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二层网络上的以太坊智能合约: Optimistic Rollup

本翻译由 Cell Network[24] 赞助支持。
可扩展性指标
Optimistic rollup 利用经典 rollup技能(此处概述[10])来确保当前状态数据的可用性。该技能很简朴-区块出产者(称为聚合商)通过以太坊主网上的calldata(挪用以太坊函数的输入参数)通报所有区块的生意业务和状态根。calldata数据将默克尔化来并存储一个32字节的状态根。提示:calldata为每32字节2,000 gas,而存储本钱为20,000 gas。另外,在伊斯坦布尔硬分叉[11]中,calldata的gas本钱低落了近5倍。
我们需要确保的第二个属性是有效的总体状态。在zkRollup中,利用零常识证明来确保有效性。从久远来看,这是一个不错的办理方案,但今朝无法为任意状态转换建设有效的zkProofs。可是,仍然有但愿利用通用的EVM型状态机!我们可以利用plasma/truebit[14]雷同的加密经济学举办有效性博弈。
— 删除恶意聚合的区块以及在无效块之上构建的任何聚合区块。— 用聚合商的部门担保金嘉奖证明者。
[22]此提案: https://ethresear.ch/t/multi-threaded-data-availability-on-eth-1/5899
在这些假设下,optimistic rollup 链将可以或许基于任何有效的用户生意业务来进化和改观总体状态 (满意属性#3)。
有关活泼与即时确认
· 可用的(availabe)总体状态 — 任何相关方都可以下载当前的总体状态。
[11]伊斯坦布尔硬分叉: https://learnblockchain.cn/2019/11/21/istanbul-update

首先,让我们界说建设像以太坊这样的无许可智能合约平台的寄义。构建这些可爱的状态机之必需满意三个属性:
[4]OVM: https://medium.com/plasma-group/introducing-the-ovm-db253287af50

可是,以太坊今朝无法扩容。另一方面,在一些雷同的安详假设下,optimistic rollup 可以大局限扩容下,提供这三个担保。为了相识结构和安详性的假设,将逐一查抄我们但愿别离确保的每个属性。
暗码经济学有效性博弈
[6]Plasma: https://learnblockchain.cn/tags/Plasma
· 有担保金的聚合商将凭据“先到先得”的原则(或按照需要利用轮番方法)将所有区块提交到ROLLUP_CHAIN
合约。
无论如何,研究已经够了,是时候实施强大,全面且用户友好的以太坊第2层了!
有关瞭望塔
5. 假如任何人下载了该块并发明其无效,则可以利用verify_state_transition(prev_state, block, witness)来证明其无效, 将:

以下是 optimistic rollup
智能合约(名为Fred)的生命过程:
请留意,这些 ERC20 转账对calldata 举办了优化。别的请留意,Optimistic Rollup 的长处是我们不只限于ERC20传输!
回收L2的挑战之一是瞭望塔[16]的巨大性。与用户签约的瞭望塔,是另一个插手的来打点已经巨大的系统实体。幸运的是,optimistic rollup 加密经济有效性博弈自然地鼓励了瞭望塔!所有数据都是可用的,因此任何人都可以运行全节点验证无效生意业务以得到“所有”构建无效链的聚合商的担保金。这种风险鼓励将促使聚合商成为瞭望塔,从而验证他们成立的链,从而减轻了验证者的逆境。
· INVALID_PARENT: 提交的块的父块是无效的。
高出2000 TPS!
安详假设
[3]Karl Floersch: https://medium.com/@karl_dot_tech?source=post_page—–2c1cef2ec537———————-
深入Optimistic Rollup
我们真正想要的一个属性是即时确认。这样就可觉得用户提供亚秒级的反馈,表白他们的生意业务将被处理惩罚。我们可以通过在块上指定聚合器短时的把持出块来实现这一方针。缺点是,它低落了抗审查本领,因为此刻一个参加方一段时间内具备了审查。很想听听有关此衡量的任何研究!
有了这两个属性,我们就可以保持活泼!厚道的聚合商大概老是制止提交无效区块,因此,纵然只有一个非审查性聚合商,你的生意业务最终也会获得确定,这与主网雷同。
· 并非所有矿工城市审查生意业务。
[17]渔夫博弈: https://github.com/ethereum/research/wiki/A-note-on-data-availability-and-erasure-coding#what-is-the-data-availability-problem
[15]Cryptoeconomics.study视频: https://www.youtube.com/watch?v=-xoCoZGJ9AQ
1. 加密经济学有效性博弈是基于厚道甚至理性的验证者假设下事情的。我们可以说他是“理性”的验证者,而不是“厚道”的验证者,因为挑战博弈大概会从经济上鼓励他们。
要证明一个块无效,必需证明以下三个属性之一:
[5]shadow chains: https://blog.ethereum.org/2014/09/17/scalability-part-1-building-top/
存在一个非审查聚合商。
保持活泼基于两个安详性假设:
Optimistic Rollup会在L2中占据一席之地。它在通用智能合约平台,简朴性,安详性和扩展性之间做了一些衡量。再加上其可以或许安详的运行智能合约,意味着它甚至可以用于裁定其他第
二层办理方案,譬喻Plasma和状态通道!
在这些假设下,所有无效块或状态转换都将被扬弃,从而使我们得到一个有效总体状态,并满意属性 #2。
[13]Eth2: https://learnblockchain.cn/tags/以太坊2.0
2. 开拓人员将生意业务在链下发送到绑定的聚合商(aggregator)(L2的区块出产者),聚合商认真陈设合约。— 任何付出了担保金的人都可以称为聚合商(aggregator)。— 同一条链上有多个聚合商。— 可以付出用度,但聚合商需要(帐户抽象/元生意业务[8])。— 开拓人员可以即时确认生意业务,不然聚合商将损失担保金。
· INVALID_BLOCK: 提交的块是无效。这是通过is_valid_transition(prev_state, block, witness) => boolean计较的。
部门验证: 此有效性博弈可以以单个UTXO为基本举办。方案利用部门无效代替全部区块整体无效 — 这雷同于Plasma Cash。请留意,并不需要证明一个块的所有无效转换。部门区块无效验证意味着我们可以只验证我们体贴的状态, 以确保安详。要相识有关UTXO如何实现并行性请查察Cryptoeconomics.study视频[15]!
[16]瞭望塔: https://blockonomi.com/watchtowers-bitcoin-lightning-network/
在这里,我们假设以太坊主网上大都是厚道的。别的,假如我们利用Eth2、ETC或Bitcoin Cash,我们也将雷同假设。
[7]Bitcoin现金或以太坊经典: https://ethresear.ch/t/bitcoin-cash-a-short-term-data-availability-layer-for-ethereum/5735
译者注:瞭望塔是一个辅佐用户监督生意业务欺诈的实体,因为普通用户很难及时在线,瞭望塔则可以充当用户的署理。
[2]Tiny熊: https://learnblockchain.cn/people/15
计较基于 一个简朴的 call-data 计较 python 剧本[18].
您会留意到以太坊L1满意了这三个属性,因为我们相信:
· · 担保金巨细高出MINIMUM_BOND_SIZE的任何人都大概成为同一rollup链的聚合商。
3. 聚合商在当地处理惩罚生意业务并计较新的状态根。
[8]元生意业务: https://learnblockchain.cn/article/584
· 活泼的(live)总体状态 — 任何感乐趣的一方都可以提交转换总体状态的生意业务。
[10]此处概述: https://ethresear.ch/t/on-chain-scaling-to-potentially-500-tx-sec-through-mass-tx-validation/3477
这三个状态转换有效性条件如图所示:

安详假设
Optimistic Rollup 与 Plasma
出格感激Vitalik Buterin与我一起办理这些想法并提出了许多发起。
可插拔的有效性查抄器: 我们可觉得is_valid_transition(…)界说差异的有效性查抄器,从而答允我们利用差异的VM(包罗EVM和WASM在内)来运行智能合约。
1. 开拓人员编写了一个名为Fred的Solidity合约。
[14]truebit: https://learnblockchain.cn/tags/TrueBit
以下估算是**完全基于数据可用性 **。实际上,大概会碰着其他瓶颈,个中一个是状态计较。可是,这确实提供了可用的上限。
[20]OVM: https://medium.com/plasma-group/introducing-the-ovm-db253287af50
[24]Cell Network: https://www.cellnetwork.io/?utm_souce=learnblockchain

4. 聚合商提交以太坊生意业务(付出gas用度),个中包括生意业务和状态根(一个optimistic rollup区块)。
参考资料
与L1可以处理惩罚的吞吐量的数量成线性干系。
在ETH1数据可用性下的ERC20 转账
在这些假设下,利用可信的L1来宣布所有生意业务,我们可以确保任何人都可以计较当前的总体状态,从而满意属性1。

这篇文章概述了optimistic rollup:一种利用OVM[4]在二层网网络上启用智能合约的布局。该结构大量警惕了plasma和zkRollup设计,并以Vitalik所描写的 shadow chains[5] 为基本 。此布局雷同于Plasma[6],但放弃了一些扩展性,以便在二层网络中运行完全通用的智能合约(譬喻Solidity),同时还享有和一层网络沟通的安详性。optimistic rollup的可扩展性与一层网络数据可用带宽成正比,一层网络可以包罗Eth1,Eth2, 甚至Bitcoin现金或经典[7],optimistic rollup都可以在二层网络上提供类EVM的链。

BLS 签名 / SNARK-ed 签名~400 TPS :未回收 EIP 2028 时 ~2000 TPS :回收 EIP 2028 后 ( 2019年 10 月已经很到主网)
[18]一个简朴的 call-data 计较 python 剧本: https://gist.github.com/karlfloersch/1bf6ab7871f41e3a5a921c0a007ad5c6

备注:下文中二层网络将利用简写 L2 ,相应的以太坊主网(或其他网络)称为 L1

[19]状态通道: https://learnblockchain.cn/tags/%E7%8A%B6%E6%80%81%E9%80%9A%E9%81%93
Yay Optimistic Rollup

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