Optimism 技術文書

Yazan Optimism Collective · 2021

Tek mod community.optimism.io

Optimism'in geleneksel bir teknik dokümanı yoktur. Ethereum Katman 2 iyimser rollup'ı olan Optimism'in tasarım ve spesifikasyonları, tek bir resmi akademik belge yerine teknik belgeler, OP Stack spesifikasyonu ve araştırma gönderileri aracılığıyla belgelenmiştir.

Özet

Makale, bir düğümü çalıştırmak için işlem verimi ile donanım gereksinimleri arasındaki dengeyi analiz ederek merkezi olmayan blockchain'lerdeki ölçeklenebilirlik sorununu ele alıyor. Toplamalar, yani zincir dışında yürütülen blokların zincir üzerinde doğrulanmasına yönelik teknolojiler, hata veya geçerlilik kanıtları şeklinde sunulur. İyimser Toplamaları ve Geçerlilik Toplamalarını para çekme süresi, işlem maliyetleri, optimizasyon teknikleri ve Ethereum ekosistemiyle uyumluluk açısından karşılaştırıyoruz. Analizimiz, Optimism Bedrock'un şu anda yaklaşık 20:1'lik bir gaz sıkıştırma oranına sahip olduğunu, StarkNet'nın ise yaklaşık 24:1'lik bir depolama yazma maliyeti sıkıştırma oranına ulaştığını ortaya koyuyor. Ayrıca, önbellek sözleşmelerinin ve Bloom filtrelerinin kullanımı gibi bu oranları daha da optimize etmeye yönelik teknikleri de tartışıyoruz. Sonuç olarak, sonuçlarımız İyimser ve Geçerlilik Toplamaları arasındaki seçimde karmaşıklık ve çeviklik arasındaki dengeyi vurgulamaktadır. Anahtar Kelimeler Blockchain, Ölçeklenebilirlik, Toplama 1. Giriş Blockchain teknolojisi, çeşitli endüstrilerde devrim yaratma potansiyeli nedeniyle büyük ilgi görmüştür. Bununla birlikte, çoğu blockchain ölçeklenebilirlik, merkezi olmayan yönetim ve güvenlik arasında, genellikle Ölçeklenebilirlik Üçlemi olarak adlandırılan bir ödünleşimle karşı karşıya olduğundan, ölçeklenebilirlik büyük bir zorluk olmaya devam etmektedir [1, 2]. Bir blockchain'nin verimini artırmak için basit bir çözüm, blok boyutunu artırmaktır. Ethereum bağlamında bu, bir bloğun tutabileceği maksimum gaz miktarının arttırılması anlamına gelir. Her tam düğümün her bloğun her işlemini doğrulaması gerektiğinden, verim arttıkça donanım gereksinimleri de artar ve bu da ağın daha merkezi hale getirilmesine yol açar. Bitcoin ve Ethereum gibi bazı blockchain'ler, mimari merkeziyetsizliğini en üst düzeye çıkarmak için tasarımlarını optimize ederken, Binance Smart Chain ve Solana gibi diğerleri mümkün olduğu kadar hızlı ve ucuz olacak şekilde tasarlanmıştır. Merkezi olmayan ağlar, ağa katılım için donanım gereksinimlerini azaltmak amacıyla blockchain verimini yapay olarak sınırlandırır. Yıllar geçtikçe Trilemma'ya devlet kanalları [3] ve Plazma [4, 5] gibi bir çözüm bulmak için girişimlerde bulunuldu. Bu çözümler, bazı etkinlikleri zincir dışına taşıma, smart contracts kullanarak zincir içi etkinlikleri zincir dışı etkinliklere bağlama ve DLT 2023: 5th Distributed Ledger Technology Workshop, 25-26 Mayıs 2023, Bologna, İtalya $ [email protected] (L. Donno) https://lucadonnoh.github.io/ doğrulama özelliklerine sahiptir. (L. Donno) 0000-0001-9221-3529 (L. Donno) © 2023 Bu makalenin telif hakkı yazarlarına aittir. Creative Commons Lisansı Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) kapsamında izin verilen kullanıma. CEUR Çalıştay Bildirileri http://ceur-ws.org ISSN 1613-0073 CEUR Çalıştay Bildirileri (CEUR-WS.org) zincir üzerinde, zincir dışında olup bitenler. Ancak hem Plazma hem de durum kanallarının genel smart contracts desteği sınırlıdır. Toplamalar, bloklarını başka bir blockchain (Layer 1 veya L1) üzerinde yayınlayan ve dolayısıyla onun fikir birliğini, veri kullanılabilirliğini ve güvenlik özelliklerini devralan blockchain'lardır (Layer 2 veya L2 olarak adlandırılır). Diğer çözümlerden farklı olarak keyfi hesaplamayı desteklerler. Toplamaların üç ana bileşeni vardır: • Sıralayıcılar: kullanıcılardan Toplama işlemlerini alan ve bunları Layer 1 adresine gönderilen bir blokta birleştiren düğümler. Blok en azından durum kökünden (örneğin Merkle kökü) ve durumu yeniden yapılandırmak ve doğrulamak için gereken verilerden oluşur. Layer 1 şunu tanımlar...

概要

この論文では、トランザクション スループットとノードを実行するためのハードウェア要件との間のトレードオフを分析することで、分散型 blockchain のスケーラビリティの問題に対処しています。ロールアップ、つまりオフチェーンで実行されるブロックをオンチェーンで検証するテクノロジーは、障害証明または有効性証明の形式で提供されます。出金時間、取引コスト、最適化手法、Ethereum エコシステムとの互換性に関して、オプティミスティック ロールアップと有効性ロールアップを比較します。私たちの分析により、Optimism Bedrock の現在のガス圧縮率は約 20:1 であるのに対し、StarkNet は約 24:1 のストレージ書き込みコスト圧縮率を達成していることがわかりました。また、キャッシュ コントラクトやブルーム フィルターの使用など、これらのレートをさらに最適化する手法についても説明します。最終的に、私たちの結論は、楽観的ロールアップと妥当性ロールアップの選択における複雑さと機敏性の間のトレードオフを浮き彫りにします。キーワード ブロックチェーン、スケーラビリティ、ロールアップ 1. はじめに ブロックチェーン技術は、さまざまな業界に革命を起こす可能性があるため、大きな注目を集めています。ただし、ほとんどの blockchain は、一般にスケーラビリティのトリレンマと呼ばれる、スケーラビリティ、分散化、セキュリティの間のトレードオフに直面しているため、スケーラビリティは依然として大きな課題です。 blockchain のスループットを向上させる簡単な解決策は、ブロック サイズを増やすことです。 Ethereum のコンテキストでは、これはブロックが保持できるガスの最大量を増やすことを意味します。各フルノードはすべてのブロックのすべてのトランザクションを検証する必要があるため、スループットが増加するにつれてハードウェア要件も増加し、ネットワークの集中化が進みます。 Bitcoin や Ethereum などの一部の blockchain は、アーキテクチャの分散化を最大化するために設計を最適化しますが、Binance Smart Chain や Solana などの他のものは、可能な限り高速かつ安価になるように設計されています。分散型ネットワークは、blockchain のスループットを人為的に制限して、ネットワークに参加するためのハードウェア要件を下げます。長年にわたり、状態チャネル [3] やプラズマ [4、5] など、トリレンマの解決策を見つける試みが行われてきました。これらのソリューションには、一部のアクティビティをオフチェーンに移動し、smart contracts を使用してオンチェーンのアクティビティをオフチェーンのアクティビティにリンクし、DLT 2023 を検証するという特徴があります: 第 5 回分散台帳技術ワークショップ、2023 年 5 月 25 ~ 26 日、イタリア、ボローニャ $ [email protected] (L. Donno) https://lucadonnoh.github.io/ (L. Donno) 0000-0001-9221-3529 (L. Donno) © 2023 この論文の著作権は著者にあります。クリエイティブ コモンズ ライセンス表示 4.0 インターナショナル (CC BY 4.0) に基づいて使用が許可されています。 CEUR ワークショップ議事録 http://ceur-ws.org ISSN 1613-0073 CEUR ワークショップ議事録 (CEUR-WS.org) オンチェーンとオフチェーンで何が起こっているか。ただし、プラズマ チャネルと状態チャネルの両方は、一般的な smart contract のサポートに制限があります。ロールアップは、ブロックを別の blockchain (Layer 1 または L1) に公開する blockchain (Layer 2 または L2 と呼ばれます) であり、そのため、そのコンセンサス、データの可用性、およびセキュリティのプロパティを継承します。他のソリューションとは異なり、これらは任意の計算をサポートします。ロールアップには 3 つの主なコンポーネントがあります。 • シーケンサー: ユーザーからロールアップ トランザクションを受け取り、それらを Layer 1 に送信されるブロックに結合するノード。ブロックは、少なくとも状態ルート (マークル ルートなど) と、状態を再構築して検証するために必要なデータで構成されます。 Layer 1 は...を定義します。

giriiş

  1. Giriş Blockchain teknolojisi, devrim yaratma potansiyeli nedeniyle büyük ilgi gördü çeşitli endüstriler. Ancak çoğu blockchain'nin karşılaştığı gibi ölçeklenebilirlik büyük bir zorluk olmaya devam ediyor ölçeklenebilirlik, merkezi olmayan yönetim ve güvenlik arasında bir değiş-tokuş Ölçeklenebilirlik Üçlemi [1, 2]. blockchain verimini artırmak için önemsiz bir çözüm blok boyutunu artırmak için. Ethereum bağlamında bu, maksimum değerin artırılması anlamına gelir Bir bloğun tutabileceği gaz miktarı. Her tam düğümün her işlemin her işlemini doğrulaması gerektiğinden blok, verim arttıkça donanım gereksinimleri de artar ve bu da daha büyük bir ağın merkezileştirilmesi. Bitcoin ve Ethereum gibi bazı blockchain'ler, mimari merkezsizleşmeyi en üst düzeye çıkaracak şekilde tasarlarken, Binance Smart gibi diğerleri Chain ve Solana mümkün olduğu kadar hızlı ve ucuz olacak şekilde tasarlandı. Merkezi olmayan ağlar donanım gereksinimlerini azaltmak için blockchain verimini yapay olarak sınırlandırın ağa katılın. Yıllar boyunca Trilemma'ya devlet gibi bir çözüm bulmak için girişimlerde bulunuldu. [3] ve Plazma [4, 5] kanalları. Bu çözümler bazı aktiviteleri hareket ettirme özelliğine sahiptir. zincir dışı, smart contracts kullanarak zincir içi aktiviteyi zincir dışı aktiviteye bağlama ve doğrulama DLT 2023: 5. Dağıtılmış Defter Teknolojisi Çalıştayı, 25-26 Mayıs 2023, Bologna, İtalya $ [email protected] (L.Donno) https://lucadonnoh.github.io/ (L. Donno) 0000-0001-9221-3529 (L.Donno) © 2023 Bu makalenin telif hakkı yazarlarına aittir. Creative Commons Lisansı Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) kapsamında izin verilen kullanıma. CEUR Atölye Bildiriler http://ceur-ws.org ISSN1613-0073 CEUR Çalıştay Bildirileri (CEUR-WS.org)zincir üzerinde, zincir dışında neler olup bittiğini. Ancak hem Plazma hem de durum kanalları sınırlıdır. genel smart contracts'yi destekliyorlar. Toplamalar, bloklarını başka bir blockchain üzerinde yayınlayan blockchain'lerdir (Layer 2 veya L2 olarak adlandırılır) (Layer 1 veya L1) ve dolayısıyla fikir birliğini, veri kullanılabilirliğini ve güvenlik özelliklerini devralır. Onlar, diğer çözümlerden farklı olarak keyfi hesaplamayı destekler. Toplamaların üç ana bileşeni vardır: • Sıralayıcılar: kullanıcılardan Toplama işlemlerini alan ve bunları bir araya getiren düğümler Layer 1 adresine gönderilen blok. Blok en azından durum kökünden oluşur (örneğin bir Merkle kök) ve durumu yeniden oluşturmak ve doğrulamak için gereken veriler. Layer 1 şunu tanımlar: yayınlanan verilerin sırasını belirleyerek L2'nin kanonik blockchain. • Toplama tam düğümleri: Katmandan Toplama bloklarını alan, işleyen ve doğrulayan düğümler 1 kökün doğru olduğunu doğrulayarak. Bir blok geçersiz işlemler içeriyorsa o zaman atılır; bu, Sıralayıcıların geçersiz bloklar içeren geçerli bloklar oluşturmasını engeller işlemler. • Toplama hafif düğümleri: Toplama bloklarını Layer 1 adresinden alan ancak hesaplama yapmayan düğümler yeni devletin kendisi. Teknikleri kullanarak yeni durum kökünün geçerli olduğunu doğrularlar Arıza veya geçerlilik delilleri gibi. Toplamalar, işlem sayısı arttıkça amortize edilmiş maliyetleri azaltarak ölçeklenebilirlik elde eder. kullanıcı sayısı artıyor. Bunun nedeni, blockchain geçerliliğini sağlamanın maliyetinin alt doğrusal olarak artmasıdır İşlemlerin bireysel olarak doğrulanmasının maliyeti ile ilgili olarak. Toplamalar şunlara göre farklılık gösterir: Hafif düğümlerde işlem yürütmenin geçerliliğini sağladıkları mekanizma: İyimser Toplamalar, Ekonomik bir model ve hata kanıtları ile sağlanırken, Geçerlilik Toplamalar, geçerlilik kanıtları kullanılarak kriptografik olarak sağlanır. Hafif düğümler Layer 1 üzerinde smart contracts olarak uygulanabilir. Kökünü kabul ediyorlar yeni durum ve geçerliliği veya hata kanıtlarını doğrulayın: bu Toplama bu nedenle Akıllı Sözleşme olarak adlandırılır Toplamalar. Işık düğümleri bağımsızsa bunlara Egemen Toplamalar [6] denir. Avantajı Akıllı Sözleşme Toplamasını kullanmak, ikisi arasında güveni en aza indirilmiş bir köprü kurabilmektir blockchains: L2 durumunun geçerliliği L1'e kanıtlandığından, bir işlemler sistemi L2'den L1'e kadar para çekme işlemlerine izin vererek uygulanabilir. Dezavantajı ise maliyetinin yüksek olmasıdır. işlemler L1'deki durumu doğrulamanın maliyetine bağlıdır: temel katman şu şekilde doyurulursa: diğer faaliyetlerde, Toplamadaki işlemlerin maliyeti de artar. Veri ve fikir birliği katmanları sistemin güvenliğini belirleyen katmanlardır. işlemlerin sırasını tanımlar, saldırıları önler ve durumu kanıtlamak için verileri kullanılabilir hale getirir geçerlilik. Bildiri katkısı Bu yazıda, iki yenilikçi olan İyimserlik ve Geçerlilik Toplamalarını inceliyoruz. Optimism Bedrock ve StarkNet gibi dikkate değer uygulamalara odaklanarak Ölçeklenebilirlik Üçlemine yönelik çözümler. Katkılarımız bunların kapsamlı bir karşılaştırmasını içermektedir. çözümler, geri çekilme sürelerinin analizi ve Optimism adresine olası bir saldırı hakkında tartışma Ana kaya. Ayrıca gaz sıkıştırma oranlarını hesaplıyor, uygulamaya özel optimizasyonlar sağlıyor ve Ethereum'den uzaklaşmanın avantaj ve dezavantajlarını sunuyoruz. Sanal Makine (EVM).

Kağıt yapısı Makale şu şekilde düzenlenmiştir. Bölüm 2'de İyimser Toplamalar Optimism Ana Kaya analiz edilerek tanıtıldı. Bölüm 3'te Geçerlilik Toplamaları şu şekilde tanıtılmaktadır: StarkNet analiz ediliyor. Bölüm 4'te iki çözümü karşılaştırıyoruz. Son olarak 5. bölümde çizim yapıyoruz bazı sonuçlar.

導入

  1. はじめに ブロックチェーン技術は革命を起こす可能性があるため大きな注目を集めています さまざまな業界。ただし、ほとんどの blockchain が直面しているように、スケーラビリティは依然として大きな課題です。 スケーラビリティ、分散化、セキュリティの間のトレードオフ。一般に スケーラビリティのトリレンマ [1、2]。 blockchain のスループットを向上させるための簡単な解決策は次のとおりです。 ブロックサイズを大きくします。 Ethereum のコンテキストでは、これは最大値を増やすことを意味します。 ブロックが保持できるガスの量。各フルノードはすべてのトランザクションを検証する必要があるため、 ブロックのスループットが増加すると、ハードウェア要件も増加し、 ネットワークの一元化。 Bitcoin や Ethereum などの一部の blockchain は、 アーキテクチャの分散化を最大限に高めるように設計されている一方で、Binance Smart などの他の製品は Chain と Solana は、できるだけ速く、そして安価になるように設計されています。分散型ネットワーク blockchain のスループットを人為的に制限して、ハードウェア要件を下げる ネットワークに参加します。 長年にわたり、トリレンマの解決策を見つける試みがなされてきました。 チャネル [3] およびプラズマ [4、5]。これらのソリューションには、何らかのアクティビティを移動するという特徴があります。 オフチェーン、smart contracts を使用してオンチェーン アクティビティをオフチェーン アクティビティにリンクし、検証する DLT 2023: 第 5 回分散台帳テクノロジー ワークショップ、2023 年 5 月 25 ~ 26 日、イタリア、ボローニャ $ [email protected] (L. ドノ) https://lucadonnoh.github.io/ (L. ドノ) 0000-0001-9221-3529 (L. ドンノ) © 2023 この論文の著作権は著者にあります。クリエイティブ コモンズ ライセンス表示 4.0 インターナショナル (CC BY 4.0) に基づいて使用が許可されています。 クール ワークショップ 議事録 http://ceur-ws.org ISSN 1613-0073 CEUR ワークショップ議事録 (CEUR-WS.org)オフチェーンで起こっていることをオンチェーンで。ただし、プラズマ チャネルと状態チャネルの両方が制限されています。 一般的な smart contract のサポート。 ロールアップは、別の blockchain でブロックを公開する blockchain (Layer 2 または L2 と呼ばれます) です。 (Layer 1 または L1) なので、そのコンセンサス、データの可用性、およびセキュリティのプロパティを継承します。彼らは、 他のソリューションとは異なり、任意の計算をサポートします。ロールアップには 3 つの主要なコンポーネントがあります。 • シーケンサー: ユーザーからロールアップ トランザクションを受け取り、それらを結合してトランザクションを作成するノード。 Layer 1 に送信されるブロック。ブロックは少なくとも状態ルート (マークルなど) で構成されます。 root) と、状態を再構築して検証するために必要なデータ。 Layer 1 は、 公開されたデータの順序を確立することにより、L2 の正規 blockchain を取得します。 • ロールアップフルノード: レイヤーからロールアップブロックを取得、処理、検証するノード 1 ルートが正しいことを確認します。ブロックに無効なトランザクションが含まれている場合、 破棄され、シーケンサーが無効なブロックを含む有効なブロックを作成できなくなります。 取引。 • ロールアップ ライト ノード: Layer 1 からロールアップ ブロックを取得しますが、計算は行わないノード 新しい状態そのもの。彼らは、新しい状態のルートが有効であることを技術を使用して検証します。 欠陥証明や有効性証明など。 ロールアップは、トランザクションの償却コストを数値として削減することでスケーラビリティを実現します。 ユーザー数が増加します。これは、blockchain の有効性を確保するコストが非線形的に増加するためです。 取引を個別に検証するコストに関して。ロールアップは次のように異なります。 ライトノードでのトランザクション実行の正当性を保証するメカニズム: 楽観的なロールアップは、有効期間中、経済モデルとフォールトプルーフによって保証されます。 ロールアップは、有効性証明を使用して暗号的に保証されます。 ライト ノードは、Layer 1 上の smart contract として実装できます。彼らはその根を受け入れます 新しい状態を確認し、有効性または障害の証明を検証します。したがって、これらのロールアップはスマート コントラクトと呼ばれます。 ロールアップ。ライト ノードが独立している場合、それらはソブリン ロールアップ [6] と呼ばれます。の利点 スマート コントラクト ロールアップを使用すると、両者の間に信頼を最小限に抑えたブリッジを構築できるようになります。 blockchains: L2 状態の正当性が L1 に証明されたため、L1 からのトランザクションのシステムが L2からL1まで実装可能で引き出しも可能です。デメリットとしては、費用がかかることです トランザクションは、L1 の状態を検証するコストに依存します。ベース層が飽和している場合、 他のアクティビティに伴い、ロールアップのトランザクションのコストも増加します。 データ層とコンセンサス層は、システムのセキュリティを決定するものです。 トランザクションの順序を定義し、攻撃を防ぎ、状態を証明するためにデータを利用できるようにします。 有効性。 論文寄稿 このペーパーでは、2 つの革新的なオプティミスティック ロールアップと妥当性ロールアップについて研究します。 Optimism Bedrock や StarkNet などの注目すべき実装に焦点を当てた、スケーラビリティのトリレンマに対するソリューション。私たちの貢献には、これらの包括的な比較が含まれます 解決策、引き出し時間の分析、Optimism に対する攻撃の可能性についての議論 岩盤。さらに、ガス圧縮比を計算し、アプリケーション固有の最適化を提供し、Ethereum からの移行の長所と短所を示します。 仮想マシン (EVM)。

紙の構造 論文は以下のように構成されている。セクション 2 では、楽観的なロールアップについて説明します。 Optimism 岩盤を分析することで導入されました。セクション 3 では、有効性ロールアップが導入されています。 StarkNet を分析しています。セクション 4 では、2 つのソリューションを比較します。最後に、セクション 5 で描画します。 いくつかの結論。

İyimser Toplamalar

  1. İyimser Toplamalar Yürütülmelerini doğrulamadan blokların çıktılarını iyimser bir şekilde kabul etme fikri ışık düğümlerini tartışan Bitcoin teknik incelemesi [7]'de zaten mevcuttur. Bu düğümler yalnızca takip eder konsensüs kuralını doğrulayarak başlık zincirini blokları kabul etmeye karşı savunmasız hale getirir %51 saldırısı durumunda geçersiz işlemler içeren. Nakamoto bunu çözmeyi öneriyor Light node'ları bir bloğun geçersiz işlemler içerdiği konusunda uyarmak için bir "uyarı" sistemi kullanarak sorunu çözebilirsiniz. Bu mekanizma ilk olarak Al-Bassam, Sonnino ve Buterin [8] tarafından uygulandı. [9] hata düzeltme kodlarına dayalı kanıt sistemi kullanılır. Oluşturulmasını sağlamak için Hata kanıtlarının sağlanması için geçersiz bloklar da dahil olmak üzere tüm bloklardaki verilerin mevcut olması gerekir. ağ: bu, olasılıksal veriler kullanılarak çözülen Veri Kullanılabilirliği Sorunudur örnekleme mekanizması. İlk İyimser Toplama tasarımı John Adler tarafından sunuldu ve Mikerah Quintyne-Collins, 2019 [10]'de, bloklar başka bir blockchain'de yayınlanıyor bu onların sıralama konusundaki fikir birliğini tanımlar. 2.1. Optimism Ana kaya Bedrock [11], bir Akıllı Sözleşme Toplama olan Optimism'nin en son sürümüdür. Önceki versiyon, Optimistic Virtual Machine (OVM), Solidity'yi kendi içinde derlemek için geçici bir derleyiciye ihtiyaç duyuyordu. kendi bayt kodu: aksine, Bedrock yürütme motoru açısından EVM ile tamamen eşdeğerdir Ethereum Sarı Kağıt spesifikasyonuna [12] uygundur. 2.1.1. Mevduat Kullanıcılar, Ethereum Portalı üzerindeki bir sözleşme aracılığıyla, mevduatTransaction işlevini çağırarak para yatırabilirler. Bir işlem yürütüldüğünde, bir Toplamadaki her düğümün işlemek için dinlediği TransactionDeposited olayı yayılır Mevduat. Yatırılan işlem, L1'den türetilen bir L2 işlemidir. Eğer arayan kişi işlev bir sözleşmedir, adres ona sabit bir değer eklenerek dönüştürülür: bu, L1'deki bir sözleşmenin L2'deki sözleşmeyle aynı adrese ancak farklı koda sahip olduğu saldırılar. Yatırılan bir işlemin L2'ye dahil edilmesi, bir sıralama içindeki spesifikasyonla sağlanır. pencere. Yatırılan işlemler, 0x7E ön ekine sahip yeni bir EIP-2718 uyumlu işlem türü [13]'dir, rlp kodlu alanlar burada: • bytes32 sourceHash: hash, işlemin kaynağını benzersiz şekilde tanımlar. • gelen adres: gönderenin adresi. • adres: alıcının adresi veya yatırılan işlem bir alıcı adresi ise sıfır adres sözleşme oluşturma.• uint256 mint: L2'de oluşturulacak değer. • uint256 değeri: alıcıya gönderilecek değer. • bayt verileri: giriş verileri. • bayt gasLimit: işlemin gas limiti. SourceHash, L1 bloğunun hash keccak256 hash ve L1 günlüğü olarak hesaplanır. Bir bloktaki bir olayı benzersiz şekilde tanımlayan indeks. Yatırılan işlemler L1'de başlatılıp L2'de yürütüldüğünden, sistemin bir L2'de harcanan gaz için L1'e ödeme yapma mekanizması. Çözümlerden biri ETH'yi Portal aracılığıyla göndermektir. ancak bu, her arayanın (dolaylı arayanlar bile) ödenecek olarak işaretlenmesi gerektiği anlamına gelir ve bu mevcut birçok proje için mümkün değildir. Alternatif, karşılık gelen gazı L1'de yakmaktır. Yatırılan işleme tahsis edilen gaza garantili gaz denir. L2 gaz fiyatı L1 otomatik olarak senkronize edilmez ancak EIP-1559'a benzer bir mekanizma kullanılarak tahmin edilir [14]. Ethereum blok başına garanti edilen maksimum gaz miktarı 8 milyondur ve hedef 2 milyon. L2'de gaz için ödeme yapmak için gereken ETH miktarı 𝑐= 𝑔𝑏L2'dir; burada 𝑏L2, L2'de taban ücreti. L1'deki kontrat 𝑐/𝑏L2'ye eşit miktarda gaz yakar. Aramak için harcanan gaz mevduatİşlemi L2'de geri ödenir: eğer bu miktar garanti edilen gazdan fazlaysa, gaz yakılmaz. Bir rollup bloğunun ilk işlemi, kaydolmak için kullanılan, L1 özniteliklerinde yatırılan bir işlemdir L2'de Ethereum bloklarının niteliklerini önceden konuşlandırın. Ön dağıtımın sağladığı özellikler erişim blok numarası, zaman damgası, taban ücreti, hash bloğu ve dizidir ilgili L1 bloğuna (aynı zamanda dönem olarak da adlandırılır) göre L2'nin blok numarası olan sayı; yeni bir dönem başladığında bu sayı sıfırlanır. 2.1.2. Sıralama Toplama düğümleri Optimism zincirini tamamen Ethereum'den türetir. Bu zincir uzatılır L1'de her yeni işlem yayınlandığında ve blokları her seferinde yeniden düzenlenir Ethereum bloklar yeniden düzenlendi. Toplama blockchain dönemlere bölünmüştür. Her biri için Ethereum blok numarasına karşılık gelen bir 𝑛epoch var. Her çağ en az bir tane içerir bloktur ve bir çağdaki her blok, L1 özniteliklerinde yatırılan işlemi içerir. İlk blok bir dönemde Portal aracılığıyla yatırılan tüm işlemleri içerir. Layer 2 bloklar da olabilir sıralı işlemleri, yani doğrudan Sıralayıcıya gönderilen işlemleri içeriyordu. Sıralayıcı, kullanıcılardan gelen işlemleri kabul eder ve bloklar oluşturur. Her blok için oluşturur Ethereum tarihinde yayınlanacak bir grup. Birkaç parti sıkıştırılmış bir şekilde yayınlanabilir, kanal adını alıyor. Çok büyük olması durumunda bir kanal birkaç kareye bölünebilir. tek bir işlem. Kanal, rlp kodlu ZLIB [15] ile sıkıştırma olarak tanımlanır gruplar. Bir grubun alanları dönem numarası, dönem hash, üst öğe hash, zaman damgası ve işlem listesi. Bir dönem tarafından tanımlanan bir sıralama penceresi, ardışık L1'in sabit bir 𝑤 sayısını içerir Değişken sayıda L2 bloğu oluşturmak için bir türetme adımının girdi olarak aldığı bloklar. için çağ 𝑛, sıralama penceresi 𝑛 blokları içerir [𝑛, 𝑛+𝑤). Bu, siparişin verildiği anlamına gelir Bir sıralama penceresi içindeki L2 işlemlerinin ve bloklarının sayısı, pencere bitene kadar sabitlenmez. Bir rollup işlemi, onu içeren parti L1'de onaylandıysa güvenli olarak adlandırılır. ÇerçevelerGrupları yeniden oluşturmak için L1 bloklarından okunur. Mevcut uygulama buna izin vermiyor karşılık gelen tüm çerçeveler alınana kadar kanalın sıkıştırmasını açma işlemi başlatılır. Geçersiz gruplar göz ardı edilir. Partilerden bireysel blok işlemleri elde edilir. yürütme motoru tarafından durum geçişlerini uygulamak ve Toplama durumunu elde etmek için kullanılır. 2.1.3. Para Çekme Para çekme işlemlerini gerçekleştirmek için L2'den L1'e bir mesajlaşma sistemi uygulanır. Ethereum Para çekme işlemlerini kabul etmek için L2'nin durumunu bilmesi gerekir ve bu, yayınlanarak yapılır L2 Çıkışında Oracle smart contract L1'de her L2 bloğunun durum kökü. Bu kökler sırasında herhangi bir arıza tespiti yapılmazsa iyimser bir şekilde geçerli (veya kesinleşmiş) olarak kabul edilir. anlaşmazlık dönemi. Yalnızca Teklif Veren olarak belirlenen adresler çıktı köklerini yayınlayabilir. Geçerlilik Çıktı köklerinin oranı, Teklif Sahiplerinin, eğer yatırılırlarsa kesilecek bir hisse yatırmaları sağlanarak teşvik edilir. geçersiz bir kök önerdiği gösterilmiştir. İşlemler, işlev çağrılarak başlatılır L2'de bir ön konuşlandırmada Withdrawal'ı başlatın ve ardından işlevi çağırarak L1'de sonlandırın Daha önce bahsedilen Optimism Portalında finalizeWithdrawalTransaction. L2 bloğuna karşılık gelen çıkış kökü, L2 Çıkış Oracle'ından elde edilir; öyle kesinleştiğinin, yani anlaşmazlık süresinin geçtiğinin doğrulanması; Çıkışın doğrulandığı doğrulandı Kök Kanıtı, Oracle Kanıtı ile eşleşir; Para çekme işleminin hash numarasının dahil edildiği doğrulandı bir Para Çekme Kanıtı kullanarak; geri çekilmenin henüz tamamlanmadığını; ve sonra Belirlenen gas limiti, Ether miktarı ve verilerle hedef adrese çağrı gerçekleştirilir. 2.1.4. Cannon: hatasız sistem Bir Toplama Tam Düğümü, toplu işlemleri ve yatırılan işlemleri yerel olarak yürüterek şunları keşfederse: Layer 2 durumu, Teklif Sahibi tarafından zincir üzerinde yayınlanan durum köküyle eşleşmiyor, yürütülebilir Blok geçişi sonucunun yanlış olduğunu kanıtlamak için L1'de bir arıza kanıtı. Çünkü ek yük, L1'de bir Toplama bloğunun tamamını işlemek çok pahalıdır. Uygulanan çözüm Bedrock tarafından zincir üzerinde minigeth anlaşmazlığının yalnızca ilk talimatını yürütmek, bunu zincir üstü bir yorumlayıcıda yürütülen ve yayınlanan bir MIPS mimarisine derlemek L1'de. minigeth, geth 1'in basitleştirilmiş bir versiyonudur; burada fikir birliği, RPC ve veritabanı bulunur. kaldırıldı. Anlaşmazlığın ilk talimatını bulmak için etkileşimli bir ikili arama gerçekleştirilir. Arıza kanıtını başlatan ve çıkış kökünü yayınlayan kişi. Kanıt ne zaman başladığında, her iki taraf da MIPS bellek durumunun kökünü yürütme işleminin yarısında yayınlar. Challenge sözleşmesindeki blok: hash eşleşirse bu, her iki tarafın da bu konuda anlaştığı anlamına gelir Uygulamanın ilk yarısı böylece ikinci yarının yarısının kökünü yayınlar, aksi takdirde yarısı ilk yarının yayınlanması vb. Bunu yapmak, ilk anlaşmazlık talimatını yerine getirir orijinal yürütmeye kıyasla logaritmik sayıda adımla. Eğer iki duraktan biri etkileşimli olarak, anlaşmazlık süresinin sonunda diğer katılımcı otomatik olarak kazanır. Talimatı işlemek için MIPS yorumlayıcısının belleğine erişmesi gerekir: kök olduğundan mevcut olması durumunda gerekli hafıza hücrelerinin dahil olduğu kanıtlanarak yayınlanabilecektir. Erişmek için EVM durumu, Preimage Oracle'dan yararlanılır: döndürdüğü bloğun hash değeri verildiğinde 1https://geth.ethereum.org/docs

önceki bloğun hash numarasını alıp geri dönebileceğiniz blok başlığı zincirini kullanın veya ön görüntünün alınabileceği durumun ve günlüklerin hash değerini alın. oracle minigeth tarafından uygulanır ve veritabanının yerini alır. Diğer düğümlere sorgular yapılır ön görüntüleri elde edin.

楽観的なロールアップ

  1. 楽観的なロールアップ ブロックの実行を検証せずに、ブロックの出力を楽観的に受け入れるというアイデアは次のとおりです。 ライト ノードについて説明している Bitcoin ホワイトペーパー [7] にすでに記載されています。これらのノードは後続するだけです コンセンサス ルールを検証してヘッダー チェーンをブロックし、ブロックを受け入れやすくする 51% 攻撃が発生した場合に無効なトランザクションが含まれる。ナカモトはこれを解決することを提案します 「アラート」システムを使用して、ブロックに無効なトランザクションが含まれていることをライトノードに警告することで、この問題を解決します。 このメカニズムは、Al-Bassam、Sonnino、Buterin [8] によって最初に実装されました。 誤り訂正符号[9]に基づく証明システムが使用されます。の作成を可能にするために、 フォールトプルーフのためには、無効なブロックを含むすべてのブロックのデータが利用可能である必要があります。 ネットワーク: これはデータ可用性問題であり、確率的データを使用して解決されます。 サンプリング機構。最初のオプティミスティック ロールアップ デザインは、ジョン アドラーと 2019 年 [10] の Mikerah Quintyne-Collins、ブロックは別の blockchain で公開されています それが注文に関する彼らの合意を定義します。 2.1. Optimism 岩盤 Bedrock [11] は、スマート コントラクト ロールアップである Optimism の最新バージョンです。以前のバージョンでは、 Optimistic Virtual Machine (OVM) では、Solidity をコンパイルするためにアドホック コンパイラーが必要でした。 独自のバイトコード: 対照的に、Bedrock は実行エンジンという点で EVM と完全に同等です。 Ethereum イエロー ペーパー仕様 [12] に従います。 2.1.1.預金 ユーザーは、depositTransaction 関数を呼び出すことで、Ethereum、Optimism ポータル上のコントラクトを通じてトランザクションをデポジットできます。 トランザクションが実行されると、 TransactionDeposited イベントが発行され、ロールアップ内の各ノードが処理をリッスンします。 預金。入金されたトランザクションは、L1 から派生した L2 トランザクションです。の発信者が 関数がコントラクトである場合、アドレスはそれに定数値を追加することによって変換されます。これにより、 L1 のコントラクトが L2 のコントラクトと同じアドレスを持つが、コードが異なる攻撃。 入金されたトランザクションが L2 に含まれることは、シーケンス内の仕様によって保証されます。 窓。 入金されたトランザクションは、プレフィックス 0x7E を持つ新しい EIP-2718 互換トランザクション タイプ [13] です。 ここで、rlp エンコードされたフィールドは次のとおりです。 • bytes32 sourceHash: トランザクションのソースを一意に識別する hash。 • address from: 送信者のアドレス。 • address to: 受信者のアドレス、または入金されたトランザクションが 契約書の作成。• uint256 mint: L2 で作成される値。 • uint256 値: 受信者に送信される値。 • バイトデータ: 入力データ。 • バイトの GasLimit: トランザクションのガス制限。 sourceHash は、L1 ブロック hash および L1 ログの keccak256 hash として計算されます。 インデックス。ブロック内のイベントを一意に識別します。 入金されたトランザクションは L1 で開始されますが、L2 で実行されるため、システムには L2 で消費されたガスの対価を L1 で支払うメカニズム。解決策の 1 つは、ポータル経由で ETH を送信することです。 しかしこれは、すべての呼び出し元 (間接的な呼び出し元も含む) が支払い可能としてマークされなければならないことを意味します。 多くの既存プロジェクトでは不可能です。別の方法は、L1 で対応するガスを燃焼させることです。 入金されたトランザクションに割り当てられるガス𝑔を保証ガスと呼びます。 L2ガスの価格は L1 は自動的には同期されませんが、EIP-1559 と同様のメカニズムを使用して推定されます。 [14]。 Ethereum ブロックごとに保証されるガスの最大量は 800 万であり、目標は 200万の。 L2 でガスの支払いに必要な ETH の量 𝑐 は 𝑐= 𝑔𝑏L2 です。ここで、𝑏L2 は L2 の基本料金。 L1 のコントラクトでは、𝑐/𝑏L2 に等しい量のガスが燃焼します。通話に費やしたガソリン デポジットトランザクションは L2 で払い戻されます。この金額が保証されたガスより大きい場合、 ガスは燃焼しません。 rollup ブロックの最初のトランザクションは、L1 属性が登録されたトランザクションであり、登録に使用されます。 L2 では、Ethereum ブロックの属性を事前展開します。事前デプロイによって与えられる属性 アクセスできるのは、ブロック番号、タイムスタンプ、基本料金、ブロック hash、およびシーケンスです。 番号。これは、関連する L1 ブロックに対する相対的な L2 のブロック番号 (エポックとも呼ばれます)。 この番号は、新しいエポックが開始されるとリセットされます。 2.1.2.シーケンス ロールアップ ノードは、Optimism チェーンを完全に Ethereum から派生させます。このチェーンは延長されます 新しいトランザクションが L1 で公開されるたびに、そのブロックはそのたびに再編成されます Ethereum ブロックが再編成されます。ロールアップ blockchain はエポックに分割されています。 𝑛ごとに ブロック番号 Ethereum には、対応する 𝑛エポックがあります。各エポックには少なくとも 1 つが含まれます ブロックであり、エポック内の各ブロックには、L1 属性がデポジットされたトランザクションが含まれます。最初のブロック エポックには、ポータルを通じて入金されたすべてのトランザクションが含まれます。 Layer 2 ブロックは、 シーケンスされたトランザクション、つまりシーケンサーに直接送信されるトランザクションが含まれていました。 シーケンサーはユーザーからトランザクションを受け入れ、ブロックを構築します。ブロックごとに、 Ethereum に公開されるバッチ。複数のバッチを圧縮して公開できます。 名前チャンネルを取得します。チャネルが大きすぎる場合に備えて、チャネルを複数のフレームに分割できます。 単一のトランザクション。チャネルは、rlp エンコードされた ZLIB [15] による圧縮として定義されます。 バッチ。バッチのフィールドは、エポック番号、エポック hash、親 hash、 タイムスタンプとトランザクションリスト。 エポックによって識別されるシーケンス ウィンドウには、連続する L1 の固定数 𝑤 が含まれます。 導出ステップが可変数の L2 ブロックを構築するために入力として受け取るブロック。のために エポック 𝑛 では、シーケンス ウィンドウ 𝑛 にはブロック [𝑛, 𝑛+𝑤) が含まれます。これは、順序付けが シーケンス ウィンドウ内の L2 トランザクションとブロックの数は、ウィンドウが終了するまで修正されません。 rollup トランザクションは、それを含むバッチが L1 で確認された場合、安全であると呼ばれます。フレームバッチを再構築するために L1 ブロックから読み取られます。現在の実装では許可されていません 対応するすべてのフレームが受信されるまで、チャネルの圧縮解除が開始されます。無効です バッチは無視されます。個々のブロック トランザクションはバッチから取得されます。 状態遷移を適用し、ロールアップ状態を取得するために実行エンジンによって使用されます。 2.1.3.出金 出金を処理するために、L2-to-L1 メッセージング システムが実装されています。 Ethereum 出金を受け入れるためには L2 の状態を知る必要があり、これはパブリッシングによって行われます。 L2 の出力 Oracle smart contract L1 の各 L2 ブロックのステート ルート。これらの根 実行中にフォールトプルーフが実行されなければ、有効(または確定)として楽観的に受け入れられます。 争議期間。プロポーザとして指定されたアドレスのみが出力ルートを公開できます。有効性 提案者に賭け金を預けてもらうことで、出力ルートの割合が奨励されます。 無効なルートを提案したことが示されています。トランザクションは関数を呼び出すことで開始されます L2 での事前デプロイでのInitialWithdrawal と、関数の呼び出しによる L1 での終了 前述の Optimism ポータルでのfinalizeWithdrawalTransaction。 L2 ブロックに対応する出力ルートは、L2 Output Oracle から取得されます。それはです それが最終決定されたこと、つまり紛争期間が経過したことを確認しました。出力が検証される Root Proof は Oracle Proof と一致します。出金のhashが含まれていることを確認します その中で引き出し証明を使用します。撤退がまだ完了していないこと。そして、 指定されたガス制限、イーサの量、およびデータを使用して、ターゲット アドレスへの呼び出しが実行されます。 2.1.4.大砲: 故障防止システム ロールアップ フル ノードがバッチとデポジットされたトランザクションをローカルで実行することによって、次のことを発見した場合 Layer 2 状態は、プロポーザーによってオンチェーンで公開された状態ルートと一致しないため、実行できます ブロック遷移の結果が正しくないことを証明するための L1 のフォールトプルーフ。のせいで オーバーヘッドのため、L1 でロールアップ ブロック全体を処理するのにコストがかかりすぎます。実装されたソリューション Bedrock によると、minigeth の不一致の最初の命令のみがオンチェーンで実行されます。 それを MIPS アーキテクチャにコンパイルし、オンチェーン インタプリタ上で実行して公開します。 L1で。 minigeth は、コンセンサス、RPC、およびデータベースを備えた geth 1 の簡易バージョンです。 は削除されています。 不一致の最初の命令を見つけるために、対話型バイナリ検索が次の間で実行されます。 フォールトプルーフを開始した者と出力ルートを公開した者です。証明のとき が開始されると、両方の当事者が実行の途中で MIPS メモリ状態のルートを公開します。 チャレンジ契約のブロック: hash が一致する場合、両当事者が 実行の前半は、後半の半分のルートを公開し、それ以外の場合は半分を公開します。 前半部分などを公開します。そうすることで、意見の不一致の最初の指示が達成されます 元の実行と比較して、対数的なステップ数で実行されます。 2台のうちどちらかが止まったら 対話すると、紛争期間の終了時に他の参加者が自動的に勝ちます。 命令を処理するには、MIPS インタプリタはそのメモリにアクセスする必要があります。 必要なメモリセルが利用可能であれば、そのメモリセルが含まれていることを証明することで公開できます。アクセスするには EVM の状態では、Preimage Oracle が使用されます。返されるブロックの hash が与えられると、 1https://geth.ethereum.org/docs

ブロックヘッダー。そこから前のブロックの hash を取得して、そのブロックに戻ることができます。 チェーンするか、プリイメージを取得できる状態とログの hash を取得します。 oracle minigeth によって実装され、データベースを置き換えます。他のノードに対してクエリが実行され、 プリイメージを取得します。

Geçerlilik Toplamaları

  1. Geçerlilik Toplamaları Geçerlilik Toplamasının amacı, durum geçişinin geçerliliğini kriptografik olarak kanıtlamaktır. alt doğrusal olarak karşılaştırılarak doğrulanabilen kısa bir kanıtla işlem sırası verildiğinde orijinal hesaplamaların yapıldığı zamana kadar. Bu tür sertifikalara hesaplama bütünlüğü kanıtları denir ve pratik olarak aritmetik kullanan SNARK'lar (Succint Non-interactive Argument of Knowledge) ile uygulanır. hesaplamalı modeli olarak devreler. Farklı SNARK uygulamaları kanıtlama süresi açısından farklılık gösterir, doğrulama süresi, güvenilir bir kurulum ihtiyacı ve kuantum direnci [16, 17]. STARK'lar (Ölçeklenebilir Şeffaf Bilgi Argümanı) [18], güvenilir bir ağ gerektirmeyen bir SNARK türüdür. kanıtlama ve doğrulamada verimlilikten biraz ödün verirken kuantum dirençlidir diğer çözümlerle karşılaştırıldığında. 3.1. StarkNet StarkNet, StarkWare tarafından geliştirilen ve STARK kullanan bir Akıllı Sözleşme Geçerlilik Toplamasıdır durumunu Ethereum olarak doğrulamak için kanıt sistemi. Geçerlilik kanıtlarının oluşturulmasını kolaylaştırmak için, Üst düzey dili Kahire olan EVM'den farklı bir sanal makine kullanılıyor. 3.1.1. Mevduat Kullanıcılar, sendMessageToL2'yi arayarak Ethereum adresindeki bir sözleşme aracılığıyla işlem yatırabilirler. işlev. Mesaj, hash değeri hesaplanarak ve bir sayaç artırılarak kaydedilir. Sıralayıcılar LogMessageToL2 olayını dinleyin ve bilgileri bir StarkNet işleminde kodlayın bu, l1_handler dekoratörüne sahip bir sözleşmenin işlevini çağırır. İcranın sonunda, Durum geçişinin kanıtı üretildiğinde, mesajın tüketimi buna eklenir ve sayacı azaltılarak silinir. Yatırılan işlemlerin dahil edilmesi StarkNet spesifikasyonu tarafından gerekli değildir, dolayısıyla bir gaz Sıralayıcıları L2'de yayınlamaya teşvik etmek için pazara ihtiyaç var. Mevcut sürümde, çünkü Sıralayıcı, yatırılan işlemlerin maliyeti olan StarkWare tarafından merkezileştirilir ve yönetilir yalnızca depozito işleminin maliyetine göre belirlenir. Bu maliyet ETH gönderilerek ödenir. sendMessageToL2. Bu Eterler L1'de kilitli kalır ve Sıralayıcıya aktarılır. L1, yatırılan işlem bir durum geçişine dahil edildiğinde. Gönderilen ETH miktarı yatırılan işlem dahildir, tüketilen gaz miktarına bakılmaksızın tamamen harcanır L2'de. StarkNet, L1 blok niteliklerinin otomatik olarak kullanılabilir olmasını sağlayan bir sisteme sahip değildir. Alternatif olarak Fossil, Oiler Network 2 tarafından geliştirilen ve hash verildiğinde izin veren bir protokoldür. blok, ön görüntülerin yayınlanmasıyla Ethereum adresinden elde edilecek her türlü bilgi. 2https://www.oiler.network/3.1.2. Sıralama StarkNet'nin mevcut durumu tamamen Ethereum'den türetilebilir. Herhangi bir durum farkı geçişler arasındaki veriler L1'de çağrı verileri olarak yayınlanır. Farklılıklar her sözleşme için yayınlanır ve aşağıdaki kodlamayla uint256[] olarak kaydedilir: • Sözleşme dağıtımlarıyla ilgili alan sayısı. • Yayınlanan her sözleşme için: – Yayınlanan sözleşmenin adresi. – Yayınlanan sözleşmenin hash numarası. – Sözleşmeyi yapanın argümanlarının sayısı. – Yapıcı argümanlarının listesi • Deposu değiştirilen sözleşme sayısı. • Değiştirilen her sözleşme için: – Değiştirilen sözleşmenin adresi. – Depolama güncellemelerinin sayısı. – Yeni değerlere sahip depolama adreslerinin anahtar/değer çiftleri. Durum farklılıkları sırasıyla yayınlandığı için sırasıyla okunması yeterlidir. devleti yeniden inşa edelim. 3.1.3. Para Çekme L2'den L1'e mesaj göndermek için send_message_to_L1 sistem çağrısı kullanılır. Mesaj şu: hash sayacını kanıtla birlikte artırarak L1'de yayınlandı ve çağrılarak sonlandırıldı. L1'deki StarkGate smart contract üzerindeki consumMessageFromL2 işlevi, bu işlevi azaltır sayaç. Herkes para çekme işlemini tamamlayabilir. 3.1.4. Geçerlilik kanıtları Kahire Sanal Makinesi [19], STARK kanıtlarının oluşturulmasını kolaylaştırmak için tasarlanmıştır. Kahire dili, hesaplamanın üst düzey bir programlamayla tanımlanmasına olanak tanır dil ve doğrudan bir devre olarak değil. Bu, bir polinom denklem sistemi ile gerçekleştirilir. Şekil 3 tek bir hesaplamayı temsil etmektedir: von Neumann mimarisinin FDE döngüsü. Sayı Kısıtlamaların sayısı bu nedenle sabittir ve hesaplama türünden bağımsızdır ve yalnızca bir tanesine izin verir. Hesaplanmasının kanıtlanması gereken her program için doğrulama programı. StarkNet, paylaşılan bir kanıtlayıcı kullanarak birden fazla işlemi tek bir STARK kanıtı halinde toplar SHARP'ın adı. Kanıtlar, geçerliliklerini doğrulayan Ethereum tarihinde smart contract adresine gönderilir. ve yeni duruma karşılık gelen Merkle kökünü günceller. Bir doğrulamanın alt doğrusal maliyeti Geçerlilik kanıtı, maliyetinin birden fazla işlem üzerinden amortismana tabi tutulmasına olanak tanır. 3Cebirsel Ara Gösterim (AIR) olarak adlandırılır

有効性ロールアップ

  1. 有効性ロールアップ Validity Rollup の目的は、状態遷移の有効性を暗号的に証明することです。 準線形的に比較できる検証可能な短い証明を伴うトランザクションのシーケンスが与えられたとします。 元の計算の時点まで。 この種の証明書は計算整合性証明と呼ばれ、実際には算術演算を使用する SNARK (Succint Non-interactive ARgument of Knowledge) で実装されます。 回路を計算モデルとして使用します。 SNARK 実装が異なれば証明時間も異なります。 検証時間、信頼できるセットアップの必要性、および量子耐性 [16、17]。 STARK (スケーラブル) 透明な知識引数) [18] は、信頼できる認証を必要としない SNARK の一種です。 証明と検証の効率をある程度犠牲にする一方で、量子耐性を備えています。 他のソリューションと比較して。 3.1. StarkNet StarkNet は、Starkware によって開発された、STARK を使用するスマート コントラクト有効性ロールアップです。 Ethereum までの状態を検証する証明システム。有効性証明の構築を容易にするために、 EVM とは異なる仮想マシンが使用されており、その高級言語は Cairo です。 3.1.1.預金 ユーザーは、sendMessageToL2 を呼び出すことで、Ethereum のコントラクトを介してトランザクションを入金できます。 機能。メッセージは、hash を計算し、カウンターを増やすことによって記録されます。シーケンサー LogMessageToL2 イベントをリッスンし、StarkNet トランザクションで情報をエンコードします。 l1_handler デコレータを持つコントラクトの関数を呼び出します。実行の最後に、 状態遷移の証明が生成されると、メッセージの消費がそれに添付されます そしてカウンターを減らすことで削除されます。 StarkNet 仕様では、入金されたトランザクションを含めることは必須ではないため、 シーケンサーが L2 で公開するよう奨励するには、市場が必要です。現在のバージョンでは、 シーケンサーは StarkWare によって集中管理され、入金されたトランザクションのコストは はデポジットの実行コストによってのみ決定されます。この費用はETHを送金することで支払われます。 L2 にメッセージを送信します。これらのイーサは L1 でロックされたままになり、L1 でシーケンサに転送されます。 L1、入金されたトランザクションが状態遷移に含まれる場合。送金されたETHの量(場合) ガスの消費量に関係なく、入金されたトランザクションは含まれており、全額使用されます。 L2で。 StarkNet には、L1 ブロック属性を自動的に使用可能にするシステムがありません。 また、Fossil は、Oiler Network 2 によって開発されたプロトコルであり、hash を指定すると、 ブロック、プレイメージを公開することによって Ethereum から取得される情報。 2https://www.oiler.network/3.1.2.シーケンス StarkNet の現在の状態は、すべて Ethereum から派生できます。あらゆる状態の違い トランジション間はコールデータとして L1 に公開されます。差異は契約ごとに公開されます 次のエンコードを使用して uint256[] として保存されます。 • 契約展開に関するフィールドの数。 • 公開された各契約について: – 公開された契約書の住所。 – 公開された契約の hash。 – コントラクト コンストラクターの引数の数。 – コンストラクター引数のリスト • ストレージが変更された契約の数。 • 変更された各契約について: – 変更された契約の住所。 – ストレージ更新の数。 – 新しい値を含むストレージ アドレスのキーと値のペア。 状態の違いは順番に公開されているため、順番に読んでいけば十分です。 状態を再構築します。 3.1.3.出金 L2 から L1 にメッセージを送信するには、syscall send_message_to_L1 を使用します。メッセージは 証明とともに hash カウンタを増やすことで L1 に公開され、 L1 の StarkGate smart contract の関数 ConsumerMessageFromL2 (デクリメント) カウンター。誰でも出金を完了できます。 3.1.4.有効性の証明 Cairo 仮想マシン [19] は、STARK 証明の構築を容易にするように設計されています。 Cairo 言語を使用すると、高レベルのプログラミングで計算を記述することができます。 言語であり、直接回路としてではありません。これは多項方程式系によって実現されます。 図3は、単一の計算、すなわちフォン・ノイマン・アーキテクチャのFDEサイクルを表す。番号 したがって、制約の数は固定され、計算の種類に依存せず、1 つだけが許可されます。 計算を証明する必要があるすべてのプログラムの検証プログラム。 StarkNet は、共有証明者を使用して複数のトランザクションを単一の STARK 証明に集約します シャープという名前。証明は Ethereum の smart contract に送信され、その有効性が検証されます。 そして、新しい状態に対応するマークル ルートを更新します。検証にかかるサブリニアコスト 有効性の証明により、そのコストを複数のトランザクションにわたって償却することができます。 3代数中間表現 (AIR) と呼ばれる

Karşılaştırmak

  1. Karşılaştırma 4.1. Para çekme süresi İyimser Toplamaları Geçerlilik Toplamalarından ayıran en önemli husus, Caymanın başlatılması ile sonuçlanması arasında geçen süre. Her iki durumda da Para çekme işlemleri L2'de başlatılır ve L1'de sonlandırılır. StarkNet tarihinde sonlandırma şu şekilde mümkündür: Yeni durum kökünün geçerlilik kanıtı Ethereum tarihinde kabul edilir edilmez: teorik olarak Başlatmanın ardından L1'in ilk bloğundaki fonları çekmek mümkündür. Uygulamada, Ethereum üzerinde geçerlilik kanıtları gönderme sıklığı, blok hızı arasında bir dengedir sonuçlandırma ve kanıt toplama. Şu anda StarkNet doğrulama için geçerlilik kanıtları sağlıyor her 10 saatte bir 4, ancak işlem aktivitesi arttıkça azaltılması amaçlanıyor. Optimism Bedrock'ta para çekme işlemini yalnızca anlaşmazlığın sonunda sonuçlandırmak mümkündür süre (şu anda 7 gün), bu sürenin sonunda kök otomatik olarak geçerli kabul edilir. uzunluğu bu süre temel olarak hata kanıtlarının Ethereum tarihine kadar sansürlenebileceği gerçeğiyle belirlenir. onun sonu. Bu tür saldırıların başarı olasılığı zaman arttıkça katlanarak azalır: E[çıkarılan değer] = 𝑉𝑝𝑛 burada 𝑛bir aralıktaki blok sayısıdır, 𝑉çıkarılabilecek fon miktarıdır geçersiz bir kök yayınlayarak ve 𝑝 başarılı bir sansür gerçekleştirme olasılığıdır tek blokta saldırın. Bu olasılığın %99 olduğunu, değerin Toplama'da kilitlendiğini varsayalım. bir milyon Ether'dir ve bir aralıktaki bloklar 1800'dür (12 saatlik bloklar ile 6 saatlik bloklar). saniye aralığı): beklenen değer yaklaşık 0,01391 Ether'dir. Sistem şu şekilde güvenli hale getirilmiştir: Teklif Sahiplerinden beklenen değerden çok daha büyük miktarda Ether yatırmalarını istemek. Winzer ve ark. basit bir smart contract kullanarak sansür saldırısının nasıl gerçekleştirileceğini gösterdi bu, durumdaki belirli bellek alanlarının [20] değişmemesini sağlar. Saldırının modellenmesi Bir Markov oyunu olarak makale, sansürün rasyonel bir yaklaşım için baskın strateji olduğunu göstermektedir. değişen işlemin dahil edilmesinden daha fazla tazminat alırlarsa üreticiyi bloke edin hafıza. Yukarıda tartışılan 𝑝değeri rasyonel bloğun yüzdesi olarak görülebilir. ağdaki üreticiler, “rasyonel”in muhtemelen cezalandırmayı hesaba katmadığı durumlarda blockchain'ye olan güvenin azalması gibi dışsallıklar, onun kripto para birimi değerini düşürür. Aşağıdaki kod, sansür saldırısı gerçekleştirmek için kullanılabilecek bir smart contract değerini sunar Bedrock'ta. Saldırı, blok üreticilerine rüşvet teklif ederek teşviklerinden yararlanıyor devletin belirli kısımlarını değiştirecek işlemleri sansürlemek. Sözleşmenin ana ClaimBribe işlevi, blok üreticilerinin başarılı bir şekilde sansürlemeleri halinde rüşveti talep etmelerine olanak tanır Geçersiz çıkış köküne dokunulmadığını kontrol ederek hedeflenen işlemi gerçekleştirin. function requestBribe(bayt bellek depolamaProof) harici { require(!talep edilen[blok.numarası], "rüşvet zaten talep edildi"); OutputProposal bellek akımı = depolamaOracle.getStorage(L2_ORACLE, blok.number, SLOT, depolama Kanıtı); require(invalidOutputRoot == current.outputRoot, "saldırı başarısız oldu"); talep edilen[blok.numarası] = doğru; (bool gönderildi, ) = Block.coinbase.call{value: bribeAmount}(""); 4https://etherscan.io/address/0xc662c410c0ecf747543f5ba90660f6abebd9c8c4require(gönderildi, "ether gönderilemedi"); } Liste 1: Bedrock'a sansür saldırısını teşvik eden bir sözleşme örneği. Uyuşmazlık süresinin uzunluğu aynı zamanda kusurun kanıtlandığı gerçeğini de dikkate almalıdır. etkileşimli bir kanıttır ve bu nedenle katılımcıların etkileşime girmesi için yeterli zaman sağlanmalıdır ve herhangi bir etkileşimin sansürlenebileceğini. Son hamle çok yakın bir zamanda gerçekleşirse Uyuşmazlık döneminin sonunda sansürün maliyeti önemli ölçüde azalır. Her ne kadar sansür baskın strateji, sansür düğümlerinin saldırıya açık olması nedeniyle başarı olasılığı daha düşüktür Hizmet Reddi saldırıları: Bir saldırgan, aşağıdakilerle biten çok karmaşık işlemler oluşturabilir: Hiçbir ücret ödenmeyeceği için arıza kanıtının ücretsiz olarak yayınlanması. Olağanüstü durumlarda, uzun bir anlaşmazlık süresi, başarılı bir anlaşma durumunda koordinasyona olanak sağlar. Bir çatal düzenlemek ve saldıran blok üreticilerini dışlamak için sansür saldırısı. Başka bir Olası saldırı, ihtilaflı tarafların doğrulayabileceğinden daha fazla durum kök teklifinin yayınlanmasından ibarettir, bir frekans limiti kullanılarak bunun önüne geçilebilir. 4.1.1. Hızlı iyimser para çekme işlemleri İyimser Toplamanın geçerliliği herhangi bir zamanda herhangi bir Tam Düğüm tarafından doğrulanabileceğinden, güvenilir oracle, L1'de para çekme işleminin güvenli bir şekilde tamamlanıp tamamlanmayacağını bilmek için kullanılabilir. Bu mekanizma ilk olarak Maker [21] tarafından önerildi: bir oracle para çekme işlemini doğrular, kullanıcıya otomatik olarak faiz getiren bir kredinin atandığı L1'deki sonuç 7 günün sonunda, yani para çekme işleminin fiilen sonuçlandırılabileceği tarihte kapatılır. Bu çözüm bir güven varsayımı getirir, ancak Maker durumunda bu, oracle operatöründen bu yana en aza indirilmiştir. krediyi sağlayarak riski üstlenen aynı kuruluş tarafından yönetilmektedir. 4.2. İşlem maliyetleri L2 işlemlerinin maliyeti çoğunlukla L1 ile olan etkileşime göre belirlenir. Her iki çözümde İşlemlerin hesaplama maliyeti, tamamen zincir dışında yürütüldüğü için çok ucuz. Optimism L2 işlemleri çağrı verilerini çağrı verileri olarak yayınlar ve nadiren (veya hiçbir zaman) hata yürütmez kanıtlar, bu nedenle çağrı verileri en pahalı kaynaktır. 12 Ocak 2022'de bir Bedrock ağı Ethereum'nin Goerli test ağında başlatıldı. Bir gaz sıkıştırma oranı hesaplanabilir Belli bir periyotta Ana Kaya üzerinde kullanılan gaz miktarını takip ederek ve bunu mevcut gaz miktarı ile karşılaştırarak karşılık gelen bloklar için L1'de harcanan gaz miktarı. Bu yöntemi kullanarak gaz sıkıştırma ∼20 : 1 oranı bulunur, ancak bu rakam ana ağdaki gerçek aktiviteye göre farklılık gösterebilir. StarkNet, L2 durumundaki her değişikliği Ethereum tarihinde çağrı verileri olarak yayınlar, bu nedenle depolama en pahalı kaynak. Ağ EVM kullanmadığından işlem maliyeti sıkıştırma önemsiz bir şekilde tahmin edilemez. Yürütme maliyetini ve çağrı verilerini varsayarak ihmal edilebilir düzeydeyse, depolama yazma işlemlerinin sıkıştırma oranını aşağıdakilerle karşılaştırmalı olarak hesaplamak mümkündür: L1. Hiçbir sözleşmenin dağıtılmadığını ve StarkNet üzerinde daha önce erişilmeyen 10 hücrenin değiştirildiğinde, ∼24 : 1'lik bir depolama yazma maliyeti sıkıştırma oranı bulunur. Bir hücrenin üzerine yazılırsa 𝑛veri yayınları arasında her yazmanın maliyeti, maliyete kıyasla 1/𝑛 olacaktır Yalnızca sonuncusu yayınlandığından tek bir yazma işlemi yapılır. Maliyet daha da azaltılabilirSık kullanılan değerlerin sıkıştırılması. Geçerlilik kanıt doğrulamasının maliyeti aşağıdakiler arasında paylaştırılır: atıfta bulunduğu işlemler: örneğin, StarkNet blok 4779 200 işlem içerir ve geçerlilik kanıtı her işlem için 267830 birim gaz veya 1339,15 gaz tüketir. 4.2.1. Çağrı verilerini optimize etme: önbellek sözleşmesi Aşağıda, sık kullanılanlar için bir adres önbelleği uygulayan bir smart contract gösterilmektedir. depolama ve yürütmenin çok daha ucuz olması gerçeğinden yararlanarak adresler kaynakları ve bunların kullanımını gösteren bir Friends sözleşmesi. İkincisi takip ediyor addFriend işlevi çağrılarak kaydedilebilecek bir adresin "arkadaşları". Eğer bir adres zaten en az bir kez kullanılmışsa, addFriendWithCache çağrılarak eklenebilir işlev: önbellek endeksleri 4 baytlık tamsayılardır, adresler ise 20 baytla temsil edilir, yani fonksiyon argümanında 5:1 oranında tasarruf vardır. Aynı mantık diğer veriler için de kullanılabilir tamsayılar veya daha genel olarak baytlar gibi türler. sözleşme Adres Önbelleği { eşleme(adres => uint32) genel adres2key; adres[] genel anahtar2adres; function önbellekWrite(adres _address) dahili dönüşler (uint32) { require(key2address.length < type(uint32).max, "AddressCache: önbellek dolu"); require(address2key[_address] == 0, "AddressCache: adres zaten önbelleğe alınmış"); // anahtarlar 1'den başlamalıdır çünkü 0 "bulunamadı" anlamına gelir uint32 anahtar = uint32(anahtar2adresi.uzunluk + 1); adres2anahtar[_adres] = anahtar; key2address.push(_address); dönüş anahtarı; } function cacheRead(uint32 _key) genel görünüm şunu döndürür (adres) { require(_key <= key2address.length && _key > 0, "AddressCache: anahtar bulunamadı"); dönüş anahtarı2adresi[_anahtar - 1]; } } Liste 2: Adres önbellek sözleşmesi. sözleşme Arkadaşlar AdresCache'dir { haritalama(adres => adres[]) genel arkadaşlar; function addFriend(adres _friend) public { arkadaşlar[msg.sender].push(_friend); önbellekWrite(_arkadaş); } function addFriendWithCache(uint32 _friendKey) public { arkadaşlar[msg.sender].push(cacheRead(_friendKey)); } function getFriends() genel görünüm şunu döndürür (adres[] belleği) { arkadaşlara geri dönün[msg.sender];} } Liste 3: Adres önbelleğini devralan bir sözleşme örneği. Sözleşme önbellekte yaklaşık 4 milyar (232) adresi destekliyor ve bir bayt eklemek şunu sağlıyor: yaklaşık 1 trilyon (240). 4.2.2. Depolamayı optimize etme: Bloom filtreleri StarkNet üzerinde depolama kullanımını en aza indirmeye yönelik çeşitli teknikler vardır. Eğer gerekli değilse orijinal verilerin kullanılabilirliğini garanti ederse, hash zincirine kaydedilmesi yeterlidir: bu ERC-721 (NFT) [22], yani sorunu çözen bir IPFS bağlantısı için verileri kaydetmek için kullanılan mekanizmadır. Varsa verilerin hash. Birden çok kez saklanan veriler için bir arama kullanmak mümkündür. Optimism için tanıtılan önbelleğe alma sistemine benzer, tüm değerlerin şu adrese kaydedilmesini gerektiren tablo en az bir kez. Bazı uygulamalarda Bloom filtresi kullanılarak tüm değerlerin kaydedilmesi önlenebilir. [23, 24, 25], yani birinin kesin olarak bilmesini sağlayan olasılıksal bir veri yapısı bir öğe bir kümeye ait değildir ancak küçük ama göz ardı edilemeyecek bir yanlış olasılığını kabul eder pozitifler. Bir Bloom filtresi sıfırda 𝑚bit dizisi olarak başlatılır. Bir öğe eklemek için 𝑘hash işlevleri düzgün bir rastgele dağılım kullanılır, her biri belirlenen dizinin bir bitiyle eşleşir 1'e kadar. Bir öğenin kümeye ait olup olmadığını kontrol etmek için 𝑘hash işlevlerini çalıştırırız ve doğrularız. 𝑘bit'lerin 1'e ayarlandığını. Basit bir Bloom filtresinde, bir öğe aslında kümeye aittir veya yanlış pozitiftir; sayı arttıkça artan bir olasılık girişlerin sayısı artıyor. 𝑛 elemanlarını ekledikten sonra: P[yanlış pozitif] = (︃ 1 – [︂ 1 −1 𝑚 ]︂𝑘𝑛)︃𝑘 ≈ (︁ 1 −𝑒−𝑘𝑛/𝑚)︁𝑘 her bit kümesinin olasılığından bağımsız olduğu varsayılarak. Eğer 𝑛elemanları (isteğe bağlı boyutta!) dahil edilmesi bekleniyor ve yanlış pozitifin tolere edilme olasılığı 𝑝, dizinin boyutu şu şekilde hesaplanabilir: 𝑚= −𝑛ln 𝑝 (2'de)2 hash işlevlerinin optimum sayısı şu şekildedir: 𝑘= 𝑚 𝑛ln 2 %1 toleransla 1000 eleman eklediğimizi varsayarsak dizinin boyutu 9585 bit olur. 𝑘= 6 ile %0,1 tolerans için 𝑘= 9 ile 14377 bit olur. Bir milyon eleman ise Eklenmesi bekleniyorsa dizinin boyutu %1 için yaklaşık 1170 kB, %1 için ise 1775 kB olur. %0,1, aynı 𝑘 değerleriyle, çünkü yalnızca 𝑝[26]'ye bağlıdır. Oyuncuların daha önce meydan okudukları bir rakibe atanmaması gereken bir oyunda, Her oyuncu için geçmiş rakiplerin listesini depoya kaydetmek yerine Bloom kullanılabilir. filtre. Bazı oyunculara meydan okumama riski genellikle kabul edilebilir ve filtre sıfırlanabilir periyodik olarak.4.3. Ethereum uyumluluk EVM ve Ethereum ile uyumlu olmanın temel avantajı, mevcut tüm uygulamaların yeniden kullanılmasıdır araçlar. Ethereum smart contracts herhangi bir değişiklik yapılmadan Optimism üzerinde yayınlanabilir veya yeni denetimler. Cüzdanlar uyumlu kalır, geliştirme ve statik analiz araçları, genel analiz araçlar, indeksleme araçları ve oracles. Ethereum ve Solidity'nin iyi çalışılmış uzun bir geçmişi var Yeniden giriş saldırıları, taşmalar ve yetersiz akışlar, flaş krediler ve oracle gibi güvenlik açıkları manipülasyonlar. Bu nedenle Optimism kısa sürede büyük miktarda değer yakalayabildi zaman. Farklı bir sanal makineyi benimsemeyi seçmek, tüm ekosistemi yeniden inşa etme zorunluluğu anlamına gelir. daha fazla uygulama özgürlüğü avantajına sahiptir. StarkNet hesabı yerel olarak uyguluyor her hesabın uygulayabildiği bir smart contract olduğu bir mekanizma olan soyutlama bir arayüze uyduğu sürece keyfi mantık (bu nedenle soyutlama terimi): bu, farklı dijital imza şemalarının kullanımı, özel anahtarı kullanarak değiştirme yeteneği aynı adresi kullanın veya çoklu imza kullanın. Ethereum topluluğu bunun tanıtımını önerdi 2020'de EIP-2938 ile mekanizma, ancak teklif bir yıldan fazla bir süredir bayat kaldı diğer güncellemelere daha fazla öncelik verildi [27]. Uyumluluktan elde edilen bir diğer önemli fayda da mevcut istemcilerin yeniden kullanılmasıdır: Optimism Kendi düğümü için geth'in yalnızca ∼800 satırlık farka sahip bir versiyonunu kullanır. 2014'ten bu yana geliştiriliyor, test ediliyor ve bakımı yapılıyor. Güçlü bir müşteriye sahip olmak, tanımlandığı üzere çok önemlidir. ağda neyin geçerli olarak kabul edildiği veya edilmediği. Arıza kanıtlamanın uygulanmasında bir hata Sistem yanlış bir ispatın doğru kabul edilmesine veya doğru bir ispatın geçersiz olmasına neden olabilir. bloğun yanlış kabul edilmesi, sistemi tehlikeye atıyor. Bu tür bir olasılık saldırı daha geniş bir müşteri çeşitliliği ile sınırlandırılabilir: Optimism ayrıca yeniden kullanılabilir diğer Ethereum istemcilerin bakımı zaten yapılıyor ve başka bir Erigon tabanlı istemcinin geliştirilmesi de sürüyor zaten devam ediyor. 2016 yılında geth'in hafıza yönetimindeki bir sorundan yararlanıldı. DoS saldırısı ve ilk savunma hattı, en çok ikinci olan Parity'nin kullanılmasını önermekti. o sırada kullanılan istemci 5. StarkNet geçerlilik kanıtlarıyla aynı sorunla karşı karşıyadır, ancak istemciler sıfırdan yazılması gerekir ve ispat sistemi çok daha karmaşıktır ve dolayısıyla doğruluğu sağlamak da çok daha karmaşıktır.

比較

  1. 比較 4.1.出金時間 楽観的ロールアップと妥当性ロールアップを区別する最も重要な側面は、 出金の開始から完了までに経過する時間。どちらの場合も、 出金は L2 で初期化され、L1 で完了します。 StarkNet では、次のようにファイナライズが可能です 新しい状態ルートの有効性証明が Ethereum で受け入れられ次第、理論的には次のようになります。 初期化後の L1 の最初のブロックで資金を引き出すことが可能です。実際には、 Ethereum で有効性証明を送信する頻度は、ブロックの速度とのトレードオフです ファイナライゼーションと証明の集約。現在、StarkNet は検証のための有効性証明を提供しています 10 時間ごと 4 ですが、トランザクション アクティビティが増加するにつれて減少することが意図されています。 Optimism Bedrock では、紛争の終了時にのみ撤回を完了することができます。 期間 (現在は 7 日) が経過すると、ルートは自動的に有効とみなされます。長さ この期間は主に、Ethereum に欠陥証明が検閲されるまでの期間によって決定されます。 その終わり。このタイプの攻撃の成功確率は、時間の経過とともに指数関数的に減少します。 E[減算値] = 𝑉𝑝𝑛 ここで、𝑛は間隔内のブロック数、𝑉は差し引くことができる資金の量です 無効なルートを公開することによって、𝑝は検閲が正常に実行される確率です 単一ブロックで攻撃します。この確率が 99% で、値がロールアップにロックされていると仮定します。 は 100 万イーサ、間隔内のブロックは 1800 (12 個のブロックで 6 時間) 秒間隔): 期待値は約 0.01391 Ether です。システムの安全性は次のとおりです。 提案者に、期待値よりもはるかに大量のイーサをステーキングするよう求めます。 ウィンザーら。単純な smart contract を使用して検閲攻撃を実行する方法を示しました。 これにより、状態内のメモリの特定の領域が [20] 変更されないことが保証されます。攻撃のモデル化 この論文は、マルコフゲームとして、検閲が合理的なアプローチの支配的な戦略であることを示しています。 変更を伴うトランザクションを含めるよりも多くの報酬を受け取った場合、プロデューサーをブロックする 記憶。上で説明した 𝑝 値は、有理ブロックのパーセンテージとして見ることができます。 ネットワーク内のプロデューサー。「合理的」とは、ペナルティを与える可能性を考慮していない blockchain に対する信頼が低下し、暗号通貨の価値が低下するなどの外部性。 次のコードは、検閲攻撃の実行に使用できる smart contract を示しています。 岩盤の上。この攻撃は、ブロックプロデューサーに賄賂を提供することで、ブロックプロデューサーのインセンティブを悪用します。 州の特定の部分を変更する取引を検閲するため。契約の主な内容 関数、claimBribe を使用すると、ブロックプロデューサーが検閲に成功した場合に賄賂を請求できるようになります。 無効な出力ルートが触れられていないことを確認して、ターゲットのトランザクションを処理します。 functionclaimBribe(バイトメモリ storageProof) 外部 { require(!claimed[block.number], "賄賂はすでに請求されています"); OutputProposal メモリの現在 = storageOracle.getStorage(L2_ORACLE, block.number, SLOT, ストレージプルーフ); require(invalidOutputRoot == current.outputRoot, "攻撃は失敗しました"); 主張[ブロック番号] = true; (ブール送信、 ) = block.coinbase.call{値: 賄賂金額}(""); 4https://etherscan.io/address/0xc662c410c0ecf747543f5ba90660f6abebd9c8c4require(sent, "イー​​サの送信に失敗しました"); } リスト 1: Bedrock に対する検閲攻撃を奨励する契約の例。 紛争期間の長さには、過失の証明が不十分であるという事実も考慮する必要があります。 インタラクティブな証明であるため、参加者が対話するのに十分な時間を提供する必要があります そして、あらゆるやり取りが検閲される可能性があるということです。最後の移動が直前に行われた場合、 紛争期間が終了すると、検閲のコストは大幅に減少します。検閲はあるものの、 ドミナント戦略では、検閲ノードが次の攻撃に対して脆弱であるため、成功の可能性は低くなります。 サービス拒否攻撃: 攻撃者は、次のような非常に複雑なトランザクションを生成する可能性があります。 手数料は支払われないため、欠陥証明の発行は無料で行われます。 極端な場合には、紛争期間が長ければ、解決に成功した場合の調整が可能になります。 フォークを組織し、攻撃しているブロックプロデューサーを排除するための検閲攻撃。もう一つ 攻撃の可能性としては、議論者が検証できる以上に多くのステートルート提案を公開することが挙げられます。 これは周波数制限を使用することで回避できます。 4.1.1.素早い楽観的な出金 オプティミスティック ロールアップの有効性はフル ノードでいつでも検証できるため、 信頼できる oracle を使用すると、出金が安全に完了できるかどうかを L1 で知ることができます。これ このメカニズムは Maker [21] によって最初に提案されました。oracle は引き出しを検証し、 ユーザーに有利子ローンが割り当てられる L1 の結果。これは自動的に実行されます。 7 日間の終わり、つまり実際に出金が完了した時点で締め切りとなります。この解決策 信頼の仮定が導入されていますが、Maker の場合、oracle 演算子があるため最小化されています。 は、融資を提供することでリスクを引き受けるのと同じ組織によって管理されます。 4.2.取引コスト L2 トランザクションのコストは、主に L1 との対話によって決まります。どちらのソリューションでも トランザクションは完全にオフチェーンで実行されるため、トランザクションの計算コストは非常に安価です。 Optimism は、L2 トランザクションの呼び出しデータを呼び出しデータとして公開し、フォルトをほとんど (またはまったく) 実行しません。 したがって、calldata は最も高価なリソースです。 2022 年 1 月 12 日、Bedrock ネットワーク Ethereum の Goerli テストネットで開始されました。ガスの圧縮率を計算できます 一定期間に岩盤上で使用されたガスの量を追跡し、それを過去のガスの量と比較することによって、 対応するブロックの L1 で費やされるガスの量。この方法を使用してガス圧縮 〜20 : 1 の割合が見つかりますが、この数値はメインネット上の実際のアクティビティとは異なる可能性があります。 StarkNet は、L2 状態のすべての変更を呼び出しデータとして Ethereum に公開するため、ストレージは 最も高価なリソース。ネットワークは EVM を使用しないため、トランザクション コストは 圧縮率を自明に見積もることはできません。実行コストと呼び出しデータを想定すると、 無視できるほど、ストレージ書き込みの圧縮率を計算することができます。 L1。コントラクトが展開されておらず、StarkNet で以前にアクセスされていない 10 個のセルが存在すると仮定します。 変更すると、ストレージ書き込みコスト圧縮率は約 24:1 であることがわかります。セルが上書きされた場合 データ公開間の𝑛回、各書き込みのコストは、以前のコストと比較して 1/𝑛 になります。 最後の書き込みのみが公開されるため、1 回の書き込みで済みます。コストをさらに抑えることができるのは、頻繁に使用される値を圧縮します。有効性証明検証の費用は次のとおりに分割されます。 参照するトランザクション: たとえば、StarkNet ブロック 4779 には 200 個のトランザクションが含まれており、その 有効性証明には 267830 ユニットのガス、つまりトランザクションごとに 1339.15 ガスが消費されます。 4.2.1.コールデータの最適化: キャッシュ コントラクト 以下に示すのは、頻繁に使用されるアドレス キャッシュを実装する smart contract です。 ストレージと実行のコストがはるかに低いという事実を利用して対処します リソースとその使用法を示す Friends 契約。後者は、 addFriend関数を呼び出すことで登録できるアドレスの「友達」。住所の場合 すでに少なくとも 1 回使用されている場合は、addFriendWithCache を呼び出すことで追加できます。 機能: キャッシュ インデックスは 4 バイトの整数ですが、アドレスは 20 バイトで表されます。 したがって、関数の引数は 5:1 で節約されます。同じロジックを他のデータにも使用できます 整数やより一般的にはバイトなどの型。 コントラクト AddressCache { マッピング(アドレス => uint32) パブリックアドレス2キー; アドレス[]公開鍵2アドレス; 関数cacheWrite(address _address)内部戻り値(uint32) { require(key2address.length < type(uint32).max, "AddressCache: キャッシュがいっぱいです"); require(address2key[_address] == 0, "AddressCache: アドレスはすでにキャッシュされています"); // 0 は「見つからない」ことを意味するため、キーは 1 から開始する必要があります uint32 キー = uint32(key2address.length + 1); address2key[_address] = キー; key2address.push(_address); リターンキー; } 関数cacheRead(uint32 _key)パブリックビューは(アドレス)を返します{ require(_key <= key2address.length && _key > 0, "アドレスキャッシュ: キーが見つかりません"); キー 2 アドレスを返します [_key - 1]; } } リスト 2: アドレス キャッシュ コントラクト。 コントラクトフレンドはAddressCache { マッピング(アドレス => アドレス[]) 公開友達; 関数 addFriend(アドレス _friend) public { friends[msg.sender].push(_friend); キャッシュ書き込み(_friend); } 関数 addFriendWithCache(uint32 _friendKey) public { friends[msg.sender].push(cacheRead(_friendKey)); } function getFriends() public view returns (address[]memory) { 友達を返す[msg.sender];} } リスト 3: アドレス キャッシュを継承するコントラクトの例。 この契約はキャッシュ内で約 40 億 (232) のアドレスをサポートしており、1 バイトを追加すると次のようになります。 約1兆(240)個。 4.2.2.ストレージの最適化: Bloom のフィルター StarkNet には、ストレージの使用量を最小限に抑えるための手法がいくつかあります。必要がない場合は、 元のデータの可用性を保証する場合は、その hash をオンチェーンに保存するだけで十分です。 ERC-721 (NFT) [22] のデータを保存するために使用されるメカニズムです。つまり、 利用可能な場合はデータの hash。複数回保存されたデータの場合は、ルックアップを使用できます。 Optimism に導入されたキャッシュ システムに似たテーブル。すべての値を次の場所に保存する必要があります。 少なくとも一度は。一部のアプリケーションでは、ブルーム フィルターを使用することですべての値の保存を回避できます。 [23, 24, 25]、つまり、次のことを確実に知ることができる確率的データ構造。 要素はセットに属していませんが、小さいながらも無視できない false の確率を許容します。 ポジティブ。 ブルーム フィルターは、ゼロの 𝑚 ビットの配列として初期化されます。要素を追加するには、𝑘hash 関数を使用します 一様なランダム分布を持つものが使用され、それぞれが設定された配列のビットにマッピングされます。 要素がセットに属しているかどうかを確認するには、𝑘hash 関数を実行して検証します。 単純なブルームフィルターでは、𝑘ビットが1に設定されているかどうかを区別する方法はありません。 要素が実際にセットに属しているか、偽陽性であるか、その確率は数に応じて増加します。 エントリ数が増加します。 𝑛要素を挿入した後: P[偽陽性] = (︃ 1 − [︂ 1 −1 𝑚 ]︂𝑘𝑛)︃𝑘 ≈ (︁ 1 −𝑒−𝑘𝑛/𝑚)︁𝑘 各ビットセットの確率が独立していると仮定します。 𝑛要素 (任意のサイズ!) が が含まれることが期待され、許容される偽陽性の確率は配列のサイズ 𝑝 です。 は次のように計算できます。 𝑚= −𝑛ln 𝑝 (ln 2)2 hash 関数の最適な数は次のとおりです。 𝑘= 𝑚 𝑛ln 2 許容誤差 1% で 1000 個の要素を挿入すると仮定すると、配列のサイズは 9585 ビットになります。 𝑘= 6 の場合、0.1% の許容誤差の場合、𝑘= 9 では 14377 ビットになります。要素が 100 万個の場合 が挿入されることが予想される場合、配列のサイズは 1% の場合は約 1170 KB、1% の場合は 1775 KB になります。 𝑝[26] のみに依存するため、𝑘 の値が同じ場合は 0.1%。 すでに挑戦した相手にプレイヤーを割り当ててはいけないゲームでは、 各プレイヤーの過去の対戦相手のリストをストレージに保存する代わりに、ブルームを使用できます。 フィルター。一部のプレイヤーに挑戦しないリスクは多くの場合許容され、フィルターはリセットできます。 定期的に。4.3. Ethereum 互換性 EVM および Ethereum と互換性があることの主な利点は、利用可能なすべてのコンポーネントを再利用できることです。 ツール。 Ethereum smart contract は、変更を加えずに Optimism で公開できます。 新しい監査。ウォレットの互換性維持、開発および静的分析ツール、一般的な分析 ツール、インデックス作成ツール、oracle。 Ethereum と Solidity には、十分に研究されてきた長い歴史があります。 再入攻撃、オーバーフローとアンダーフロー、フラッシュ ローン、oracle などの脆弱性 操作。このため、Optimism は短期間で大量の価値を獲得することができました。 時間。 別の仮想マシンを採用するという選択は、エコシステム全体を再構築する必要があることを意味します。 実装の自由度が高まるという利点があります。 StarkNet アカウントをネイティブに実装します 抽象化。各アカウントを smart contract として実装できるメカニズムです。 インターフェイスに準拠している限り、任意のロジック (したがって抽象化という用語が使われます): これにより、 さまざまなデジタル署名スキームの使用、秘密キーを使用して秘密キーを変更する機能 同じアドレスを使用するか、マルチシグを使用します。 Ethereum コミュニティがこれの導入を提案しました 2020 年に EIP-2938 のメカニズムが確立されましたが、この提案は 1 年以上古いままでした。 他の更新には、[27] の方が優先されます。 互換性から得られるもう 1 つの重要な利点は、既存のクライアントの再利用です: Optimism は、わずか約 800 行の違いがある独自のノードに geth のバージョンを使用します。 2014 年以来、開発、テスト、保守が行われています。堅牢なクライアントを持つことが重要です。 ネットワーク内で何が有効か無効として受け入れられるか。フォールトプルーフの実装におけるバグ システムにより、間違った証明が正しい証明として受け入れられたり、無効な証明が正しい証明として受け入れられたりする可能性があります。 ブロックが不正なものとして受け入れられ、システムが危険にさらされる可能性があります。このタイプの可能性は より幅広いクライアントの多様性により攻撃を制限できます: Optimism は取得に加えて再利用できます。 他の Ethereum クライアントはすでに保守されており、別の Erigon ベースのクライアントの開発が行われています。 すでに進行中です。 2016 年に、geth のメモリ管理の問題が悪用されました。 DoS 攻撃と防御の第一線は、2 番目に多いパリティの使用を推奨することでした。 当時使用されていたクライアント 5. StarkNet は有効性証明に関して同じ問題に直面していますが、クライアントは スクラッチから作成する必要があり、証明システムははるかに複雑になり、その結果、 また、正確性を保証するのははるかに複雑です。

Çözüm

  1. Sonuç Toplamalar, ölçeklenebilirlik sorununu çözmek için günümüzde mevcut olan en umut verici çözümdür. merkezi olmayan blockchain'ler, modüler blockchain'lerin aksine modüler blockchain'lerin yolunu açıyor yekpare blockchains. İyimser Toplama veya Geçerlilik Toplama geliştirme seçeneği temel olarak gösterilmektedir karmaşıklık ve çeviklik arasında bir denge olarak. StarkNet hızlı gibi çok sayıda avantaja sahiptir para çekme işlemleri, geçersiz durum geçişlerine sahip olunmaması, yapısal olarak yetersizlik, daha düşük işlem maliyeti daha uzun bir geliştirme süresi ve EVM ile uyumsuzluk nedeniyle, Optimism ise hızla pazardan büyük bir pay elde etmek için ağ ekonomisinden yararlandı. Optimism Ancak Bedrock, Geçerlilik haline gelmesini sağlayan modüler bir tasarıma sahiptir. 5https://blog.ethereum.org/2016/09/22/ethereum-network-currently-undergoing-dos-attack

Gelecekteki toplama: Cannon şu anda hata koruması için MIPS'ye derlenmiş minigeth kullanıyor Sistem, ancak aynı mimari bir devre elde etmek ve geçerlilik kanıtları üretmek için kullanılabilir. EVM gibi karmaşık bir makinenin bir mikro mimari için derlenmesi daha basit bir sonuç verir. Yükseltme durumunda değiştirilmesine ve yeniden doğrulanmasına gerek olmayan devre. RISC Sıfır bir RISC-V temel alınarak halihazırda geliştirilmekte olan STARK kanıtlarına sahip doğrulanabilir mikro mimari bu amaçla MIPS [28]'ye alternatif olarak kullanılabilir. Göz ardı edilmemesi gereken bir husus, teknoloji çalışıyor. Geleneksel blockchain'lerin güçlü yanı, durumunu doğrulayabilmesidir. blockchain hiçbir üçüncü taraf varlığına güvenmeden. Ancak StarkNet durumunda, Çeşitli bileşenleri doğrulamak mümkün olmadığında uygulamaya güvenmek gerekir kriptografiye ve ileri matematiğe dayalıdır. Bu başlangıçta sürtünme yaratabilir. teknolojinin benimsenmesi, ancak araçlar ve dürüstlük kanıtlarının kullanımı ilerledikçe blockchain alanının dışında bu sorunun çözüleceğini umuyoruz.

結論

  1. 結論 ロールアップは、スケーラビリティの問題を解決するために現在利用できる最も有望なソリューションです。 分散型 blockchain は、モジュール型 blockchain の時代への道を開きます。 モノリシックblockchain。 主に、楽観的ロールアップまたは妥当性ロールアップのどちらを開発するかの選択が示されています。 複雑さと機敏性の間のトレードオフとして。 StarkNet には、高速などの多くの利点があります。 引き出し、無効な状態遷移が構造的に不可能であること、取引コストが低いこと 開発期間が長くなり、EVM との互換性がないため、Optimism は ネットワーク経済を活用して、市場で急速に大きなシェアを獲得しました。 Optimism ただし、Bedrock は、Validity になることを可能にするモジュラー設計を備えています。 5https://blog.ethereum.org/2016/09/22/ethereum-network-currently-undergoing-dos-attack

将来のロールアップ: Cannon は現在、フォールトプルーフのために MIPS にコンパイルされた minigeth を使用しています システムですが、同じアーキテクチャを使用して回路を取得し、有効性証明を作成することができます。 EVM などの複雑なマシンをマイクロアーキテクチャ用にコンパイルすると、より単純になります。 アップグレードの場合に回路を変更したり再検証したりする必要がありません。 RISCゼロは、 RISC-V に基づいてすでに開発中の STARK 証明を備えた検証可能なマイクロアーキテクチャ MIPS [28] の代わりに、この目的に使用できます。 過小評価すべきではない側面の 1 つは、どのようにして、 テクノロジーは機能します。従来の blockchain の強みは、状態を確認できることです。 第三者エンティティを信頼せずに blockchain を実行します。ただし、StarkNet の場合は、 さまざまなコンポーネントを検証できない場合に実装を信頼する必要がある 暗号化と高度な数学に基づいています。これにより、最初は摩擦が生じる可能性があります。 テクノロジーの導入は進んでいますが、完全性証明のツールと使用法が進歩するにつれて、 blockchain フィールドの外では、この問題は解決されることが期待されます。