Sự phát triển của OP Stack: OP Succinct mở ra tiềm năng của ZK Rollup

Tác giả: Nhà nghiên cứu Ac-Core của YBB Capital

TLDR

• Chức năng chính của OP Succinct là tích hợp ZKP Chuyển đến kiến ​​trúc mô-đun của OP Stack và chuyển đổi Bản tổng hợp ngăn xếp OP thành Bản tổng hợp ZK đã được chứng minh đầy đủ.

• Nếu giải pháp mở rộng quy mô trong tương lai cho Ethereum là chuyển đổi tất cả các Bản tổng hợp thành Bản tổng hợp ZK, thì OP Succinct nhằm mục đích tận dụng Rust và SP1 để triển khai zkEVM Loại 1 trong OP Stack ( Hoàn toàn tương đương với Ethereum).

• OP Succinct Proposer triển khai việc tạo bằng chứng cũng như tổng hợp và xác minh bằng chứng song song.

• Hệ thống OP Stack hiện tại dựa trên "cửa sổ chống gian lận trong 7 ngày", có thể gây ra sự chậm trễ trong giao dịch nếu xảy ra tranh chấp. OP Succinct giảm thời gian hoàn thành giao dịch bằng cách sử dụng bằng chứng ZK, loại bỏ nhu cầu mở rộng thời gian ngăn chặn gian lận.

• OP Succinct có thể giảm đáng kể chi phí giao dịch.

1. Đánh giá gần đây: Cập nhật mạng chính của OP và mối quan hệ giữa OP Stack và OP Labs

Nguồn hình ảnh : Blockscout

1.1 Tiến trình chính của mạng chính OP

Vào ngày 30 tháng 3 năm 2024, OP Labs đã công bố phát hành "bằng chứng lỗi" trên mạng thử nghiệm OP Sepolia, đó là It sẽ được ra mắt chính thức trên mạng chính OP vào ngày 11 tháng 6 năm 2024. Điều này đánh dấu bước đầu tiên trong quá trình phân cấp, cho phép người dùng rút mã thông báo ETH và ERC-20 khỏi mạng chính OP mà không cần bên thứ ba đáng tin cậy. Cơ chế này cho phép người dùng thách thức và đảo ngược các khoản rút tiền không hợp lệ (bao gồm Cơ sở, Kim loại, Chế độ và Zora).

Để đảm bảo tính bảo mật và tin cậy cho tài sản của người dùng, Optimism sử dụng bằng chứng lỗi để xác minh tính chính xác và hợp lệ của các giao dịch trên chuỗi cũng như ngăn chặn hành vi nguy hiểm. Các nguyên tắc chính bao gồm:

• Tính sẵn có của dữ liệu: Khả năng chống lỗi đảm bảo tất cả dữ liệu trên lớp 2 có thể truy cập được và có thể được xác minh bởi Cấp 1.

• Thời gian thử thách: Trong thời gian thử thách cụ thể, bất kỳ ai cũng có thể tranh chấp dữ liệu Cấp 2.

Nếu dữ liệu Cấp 2 và Cấp 1 được phát hiện không nhất quán, bên tranh chấp có thể phản đối dữ liệu đó. Người vận hành Cấp 2 phải gửi bằng chứng để bác bỏ thách thức và xác minh tính chính xác của dữ liệu.

• Cuối cùng: Nếu không có thử thách hợp lệ hoặc cấp 2 xảy ra trong thời gian thử thách Nếu nhà điều hành từ chối thành công thử thách, giao dịch sẽ được hoàn tất và được coi là hợp lệ.

1.2 Mối quan hệ và sự khác biệt giữa OP Stack và OP Labs

OP Labs là một nhóm hoặc tổ chức phát triển các giải pháp Optimism và OP Stack được sử dụng để xây dựng và khung kỹ thuật để mở rộng mạng Ethereum Lớp 2. Mối quan hệ giữa OP Labs và OP Stack có thể hiểu là mối quan hệ giữa nhà phát triển và công cụ phát triển.

• OP Labs: OP Labs là đơn vị đóng góp cốt lõi cho dự án Optimism và chịu trách nhiệm phát triển cũng như duy trì các giải pháp Optimism Lớp 2. Đó là một nhóm hoặc tổ chức chuyên tạo và cải tiến các công cụ kỹ thuật liên quan đến việc mở rộng quy mô Ethereum, chẳng hạn như Optimistic Rollups. Mục tiêu chính của OP Labs là giảm tải cho mạng chính Ethereum, giảm chi phí giao dịch và tăng tốc độ giao dịch. OP Labs cũng hợp tác với các dự án khác, chẳng hạn như OP Succinct, tập trung vào việc tối ưu hóa các bằng chứng không có kiến ​​thức, để nâng cao công nghệ mở rộng quy mô Ethereum.

OP Labs là nhóm hoặc tổ chức chính chịu trách nhiệm phát triển và duy trì Mạng lạc quan. Mục tiêu của họ là tạo ra các giải pháp mở rộng quy mô hiệu quả cho Ethereum, tập trung vào việc giảm phí giao dịch và tăng tốc độ giao dịch. Họ không chỉ phát triển Optimistic Rollups mà còn quảng cáo các công nghệ mới liên quan đến bằng chứng không có kiến ​​thức, chẳng hạn như OP Succinct, được phát triển với sự hợp tác của Succinct Labs.

• OP Stack: OP Stack là một kiến ​​trúc mô-đun hoặc ngăn xếp công nghệ được sử dụng để xây dựng và mở rộng mạng lớp thứ hai Ethereum. Nó bao gồm nhiều thành phần có thể tùy chỉnh, cho phép các nhà phát triển xây dựng chuỗi lớp thứ hai của riêng họ theo nhu cầu cụ thể. Nó cung cấp cho các nhà phát triển một cách tiêu chuẩn hóa để nhanh chóng thiết lập mạng mở rộng Lớp 2 phù hợp với các điều kiện cụ thể.

OP Stack do OP Lab phát triển cung cấp khung mô-đun và cung cấp cơ sở hạ tầng để xây dựng mạng Lớp 2. Các nhà phát triển có thể sử dụng OP Stack để nhanh chóng tạo các mạng mở rộng khác nhau. Thiết kế mô-đun cho phép người dùng linh hoạt lựa chọn các cơ chế xác minh khác nhau (chẳng hạn như Bản tổng hợp lạc quan hoặc Bản tổng hợp ZK) để đáp ứng nhu cầu của các dự án khác nhau.

Về cơ bản, OP Labs có thể được coi là nhà phát triển của OP Stack và OP Stack là một công cụ kỹ thuật được OP Labs cung cấp để giúp các nhà phát triển xây dựng và mở rộng mạng Ethereum Lớp 2.

Trước khi đi sâu vào OP Succinct, cần giới thiệu bốn thành phần chính của mỗi OP Stack:

1: thu thập các giao dịch từ người dùng và tạo dữ liệu dựa trên những giao dịch này. các giao dịch và khối thực thi.

2.op-batcher: Thực hiện các giao dịch hàng loạt của người dùng và gửi chúng đến lớp 1.

3. op-node: Đọc dữ liệu hàng loạt từ lớp 1 và điều khiển op-geth ở chế độ không tuần tự để chuyển đổi trạng thái.

4. người đề xuất phản đối: Định kỳ xuất bản gốc đầu ra lên lớp 1, nắm bắt trạng thái lớp 2 và tạo điều kiện cho việc rút tiền.

2. Succinct Labs hợp tác với OP Labs để đưa các phần tử ZK vào OP Stack

Nguồn ảnh: Blog ngắn gọn

2.1 Các thành phần kiến ​​trúc OP Succinct

OP Succinct được xây dựng trên các thành phần OP Stack được nêu trong Phần 1.2 và là một bản nâng cấp nhẹ cho OP Stack, cho phép chuỗi sử dụng các khối đã được xác minh ZK trong khi vẫn duy trì các thành phần khác ( op- geth, op-batcher và op-node) không thay đổi. OP Succinct bao gồm bốn thành phần chính sau:

• Range Program: một chương trình xử lý các khối batch, được viết bằng Rust, được thiết kế để sử dụng trong Chạy trong zkVM.

• Chương trình tổng hợp: Tổng hợp các bằng chứng từ các chương trình Range để giảm chi phí xác minh trên chuỗi, cũng được viết bằng Rust và được thiết kế để chạy trong zkVM.

• OP Succinct L2 Output Oracle: Hợp đồng thông minh Solidity chứa một loạt các đầu ra ở trạng thái L2, mỗi đầu ra được cam kết theo trạng thái của chuỗi L2. Hợp đồng này tồn tại trong hệ thống Optimism ban đầu nhưng đã được sửa đổi để sử dụng xác minh bằng chứng làm cơ chế xác thực.

• OP Người đề xuất ngắn gọn: Quan sát các lô giao dịch được xuất bản trên L1 và quản lý phạm vi cũng như việc tạo bằng chứng của chương trình tổng hợp.

2.2 OP Succinct phù hợp với câu chuyện mở rộng quy mô Ethereum như thế nào?

Việc xây dựng Bản tổng hợp zkEVM đã gặp nhiều thách thức do cần có chuyên môn về mật mã. Khi OP Labs phát triển OP Stack mô-đun, họ dự đoán sẽ hỗ trợ nhiều cơ chế chứng thực khác nhau. Để đạt được mục tiêu này, họ đã mở nguồn phát triển Kona, sử dụng Rust để triển khai STF của OP Stack Rollups và cuối cùng tạo ra bằng chứng không kiến ​​thức (ZKP) cho OP Stack thông qua các chương trình Kona và SP1. Điều này có nghĩa là về mặt lý thuyết, bất kỳ chuỗi OP Stack nào cũng có thể được nâng cấp để sử dụng ZKP.

Mục tiêu của SP1 (Bộ xử lý ngắn gọn 1) là cho phép các nhà phát triển tích hợp liền mạch bản tổng hợp zkEVM Loại 1 bằng cách sử dụng mã Rust tiêu chuẩn. Với OP Succinct, quá trình nâng cấp bất kỳ chuỗi OP Stack hiện có nào lên bản tổng hợp zkEVM Loại 1 có thể được hoàn thành trong vòng chưa đầy một giờ, với những lợi ích sau:

< li>< p>Xác nhận ZKP nhanh: Giảm độ trễ chứng thực xuống còn vài phút, thay thế thời hạn tranh chấp chống gian lận trong 7 ngày.

• Hiệu quả về chi phí: Chi phí giao dịch trung bình giảm xuống chỉ còn vài xu.

• Chuyển OP Stack sang ZK: Bằng cách triển khai hợp đồng thông minh, bắt đầu dịch vụ đề xuất OP Succinct nhẹ và tạo bằng chứng thông qua lệnh gọi API (bao gồm xử lý hàng loạt/trình tuần tự hóa, op-node, người lập chỉ mục, v.v.).

• ZkEVM loại 1: Tất cả các công cụ và hợp đồng thông minh tương thích với OP Stack Rollups đều tương thích với OP Succinct Rollups.

• Khả năng mở rộng được cải thiện: OP Succinct Rollup có thể tùy chỉnh có thể thêm tính năng biên dịch trước mới và sửa đổi logic Rollup nếu cần.

Theo tài liệu chính thức của GitHub, quy trình này chỉ yêu cầu cài đặt Rust, Foundry và Docker để nâng cấp mọi bản cuộn OP Stack hiện có lên bản cuộn zkEVM Loại 1. Quy trình đơn giản hóa bao gồm hai bước:

• Triển khai hợp đồng ZK L2OutputOracle.sol.

•  Bắt đầu dịch vụ đề xuất OP Succinct (tham khảo liên kết tiện ích mở rộng GitHub số 2 để biết các bước chi tiết).

Nguồn hình ảnh: Blog Succinct - Nâng cấp OP Stack Rollup lên ZK Proofs

2.3 Được xây dựng bằng SP1 Reth Type -1 zkEVM

Succinct tin rằng tương lai của EVM Rollups nằm ở zkEVM được viết bằng ngôn ngữ Rust, ngôn ngữ này sẽ có khả năng bảo trì tốt hơn. Hiện tại, OP Rollups phải đối mặt với ba thách thức lớn: thời gian chống gian lận kéo dài bảy ngày, khả năng tương tác phức tạp và sự phụ thuộc vào nhiều bộ cơ chế dữ liệu thay vì bằng chứng chống gian lận trong một số trường hợp. Việc phát triển zkEVM là một nỗ lực lâu dài, vì vậy SP1 được tạo ra để giải quyết những thách thức này.

SP1 là một zkVM hiệu suất cao, có thể tùy chỉnh hoàn toàn, là nguồn mở 100% và có thể xác minh việc thực thi bất kỳ chương trình Rust (hoặc LLVM nào được biên dịch). Theo dữ liệu công khai, OP Succinct Stack đã chạy thành công trên các chuỗi OP Mainnet, OP Sepolia và Base, với chi phí bằng chứng giao dịch dao động từ 0,01 USD đến 0,02 USD (xem liên kết mở rộng 3). Trong tương lai, tất cả cơ sở hạ tầng blockchain, bao gồm cuộn, cầu nối và bộ đồng xử lý, có thể sẽ được viết bằng Rust (hoặc các ngôn ngữ được biên dịch LLVM khác) và tận dụng ZKP.

Theo bản tóm tắt của blog Succinct và nội dung GitHub nguồn mở, lợi thế về hiệu suất của SP1 so với các zkVM khác bắt nguồn từ một số yếu tố chính:

• Kiến trúc tập trung vào tiền biên dịch: SP1 hỗ trợ hệ thống tiền biên dịch linh hoạt giúp tăng tốc đáng kể các hoạt động như xác minh chữ ký secp256k1 và ed25519, băm sha256 và keccak256, đồng thời giảm số chu kỳ RISC-V cho nhiều chương trình xuống 5- 10 lần. Nó được thiết kế để cung cấp hiệu suất tương đương với các mạch ZK trong khi vẫn duy trì tính linh hoạt của zkVM và trải nghiệm tuyệt vời cho nhà phát triển.

• Nguồn mở hoàn toàn: SP1 là nguồn mở 100%, cho phép các nhóm như Argument và Scroll triển khai tính năng biên dịch trước tùy chỉnh, giảm thời gian lặp và tăng tốc thời gian tạo bằng chứng.

• Tiêu chuẩn ngành: Kể từ khi được giới thiệu, ý tưởng biên dịch trước trong zkVM đã trở thành một tiêu chuẩn ngành, ảnh hưởng đến các dự án như RISC0, Valida, Nexus và Jolt. SP1 là zkVM sẵn sàng sản xuất duy nhất hỗ trợ nhiều hoạt động mã hóa quan trọng.

• Đọc và ghi bộ nhớ hiệu quả: SP1 sử dụng phương pháp kiểm tra bộ nhớ cải tiến để đạt được bộ nhớ nhất quán trên nhiều lần kiểm tra chỉ với một thử thách, tránh chi phí sử dụng bộ nhớ Merkleized.

• Tối ưu hóa hiệu quả cơ bản: tận dụng các hệ số khuếch đại thấp hơn và các tham số tra cứu thế hệ tiếp theo (ví dụ: các dẫn xuất dựa trên logarit như LogUp) và các biến thể FRI trong Plonky3, SP1 Khu vực theo dõi được cải thiện hiệu quả sử dụng.

Nguồn ảnh: Blog Succinct

3. OP Succinct có thể trở thành con át chủ bài của OP Stack chống lại ZK Stack không? ?

< /p>

Nguồn hình ảnh: @jtguibas

Nếu kế hoạch mở rộng của Ethereum là OP trong ngắn hạn và ZK trong dài hạn, thì khả năng thành công của OP Succinct Nó có thể đánh dấu một cột mốc quan trọng trong sự phát triển của Ethereum. OP Succinct cung cấp một lộ trình có thể nâng cấp cho ETH Rollups để chuyển từ xác minh tích cực sang bằng chứng không có kiến ​​thức (ZKP). Việc chuyển đổi này không chỉ giảm chi phí giao dịch mà còn tăng tốc độ giao dịch, đồng thời vẫn giữ được các đặc tính bảo mật và quyền riêng tư của ZK Rollups, mở ra những khả năng mới cho việc mở rộng lớp ứng dụng trong tương lai.

Trong số bốn giải pháp Lớp 2 được công nhận, có vẻ như OP Stack tốt hơn ZK Stack một chút về mặt xây dựng sinh thái. Hiệu ứng Matthew có thể rõ ràng hơn trong tương lai. ZK Stack. Một số lưu lượng truy cập và tiềm năng, nếu OP Succinct thành công, thậm chí có thể đặt ra thách thức đối với các Bản tổng hợp dựa trên zkEVM truyền thống.

Tuy nhiên, từ logic vận hành được đề xuất hiện tại, một câu hỏi quan trọng được đặt ra: làm thế nào các nhà phát triển có thể đảm bảo phát hiện kịp thời các lỗ hổng gây ra bằng cách sửa đổi chức năng chuyển đổi trạng thái (STF) hoặc thêm các lỗ hổng mới chưa được biên dịch trước? rủi ro rộng? Đây là lĩnh vực cần được quan tâm lâu dài.