфігурації, зберігаючи при цьому гнучкість для поступового посилення заходів безпеки без внесення серйозних змін в існуючу інфраструктуру.

Оригінальна назва: "** Based Contestable Rollup (BCR): конфігурована багатопробна конструкція зведення****"

Сценарій: Деніел Ван

Компіляція: BlockBeats

*Примітка редактора: Ця стаття, написана співзасновником і генеральним директором Taiko Даніелем Вангом, заглиблюється в архітектуру, засновану на суперечливому Rollup (BCR), інноваційному дизайні для Ethereum Rollup. У статті не тільки аналізуються переваги та недоліки BCR, але й пояснюється, як він може стати найідеальнішим фреймворком дизайну для Ethereum Rollup. Співзасновник Ethereum Віталік Бутерін також провів поглиблене обговорення концепцій, пов’язаних з BCR, на тематичному заході Twitter Space цього місяця, що ще більше підтверджує своєчасність і актуальність цих ідей. *

В чому унікальність Taiko

Для початку давайте розберемося, що відрізняє Taiko від конкурентів:

• Інклюзивність та децентралізація: Taiko – це базовий ролап, перший у своєму роді серед конкурентів. Він не має централізованого секвенсера, а натомість покладається на валідаторів Ethereum для сортування транзакцій і блоків.
• Безпроблемний досвід розробника: Taiko використовує еквівалент Ethereum ZK-EVM (Type 1 ZK-EVM) для досягнення сумісності на рівні виконання з Ethereum, по суті, забезпечуючи «Ethereum у масштабі».
• Широкі можливості налаштування та перспективності: Як суперечливе зведення, Taiko дозволяє апчейнам визначати власні системи доказів і приймати новіші, ефективніші докази валідності в міру розвитку технологій, без необхідності модифікувати основний протокол Taiko.

Тепер давайте розглянемо, чому для Taiko має найбільший сенс використовувати механізм оскарження.

Достовірність доказів

«34 469 рядків коду не можуть бути безпомилковими вічно. — Віталік Бутерін про код ZK-EVM

Ключовим міркуванням Тайко при прийнятті суперечливої структури зведення та мультипроби є обґрунтована підозра, що доказ з нульовим розголошенням (ZKP) не може помилятися. Враховуючи, що складність програмного забезпечення часто збільшує ймовірність вразливостей – як показали Heartbleed (2014) від OpenSSL та груба недбалість ядра Linux (2003), які залишалися непоміченими протягом тривалого періоду часу, Taiko дотримується обережного підходу.

Як технологія, що швидко розвивається, ZKP схильна до помилок. Централізовані ролапи можуть терпіти деякі ризики, але Taiko не може. Taiko прагне до повної децентралізації та інклюзивності та з нетерпінням чекає відмови від контролю над мережею Taiko в майбутньому. Таким чином, початкове припущення Тайко полягало в тому, що будь-який доказ може становити загрозу безпеці за відсутності багаторічної перевіреної практики. Ось чому Тайко потрібен механізм оскарження.

Базове дискусійне зведення (BCR)

Базовий спірний ролап — це тип зведення, який має суперечливі характеристики та використовує базове впорядкування. Щоб проілюструвати, як суперечки працюють в рамках Тайко, розглянемо наступні приклади:

• Аліса пропонує новий блок.
• Боб подає доказ для переходів станів H1→H2, де H1 є батьківським хешем,

H2 - хеш нового блоку. Боб поставив маржу валідності в 10 000 TKO. Потім його докази перейшли в період охолодження.

• Запропонований Бобом перехід до штату та супровідна атестація є загальнодоступними.
• Сінді помітила, що перетворення Боба було неправильним, і подумала, що це має бути H1→H3 замість H1→H2. Сінді оскаржила докази Боба, надавши свою маржу в 10 000 TKO dispute Margin протягом періоду охолодження, але вона не надала альтернативних доказів і не вказала чітко правильну конвертацію.

Це суперечливе перетворення тепер чекає на новий, вищий рівень доказу. Боб і будь-який інший сертифікатор матимуть можливість надати цей доказ.

Сценарій 1:

• Девід надав доказ рівня 3 H1→H2, що підтверджує початкові твердження Боба. Девід отримує винагороду в розмірі 2 500 TKO, щоб стати поточним атестентом, і сплачує маржу валідності в розмірі 20 000 TKO.
• Сінді програла всю свою суперечку.
• Боб отримує 10 000 TKO валідності маржі та 2 500 TKO винагороди.
• Доказ Давида ініціює новий період охолодження.

Сценарій 2:

• Девід надав доказ рівня 3 H1→H4, який показує, що перетворення Боба було неправильним. Девід отримав 2 500 TKO і забезпечив собі місце з запасом у 20 000 TKO.
• Сінді отримує назад свої 10 000 TKO dispute margin і додаткові 2 500 TKO винагороди.
• Маржа дійсності Боба втрачена.
• Починається новий період охолодження, який використовується для перевірки нових доказів.

Кожен доказ у Taiko, крім верхнього шару, вимагає, щоб оригінальний виконавець сплатив маржу дійсності в токенах Taiko. Цей доказ входить у вікно охолодження, протягом якого він може бути оскаржений іншими особами, яким не потрібно надавати жодних доказів шахрайства/дійсності, але вони повинні сплатити маржу спору в токенах Taiko. Якщо є суперечка, для вирішення спору потрібен вищий рівень атестації, перш ніж Блокування буде перевірено.

• Якщо учасник виграє: Учасник знімає спірну маржу та отримує 1/4 від валідної маржі початкового доказу. Новий рецензент отримує 1/4 від початкової маржі дійсності рефері як плату за доказ, а решта 1/2 анулюється.
• Якщо початковий виконавець виграє: Початковий виконавець відкликає маржу дійсності та отримує 1/4 спірної маржі як винагороду. Новий сертифікатор (можливо, початковий сертифікатор) отримує 1/4 спірної маржі, а решта 1/2 втрачається.

Новий виконавець також повинен сплатити маржу дійсності відповідно до правил нового рівня, якщо він не надасть найвищий рівень доказів (у цьому випадку перехід стану вважається остаточним і подальше оскарження не допускається).

Варто зазначити, що гра dispute/proof передбачає правильний хеш батьківського блоку. Якщо хеш батьківського блоку неправильний, виграшна конверсія не буде використана для валідації блоку, а організатор повністю втратить свою маржу валідності.

Повторювані аргументи та докази збільшують час, необхідний для перевірки блоку. У кожному новому раунді з’являється власне вікно перевірки та перезарядки. Однак, оскільки суперечки пов’язані з економічними інтересами, а втрати того, хто програв, є вирішальними, вони навряд чи будуть виникати часто. Крім того, валідність і спірність доказів вищого рівня значно вищі, ніж доказів нижчого рівня. У міру того, як гра триває кілька раундів, пов’язані з цим витрати різко зростають, що ще більше послаблює безглузді суперечки.

Одним із потенційних недоліків цього дизайну є те, що він економічно перешкоджає поданню недійсних, але перевірених доказів, що ускладнює пошук вразливостей. Однак можна задатися питанням, чи розумно використовувати весь блокчейн як мотиватор для пошуку вразливостей. Інші механізми можуть бути використані для заохочення повідомлення про такі вразливості. Наприклад, пропозиція хороших винагород тим, хто виявить недійсні, але перевірені докази, може бути кращим підходом, ніж ставити під загрозу активи користувача.

Система багатофакторної аутентифікації

Багатофакторна перевірка є основною особливістю архітектури BCR Taiko, що дозволяє кожному рівню використовувати власну систему атестації. Хоча ранжування цих систем за достовірністю може здатися суб’єктивним, теоретично можна побудувати більш надійні докази, ніж інші системи.

Наприклад, Taiko може створити комплексний валідатор C, який об’єднує докази валідаторів A і B. С вважає перехід стану доведеним тільки тоді, коли і А, і В доведуть, що перехід дійсний. Хоча це збільшує витрати, це також підвищує безпеку. Одним з обмежень цього підходу є те, що синтетичні докази С-типу покладаються на успішну генерацію субдоказів з А і В. Якщо A або B має помилку, буде проблематично згенерувати надійне доказ типу C.

На практиці рівні багатофакторної аутентифікації часто налаштовуються суб’єктивно. Наприклад, розумно припустити, що валідатори SGX заслуговують на більшу довіру, ніж валідатори Optimistic, які не мають фактичних доказів. Валідатори ZK, можливо, безпечніші, ніж валідатори SGX, а гібридні валідатори SGX+ZK мають ще вищий рейтинг.

Якщо система атестації ZK в кінцевому підсумку виявиться універсально безпечною, зведення оскаржуваності може бути налаштоване на використання цього єдиного рівня, фактично перейшовши до застарілого, неоспорюваного ZK-зведення.

У контексті суперечливого дизайну зведення Taiko, багатофакторна перевірка має подвійну функцію: по вертикалі вона підтримує багаторівневу архітектуру, а по горизонталі дозволяє об’єднувати кілька субвалідаторів у синтетичний валідатор з низькою ймовірністю помилкових спрацьовувань.

Доступність валідатора

Одним із потенційних недоліків у дизайні суперечок є відсутність активних валідаторів високого рівня, особливо коли суперечки трапляються рідко. Щоб підтримувати доступний пул просунутих валідаторів, Taiko запровадила механізм, який випадковим чином призначає мінімально необхідний рівень кожному новому блоку. Блок обернено пропорційний ієрархії цього рівня; наприклад, лише 5% блоків можуть вимагати SGX+ZKP, тоді як 20% вимагають ZKP, а більшість решти вимагають лише SGX. Це гарантує, що у професіоналів ЗК завжди буде робота, що дозволить їм бути залученими та прибутковими.

Для спірних зведень вектором атаки є подання капіталомістких доказів з метою вичерпання ресурсів доказів високого рівня. Хоча така атака може уповільнити фіналізацію блоку та швидкість пропозицій, вона навряд чи загрожуватиме загальній безпеці ланцюжка. Це пов’язано з тим, що вузли спільноти можуть колективно оскаржувати недійсні докази, розміщуючи спірні поля. Важливо, що сперечальникам не потрібно надавати жодних доказів самостійно, тоді як зловмисники повинні надавати докази, які можна перевірити в ланцюжку, для кожного блоку. Створення хибних, але перевірених доказів може бути складнішим і менш економічно ефективним, ніж створення правильних доказів.

Якщо раптом знадобиться доказ вищого рівня, фінансові стимули залучають нових валідаторів. Зокрема, отримання 1/4 дійсності та маржі спору може бути вигіднішим, ніж звичайні комісії за доказ. Наприклад, враховуючи більший фінансовий ризик, валідатори ZK, які працюють на кількох платформах, можуть переключитися на обробку високоприбуткових блоків.

Динамічні коригування конфігурації

Однією з переваг спірного дизайну Taiko є його адаптивність. У міру того, як вартість атестації високого рівня падає, система може динамічно регулювати частку блоків, які вимагають атестації ZK, не впливаючи на існуючий блок і не вимагаючи оновлення протоколу.

Наприклад, екстремальний випадок може почати зі 100% оптимістичних доказів, а потім перейти або поступово перейти на 100% докази ZK, необхідні для мінімізації часу завершення в ланцюжку. Це дозволяє масштабувати зведення, L2 або L3, побудованим на основі стека Taiko, еволюціонувати від таких технологій, як Optimistic Rollup до ZK-Rollup, забезпечуючи величезну гнучкість в оптимізації безпеки та економічних стимулів.

Компроміси між витратами та безпекою

У світі технологій rollup занепокоєння щодо впливу теорії ігор зрозуміле. Однак запровадження рівня суперечок не обов’язково означає, що зведення втрачають безпеку. Немає різниці в безпеці між традиційним зведенням, яке використовує фіксований перевер ZK, і суперечливим зведенням, яке використовує той самий валідатор, що й базовий рівень.

ZK-Rollup забезпечує більшу безпеку, але в короткостроковій перспективі пов’язані з цим витрати можуть бути неприйнятними для додатків з мільйонами користувачів на день. Як каже Віталік: «Якби користувач раніше платив 1 долар, йому було б простіше заплатити за 0,10 долара. 」

Протягом наступних кількох років більшість ZK-Rollups залишаться фінансово непрактичними для великих аппчейнів. Зіткнувшись із цією ситуацією, багато апплейнів можуть віддавати пріоритет економічній ефективності, а не підвищеній безпеці. Навіть якщо очікується, що витрати на перевірку ZK знизяться, цього може бути недостатньо, щоб спонукати аппчейни повністю перейти з більш економічного, але централізованого рішення на ZK-Rollup.

Суперечливі зведення пропонують компроміс, який дозволяє ланцюжкам додатків починати з більш економічної конфігурації, зберігаючи при цьому гнучкість для поступового посилення заходів безпеки без внесення серйозних змін в існуючу інфраструктуру.

Валідатори Guardian

Валідатори Guardian – це мультисигери, які в сукупності діють як верхні ешелони ієрархії атестації протягом перших кількох років після запуску. Конкретна мета цих валідаторів-опікунів полягає в тому, щоб служити підстраховкою для усунення вразливостей на ранній стадії системи атестації. Важливо, що ці валідатори демонів існують за межами основного протоколу і можуть бути видалені з конфігурації ієрархічної атестації. Вони не можуть впливати на порядок транзакцій або блоків. У міру того, як система дозріває, а інші валідатори доводять свою надійність, ці ролі опікунів можуть бути поступово скасовані.

Хоча альтернативні механізми, такі як голосування DAO, можуть керувати недосконалими валідаторами, цей підхід вимагає довшого періоду відновлення для завершення процесу управління. Це не підходить для швидкого усунення критичних вразливостей, на відміну від додавання або видалення функцій, які можуть витримувати більш тривалий процес управління децентралізацією.

На початкових етапах розгортання зведення, особливо для досягнення мети децентралізації, валідатори-опікуни мають вирішальне значення. На відміну від централізованих зведень, де ланцюг може бути призупинений або змінений його адміністраторами, валідатори-опікуни забезпечують рівень безпеки, який може усунути помилки або вразливості, не порушуючи характер децентралізації мережі.

Наступна тестова мережа

В даний час Taiko допрацьовує новий дизайн і кодову базу контрактів Rollup. Після завершення він буде розгорнутий як тестова мережа Taiko Alpha-6 з чотирирівневою системою атестації. Відсотки на наступній діаграмі представляють ймовірність того, що блоку потрібен певний шар як найнижчий рівень доказу.

У майбутній тестовій мережі A6 Taiko прийме 24-годинний період охолодження для всіх рівнів.

Нарешті, основна мета Taiko полягає в тому, щоб спірні ролапи поєднували в собі переваги Optimistic Rollups і ZK-Rollups. Якщо ви зацікавлені в практичному застосуванні цього інноваційного дизайну, ви можете приєднатися до спільноти Taiko для отримання додаткових оновлень.