Sách trắng Bài viết Hình ảnh Thuật ngữ đồ thị Tìm kiếm

Optimism 技术文档

Tác giả Optimism Collective · 2021

Chế độ một trang community.optimism.io

Optimism không có whitepaper truyền thống. Là một optimistic rollup Ethereum Layer 2, thiết kế và thông số kỹ thuật của nó được ghi lại qua tài liệu kỹ thuật, đặc tả OP Stack và các bài đăng nghiên cứu thay vì một bài báo học thuật chính thức duy nhất.

🇺🇸 English (Bản gốc)
🇨🇳 中文简体 (Bản dịch)

Tóm tắt

Bài viết giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng trong blockchain phi tập trung bằng cách phân tích sự cân bằng giữa thông lượng giao dịch và yêu cầu phần cứng để chạy một nút. Bản tổng hợp, tức là các công nghệ để xác minh trên chuỗi các khối được thực hiện ngoài chuỗi, được trình bày dưới dạng bằng chứng lỗi hoặc tính hợp lệ. Chúng tôi so sánh Tổng hợp lạc quan và Tổng hợp hợp lệ về thời gian rút tiền, chi phí giao dịch, kỹ thuật tối ưu hóa và khả năng tương thích với hệ sinh thái Ethereum. Phân tích của chúng tôi cho thấy rằng Optimism Bedrock hiện có tốc độ nén khí xấp xỉ 20:1, trong khi StarkNet đạt được tốc độ nén chi phí ghi lưu trữ vào khoảng 24:1. Chúng tôi cũng thảo luận về các kỹ thuật để tối ưu hóa hơn nữa các tỷ lệ này, chẳng hạn như việc sử dụng hợp đồng bộ đệm và bộ lọc Bloom. Cuối cùng, kết luận của chúng tôi nêu bật sự cân bằng giữa độ phức tạp và tính linh hoạt trong việc lựa chọn giữa Tổng hợp lạc quan và hợp lệ. Từ khóa Blockchain, Khả năng mở rộng, Rollup 1. Giới thiệu Công nghệ Blockchain đã thu hút được sự chú ý đáng kể nhờ tiềm năng cách mạng hóa các ngành công nghiệp khác nhau. Tuy nhiên, khả năng mở rộng vẫn là một thách thức lớn, vì hầu hết blockchain phải đối mặt với sự đánh đổi giữa khả năng mở rộng, phân cấp và bảo mật, thường được gọi là Bộ ba bất khả thi về khả năng mở rộng [1, 2]. Để tăng thông lượng của blockchain, một giải pháp đơn giản là tăng kích thước khối của nó. Trong ngữ cảnh Ethereum, điều này có nghĩa là tăng lượng gas tối đa mà một khối có thể chứa. Vì mỗi nút đầy đủ phải xác thực mọi giao dịch của mọi khối nên khi thông lượng tăng lên, các yêu cầu về phần cứng cũng tăng lên, dẫn đến tính tập trung cao hơn của mạng. Một số blockchain, chẳng hạn như Bitcoin và Ethereum, tối ưu hóa thiết kế của họ để tối đa hóa khả năng phân cấp kiến ​​trúc của họ, trong khi những blockchain khác, chẳng hạn như Binance Smart Chain và Solana, được thiết kế để nhanh và rẻ nhất có thể. Mạng phi tập trung giới hạn một cách giả tạo thông lượng của blockchain để giảm yêu cầu phần cứng để tham gia vào mạng. Trong những năm qua, nhiều nỗ lực đã được thực hiện để tìm ra giải pháp cho Bộ ba bất khả thi, chẳng hạn như các kênh trạng thái [3] và Plasma [4, 5]. Các giải pháp này có đặc điểm là chuyển một số hoạt động ra khỏi chuỗi, liên kết hoạt động trên chuỗi với hoạt động ngoài chuỗi bằng cách sử dụng smart contracts và xác minh DLT 2023: Hội thảo công nghệ sổ cái phân tán lần thứ 5, ngày 25-26 tháng 5 năm 2023, Bologna, Ý $ [email protected] (L. Donno) https://lucadonnoh.github.io/ (L. Donno) 0000-0001-9221-3529 (L. Donno) © 2023 Bản quyền bài viết này thuộc về các tác giả. Được phép sử dụng theo Giấy phép Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0). Kỷ yếu hội thảo CEUR http://ceur-ws.org ISSN 1613-0073 Kỷ yếu hội thảo CEUR (CEUR-WS.org) trên chuỗi những gì đang diễn ra ngoài chuỗi. Tuy nhiên, cả kênh Plasma và kênh trạng thái đều bị hạn chế trong việc hỗ trợ smart contract chung. Các bản tổng hợp là blockchain (được gọi là Layer 2 hoặc L2) xuất bản các khối của chúng trên một blockchain (Layer 1 hoặc L1) khác và do đó kế thừa các thuộc tính đồng thuận, tính khả dụng của dữ liệu và bảo mật. Chúng, không giống như các giải pháp khác, hỗ trợ tính toán tùy ý. Tập hợp có ba thành phần chính: • Trình sắp xếp thứ tự: các nút nhận giao dịch Tổng hợp từ người dùng và kết hợp chúng thành một khối được gửi tới Layer 1. Khối này bao gồm ít nhất gốc trạng thái (ví dụ: gốc Merkle) và dữ liệu cần thiết để xây dựng lại và xác thực trạng thái. Layer 1 định nghĩa...

摘要

本文通过分析交易吞吐量和运行节点的硬件要求之间的权衡，解决了去中心化 blockchain 的可扩展性问题。 Rollups，即对链下执行的区块进行链上验证的技术，以故障或有效性证明的形式呈现。我们在提款时间、交易成本、优化技术以及与 Ethereum 生态系统的兼容性方面比较了乐观汇总和有效性汇总。我们的分析表明，Optimism Bedrock 目前的气体压缩率约为 20:1，而 StarkNet 的存储写入成本压缩率约为 24:1。我们还讨论了进一步优化这些速率的技术，例如缓存合约和布隆过滤器的使用。最终，我们的结论强调了在乐观汇总和有效性汇总之间选择时复杂性和敏捷性之间的权衡。关键词 区块链、可扩展性、Rollup 1. 简介 区块链技术因其彻底改变各个行业的潜力而受到广泛关注。然而，可扩展性仍然是一个重大挑战，因为大多数 blockchain 面临可扩展性、去中心化和安全性之间的权衡，通常称为可扩展性三难困境 [1, 2]。要增加 blockchain 的吞吐量，一个简单的解决方案是增加其块大小。在 Ethereum 的上下文中，这意味着增加一个区块可以容纳的最大气体量。由于每个全节点必须验证每个块的每笔交易，因此随着吞吐量的增加，硬件要求也会增加，从而导致网络更加集中。一些 blockchain，例如 Bitcoin 和 Ethereum，优化其设计以最大化其架构去中心化，而其他 blockchain，例如币安智能链和 Solana，则被设计为尽可能快速和便宜。去中心化网络人为地限制 blockchain 的吞吐量，以降低参与网络的硬件要求。多年来，人们一直在尝试寻找解决三难困境的方法，例如状态通道 [3] 和 Plasma [4, 5]。这些解决方案的特点是将一些活动移至链下，使用 smart contracts 将链上活动与链下活动链接起来，并验证 DLT 2023：第五届分布式账本技术研讨会，2023 年 5 月 25-26 日，意大利博洛尼亚 $ [email protected] (L. Donno) https://lucadonnoh.github.io/ (L. Donno) Donno) 0000-0001-9221-3529 (L. Donno) © 2023 本文版权归其作者所有。根据 Creative Commons License Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) 允许使用。 CEUR 研讨会论文集 http://ceur-ws.org ISSN 1613-0073 CEUR 研讨会论文集 (CEUR-WS.org) 链上发生的事情链下。然而，Plasma 和状态通道对通用 smart contract 的支持都是有限的。 Rollup 是 blockchain（称为 Layer 2 或 L2），它们在另一个 blockchain （Layer 1 或 L1）上发布其块，因此继承其共识、数据可用性和安全属性。与其他解决方案不同，它们支持任意计算。 Rollups 具有三个主要组件： • 定序器：从用户接收 Rollup 交易并将其组合成一个块并发送到 Layer 1 的节点。该块至少由状态根（例如 Merkle 根）和重建和验证状态所需的数据组成。 Layer 1 定义...

Giới thiệu

  1. Giới thiệu Công nghệ chuỗi khối đã thu hút được sự chú ý đáng kể do tiềm năng cách mạng hóa các ngành công nghiệp khác nhau. Tuy nhiên, khả năng mở rộng vẫn là một thách thức lớn vì hầu hết blockchain đều gặp phải sự đánh đổi giữa khả năng mở rộng, phân cấp và bảo mật, thường được gọi là Khả năng mở rộng Trilemma [1, 2]. Để tăng thông lượng của blockchain, một giải pháp tầm thường là để tăng kích thước khối của nó. Trong ngữ cảnh Ethereum, điều này có nghĩa là tăng mức tối đa lượng khí mà một khối có thể chứa. Vì mỗi nút đầy đủ phải xác thực mọi giao dịch của mọi khối, khi thông lượng tăng lên thì các yêu cầu về phần cứng cũng tăng lên, dẫn đến yêu cầu lớn hơn tập trung của mạng. Một số blockchain, chẳng hạn như Bitcoin và Ethereum, tối ưu hóa được thiết kế để tối đa hóa khả năng phân cấp kiến trúc của họ, trong khi những nền tảng khác, chẳng hạn như Binance Smart Chain và Solana, được thiết kế để nhanh và rẻ nhất có thể. Mạng phi tập trung giới hạn thông lượng của blockchain một cách giả tạo để hạ thấp yêu cầu phần cứng xuống tham gia vào mạng lưới. Trong những năm qua, người ta đã nỗ lực tìm ra giải pháp cho Bộ ba bất khả thi, chẳng hạn như nhà nước kênh [3] và Plasma [4, 5]. Các giải pháp này có đặc điểm là di chuyển một số hoạt động ngoài chuỗi, liên kết hoạt động trên chuỗi với hoạt động ngoài chuỗi bằng smart contracts và xác minh DLT 2023: Hội thảo Công nghệ sổ cái phân tán lần thứ 5, ngày 25-26 tháng 5 năm 2023, Bologna, Ý $ [email protected] (L. Donno) https://lucadonnoh.github.io/ (L. Donno) 0000-0001-9221-3529 (L. Donno) © 2023 Bản quyền của bài viết này thuộc về tác giả của nó. Được phép sử dụng theo Giấy phép Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0). CEUR Xưởng Thủ tục tố tụng http://ceur-ws.org ISSN 1613-0073 Kỷ yếu Hội thảo CEUR (CEUR-WS.org)trên chuỗi những gì đang xảy ra ngoài chuỗi. Tuy nhiên, cả hai kênh Plasma và trạng thái đều bị hạn chế về sự ủng hộ của họ đối với smart contracts chung. Các tập hợp là blockchain (được gọi là Layer 2 hoặc L2) xuất bản các khối của chúng trên một blockchain khác (Layer 1 hoặc L1) và do đó kế thừa các thuộc tính đồng thuận, tính khả dụng của dữ liệu và bảo mật. Họ, không giống như các giải pháp khác, hỗ trợ tính toán tùy ý. Bản tổng hợp có ba thành phần chính: • Trình sắp xếp: các nút nhận giao dịch Tổng hợp từ người dùng và kết hợp chúng thành một khối được gửi tới Layer 1. Khối này bao gồm ít nhất gốc trạng thái (ví dụ: Merkle root) và dữ liệu cần thiết để xây dựng lại và xác thực trạng thái. Layer 1 xác định chính tắc blockchain của L2 bằng cách thiết lập thứ tự của dữ liệu được xuất bản. • Nút cuộn đầy đủ: các nút lấy, xử lý và xác thực các khối Rollup từ Lớp 1 bằng cách xác minh rằng gốc là chính xác. Nếu một khối chứa các giao dịch không hợp lệ thì đó là bị loại bỏ, điều này ngăn cản Trình sắp xếp chuỗi tạo các khối hợp lệ bao gồm các khối không hợp lệ giao dịch. • Nút ánh sáng cuộn lên: các nút nhận khối cuộn lên từ Layer 1 nhưng không tính toán bản thân nhà nước mới. Họ xác minh rằng gốc trạng thái mới là hợp lệ bằng cách sử dụng các kỹ thuật chẳng hạn như bằng chứng lỗi hoặc tính hợp lệ. Bản tổng hợp đạt được khả năng mở rộng bằng cách giảm chi phí phân bổ của các giao dịch theo số lượng của người dùng tăng lên. Điều này là do chi phí đảm bảo tính hợp lệ của blockchain tăng tuyến tính liên quan đến chi phí xác minh các giao dịch riêng lẻ. Các bản cuộn khác nhau tùy theo cơ chế đảm bảo tính hợp lệ của việc thực hiện giao dịch tại các nút nhẹ: trong Optimistic Rollups nó được đảm bảo bởi một mô hình kinh tế và bằng chứng lỗi, trong khi Hiệu lực Rollups nó được đảm bảo bằng mật mã bằng cách sử dụng bằng chứng hợp lệ. Các nút ánh sáng có thể được triển khai dưới dạng smart contract trên Layer 1. Họ chấp nhận gốc rễ của trạng thái mới và xác minh tính hợp lệ hoặc bằng chứng lỗi: do đó, các bản tổng hợp này được gọi là Hợp đồng thông minh Bản cuộn. Nếu các nút nhẹ độc lập thì chúng được gọi là Bản tổng hợp có chủ quyền [6]. Ưu điểm của sử dụng Hợp đồng thông minh Rollup là để có thể xây dựng một cầu nối giảm thiểu sự tin cậy giữa hai bên blockchains: vì tính hợp lệ của trạng thái L2 được chứng minh cho L1, nên một hệ thống giao dịch từ L2 đến L1 có thể được thực hiện, cho phép rút tiền. Nhược điểm là chi phí của giao dịch phụ thuộc vào chi phí xác minh trạng thái trên L1: nếu lớp cơ sở bị bão hòa bởi các hoạt động khác, chi phí giao dịch trên Rollup cũng tăng lên. Các lớp dữ liệu và đồng thuận là những lớp quyết định tính bảo mật của hệ thống như họ xác định thứ tự của các giao dịch, ngăn chặn các cuộc tấn công và cung cấp dữ liệu để chứng minh trạng thái hiệu lực. Đóng góp giấy tờ Trong bài viết này, chúng tôi nghiên cứu Tổng hợp lạc quan và hợp lệ, hai cải tiến giải pháp cho Bộ ba bất khả thi về khả năng mở rộng, tập trung vào các triển khai đáng chú ý, chẳng hạn như Optimism Bedrock và StarkNet. Những đóng góp của chúng tôi bao gồm sự so sánh toàn diện về những giải pháp, phân tích thời gian rút tiền và thảo luận về cuộc tấn công có thể xảy ra vào Optimism Đá nền. Ngoài ra, chúng tôi tính toán tỷ lệ nén khí của chúng, cung cấp các tối ưu hóa dành riêng cho ứng dụng và trình bày những ưu điểm cũng như nhược điểm của việc loại bỏ Ethereum Máy ảo (EVM).

Cấu trúc giấy Bài viết được tổ chức như sau. Trong phần 2 Bản tổng hợp lạc quan là được giới thiệu bằng cách phân tích Optimism Bedrock. Trong phần 3 Bản tổng hợp hợp lệ được giới thiệu bởi phân tích StarkNet. Trong phần 4 chúng ta so sánh hai giải pháp. Cuối cùng, trong phần 5 chúng ta vẽ một số kết luận.

介绍

一、简介 区块链技术因其革命性的潜力而受到广泛关注 各个行业。然而，可扩展性仍然是一个重大挑战，因为大多数 blockchain 都面临着 可扩展性、去中心化和安全性之间的权衡，通常称为 可扩展性三难困境 [1, 2]。为了提高 blockchain 的吞吐量，一个简单的解决方案是 增加其块大小。在 Ethereum 的上下文中，这意味着增加最大值 一个区块可以容纳的气体量。由于每个全节点必须验证每个交易的每笔交易 块，随着吞吐量的增加，硬件要求也增加，导致更大的 网络的集中化。一些 blockchain，例如 Bitcoin 和 Ethereum，优化了它们的 设计以最大化其架构去中心化，而其他人，例如 Binance Smart Chain 和 Solana 的设计目标是尽可能快速且便宜。去中心化网络 人为地限制 blockchain 的吞吐量，以降低硬件要求 参与网络。 多年来，人们一直在尝试寻找解决三难困境的方法，例如国家 通道 [3] 和 Plasma [4, 5]。这些解决方案具有移动某些活动的特点 链下，使用 smart contracts 将链上活动链接到链下活动，并验证 DLT 2023：第五届分布式账本技术研讨会，2023 年 5 月 25-26 日，意大利博洛尼亚 $ [email protected] (L. Donno) https://lucadonnoh.github.io/ (L. Donno) 0000-0001-9221-3529（L.唐诺） © 2023 本文版权归作者所有。根据 Creative Commons License Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) 允许使用。 欧洲欧元区 车间 会议记录 http://ceur-ws.org ISSN 1613-0073 CEUR 研讨会论文集 (CEUR-WS.org)链上正在发生链下的事情。然而，Plasma 和状态通道都受到限制 他们对 smart contract 将军的支持。 Rollup 是 blockchain（称为 Layer 2 或 L2），它们在另一个 blockchain 上发布其块 （Layer 1 或 L1），因此继承其共识、数据可用性和安全属性。他们， 与其他解决方案不同，支持任意计算。 Rollup 具有三个主要组件： • 排序器：从用户接收 Rollup 交易并将其组合成一个 发送到 Layer 1 的块。该块至少包含状态根（例如 Merkle root）以及重建和验证状态所需的数据。 Layer 1 定义 通过建立已发布数据的排序来规范 L2 的 blockchain 。 • Rollup全节点：从Layer获取、处理和验证Rollup块的节点 1、验证root是否正确。如果一个区块包含无效交易，那么 丢弃，这会阻止定序器创建包含无效块的有效块 交易。 • Rollup轻节点：从Layer 1获取Rollup块但不计算的节点 新国家本身。他们使用技术验证新的状态根是否有效 例如错误或有效性证明。 Rollups 通过将交易的摊余成本降低为数量来实现可扩展性 用户数量增加。这是因为确保 blockchain 有效性的成本呈次线性增长 关于单独验证交易的成本。汇总根据不同而不同 他们确保轻节点交易执行有效性的机制： Optimistic Rollups 通过经济模型和故障证明来保证，同时保持有效性 Rollups 使用有效性证明以加密方式确保。 轻节点可以在 Layer 1 上实现为 smart contracts。他们接受事物的根源 新状态并验证有效性或故障证明：因此这些 Rollup 称为智能合约 卷起。如果轻节点是独立的，则它们被称为主权卷[6]。优点 使用智能合约 Rollup 是为了能够在两者之间建立信任最小化的桥梁 blockchains：由于 L2 状态的有效性已向 L1 证明，因此交易系统 可以实现L2到L1，允许提现。缺点是成本较高 交易取决于验证 L1 状态的成本：如果基础层饱和 其他活动中，Rollup 上的交易成本也会增加。 数据层和共识层决定了系统的安全性 他们定义交易的顺序，防止攻击并提供数据来证明状态 有效性。 论文贡献 在本文中，我们研究了乐观和有效性汇总，这两个创新 可扩展性难题的解决方案，重点关注值得注意的实现，例如 Optimism Bedrock 和 StarkNet。我们的贡献包括对这些的全面比较 解决方案、提现时间分析以及对 Optimism 可能的攻击的讨论 基岩。此外，我们还计算它们的气体压缩比，提供特定于应用的优化，并介绍放弃 Ethereum 的优点和缺点 虚拟机 (EVM)。

纸张结构 本文的结构如下。在第 2 节中，乐观汇总是 通过分析 Optimism 基岩引入。在第 3 节中，有效性汇总由 分析 StarkNet。在第 4 节中，我们比较了这两种解决方案。最后，在第 5 节中我们绘制 一些结论。

Tổng hợp lạc quan

  1. Bản tổng hợp lạc quan Ý tưởng chấp nhận một cách lạc quan đầu ra của các khối mà không cần xác minh việc thực hiện chúng là đã có mặt trong báo cáo chính thức Bitcoin [7], thảo luận về các nút ánh sáng. Các nút này chỉ theo sau chuỗi tiêu đề bằng cách xác minh quy tắc đồng thuận, khiến chúng dễ bị chấp nhận khối chứa các giao dịch không hợp lệ trong trường hợp bị tấn công 51%. Nakamoto đề xuất giải quyết việc này vấn đề bằng cách sử dụng hệ thống “cảnh báo” để cảnh báo các nút ánh sáng rằng một khối chứa các giao dịch không hợp lệ. Cơ chế này lần đầu tiên được thực hiện bởi Al-Bassam, Sonnino và Buterin [8] trong đó có lỗi hệ thống bằng chứng dựa trên mã sửa lỗi [9] được sử dụng. Để có thể tạo điều kiện cho bằng chứng lỗi, điều cần thiết là dữ liệu từ tất cả các khối, bao gồm cả các khối không hợp lệ, có sẵn để mạng: đây là Vấn đề về tính khả dụng của dữ liệu, được giải quyết bằng cách sử dụng dữ liệu xác suất cơ chế lấy mẫu Thiết kế Optimistic Rollup đầu tiên được trình bày bởi John Adler và Mikerah Quintyne-Collins vào năm 2019 [10], trong đó các khối được xuất bản trên blockchain khác điều đó xác định sự đồng thuận của họ về việc đặt hàng. 2.1. Optimism Đá gốc Bedrock [11] là phiên bản mới nhất của Optimism, một Bản tổng hợp hợp đồng thông minh. Phiên bản trước, Máy ảo Optimistic (OVM) yêu cầu một trình biên dịch đặc biệt để biên dịch Solidity thành mã byte riêng: ngược lại, Bedrock hoàn toàn tương đương với EVM ở chỗ công cụ thực thi tuân theo thông số kỹ thuật của Giấy vàng Ethereum [12]. 2.1.1. Tiền gửi Người dùng có thể gửi tiền giao dịch thông qua hợp đồng trên Ethereum, Cổng thông tin Optimism bằng cách gọi hàm DepositTransaction. Khi một giao dịch được thực hiện, một Sự kiện TransactionDeposited được phát ra, mỗi nút trong Rollup sẽ lắng nghe để xử lý tiền gửi. Giao dịch ký gửi là giao dịch L2 có nguồn gốc từ L1. Nếu người gọi của là một hợp đồng, địa chỉ được chuyển đổi bằng cách thêm một giá trị không đổi vào nó: điều này ngăn cản các cuộc tấn công trong đó hợp đồng trên L1 có cùng địa chỉ với hợp đồng trên L2 nhưng có mã khác. Việc đưa vào L2 của giao dịch gửi tiền được đảm bảo bằng thông số kỹ thuật trong trình tự cửa sổ. Giao dịch đã gửi là loại giao dịch tương thích EIP-2718 mới [13] với tiền tố 0x7E, trong đó các trường được mã hóa rlp là: • byte32 sourceHash: hash xác định duy nhất nguồn của giao dịch. • địa chỉ từ: địa chỉ của người gửi. • địa chỉ tới: địa chỉ người nhận hoặc địa chỉ 0 nếu giao dịch gửi tiền là việc tạo hợp đồng.• uint256 mint: giá trị được tạo trên L2. • Giá trị uint256: giá trị được gửi tới người nhận. • dữ liệu byte: dữ liệu đầu vào. • byte gasLimit: giới hạn gas của giao dịch. sourceHash được tính là keccak256 hash của khối L1 hash và nhật ký L1 chỉ mục, xác định duy nhất một sự kiện trong một khối. Vì các giao dịch ký gửi được bắt đầu trên L1 nhưng được thực hiện trên L2 nên hệ thống cần có cơ chế thanh toán L1 cho lượng gas sử dụng cho L2. Một giải pháp là gửi ETH qua Cổng thông tin, nhưng điều này ngụ ý rằng mọi người gọi (ngay cả những người gọi gián tiếp) đều phải được đánh dấu là phải trả tiền và đây là không thể thực hiện được đối với nhiều dự án hiện có. Cách khác là đốt khí tương ứng trên L1. Gas 𝑔được phân bổ cho giao dịch ký gửi được gọi là gas được đảm bảo. Giá khí L2 trên L1 không được đồng bộ hóa tự động mà được ước tính bằng cơ chế tương tự như EIP-1559 [14]. Lượng gas tối đa được đảm bảo cho mỗi khối Ethereum là 8 triệu, với mục tiêu là 2 triệu. Số lượng 𝑐 ETH cần thiết để thanh toán gas trên L2 là 𝑐= 𝑔𝑏L2 trong đó 𝑏L2 là phí cơ bản trên L2. Hợp đồng trên L1 đốt cháy một lượng khí bằng 𝑐/𝑏L2. Gas dành để gọi Giao dịch gửi tiền được hoàn trả trên L2: nếu số tiền này lớn hơn lượng gas được đảm bảo, không có khí đốt. Giao dịch đầu tiên của khối rollup là giao dịch ký gửi thuộc tính L1, được sử dụng để đăng ký trên L2 triển khai trước các thuộc tính của khối Ethereum. Các thuộc tính mà predeploy cung cấp quyền truy cập là số khối, dấu thời gian, phí cơ sở, khối hash và trình tự số, là số khối của L2 so với khối L1 được liên kết (còn gọi là epoch); con số này được đặt lại khi một kỷ nguyên mới bắt đầu. 2.1.2. Trình tự Các nút Tổng hợp lấy chuỗi Optimism hoàn toàn từ Ethereum. Chuỗi này được mở rộng mỗi khi giao dịch mới được xuất bản trên L1 và các khối của nó được tổ chức lại mỗi lần Ethereum khối được tổ chức lại. Bản tổng hợp blockchain được chia thành các kỷ nguyên. Đối với mỗi 𝑛 số khối của Ethereum thì có 𝑛epoch tương ứng. Mỗi kỷ nguyên chứa ít nhất một khối và mỗi khối trong một kỷ nguyên chứa một giao dịch được ký gửi thuộc tính L1. Khối đầu tiên trong một kỷ nguyên chứa tất cả các giao dịch được gửi qua Cổng thông tin. Layer 2 khối cũng có thể chứa các giao dịch được sắp xếp theo trình tự, tức là các giao dịch được gửi trực tiếp đến Bộ sắp xếp thứ tự. Trình sắp xếp chuỗi chấp nhận các giao dịch từ người dùng và xây dựng các khối. Với mỗi khối, nó xây dựng một đợt sẽ được xuất bản vào Ethereum. Một số lô có thể được xuất bản theo cách nén, lấy tên kênh. Một kênh có thể được chia thành nhiều khung, trong trường hợp nó quá lớn để một giao dịch duy nhất. Một kênh được định nghĩa là nén với ZLIB [15] của mã hóa rlp lô. Các trường của một lô là số kỷ nguyên, kỷ nguyên hash, kỷ nguyên gốc hash, kỷ nguyên dấu thời gian và danh sách giao dịch. Cửa sổ tuần tự, được xác định bằng một kỷ nguyên, chứa số cố định 𝑤 của L1 liên tiếp các khối mà bước phái sinh lấy làm đầu vào để xây dựng số lượng khối L2 thay đổi. cho kỷ nguyên 𝑛, cửa sổ tuần tự 𝑛bao gồm các khối [𝑛, 𝑛+𝑤). Điều này ngụ ý rằng việc đặt hàng các giao dịch và khối L2 trong cửa sổ tuần tự không được cố định cho đến khi cửa sổ kết thúc. Giao dịch rollup được gọi là an toàn nếu lô chứa nó đã được xác nhận trên L1. Khungđược đọc từ các khối L1 để xây dựng lại các lô. Việc triển khai hiện tại không cho phép quá trình giải nén kênh bắt đầu cho đến khi nhận được tất cả các khung tương ứng. không hợp lệ lô được bỏ qua. Các giao dịch khối riêng lẻ được lấy từ các đợt, được được công cụ thực thi sử dụng để áp dụng các chuyển đổi trạng thái và thu được trạng thái Tổng hợp. 2.1.3. Rút tiền Để xử lý việc rút tiền, hệ thống nhắn tin L2-to-L1 được triển khai. Ethereum cần biết trạng thái L2 để chấp nhận rút tiền và điều này được thực hiện bằng cách xuất bản trên L2 Đầu ra Oracle smart contract trên L1 gốc trạng thái của mỗi khối L2. Những rễ này được chấp nhận một cách lạc quan là hợp lệ (hoặc đã hoàn thiện) nếu không có bằng chứng lỗi nào được thực hiện trong quá trình thời gian tranh chấp. Chỉ những địa chỉ được chỉ định là Người đề xuất mới có thể xuất bản các gốc đầu ra. Hiệu lực nguồn gốc đầu ra được khuyến khích bằng cách yêu cầu Người đề xuất đặt cọc một khoản tiền sẽ bị cắt giảm nếu họ cho thấy đã đề xuất một gốc không hợp lệ. Giao dịch được bắt đầu bằng cách gọi hàm bắt đầu Rút tiền khi triển khai trước trên L2 và sau đó hoàn tất trên L1 bằng cách gọi hàm FinalizeWithdrawalTransaction trên Cổng thông tin Optimism đã đề cập trước đó. Gốc đầu ra tương ứng với khối L2 được lấy từ L2 Output Oracle; nó là xác minh rằng nó đã được hoàn tất, tức là thời gian tranh chấp đã trôi qua; nó được xác minh rằng đầu ra Bằng chứng gốc khớp với Bằng chứng của Oracle; đã xác minh rằng đã bao gồm hash số tiền rút trong đó sử dụng Bằng chứng rút tiền; việc rút tiền vẫn chưa được hoàn tất; và sau đó là cuộc gọi đến địa chỉ đích được thực hiện, với giới hạn gas, lượng Ether và dữ liệu được chỉ định. 2.1.4. Cannon: hệ thống chống lỗi Nếu một Rollup Full Node, bằng cách thực hiện cục bộ các lô và giao dịch được gửi, phát hiện ra rằng trạng thái Layer 2 không khớp với gốc trạng thái được Người đề xuất xuất bản trên chuỗi, nó có thể thực thi bằng chứng lỗi trên L1 để chứng minh rằng kết quả của quá trình chuyển khối là không chính xác. Bởi vì chi phí chung, việc xử lý toàn bộ khối Rollup trên L1 là quá tốn kém. Giải pháp đã thực hiện của Bedrock chỉ thực hiện trên chuỗi chỉ dẫn đầu tiên về sự bất đồng của minigeth, biên dịch nó thành kiến trúc MIPS được thực thi trên trình thông dịch trực tuyến và được xuất bản trên L1. minigeth là phiên bản đơn giản của geth 1 trong đó sự đồng thuận, RPC và cơ sở dữ liệu đã được gỡ bỏ. Để tìm hướng dẫn đầu tiên về sự bất đồng, tìm kiếm nhị phân tương tác được tiến hành giữa người khởi xướng bằng chứng lỗi và người xuất bản gốc đầu ra. Khi bằng chứng bắt đầu, cả hai bên xuất bản gốc của trạng thái bộ nhớ MIPS trong quá trình thực thi khối trong hợp đồng Thử thách: nếu hash khớp thì có nghĩa là cả hai bên đều đồng ý về nửa đầu của quá trình thực hiện do đó xuất bản phần gốc của nửa sau, nếu không thì nửa của nửa đầu được xuất bản, v.v. Làm như vậy đạt được chỉ dẫn đầu tiên về sự bất đồng theo số bước logarit so với lần thực hiện ban đầu. Nếu một trong hai điểm dừng tương tác, khi kết thúc thời gian tranh chấp, người tham gia kia sẽ tự động thắng. Để xử lý hướng dẫn, trình thông dịch MIPS cần truy cập vào bộ nhớ của nó: vì gốc là sẵn có, các ô nhớ cần thiết có thể được xuất bản bằng cách chứng minh sự bao gồm của chúng. Để truy cập trạng thái của EVM, việc sử dụng được tạo ra từ Preimage Oracle: đưa ra hash của một khối mà nó trả về 1https://geth.ethereum.org/docs

tiêu đề khối, từ đó người ta có thể lấy hash của khối trước đó và quay lại chuỗi hoặc lấy hash trạng thái và nhật ký mà từ đó người ta có thể lấy tiền ảnh. oracle được minigeth triển khai và thay thế cơ sở dữ liệu. Các truy vấn được thực hiện tới các nút khác để có được những hình ảnh tiền đề.

乐观汇总

  1. 乐观汇总 乐观地接受块的输出而不验证其执行的想法是 已经出现在 Bitcoin 白皮书 [7] 中，讨论了轻节点。这些节点仅遵循 头链通过验证共识规则，使它们容易受到接受块的影响 包含发生 51% 攻击时无效的交易。中本聪提议解决这个问题 通过使用“警报”系统来警告轻节点某个区块包含无效交易来解决这个问题。 该机制首先由 Al-Bassam、Sonnino 和 Buterin [8] 实现，其中一个故障 使用基于纠错码[9]的证明系统。为了能够创建 故障证明，所有块（包括无效块）的数据都必须可用 网络：这是数据可用性问题，可以使用概率数据来解决 抽样机制。第一个 Optimistic Rollup 设计由 John Adler 提出， Mikerah Quintyne-Collins 在 2019 年 [10]，其中区块发布在另一个 blockchain 上 这定义了他们对订购的共识。 2.1. Optimism 基岩 Bedrock [11] 是 Optimism（智能合约汇总）的最新版本。之前的版本， 乐观虚拟机 (OVM) 需要一个临时编译器将 Solidity 编译到其 自己的字节码：相比之下，Bedrock 完全等同于 EVM ，因为执行引擎 遵循 Ethereum 黄皮书规范 [12]。 2.1.1.存款 用户可以通过调用depositTransaction函数，通过Ethereum（Optimism门户）上的合约存入交易。 当一笔交易被执行时， 发出 TransactionDeposited 事件，Rollup 中的每个节点都会监听该事件并进行处理 存款。存入交易是源自 L1 的 L2 交易。如果呼叫者 函数是一个合约，地址通过添加一个常量值来转换：这可以防止 L1 上的合约与 L2 上的合约具有相同地址但代码不同的攻击。 存储交易包含在 L2 中是通过排序中的规范来确保的 窗口。 存入交易是新的EIP-2718兼容交易类型[13]，前缀为0x7E， 其中 rlp 编码字段是： • bytes32 sourceHash：hash，唯一标识交易源。 • 地址来自：发件人的地址。 • 地址：接收者地址，或零地址（如果存入的交易是 合同创建。• uint256 mint：要在L2 上创建的值。 • uint256 值：要发送给接收者的值。 • 字节数据：输入数据。 • bytes GasLimit：交易的gas 限制。 sourceHash 计算为 L1 块 hash 的 keccak256 hash 和 L1 日志 索引，唯一标识块中的事件。 由于存入的交易是在L1上发起但在L2上执行的，所以系统需要一个 向 L1 支付 L2 所花费的 Gas 的机制。一种解决方案是通过门户发送 ETH， 但这意味着每个呼叫者（甚至间接呼叫者）都必须标记为应付，这是 对于许多现有项目来说这是不可能的。另一种方法是在 L1 上燃烧相应的气体。 分配给存入交易的gas𝑔称为保证gas。 L2 汽油价格 L1 不会自动同步，而是使用类似于 EIP-1559 的机制进行估计 [14]。每个 Ethereum 区块保证的最大 Gas 量为 800 万，目标 200万。在 L2 上支付 Gas 费用所需的 ETH 数量为 𝑐= 𝑔𝑏L2，其中 𝑏L2 是 L2 的基本费用。 L1 上的合约燃烧的 Gas 量等于 𝑐/𝑏L2。打电话所花费的gas 存款交易在 L2 上偿还：如果该金额大于保证气体， 没有气体被燃烧。 rollup区块的第一笔交易是L1属性存入交易，用于注册 在 L2 上预部署 Ethereum 块的属性。预部署提供的属性 访问的是区块号、时间戳、基本费用、区块 hash 和序列 number，L2 相对于关联的 L1 区块的区块编号（也称为纪元）； 当新纪元开始时，该数字会重置。 2.1.2.测序 Rollup 节点完全从 Ethereum 派生出 Optimism 链。这条链条被延长了 每次在 L1 上发布新交易时，每次都会重新组织其区块 Ethereum 块被重新组织。 Rollup blockchain 分为多个纪元。对于每个 𝑛 区块号为Ethereum，有对应的𝑛纪元。每个纪元至少包含一个 一个 epoch 中的每个区块都包含一个 L1 属性的存入交易。第一个区块 一个纪元包含通过门户存入的所有交易。 Layer 2 块也可能 包含排序交易，即直接发送到排序器的交易。 排序器接受用户的交易并构建区块。对于每个块，它构造 一批将在 Ethereum 上发布。可以以压缩方式发布多个批次， 采取名称频道。一个通道可以分成几个帧，以防通道太大 单笔交易。通道被定义为使用 RLP 编码的 ZLIB [15] 进行压缩 批次。批次的字段包括纪元号、纪元 hash、父代 hash、 时间戳和交易列表。 一个由 epoch 标识的排序窗口，包含固定数量 𝑤 的连续 L1 推导步骤将其作为输入来构造可变数量的 L2 块。对于 纪元𝑛，排序窗口𝑛包括块[𝑛，𝑛+𝑤）。这意味着排序 排序窗口内的 L2 事务和块的数量直到窗口结束才固定。 如果包含 rollup 的交易已在 L1 上得到确认，则该交易被称为安全交易。镜框从 L1 块中读取以重建批次。当前的实现不允许 开始对通道进行解压缩，直到接收到所有相应的帧。无效 批次被忽略。单个区块交易是从批次中获得的，这些交易是 执行引擎使用它来应用状态转换并获取 Rollup 状态。 2.1.3.提款 为了处理提款，实施了 L2 到 L1 消息传递系统。 Ethereum 需要知道 L2 的状态才能接受提款，这是通过发布来完成的 L2 输出 Oracle smart contract 在 L1 上每个 L2 块的状态根。这些根 如果在期间没有执行故障证明，则乐观地认为是有效的（或最终确定的） 争议期。只有指定为提议者的地址才能发布输出根。有效性 的输出根是通过让提案者存入股份来激励的，如果他们 显示提出了无效的根。交易是通过调用该函数发起的 在 L2 上的预部署上启动撤回，然后通过调用该函数在 L1 上完成 FinalizeWithdrawalTransaction 在前面提到的 Optimism 门户上。 从L2 Output Oracle中获取L2块对应的输出根；是的 核实已最终确定，即争议期已过；经验证，输出 根证明与预言机证明相匹配；经核实，已包含提款的hash 使用提款证明；撤回尚未最终确定；然后是 使用指定的气体限制、以太币数量和数据执行对目标地址的调用。 2.1.4. Cannon：防故障系统 如果 Rollup Full Node 通过本地执行批次和存入交易发现 Layer 2 状态与提议者在链上发布的状态根不匹配，它可以执行 L1 上的故障证明，证明块转换的结果不正确。因为 开销，在 L1 上处理整个 Rollup 块的成本太高。实施的解决方案 by Bedrock 的目的是仅在链上执行 minigeth 不一致的第一条指令， 将其编译成 MIPS 架构，在链上解释器上执行并发布 在 L1 上。 minigeth是geth 1的简化版本，其中共识、RPC和数据库 已被删除。 为了找到第一个不一致的指令，在之间进行交互式二分搜索 发起故障证明的人和发布输出根的人。当证明 开始，双方在执行中途发布 MIPS 内存状态的根 挑战合约上的区块：如果 hash 匹配，则意味着双方都同意 执行的前半部分，从而发布后半部分的根，否则一半 上半年已出版等等。这样做就实现了第一个分歧指令 与原始执行相比，步骤数为对数。如果两者之一停止 互动时，在争议期结束时，另一方自动获胜。 为了处理该指令，MIPS 解释器需要访问其内存：因为根是 可用时，可以通过证明其包含性来发布必要的存储单元。访问 EVM 的状态，使用原像 Oracle：给定它返回的块的 hash 1https://geth.ethereum.org/docs

块头，从中可以获取前一个块的 hash 并返回到 链，或者获取可以获取原像的状态和日志的 hash 。 oracle 由minigeth实现并取代数据库。向其他节点进行查询 获得原像。

Bản tổng hợp hiệu lực

  1. Bản tổng hợp hiệu lực Mục tiêu của Tổng hợp tính hợp lệ là để chứng minh tính hợp lệ của quá trình chuyển đổi trạng thái bằng mật mã đưa ra chuỗi các giao dịch với bằng chứng ngắn có thể được xác minh dưới dạng so sánh tuyến tính đến thời điểm tính toán ban đầu. Các loại chứng chỉ này được gọi là bằng chứng toàn vẹn tính toán và được triển khai trên thực tế với SNARK (ARgument of Knowledge không tương tác ngắn gọn), sử dụng số học mạch làm mô hình tính toán của chúng. Việc triển khai SNARK khác nhau sẽ khác nhau về thời gian chứng minh, thời gian xác minh, nhu cầu thiết lập đáng tin cậy và khả năng kháng lượng tử [16, 17]. STARK (Có thể mở rộng Đối số kiến thức minh bạch) [18] là một loại SNARK không yêu cầu độ tin cậy thiết lập và có khả năng chống lượng tử, đồng thời mang lại một số hiệu quả trong việc chứng minh và xác minh so với các giải pháp khác. 3.1. StarkNet StarkNet là Bản tổng hợp hiệu lực hợp đồng thông minh được phát triển bởi StarkWare sử dụng STARK hệ thống bằng chứng để xác thực trạng thái của nó thành Ethereum. Để tạo thuận lợi cho việc xây dựng các bằng chứng có giá trị, một máy ảo khác với EVM được sử dụng, có ngôn ngữ cấp cao là Cairo. 3.1.1. Tiền gửi Người dùng có thể gửi tiền giao dịch qua hợp đồng vào Ethereum bằng cách gọi sendMessageToL2 chức năng. Thông báo được ghi lại bằng cách tính hash của nó và tăng bộ đếm. Trình sắp xếp chuỗi lắng nghe sự kiện LogMessageToL2 và mã hóa thông tin trong giao dịch StarkNet gọi một hàm của hợp đồng có trang trí l1_handler. Khi kết thúc quá trình thực hiện, khi bằng chứng về sự chuyển đổi trạng thái được tạo ra, việc tiêu thụ tin nhắn sẽ được đính kèm với nó và nó bị xóa bằng cách giảm bộ đếm của nó. Thông số kỹ thuật StarkNet không yêu cầu bao gồm các giao dịch ký gửi, do đó, gas cần có thị trường để khuyến khích Người sắp xếp chuỗi xuất bản chúng trên L2. Ở phiên bản hiện tại, vì Sequencer được tập trung và quản lý bởi StarkWare, chi phí của các giao dịch ký gửi chỉ được xác định bởi chi phí thực hiện khoản tiền gửi. Chi phí này được thanh toán bằng cách gửi ETH tới gửiMessageToL2. Các Ether này vẫn bị khóa trên L1 và được chuyển đến Bộ sắp xếp chuỗi vào ngày L1, khi giao dịch gửi tiền được đưa vào quá trình chuyển đổi trạng thái. Số lượng ETH được gửi, nếu giao dịch gửi tiền được bao gồm, được chi tiêu đầy đủ, bất kể lượng gas tiêu thụ trên L2. StarkNet không có hệ thống tự động cung cấp các thuộc tính khối L1. Ngoài ra, Fossil là một giao thức được phát triển bởi Oiler Network 2 cho phép, với hash của một chặn, mọi thông tin có được từ Ethereum bằng cách xuất bản các hình ảnh đầu tiên. 2https://www.oiler.network/3.1.2. Trình tự Trạng thái hiện tại của StarkNet có thể được bắt nguồn hoàn toàn từ Ethereum. Bất kỳ sự khác biệt trạng thái giữa các lần chuyển đổi được xuất bản trên L1 dưới dạng calldata. Sự khác biệt được công bố cho từng hợp đồng và được lưu dưới dạng uint256[] với mã hóa sau: • Số lĩnh vực liên quan đến triển khai hợp đồng. • Đối với từng hợp đồng được công bố: – Địa chỉ hợp đồng được công bố. – hash của hợp đồng đã công bố. – Số lượng đối số của người xây dựng hợp đồng. – Danh sách các đối số của hàm tạo • Số hợp đồng đã được sửa đổi lưu trữ. • Đối với mỗi hợp đồng được sửa đổi: – Địa chỉ của hợp đồng sửa đổi. – Số lượng cập nhật lưu trữ. – Cặp khóa-giá trị của địa chỉ lưu trữ với các giá trị mới. Sự khác biệt về trạng thái được công bố theo thứ tự, do đó chỉ cần đọc chúng một cách tuần tự là đủ xây dựng lại nhà nước. 3.1.3. Rút tiền Để gửi tin nhắn từ L2 đến L1, syscall send_message_to_L1 được sử dụng. Tin nhắn là được xuất bản lên L1 bằng cách tăng bộ đếm hash của nó cùng với bằng chứng và được hoàn thiện bằng cách gọi hàm tiêu thụMessageFromL2 trên StarkGate smart contract trên L1, hàm này giảm dần quầy. Bất kỳ ai cũng có thể hoàn tất việc rút tiền. 3.1.4. Bằng chứng hiệu lực Máy ảo Cairo [19] được thiết kế để hỗ trợ việc xây dựng các bằng chứng STARK. Ngôn ngữ Cairo cho phép mô tả tính toán bằng chương trình cấp cao ngôn ngữ, và không trực tiếp như một mạch. Điều này được thực hiện bằng hệ phương trình đa thức 3 thể hiện một phép tính đơn lẻ: chu trình FDE của kiến trúc von Neumann. số do đó, các ràng buộc là cố định và độc lập với loại tính toán, chỉ cho phép một Chương trình xác minh cho mọi chương trình có tính toán cần được chứng minh. StarkNet tổng hợp nhiều giao dịch thành một bằng chứng STARK duy nhất bằng cách sử dụng một bằng chứng được chia sẻ có tên là SHARP. Bằng chứng được gửi tới smart contract vào ngày Ethereum để xác minh tính hợp lệ của chúng và cập nhật gốc Merkle tương ứng với trạng thái mới. Chi phí tuyến tính để xác minh một bằng chứng hợp lệ cho phép chi phí của nó được khấu hao qua nhiều giao dịch. 3gọi là Biểu diễn trung gian đại số (AIR)

有效性汇总

  1. 有效性汇总 有效性汇总的目标是以密码方式证明状态转换的有效性 给定具有可进行亚线性比较验证的简短证明的交易序列 到原始计算的时间。 此类证书称为计算完整性证明，实际上是通过 SNARK（简洁非交互式知识论证）实现的，它使用算术 电路作为他们的计算模型。不同的 SNARK 实现在证明时间上有所不同， 验证时间、可信设置的需要和量子电阻 [16, 17]。 STARK（可扩展 透明的知识论证）[18] 是一种 SNARK，不需要可信的 设置和量子抗性，同时放弃一些证明和验证的效率 与其他解决方案相比。 3.1. StarkNet StarkNet 是 StarkWare 开发的智能合约有效性汇总，使用 STARK 证明系统将其状态验证为 Ethereum。为了促进有效性证明的构建， 使用与EVM不同的虚拟机，其高级语言为Cairo。 3.1.1.存款 用户可以通过调用 sendMessageToL2 通过 Ethereum 上的合约存入交易 功能。通过计算其 hash 并增加计数器来记录消息。测序仪 监听 LogMessageToL2 事件并将信息编码到 StarkNet 事务中 调用具有 l1_handler 装饰器的合约函数。执行结束时， 当状态转换的证明产生时，消息的消费被附加到它上面 并通过减少其计数器来删除它。 StarkNet 规范不要求包含存入交易，因此气体 需要市场来激励测序者在 L2 上发布它们。在当前版本中，因为 Sequencer 由 StarkWare 集中管理，存入交易的成本 仅由执行存款的成本决定。该费用通过将 ETH 发送至 发送消息到L2。这些以太币仍然锁定在 L1 上，并在 L1，当存入的交易包含在状态转换中时。发送的 ETH 数量，如果 无论消耗的 Gas 量如何，存入的交易都已包含在内并已全部花费 在 L2 上。 StarkNet 没有一个系统可以自动使 L1 块属性可用。 另外，Fossil 是由 Oiler Network 2 开发的协议，允许给定 hash 块，通过发布原像从 Ethereum 获得的任何信息。 2https://www.oiler.network/3.1.2.测序 StarkNet 的当前状态可以完全从 Ethereum 导出。任何状态差异 转换之间作为 calldata 在 L1 上发布。每个合同的差异均已公布 并保存为 uint256[]，编码如下： • 涉及合同部署的领域数量。 • 对于每份已发布的合同： – 已发布合约的地址。 – 已发布合同的 hash。 – 合约构造函数的参数数量。 – 构造函数参数列表 • 存储已修改的合约数量。 • 对于每份已修改的合同： – 修改后的合约的地址。 – 存储更新的数量。 – 存储地址与新值的键值对。 状态差异是按顺序发布的，因此按顺序读取它们就足够了 重建国家。 3.1.3.提款 要从 L2 向 L1 发送消息，请使用系统调用 send_message_to_L1。消息是 通过增加其 hash 计数器以及证明来发布到 L1，并通过调用 L1 上 StarkGate smart contract 上的函数 ConsumerMessageFromL2 会递减 柜台。任何人都可以完成任何提款。 3.1.4.有效性证明 Cairo 虚拟机 [19] 旨在促进 STARK 证明的构建。 开罗语言允许用高级编程来描述计算 语言，而不是直接作为电路。这是通过多项式方程组来完成的 3 代表单个计算：冯诺依曼架构的 FDE 循环。数量 因此，约束的数量是固定的，并且与计算类型无关，仅允许一个 每个需要证明其计算的程序的验证程序。 StarkNet 使用共享证明者将多个交易聚合到单个 STARK 证明中 名为夏普。证明将发送至 Ethereum 上的 smart contract，以验证其有效性 并更新与新状态对应的 Merkle 根。验证一个的次线性成本 有效性证明允许其成本在多个交易中摊销。 3称为代数中间表示（AIR）

So sánh

  1. So sánh 4.1. Thời gian rút tiền Khía cạnh quan trọng nhất giúp phân biệt Bản tổng hợp lạc quan với Bản tổng hợp hợp lệ là thời gian trôi qua kể từ khi bắt đầu rút tiền cho đến khi hoàn tất việc rút tiền. Trong cả hai trường hợp, việc rút tiền được khởi tạo trên L2 và hoàn tất trên L1. Vào StarkNet, việc quyết toán có thể thực hiện được vì ngay khi bằng chứng hợp lệ của gốc trạng thái mới được chấp nhận vào Ethereum: về mặt lý thuyết, đó là có thể rút tiền trong khối đầu tiên của L1 sau khi khởi tạo. Trong thực tế, tần suất gửi bằng chứng hợp lệ trên Ethereum là sự cân bằng giữa tốc độ chặn hoàn thiện và tổng hợp bằng chứng. Hiện StarkNet cung cấp bằng chứng hợp lệ để xác minh cứ sau 10 giờ 4, nhưng nó dự định sẽ giảm khi hoạt động giao dịch tăng lên. Trên Optimism Bedrock, chỉ có thể hoàn tất việc rút tiền khi tranh chấp kết thúc khoảng thời gian (hiện tại là 7 ngày), sau đó root sẽ tự động được coi là hợp lệ. Chiều dài của khoảng thời gian này chủ yếu được xác định bởi thực tế là các bằng chứng lỗi có thể được kiểm duyệt trên Ethereum cho đến khi sự kết thúc của nó. Xác suất thành công của kiểu tấn công này giảm theo cấp số nhân khi thời gian tăng lên: E[giá trị bị trừ] = 𝑉𝑝𝑛 trong đó 𝑛 là số khối trong một khoảng, 𝑉 là số tiền có thể bị trừ bằng cách xuất bản một gốc không hợp lệ và 𝑝là xác suất thực hiện kiểm duyệt thành công tấn công trong một khối duy nhất. Giả sử xác suất này là 99%, giá trị bị khóa trong Rollup là một triệu Ether và số khối trong một khoảng là 1800 (6 giờ khối với 12 giờ khoảng thời gian giây): giá trị dự kiến là khoảng 0,01391 Ether. Hệ thống được đảm bảo an toàn bởi yêu cầu Người đề xuất đặt cược số lượng Ether lớn hơn nhiều so với giá trị dự kiến. Winzer và cộng sự. đã chỉ ra cách thực hiện một cuộc tấn công kiểm duyệt bằng cách sử dụng smart contract đơn giản điều đó đảm bảo rằng các vùng bộ nhớ nhất định ở trạng thái không thay đổi [20]. Mô hình hóa cuộc tấn công như một trò chơi Markov, bài báo cho thấy rằng kiểm duyệt là chiến lược chủ đạo cho một nhà sản xuất khối nếu họ nhận được nhiều tiền bồi thường hơn mức bao gồm giao dịch thay đổi bộ nhớ. Giá trị 𝑝được thảo luận ở trên có thể được xem là phần trăm của khối hợp lý các nhà sản xuất trong mạng lưới, nơi “hợp lý” không tính đến việc có thể bị phạt các yếu tố bên ngoài, chẳng hạn như ít tin tưởng hơn vào blockchain làm giảm giá trị tiền điện tử của nó. Đoạn mã sau trình bày một smart contract có thể được sử dụng để thực hiện một cuộc tấn công kiểm duyệt trên Bedrock. Cuộc tấn công khai thác động cơ của các nhà sản xuất khối bằng cách đưa hối lộ cho họ để kiểm duyệt các giao dịch có thể sửa đổi các phần cụ thể của bang. Hợp đồng chính chức năng, requireBribe, cho phép các nhà sản xuất khối nhận hối lộ nếu họ kiểm duyệt thành công giao dịch được nhắm mục tiêu bằng cách kiểm tra xem gốc đầu ra không hợp lệ không được chạm vào. hàm requireBribe(byte bộ nhớ storageProof) bên ngoài { require(!claimed[block.number], "đã nhận hối lộ"); Dòng điện bộ nhớ đề xuất đầu ra = storageOracle.getStorage(L2_ORACLE, block.number, SLOT, lưu trữProof); require(invalidOutputRoot == current.outputRoot, "tấn công thất bại"); đã xác nhận quyền sở hữu[block.number] = true; (bool đã gửi, ) = block.coinbase.call{value: hối lộAmount}(""); 4https://etherscan.io/address/0xc662c410c0ecf747543f5ba90660f6abebd9c8c4require(đã gửi, "không gửi được ether"); } Liệt kê 1: Ví dụ về một hợp đồng khuyến khích cuộc tấn công kiểm duyệt vào Bedrock. Độ dài của thời gian tranh chấp cũng phải tính đến thực tế là bằng chứng lỗi được bằng chứng tương tác và do đó phải cung cấp đủ thời gian để người tham gia tương tác và mọi tương tác đều có thể bị kiểm duyệt. Nếu nước đi cuối cùng xảy ra vào thời điểm rất gần với khi kết thúc thời gian tranh chấp, chi phí kiểm duyệt sẽ ít hơn đáng kể. Mặc dù kiểm duyệt là chiến lược thống trị, khả năng thành công sẽ thấp hơn vì các nút kiểm duyệt dễ bị tấn công Tấn công từ chối dịch vụ: kẻ tấn công có thể tạo ra các giao dịch rất phức tạp kết thúc bằng công bố bằng chứng lỗi miễn phí vì sẽ không phải trả phí. Trong những trường hợp đặc biệt, thời gian tranh chấp kéo dài cho phép phối hợp trong trường hợp giải quyết thành công. tấn công kiểm duyệt để tổ chức một fork và loại trừ các nhà sản xuất khối tấn công. Khác cuộc tấn công có thể xảy ra bao gồm việc xuất bản nhiều đề xuất gốc cấp bang hơn mức mà các bên tranh chấp có thể xác minh, có thể tránh được bằng cách sử dụng giới hạn tần số. 4.1.1. Rút tiền lạc quan nhanh chóng Vì tính hợp lệ của Tổng hợp lạc quan có thể được xác minh bất kỳ lúc nào bởi bất kỳ Nút đầy đủ nào, nên đáng tin cậy oracle có thể được sử dụng để biết trên L1 liệu việc rút tiền có thể được hoàn tất một cách an toàn hay không. Cái này cơ chế được đề xuất lần đầu tiên bởi Maker [21]: oracle xác minh việc rút tiền, xuất bản kết quả trên L1 trong đó khoản vay chịu lãi được gán cho người dùng, kết quả này được tự động đóng cửa sau 7 ngày, tức là khi việc rút tiền thực sự có thể được hoàn tất. Giải pháp này đưa ra một giả định về độ tin cậy, nhưng trong trường hợp của Maker, nó được giảm thiểu do toán tử oracle được quản lý bởi cùng một tổ chức chịu rủi ro bằng cách cung cấp khoản vay. 4.2. Chi phí giao dịch Chi phí của giao dịch L2 chủ yếu được xác định bởi sự tương tác với L1. Trong cả hai giải pháp chi phí tính toán của các giao dịch rất rẻ vì nó được thực hiện hoàn toàn ngoài chuỗi. Optimism xuất bản dữ liệu cuộc gọi giao dịch L2 dưới dạng dữ liệu cuộc gọi và hiếm khi (hoặc không bao giờ) thực hiện lỗi bằng chứng, do đó calldata là tài nguyên đắt nhất. Vào ngày 12 tháng 1 năm 2022, mạng Bedrock đã được khởi chạy trên mạng thử nghiệm Goerli của Ethereum. Có thể tính được tốc độ nén khí bằng cách theo dõi lượng gas được sử dụng trên Bedrock trong một khoảng thời gian nhất định và bằng cách so sánh nó với lượng gas tiêu tốn cho L1 cho các khối tương ứng. Sử dụng phương pháp này để nén khí tỷ lệ ∼20: 1 được tìm thấy, nhưng con số này có thể khác với hoạt động thực tế trên mạng chính. StarkNet xuất bản trên Ethereum mọi thay đổi ở trạng thái L2 dưới dạng dữ liệu cuộc gọi, do đó dung lượng lưu trữ sẽ bị hạn chế nguồn tài nguyên đắt giá nhất. Vì mạng không sử dụng EVM nên chi phí giao dịch nén không thể được ước tính tầm thường. Bằng cách giả định chi phí thực hiện và lệnh gọi tới không đáng kể, có thể tính được tỷ lệ nén của việc ghi lưu trữ so với L1. Giả sử không có hợp đồng nào được triển khai và 10 ô chưa được truy cập trước đó trên StarkNet được đã sửa đổi, tỷ lệ nén chi phí ghi lưu trữ là ∼24: 1. Nếu một ô bị ghi đè 𝑛lần giữa các lần xuất bản dữ liệu, chi phí cho mỗi lần ghi sẽ là 1/𝑛so với chi phí của một lần viết, vì chỉ có lần cuối cùng được xuất bản. Chi phí có thể được giảm thiểu hơn nữa bằng cáchnén các giá trị được sử dụng thường xuyên. Chi phí xác minh bằng chứng hợp lệ được chia cho các giao dịch mà nó đề cập đến: ví dụ: StarkNet khối 4779 chứa 200 giao dịch và bằng chứng hợp lệ tiêu tốn 267830 đơn vị gas hoặc 1339,15 gas cho mỗi giao dịch. 4.2.1. Tối ưu hóa dữ liệu cuộc gọi: hợp đồng bộ đệm Trình bày bên dưới là smart contract triển khai bộ nhớ đệm địa chỉ cho các địa chỉ được sử dụng thường xuyên địa chỉ bằng cách tận dụng thực tế là việc lưu trữ và thực thi ít tốn kém hơn nhiều tài nguyên, cùng với hợp đồng Bạn bè thể hiện việc sử dụng nó. Cái sau theo dõi “bạn bè” của một địa chỉ có thể được đăng ký bằng cách gọi hàm addFriend. Nếu một địa chỉ đã được sử dụng ít nhất một lần, nó có thể được thêm bằng cách gọi addFriendWithCache chức năng: các chỉ mục bộ đệm là số nguyên 4 byte trong khi địa chỉ được biểu thị bằng 20 byte, vì vậy có mức tiết kiệm 5:1 cho đối số hàm. Logic tương tự có thể được sử dụng cho dữ liệu khác các loại như số nguyên hoặc nói chung hơn là byte. hợp đồng Địa chỉCache { ánh xạ (địa chỉ => uint32) địa chỉ công cộng2key; địa chỉ[] public key2address; hàm cacheWrite(address _address) trả về nội bộ (uint32) { require(key2address.length < type(uint32).max, "AddressCache: bộ đệm đã đầy"); require(address2key[_address] == 0, "AddressCache: địa chỉ đã được lưu vào bộ nhớ đệm"); // khóa phải bắt đầu từ 1 vì 0 có nghĩa là "không tìm thấy" khóa uint32 = uint32(key2address.length + 1); address2key[_address] = khóa; key2address.push(_address); chìa khóa trả lại; } hàm cacheRead(uint32 _key) chế độ xem công khai trả về (địa chỉ) { require(_key <= key2address.length && _key > 0, "AddressCache: không tìm thấy khóa"); trả về key2address[_key - 1]; } } Liệt kê 2: Hợp đồng bộ nhớ đệm địa chỉ. hợp đồng Bạn bè là Địa chỉCache { ánh xạ (địa chỉ => địa chỉ []) bạn bè công khai; hàm addFriend(địa chỉ _friend) công khai { bạn bè[msg.sender].push(_friend); cacheWrite(_friend); } hàm addFriendWithCache(uint32 _friendKey) public { bạn bè[msg.sender].push(cacheRead(_friendKey)); } hàm getFriends() chế độ xem công khai trả về (địa chỉ [] bộ nhớ) { trả lại bạn bè[msg.sender];} } Liệt kê 3: Ví dụ về một hợp đồng kế thừa bộ đệm địa chỉ. Hợp đồng hỗ trợ trong bộ đệm khoảng 4 tỷ (232) địa chỉ và việc thêm một byte sẽ mang lại khoảng 1 nghìn tỷ (240). 4.2.2. Tối ưu hóa lưu trữ: Bộ lọc của Bloom Trên StarkNet có một số kỹ thuật để giảm thiểu mức sử dụng bộ nhớ. Nếu không cần thiết phải đảm bảo tính sẵn có của dữ liệu gốc thì chỉ cần lưu hash trên chuỗi của nó là đủ: cái này là cơ chế được sử dụng để lưu dữ liệu cho ERC-721 (NFT) [22], tức là liên kết IPFS giải quyết vấn đề hash dữ liệu nếu có. Đối với dữ liệu được lưu trữ nhiều lần, có thể sử dụng tra cứu bảng tương tự như hệ thống bộ nhớ đệm được giới thiệu cho Optimism, yêu cầu tất cả giá trị phải được lưu tại ít nhất một lần. Đối với một số ứng dụng, có thể tránh việc lưu tất cả các giá trị bằng cách sử dụng bộ lọc Bloom [23, 24, 25], tức là cấu trúc dữ liệu xác suất cho phép người ta biết chắc chắn liệu một phần tử không thuộc về một tập hợp nhưng thừa nhận một xác suất sai nhỏ nhưng không đáng kể tích cực. Bộ lọc Bloom được khởi tạo dưới dạng mảng 𝑚bit ở mức 0. Để thêm một phần tử, các hàm 𝑘hash với sự phân bố ngẫu nhiên đồng đều được sử dụng, mỗi ánh xạ tới một bit của mảng được đặt đến 1. Để kiểm tra xem một phần tử có thuộc tập hợp hay không, chúng tôi chạy các hàm 𝑘hash và xác minh rằng các 𝑘bit được đặt thành 1. Trong bộ lọc Bloom đơn giản, không có cách nào để phân biệt liệu một phần tử thực sự thuộc về tập hợp hoặc là dương tính giả, xác suất tăng theo số số mục tăng lên. Sau khi chèn phần tử 𝑛: P[dương tính giả] = (︃ 1 − [︂ 1 −1 𝑚 ]︂𝑘𝑛)︃𝑘 ≈ (︁ 1 −𝑒−𝑘𝑛/𝑚)︁𝑘 giả định tính độc lập của xác suất của mỗi tập hợp bit. Nếu 𝑛 phần tử (có kích thước tùy ý!) dự kiến sẽ được đưa vào và xác suất cho phép dương tính giả là 𝑝, kích thước của mảng có thể được tính như sau: 𝑚= −𝑛ln 𝑝 (ln 2)2 Trong khi số hàm hash tối ưu là: 𝑘= 𝑚 𝑛ln 2 Nếu chúng ta giả sử chèn 1000 phần tử với dung sai 1% thì kích thước của mảng là 9585 bit với 𝑘= 6, trong khi với dung sai 0,1%, nó trở thành 14377 bit với 𝑘= 9. Nếu một triệu phần tử dự kiến sẽ được chèn vào, kích thước của mảng sẽ trở thành khoảng 1170 kB cho 1% và 1775 kB cho 0,1%, có cùng giá trị 𝑘, vì nó chỉ phụ thuộc vào 𝑝[26]. Trong một trò chơi mà người chơi không được phân công vào đối thủ mà họ đã thách đấu, thay vì lưu vào bộ nhớ cho mỗi người chơi danh sách các đối thủ trong quá khứ, người ta có thể sử dụng Bloom bộ lọc. Rủi ro không thách thức một số người chơi thường có thể chấp nhận được và bộ lọc có thể được đặt lại định kỳ.4.3. Ethereum khả năng tương thích Ưu điểm chính của việc tương thích với EVM và Ethereum là sử dụng lại tất cả các tính năng có sẵn công cụ. Ethereum smart contracts có thể được xuất bản trên Optimism mà không cần sửa đổi hay các cuộc kiểm toán mới. Ví vẫn tương thích, các công cụ phát triển và phân tích tĩnh, phân tích chung công cụ, công cụ lập chỉ mục và oracle. Ethereum và Solidity có lịch sử lâu đời được nghiên cứu kỹ lưỡng các lỗ hổng bảo mật, chẳng hạn như các cuộc tấn công vào lại, tràn và tràn, flash loan và oracle thao tác. Vì điều này, Optimism đã có thể nắm bắt được một lượng lớn giá trị trong thời gian ngắn thời gian. Việc chọn sử dụng một máy ảo khác đồng nghĩa với việc phải xây dựng lại toàn bộ hệ sinh thái, với lợi thế là có quyền tự do thực hiện lớn hơn. StarkNet thực hiện tài khoản sự trừu tượng hóa, là một cơ chế trong đó mỗi tài khoản là một smart contract có thể triển khai logic tùy ý miễn là nó tuân thủ một giao diện (do đó có thuật ngữ trừu tượng): điều này cho phép việc sử dụng các sơ đồ chữ ký số khác nhau, khả năng thay đổi khóa riêng bằng cách sử dụng cùng một địa chỉ hoặc sử dụng multisig. Cộng đồng Ethereum đề xuất giới thiệu tính năng này cơ chế với EIP-2938 vào năm 2020, nhưng đề xuất này vẫn tồn tại hơn một năm vì các bản cập nhật khác được ưu tiên hơn [27]. Một lợi ích quan trọng khác thu được từ tính tương thích là khả năng sử dụng lại các ứng dụng khách hiện có: Optimism sử dụng một phiên bản geth cho nút riêng của nó chỉ với ∼800 dòng khác nhau, đã được được phát triển, thử nghiệm và duy trì từ năm 2014. Có một khách hàng mạnh mẽ là rất quan trọng vì nó xác định những gì được chấp nhận là hợp lệ hay không có trong mạng. Một lỗi trong việc thực hiện bằng chứng lỗi hệ thống có thể khiến bằng chứng không chính xác được chấp nhận là đúng hoặc bằng chứng chính xác cho một bằng chứng không hợp lệ khối được chấp nhận là không chính xác, làm tổn hại đến hệ thống. Khả năng xảy ra loại này cuộc tấn công có thể được hạn chế với sự đa dạng của khách hàng rộng hơn: Optimism có thể sử dụng lại ngoài việc lấy các ứng dụng khách Ethereum khác đã được duy trì và việc phát triển một ứng dụng khách khác dựa trên Erigon đang được tiến hành đã được tiến hành. Vào năm 2016, một vấn đề trong việc quản lý bộ nhớ của geth đã bị khai thác để Tấn công DoS và tuyến phòng thủ đầu tiên là khuyến nghị sử dụng Parity, tuyến phòng thủ thứ hai ứng dụng khách đã sử dụng tại thời điểm đó 5. StarkNet gặp phải vấn đề tương tự với bằng chứng hợp lệ, nhưng ứng dụng khách phải được viết từ đầu và hệ thống chứng minh phức tạp hơn nhiều, và do đó nó cũng phức tạp hơn nhiều để đảm bảo tính chính xác.

比较

  1. 比较 4.1.提款时间 区分乐观汇总和有效性汇总的最重要方面是 提款初始化和结束之间经过的时间。在这两种情况下， 提款在 L2 上初始化并在 L1 上完成。在 StarkNet 上，最终确定是可能的： 一旦新状态根的有效性证明在 Ethereum 上被接受：理论上，它是 初始化后可以在 L1 第一个区块中提取资金。在实践中， 在 Ethereum 上发送有效性证明的频率是区块速度之间的权衡 最终确定和证明聚合。目前StarkNet提供有效性证明以供验证 每 10 小时 4，但计划随着交易活动的增加而减少。 在 Optimism Bedrock 上，只有在争议结束时才有可能最终确定提款 期限（当前为 7 天），之后根自动被视为有效。长度为 这个时期主要是由以下事实决定的：故障证明可以在 Ethereum 上进行审查，直到 它的结束。随着时间的增加，此类攻击的成功概率呈指数下降： E[减去值] = 𝑉𝑝𝑛 其中𝑛是一个区间内的区块数量，𝑉是可以减去的资金量 通过发布无效根，𝑝是成功执行审查的概率 在单个块中进行攻击。假设这个概率是 99%，即 Rollup 中锁定的值 是一百万个以太币，一个时间间隔内的区块是 1800 个（6 小时的区块，12 个区块） 秒间隔）：预期值约为 0.01391 以太。该系统的安全性是通过 要求提案者抵押比预期值多得多的以太币。 温泽等人。展示了如何使用简单的 smart contract 进行审查攻击 确保状态中的某些内存区域不会更改 [20]。对攻击进行建模 作为马尔可夫博弈，本文表明审查是理性的占优策略 如果区块生产者获得的补偿多于包含更改的交易 记忆。上面讨论的𝑝值可以看作是有理块的百分比 网络中的生产者，其中“理性”没有考虑可能的惩罚 外部性，例如对 blockchain 的信任度降低，从而降低了其加密货币的价值。 以下代码呈现了可用于执行审查攻击的 smart contract 在基岩上。该攻击通过向区块生产者提供贿赂来利用他们的动机 审查会修改国家特定部分的交易。合同主要内容 ClaimBribe 函数允许区块生产者在成功审查后索取贿赂 通过检查是否未触及无效的输出根来确定目标交易。 函数 ClaimBribe(字节内存 storageProof) 外部 { require(!claimed[block.number], "已索取贿赂"); OutputProposal 内存当前 = storageOracle.getStorage(L2_ORACLE, block.number, SLOT, 存储证明）； require(invalidOutputRoot == current.outputRoot, "攻击失败"); 声称[区块数] = true; (bool 发送, ) = block.coinbase.call{值: bribeAmount}(""); 4https://etherscan.io/address/0xc662c410c0ecf747543f5ba90660f6abebd9c8c4require(sent, "发送以太币失败"); } 清单 1：激励对 Bedrock 进行审查攻击的合约示例。 争议期限的长短还必须考虑到过错证明是 交互式证明，因此必须为参与者提供足够的时间进行交互 并且任何互动都可能受到审查。如果最后一次移动发生的时间非常接近 争议期结束后，审查成本明显减少。虽然审查是 占优策略，成功的可能性较低，因为审查节点容易受到 拒绝服务攻击：攻击者可以生成非常复杂的交易，并以 免费发布故障证明，因为无需支付任何费用。 在极端情况下，较长的争议期可以在成功解决问题后进行协调 审查攻击，组织分叉并排除攻击区块生产者。另一个 可能的攻击在于发布比争议者可以验证的更多的国家根提案， 可以使用频率限制来避免这种情况。 4.1.1.快速乐观提款 由于任何全节点都可以随时验证 Optimistic Rollup 的有效性，因此 受信任的 oracle 可用于在 L1 上了解提款是否可以安全完成。这个 机制最初由 Maker [21] 提出：oracle 验证提现，发布 L1 上的结果，在该结果上将计息贷款分配给用户，该结果自动 7 天后关闭，即提款可以实际完成时。这个解决方案 引入了信任假设，但在 Maker 的情况下，由于 oracle 运算符，它被最小化 由通过提供贷款承担风险的同一组织管理。 4.2.交易成本 L2 交易的成本主要由与 L1 的交互决定。在两种解决方案中 交易的计算成本非常便宜，因为它完全在链下执行。 Optimism 将 L2 事务 calldata 发布为 calldata 并且很少（或从不）执行错误 证明，因此 calldata 是最昂贵的资源。 2022 年 1 月 12 日，基岩网络 已在 Ethereum 的 Goerli 测试网上启动。可以计算气体压缩率 通过跟踪特定时期内基岩上使用的气体量并将其与 相应区块的 L1 上花费的 Gas 量。使用这种方法进行气体压缩 发现比率为 ∼20 : 1，但该数字可能与主网上的实际活动有所不同。 StarkNet 在 Ethereum 上发布 L2 状态的每个更改作为 calldata，因此存储是 最昂贵的资源。由于网络不使用EVM，交易成本 压缩不能简单地估计。通过假设执行成本和调用数据 可以忽略不计，可以计算出存储写入的压缩比 L1。假设没有部署合约，并且之前未在 StarkNet 上访问过的 10 个单元格 修改后，发现存储写入成本压缩率为~24：1。如果单元格被覆盖 数据发布之间的𝑛次，每次写入的成本将是成本的1/𝑛 一次写入，因为仅发布了最后一个写入。成本可以通过以下方式进一步最小化压缩常用值。有效性证明验证的成本分为 它所指的交易：例如，StarkNet区块4779包含200笔交易及其 有效性证明消耗 267830 个单位的 Gas，即每笔交易消耗 1339.15 个 Gas。 4.2.1.优化calldata：缓存合约 下面介绍的是 smart contract，它实现了经常使用的地址缓存 通过利用存储和执行成本便宜得多的事实来解决问题 资源，以及演示其用途的 Friends 合约。后者跟踪 可以通过调用 addFriend 函数注册的地址的“好友”。如果一个地址 已经至少使用过一次，可以通过调用addFriendWithCache来添加 功能：缓存索引是4字节整数，而地址是20字节表示， 因此函数参数节省了 5:1。相同的逻辑可以用于其他数据 类型，例如整数或更一般的字节。 合约地址缓存 { 映射（地址=> uint32）公共地址2key； 地址[]公钥2地址； 函数cacheWrite（地址_地址）内部返回（uint32）{ require(key2address.length < type(uint32).max, "AddressCache: 缓存已满"); require(address2key[_address] == 0, "AddressCache: 地址已缓存"); // 键必须从 1 开始，因为 0 表示“未找到” uint32 key = uint32(key2address.length + 1); 地址2键[_地址] = 键； key2address.push(_address); 返回键； } 函数cacheRead(uint32 _key)公共视图返回(地址){ require(_key <= key2address.length && _key > 0, "AddressCache: 找不到密钥"); 返回 key2address[_key - 1]; } } 清单 2：地址缓存合约。 合约好友是AddressCache { 映射（地址=>地址[]）公众好友； 函数 addFriend(地址_friend) 公共 { 朋友[msg.sender].push(_friend); 缓存写入(_friend); } 函数 addFriendWithCache(uint32 _friendKey) 公共 { 朋友[msg.sender].push(cacheRead(_friendKey)); } 函数 getFriends() 公共视图返回 (address[] memory) { 返回好友[msg.sender];} } 清单 3：继承地址缓存的合约示例。 该合约在缓存中支持大约 40 亿（232）个地址，并且添加一个字节给出 约 1 万亿 (240)。 4.2.2.优化存储：Bloom 过滤器 在 StarkNet 上有多种技术可以最大限度地减少存储使用。如果没有必要的话 保证原始数据的可用性，那么将其 hash 保存在链上就足够了：this 是用于保存 ERC-721 (NFT) [22] 数据的机制，即解析 数据的 hash（如果有）。对于多次存储的数据，可以使用查找 表类似于 Optimism 引入的缓存系统，要求将所有值保存在 至少一次。对于某些应用程序，可以通过使用布隆过滤器来避免保存所有值 [23,24,25]，即一种概率数据结构，可以让人们确定地知道是否 一个元素不属于一个集合，但承认有很小但不可忽略的错误概率 积极的一面。 布隆过滤器被初始化为 𝑚 位为零的数组。要添加元素，𝑘hash 函数 使用均匀随机分布，每个映射到设置的数组的一位
  2. 要检查某个元素是否属于集合，我们运行 𝑘hash 函数并验证 𝑘位设置为 1。在简单的布卢姆过滤器中，无法区分是否是 元素实际上属于该集合或者是误报，概率随着数量而增长 条目数量增加。插入𝑛元素后： P[假阳性] = (︃ 1 − [︂ 1 −1 𝑚 ]︂𝑘𝑛)︃𝑘 ≈ (︁ 1 −𝑒−𝑘𝑛/𝑚)︁𝑘 假设每个位组的概率独立。如果 𝑛 元素（任意大小！）是 预期包含在内，并且容忍误报的概率是 𝑝，即数组的大小 可以计算为： 𝑚= −𝑛ln 𝑝 (ln 2)2 而 hash 函数的最佳数量是： 𝑘=𝑚 𝑛2 如果我们假设以 1% 的容差插入 1000 个元素，则数组的大小为 9585 位 𝑘= 6，而对于 0.1% 的容差，当 𝑘= 9 时，它变成 14377 位。如果一百万个元素 预计将被插入，数组的大小变为约 1170 kB（对于 1%）和 1775 kB（对于 1%） 0.1%，与 𝑘 的值相同，因为它仅取决于 𝑝[26]。 在游戏中，玩家不得被分配给他们已经挑战过的对手， 可以使用 Bloom 来保存过去对手的列表，而不是为每个玩家保存存储空间 过滤器。不挑战某些玩家的风险通常是可以接受的，并且可以重置过滤器 定期。4.3. Ethereum 兼容性 与 EVM 和 Ethereum 兼容的主要优点是重用所有可用的 工具。 Ethereum smart contracts 可以在 Optimism 上发布，无需任何修改，也不 新的审计。钱包保持兼容，开发和静态分析工具，一般分析 工具、索引工具和 oracles。 Ethereum 和 Solidity 有着悠久的深入研究历史 漏洞，例如重入攻击、溢出和下溢、闪贷和 oracle 操纵。正因为如此，Optimism 能够在短时间内获取大量价值 时间。 选择采用不同的虚拟机意味着必须重建整个生态系统， 具有更大的实施自由度的优点。 StarkNet 本机实现帐户 抽象，这是一种机制，每个帐户都是一个 smart contract ，可以实现 任意逻辑，只要它符合接口（因此称为抽象）：这允许 使用不同的数字签名方案，使用更改私钥的能力 相同的地址，或使用多重签名。 Ethereum 社区提议引入此功能 2020 年与 EIP-2938 的机制，但该提案已经过时了一年多，因为 其他更新已被赋予更高优先级[27]。 兼容性带来的另一个重要好处是现有客户端的重用：Optimism 使用 geth 版本作为自己的节点，只有 ∼800 行差异，这已被 自 2014 年以来开发、测试和维护。拥有强大的客户至关重要，因为它定义了 网络中哪些内容被认为有效，哪些内容无效。故障证明实施中的一个错误 系统可能会导致错误的证明被接受为正确的，或者正确的证明被无效的 块被认为不正确，从而损害系统。出现这种类型的可能性 可以通过更广泛的客户端多样性来限制攻击：Optimism 除了 geth 之外还可以重用 已维护其他 Ethereum 客户端，并且正在开发另一个基于 Erigon 的客户端 已经在进行中。 2016年，geth的内存管理问题被利用 DoS攻击的第一道防线是推荐使用Parity，第二道最 当时使用的客户端 5. StarkNet 面临同样的有效性证明问题，但是客户端 必须从头开始编写，证明系统要复杂得多，因此 确保正确性也要复杂得多。

Phần kết luận

  1. Kết luận Rollups là giải pháp hứa hẹn nhất hiện nay để giải quyết vấn đề về khả năng mở rộng trong blockchains phi tập trung, mở đường cho kỷ nguyên blockchain mô-đun trái ngược với nguyên khối blockchains. Lựa chọn phát triển Tổng hợp lạc quan hoặc Tổng hợp hợp lệ chủ yếu được hiển thị như một sự đánh đổi giữa sự phức tạp và sự nhanh nhẹn. StarkNet có nhiều ưu điểm như nhanh rút tiền, cấu trúc không có khả năng chuyển đổi trạng thái không hợp lệ, chi phí giao dịch thấp hơn tại chi phí cho thời gian phát triển dài hơn và tính không tương thích với EVM, trong khi Optimism có tận dụng nền kinh tế mạng để nhanh chóng chiếm được thị phần lớn trên thị trường. Optimism Tuy nhiên, Bedrock sở hữu thiết kế mô-đun cho phép nó trở thành Hiệu lực 5https://blog.ethereum.org/2016/09/22/ethereum-network-currently-undergoing-dos-attack

Cập nhật trong tương lai: Cannon hiện đang sử dụng minigeth được biên dịch thành MIPS để kiểm tra lỗi của nó hệ thống, nhưng kiến trúc tương tự có thể được sử dụng để thu được một mạch điện và tạo ra các bằng chứng hợp lệ. Việc biên dịch một máy phức tạp như EVM cho một vi kiến trúc sẽ mang lại kết quả đơn giản hơn mạch không cần phải sửa đổi và xác minh lại trong trường hợp nâng cấp. RISC Zero là một vi kiến trúc có thể xác minh được với bằng chứng STARK đã được phát triển dựa trên RISC-V rằng có thể được sử dụng cho mục đích này thay thế cho MIPS [28]. Một khía cạnh không nên đánh giá thấp là sự phức tạp trong việc hiểu cách thức công nghệ hoạt động. Điểm mạnh của blockchain truyền thống là có thể xác minh trạng thái của blockchain mà không tin cậy bất kỳ thực thể bên thứ ba nào. Tuy nhiên, trong trường hợp StarkNet, đó là cần thiết phải tin tưởng vào việc triển khai khi không thể xác minh các thành phần khác nhau dựa trên mật mã và toán học nâng cao. Điều này ban đầu có thể tạo ra xích mích đối với việc áp dụng công nghệ, nhưng khi các công cụ và việc sử dụng bằng chứng về tính toàn vẹn ngày càng phát triển bên ngoài trường blockchain hy vọng vấn đề này sẽ được giải quyết.

结论

  1. 结论 Rollups 是当今最有前途的解决方案，可解决可扩展性问题 去中心化的 blockchains，为模块化 blockchains 时代铺平了道路，而不是 整体 blockchains。 主要显示了开发 Optimistic Rollup 或 Validity Rollup 的选择 作为复杂性和敏捷性之间的权衡。 StarkNet 具有许多优点，例如速度快 提款、结构上无法进行无效的状态转换、较低的交易成本 开发周期较长且与 EVM 不兼容，而 Optimism 有 借助网络经济，迅速占领市场主要份额。 然而，Optimism Bedrock 拥有模块化设计，使其成为 Validity 5https://blog.ethereum.org/2016/09/22/ethereum-network-currently-undergoing-dos-attack

未来的 Rollup：Cannon 目前使用编译为 MIPS 的 minigeth 来防止故障 系统，但可以使用相同的架构来获得电路并产生有效性证明。 为微架构编译复杂的机器（例如 EVM）会产生更简单的结果 升级时无需修改和重新验证电路。 RISC 零是 可验证的微架构，具有 STARK 证明，已基于 RISC-V 开发 可用于此目的作为 MIPS [28] 的替代。 不应低估的一个方面是理解如何实现这一目标的复杂性。 技术有效。传统 blockchains 的优点是能够验证 blockchain 而不信任任何第三方实体。然而，对于 StarkNet 来说，它是 当无法验证各个组件时，有必要信任实现 基于密码学和高等数学。这最初可能会产生摩擦 技术的采用，但随着工具和完整性证明的使用的进步，甚至 在 blockchain 字段之外，这个问题有望得到解决。