Bitcoin Magazine: Rollup đối mặt với những khó khăn gì?

Nguồn: Bitcoin Magazine; Dịch: Ngũ Châu, Kinh tế vàng.

Rollups gần đây đã trở thành trọng tâm của việc mở rộng BTC, trở thành thứ đầu tiên thực sự ‘đánh trộm phôi’ từ Mạng Than khoản của Lighting và thu hút sự quan tâm rộng rãi hơn. Rollups nhằm trở thành một tầng off-chain thứ hai không bị ràng buộc hoặc hạn chế bởi hạn chế về thanh khoản cốt lõi của Mạng Than khoản của Lighting, nghĩa là người dùng cuối cùng cần phải có ai đó cấp phát trước (hoặc ‘cho vay’) tiền để nhận tiền, hoặc các nút trung gian cần có số dư kênh để thúc đẩy số tiền thanh toán di chuyển từ người gửi đến người nhận suốt quá trình.

Những hệ thống này ban đầu được chạy trên Ethereum và các hệ thống Turing hoàn thành khác, nhưng gần đây đã chuyển trọng tâm sang việc di chuyển chúng sang các blockchain dựa trên UTXO (ví dụ như BTC). Bài viết này không nhằm thảo luận về tình hình hiện tại của việc triển khai trên BTC, mà là thảo luận về tính năng của Rollup được lý tưởng hóa mà mọi người đã theo đuổi trong thời gian dài, điều này phụ thuộc vào khả năng mà BTC hiện tại không hỗ trợ, đó là khả năng xác minh trực tiếp Bằng chứng không kiến thức (ZKP) trên BTC.

Cấu trúc cơ bản của Roll như sau: Một tài khoản đơn lẻ (UTXO trong BTC) lưu trữ số dư cho tất cả người dùng trong Rollup. UTXO này bao gồm một cam kết tồn tại dưới dạng gốc Merkle của cây Merkle, cam kết tất cả số dư hiện tại của tài khoản trong Rollup. Tất cả các tài khoản này được ủy quyền bằng Khóa công khai/Khóa riêng, do đó vẫn cần sử dụng Chìa khoá bảo mật để ký một số nội dung để thực hiện chi tiêu off-chain. Phần này của cấu trúc cho phép người dùng thoát bất cứ lúc nào mà không cần phải xin phép, chỉ cần tạo giao dịch chứng minh rằng tài khoản của họ là một phần của cây Merkle, họ có thể rút khỏi Rollup một cách độc lập mà không cần phải xin phép từ nhà điều hành.

Người điều hành của Rollup phải bao gồm một ZKP trong giao dịch để cập nhật gốc merkle của số dư tài khoản trên chuỗi on-chain khi hoàn tất quá trình giao dịch off-chain. Nếu thiếu ZKP này, giao dịch sẽ không hợp lệ và không thể được bao gồm vào khối chuỗi. Bằng chứng này cho phép mọi người xác minh xem tất cả các thay đổi đối với số dư tài khoản off-chain đã được ủy quyền đúng đắn từ chủ sở hữu tài khoản và nhà điều hành có không có cập nhật số dư gian lận để đánh cắp tiền của người dùng hoặc phân phối lại một cách không trung thực cho người dùng khác.

Vấn đề là nếu chỉ có gốc cây merkle được xuất bản trên chuỗi, người dùng có thể xem và truy cập nó, nhưng làm thế nào họ có thể đặt nhánh của họ vào cây để có thể rời đi bất cứ lúc nào mà không cần phép thuật?

Rollup phù hợp

Trong Rollup thích hợp, mỗi khi xác nhận giao dịch off-chain mới và trạng thái của tài khoản Rollup thay đổi, thông tin sẽ được đưa trực tiếp vào chuỗi khối. Không phải là toàn bộ cây, điều đó quá ngớ ngẩn, mà là thông tin cần thiết để tái tạo cây. Trong một triển khai đơn giản, tóm tắt của tất cả các tài khoản hiện có trong Rollup sẽ bao gồm số dư, và tài khoản chỉ được thêm vào trong giao dịch cập nhật Rollup.

Trong các triển khai nâng cao hơn, phương sai cân bằng được sử dụng. Đây thực chất là một bản tóm tắt về tài khoản tăng hoặc giảm tiền trong quá trình cập nhật. Điều này làm cho mỗi bản Cập Nhật rollup chỉ chứa các thay đổi số dư tài khoản xảy ra. Sau đó, người dùng có thể chỉ cần quét chuỗi và “thực hiện phép tính” từ đầu Rollup để đến trạng thái hiện tại của số dư tài khoản, cho phép họ xây dựng lại cây Merkle của số dư hiện tại.

Điều này giúp tiết kiệm một lượng lớn chi phí và không gian Khối (do đó tiết kiệm tiền), đồng thời vẫn cho phép người dùng bảo đảm truy cập thông tin cần thiết để rút lui một cách đơn phương. Quy tắc rollup yêu cầu dữ liệu này được bao gồm trong rollup chính thức mà Khối chain cung cấp cho người dùng, có nghĩa là các giao dịch không bao gồm tóm tắt tài khoản hoặc khác biệt tài khoản được coi là giao dịch không hợp lệ.

Thời hạn hiệu lực

Một cách tiếp cận khác để xử lý vấn đề sẵn sàng dữ liệu rút của người dùng là đặt dữ liệu ở nơi khác ngoài chuỗi Khối. Điều này đưa vào vấn đề tinh tế, rollup vẫn cần đảm bảo rằng dữ liệu có sẵn ở nơi khác. Thông thường, chuỗi Khối khác được sử dụng cho mục đích này, được thiết kế đặc biệt để làm lớp sẵn sàng dữ liệu cho các hệ thống như rollup.

Điều này dẫn đến tình trạng khó khăn trong việc bảo đảm an toàn. Khi dữ liệu được phát hành trực tiếp lên chuỗi Bitcoin, các quy tắc Nhận thức chung có thể đảm bảo rằng nó hoàn toàn chính xác. Tuy nhiên, khi nó được phát hành ra hệ thống bên ngoài, điều tốt nhất mà nó có thể làm là xác minh chứng minh SPV, nghĩa là dữ liệu đã được phát hành ra hệ thống khác.

Điều này yêu cầu xác minh dữ liệu tồn tại trên các bằng chứng on-chain khác, cuối cùng đây là một vấn đề Máy Oracle. Chuỗi Khối BTC không thể xác minh hoàn toàn bất cứ điều gì ngoài những gì xảy ra trên chính mình Khối on-chain, điều tốt nhất nó có thể làm là xác minh ZKP. Tuy nhiên, ZKP không thể xác minh xem Khối chứa dữ liệu rollup đã được phát sóng công khai thực sự sau khi được tạo ra. Nó không thể xác minh xem thông tin bên ngoài có thực sự được công khai cho tất cả mọi người hay không.

Điều này đã mở ra cánh cửa cho cuộc tấn công giữ dữ liệu, tức là tạo cam kết đối với dữ liệu được xuất bản và sử dụng nó để thúc đẩy rollup, nhưng dữ liệu thực tế không khả dụng. Điều này dẫn đến người dùng không thể rút tiền. Giải pháp duy nhất thực sự là hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị và cấu trúc kích thích của hệ thống ngoài BTC.

Tiến lùi trong địa ngục

Điều này đặt ra một tình thế khó khăn cho rollup. Khi liên quan đến vấn đề khả dụng dữ liệu, thực tế tồn tại một lựa chọn nhị phân về việc công bố dữ liệu trên chuỗi BTC hoặc nơi khác. Lựa chọn này có tác động lớn đến tính bảo mật, chủ quyền và khả năng mở rộng của rollup.

Một mặt, việc sử dụng Blockchain làm lớp dữ liệu có thể sẵn có sẽ đặt một giới hạn cứng cho khả năng mở rộng của rollup. Không gian khối là có hạn, điều này đặt ra giới hạn cho số lượng rollup có thể tồn tại cùng một lúc và tổng số giao dịch có thể xử lý off-chain của tất cả rollup. Mỗi lần cập nhật rollup đều cần không gian khối tỷ lệ với số lượng tài khoản có số dư thay đổi từ lần cập nhật trước. Lý thuyết thông tin chỉ cho phép nén dữ liệu đến một mức nhất định, điều này có nghĩa là không còn tiềm năng mở rộng hơn nữa.

Mặt khác, việc sử dụng các lớp khác nhau để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu sẽ loại bỏ giới hạn tối đa về khả năng mở rộng, nhưng cũng đưa ra các vấn đề mới về an ninh và chủ quyền. Trong Rollup sử dụng BTC để đảm bảo tính khả dụng của dữ liệu, nếu dữ liệu mà người dùng cần trích xuất không được tự động xuất bản lên blockchain, trạng thái của Rollup sẽ không thay đổi. Việc đảm bảo này hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng của hệ thống bên ngoài được sử dụng để chống lại gian lận và ẩn dữ liệu khi sử dụng Validiums.

Hiện tại, bất kỳ nhà sản xuất Khối nào trên hệ thống khả năng sẵn có dữ liệu bên ngoài đều có thể chiếm đoạt tiền của người dùng BTCRollup bằng cách sản xuất Khối thay vì phát sóng thực tế Khối đó, từ đó làm cho dữ liệu có sẵn.

Vậy nếu chúng ta thực sự thực hiện được Rollup lý tưởng trên BTC và thực sự thực hiện được rút tiền một chiều của người dùng, điều đó sẽ như thế nào?